JPS61224474A - ボア組立体およびこれを有するガス・イオン・レーザー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は伝導冷却型ガス・イオン・レーザーのための斬
新な改良型ボア組立体に関する。本発明の独特のボア組
立体は冷却用の熱伝導路を作るための機械的拘束を持た
せた設計を用いる。それにより、ボア（孔腔）の放射封
入素子を形成する材料がろう付け性を考慮することなく
選択され得るようになる。特にこの行き方は伝導冷却型
レーザーにボア材料としてのグラファイト（ろう付けが
困難）の使用を実用化する。そのうえ、ろう付け以外の
例えば耐浸食性（スパッター・レジスタンス）のような
要素に基づいて他のボア材料を選択することができ、レ
ーザー・チューブの設計の柔軟性が増す。

また本発明はガス・イオン・レーザーの改良に関する。

特に本発明と同じ譲受人に譲渡され、参考として本明細
書に記載される米国特許第４．３７８゜６００号および
第４．３７８．３２８号に開示された型式の伝導冷却型
レーザーに用いるのに適している。

後者の特許に開示されたガス・イオン・レーザーの型式
は、アルミナのようなセラミック材から形成される比較
的薄肉の電気絶縁性外筒を含む。

中心ボアの中で放射を生ずるようにチューブ内のガスを
励起しボアから熱を伝導し去るための装置が設けられる
。

前記の特許に開示される構造において、放射を封入する
ための装置は複数の耐浸食性の、同心状に整合されたタ
ングステン円板から成る。各タングステン円板は熱伝導
性銅カップにろう付けされ、銅カップはつぎにセラミッ
ク外筒の内壁にろう付けされる。作動中は、放射線から
の熱は、円板から、銅カップを通りさらにセラミック筒
の壁を通ってセラミック筒まわりのジャケットの中を流
れる冷却水に伝導されることにより伝達される。

前記特許においては、タングステンが銅カップにろう付
け可能であり、また比較的に耐浸食性力Ｃ良いので、タ
ングステンがボア材として用いられる。レーザーの出力
および寿命を決める上で、ボアの耐浸食性が重要である
。

商業上生き残れる製品を生ずるために、レーザーは少な
くとも１０００時間は現場で運用可能でなければならな
い。運用寿命の最大の制限要因はボア画成素子の緩慢で
はあるが継続的な浸食である。

使用中に、ボア材は熱とイオンによる連続的な衝突にさ
らされ、イオンは壁のシース電位により茄速されてボア
壁にあたる。この浸食過程がボア壁を浸食しボア径を大
きくして、遂にはレーザー過程に必要な封入性を与えな
くなる。従ってボアに耐浸食性の高い材料を選ぶことに
より寿命を長くすることができる。

レーザーの出力はボアの寿命と耐浸食性に密接に関係し
ている。特に、どのような秀れたガス・イオン・レーザ
ー構造においても、電流すなわち出力を増すと、浸食率
は劇的に高まる。よって電力増加は通常、それ相応の寿
命の低下を伴うので、耐浸食性がより高いボア材が有利
となるであろう。

耐浸食性の秀れたボアの構成を妨げていた主要原因の一
つは、ボア材が熱伝導性カップ部材に容易にろう付けさ
れる能力を具えなければならないという要求である。タ
ングステンよりも耐浸食性が高い・が、ろう付けが容易
でないという材料が今日幾つか存在する。成る材料は脆
すぎて、元う付け継ぎ手に伴う熱誘起応力に耐えられな
い。ろう付け可能の他のボア材もあるが、これらの材料
はレーザー・チューブの残りの部分の製作に適しないろ
う付け温度および部品形状を必要とする。銅カップへの
ろう付け能力を考慮せずに、耐浸食性に基づいてボア材
を選択させるボア設計を開発することが大いに望ましい
であろう。

よって、斬新な改良された伝導冷却型のイオン・レーザ
ー用グラファイト製ボア組立体を与えることが本発明の
一目的である。

放射封入素子として広範囲にわたる種々な材料を用いる
ことのできる斬新な改良型ボア組立体を与えることが本
発明のいま一つの目的である。

ろう付け特性を考慮することなく放射封入素子を形成す
る材料の選択を可能にする斬新な改良型ボア組立体を与
えることが本発明のいま一つの目的である。

耐浸食性の高い材料グループから放射封入素子を選択し
得るようにする新しい改良型ボア組立体を与えることが
本発明のさらにいま一つの目的である。

新しいボア材の試験を容易にする新しい改良型ボア組立
体を与えることが本発明のいま一つの目的である。

寿命がより長いレーザーの設計を可能にする新しい改良
型ボア組立体を与えることが本発明のさらにいま一つの
目的である。

出力がより高いレーザーの設計を可能にする新しい改良
型ボア組立体を与えることが本発明のいま一つの目的で
ある。

内部部品が簡単化された新しい改良された伝導冷却型イ
オン・レーザーを与えることが本発明のいま一つの目的
である。

上記その他の目的に従って本発明はガス・イオン・レー
ザーに用いるのに適した新しい改良されたボア組立体を
用意する。ガス・イオン・レーザーは電気絶縁材から形
成される薄肉円筒チューブを有する型式であることがで
きる。チューブにそれぞれ中心開口部を有する複数の熱
伝導部材が設けられる。各熱伝導性部材の外周は熱伝導
路を与える円筒チューブの内面に取付けられる。

ボア組立体は中心チャンネルが中に形成れた放射封入素
子すなわちインサートにより画成される。

放射封入素子の少なくとも一部分のまわりに配設される
外側支持部材すなわちスリーブが設けられる。放射封入
素子が機械的に拘束されるような態様で外側支持部材が
熱伝導部材に結合される。

組立ての際、ボア組立体は米国特許第４．ｌＴ６゜３２
８号に記載される仕方でマンドレルに取付けられる。製
作中、インサートの各々の中心チャンネルを同心状に整
合させるためにマンドレルに張力をかける。この時、イ
ンサートを機械的に拘束する仕方でスリーブを連合する
熱伝導部材にろう付、　　けすることができる。熱伝導
部材を同一段階でレーザー・チューブの壁にろう付けす
ることができ′　　る。

以下に、より詳細に述べるように、放射封入素子を機械
的に拘束するための実施例は多数ある。

チューブの壁への放射に際して発生した熱を伝導伝達す
るための通路を画成するために、放射封入素子と外側ス
リーブの間に緊密なはめ合い配置が樹立される。本願に
おいて、「機械的な拘束」という語はレーザーの作動中
に伝熱路力も強化される形状を定義するものである。具
体的には、作動中にボア軸線にそう放射により発生した
熱はこの軸線から半径方向に離れるように流れ、そのた
め、ボア・インサートは外側スリーブよりも高い温度に
熱せられて半径方向にスリーブに対して膨張する。機械
的に拘束された形状では、この膨張は部材間により緊密
な接触を生じて、レーザー作動中に熱サイクルを受けな
がら、部材は結合を保ち秀れた伝熱路を画成する。

ボア素子と外側スリーブの間の熱接触区域は局部的に相
互に対して突き出た顕微鏡的な山と谷から成っそいると
見なすことができる。半径方向の膨張差は境界面にわた
′って山を谷に押し込む数を増すので、密着接触する表
面面積は温度差と共に増す。作動中に発生する熱が熱伝
達を高めるので、室温にて初期の緊密なはめ合いを確保
することだけが必要である。必要なはめ合いの緊密性は
、インサートとスリーブ材の間の膨張差の割合、−拡散
しなければならないボア組立体当りの入力熱、およびイ
ンサートの許容最高作動温度により決定される。インサ
ートをスリーブの中に機械的に拘束して、膨張差と共に
、熱接触面積を強制増加するようにはめ合いが形成され
る。

レーザー・ボアの伝導冷却のための伝熱通路を良くする
ために半径方向膨張を用いることは従来技術で使用され
ている。例えば、Ｍｙｅｒｓ　（マイヤース）の米国特
許第３．５０１．７１４号は薄肉の外側セラミック・チ
ューブの中に取付けられる円板形熱伝導部材を開示する
。一つの実施例において、円板にばね作用を生ずるよう
にその周囲近くにアンダーカット（下面の削りおとし）
が設けられ、少しオーバーサイズの円板をセラミック・
チューブに強制はめこみするようになっている。いま一
つの実施例においては、完全な円板がゆるくチューブの
中にはめ込まれる。レーザーの作動中にこれらの円板は
半径方向に膨張してセラミック壁との熱接触を高める。

ボアに要求される光学的な直線性はセラミック・チュー
ブの内径の真円性および直線性、円板の外径、ならびに
円板の穴の同心度を精密な公差に収めることにより得ら
れる。その弛に、これらの半径方向に接触する部品の表
面仕上げが精密に規定される。これらの公差は達成可能
ではあったが、今日市販の水冷式イオン・レーザーの長
さにわたってレーザーが作りこまれたことはない。

本発明は比較的小形の部品と単純な形状を画成す−るよ
うに封入構造を分割することにより前記Ｍｙｅｒｓの特
許の欠点を克服する。長いチューブ長の部品よりも、短
かいセグメント（分割部品）の厳しい公差の部品を与え
ることの方がずっと容易であることは自明である。本発
明は構成はボア部材を同心整合させるための簡易装置を
与えるという補足的利点を有する。より具体的には、ボ
ア組立体を熱伝導部材に恒久的に取付ける段階の前に、
ボアのチャンネルの全部を同心整合させるように張力を
かけられたマンドレル上にボア組立体を取付けることが
できる。

前記のＭｙｅｒｓ特許で、外側セラミック壁よりも熱膨
張係数が小さい熱伝導部材（Ｍｙｅｒの円板）の材料を
選ぶことが望ましいとの説明が為されている。一般にセ
ラミックは膨張係数が低く、圧縮に強いが引張りに弱く
、そのために内側の金属（幾つかの膨張率の低い金属を
除く）の膨張により容６　　　　易に破損し得る。それ
に反し、本発明では、外側スリーブを金属にするのに対
し、ボア画成インサートを膨張率の低い耐火材から作る
ことができる。

脆いボア画成材を内側に、そして柔軟な、膨張率の高い
材料を外側（スリーブ）に配することにより、本発明は
Ｍｙｅｒ特許の限界を克服する。

本発明を実施するための種々の幾何学形状および実施例
が以下に詳細に述べられる。しかし、緊密なはめ合いの
機械的封入を用いることにより、本発明は放射封入素子
を形成する材料を、そのろう付け特性に考慮を払うこと
なく選択することを可能にする。

望ましい実施例において、グラファイトがボア画成素子
として用いられる。ボア直径に略等しいか、またはそれ
より大きな厚みを有する重任性の長尺のボア素子が用い
られた従来技術において、素子の陽極対面端において陰
極対面端よりも加速的な浸食が見られる。例えば厚さ５
　ｍａｒで、直径２　、８　＋ｕの本来真直ぐのボア孔
を有するタングステン製ボア素子がクリプトン−レーザ
ーで８５０Ａｇ＋ｐ／Ｃ−の電流密度にて４００時間運
用された。この素子で、陽極に向って開く円錐形孔が生
じ、約５０−のタングステンが浸食により除去された。

いま一つのクリプトン・レーザーにおいて、２倍以上の
運用時間中に、薄い、０　、５　ａｍの厚みを有するボ
ア素子（Ｈｏｂａｒｔ装置に見られるようなもの）から
除去された約１０分の１のタングステン体積に比べ、上
記の浸食率は対照的である。

この加速された浸食率は、従来技術（例えばに、Ｇ、Ｈ
ｅｒｎｇＶＩＳｔおよびＪ、Ｒ，Ｆｅｎｄｌｅｙ、Ｊｒ
、のＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　
Ｅｌｅｔｒｏｎｉｃｓ、Ｖｏｌ、ＱＥ−８，１９６７年
２月号、ｐ、６６〜７２”Ｃｏｎ５ｔｒｕｃｔｉｏｎ　
ｏｆ’　Ｌｏｎｇ　ＬｉｆｅＡｒｇｏｎ　）、ａｓｅｒ
ｓ長寿命のアルゴン・レーザーの構成“、特に第４図、
参照）に説明されるように、中心ボアにそうプラズマ電
位とボア画成素子〃陽極端における電位との間の差が比
較的大きいことによる。長い導電性ボア素子の急速な浸
食のこの効果が、初期のイオン・レーザー・ボア設計、
特にＥ、１．ＧｏｒｄｏｎおよびＥ、Ｆ、Ｌａｂｕｄａ
の米国特許第３．５３１．７３４号に開示されるもの、
の実用を制限した重要な要因である。このようなチュー
ブ設計において浸食され飛散した材料はチューブ内の他
の個所に移動してセグメント間に電気的短絡を生ずるこ
とが有り得る。短絡状態は短絡部分への不均一な放射熱
入力によりチューブ故障（セラミック璧の破損）を生ず
ることが有り得る。

しかしながら、グラファイトの耐浸食性は非常に大であ
るから、この材料でできた長尺のボア素子でも著しい浸
食を示さない（Ｇ、ＫＪｅｈｎｅｒのＰｈｙｓｉｃａｌ
　Ｒｅｖｉｅｗ　１０２．ｐ、８９０．１９５８年、第
７図”Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ　
ｏｆ’　Ｍｅｔａｌｓ　ｂｙ　Ｌｏｖ−Ｅｎｅｒｇｙ　
Ｈｇ　Ｉｏｎｓ、低エネルギ水銀イオンによる金属浸食
の制御”、参照、またＮ、ＬａｅｇｒｅｌｄとＧ、Ｋ。

ＷｅｈｎｅｒのＪ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、３２　（１９
６１年　３月号）　ｐｐ、３６５−１８５．−９ｐｕｔ
ｔｅｒｌｎｇ　Ｙｉｅｌｄｓ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｓ　ｆ
’ｏｒ　Ａｒ”ａｎｄ　　Ｎｅ　　　Ｉｏｎ　　Ｗｉｔ
ｈ　　Ｅｎｅｒｇｉｅｓ　　ｆ’ｒｏｍ　　５０　　ｔ
ｏ　　８００　　ｅＶ。

５０〜ｅｏｏｍ子ボルトのエネルギにおけるＡｒ＋およ
びＮｅ　　イオンによる金属の浸食降伏”、Ｒ，Ｖ、５
ｔｕａｒｔとＧ、に、ＷｅｈｎｅｒのＪ、Ａｐｐｌ、Ｐ
ｈｙｓ、３３　（１９Ｂ２年　７月号）　ｐｐ、２３４
５〜２３５２．”Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ　Ｙｌｅｌｄｓ
　ａｔＶｅｒｙ　Ｌｏｗ　Ｂｏｍｂａｒｄｉｎｇ　Ｉｏ
ｎ　Ｅｎｅｒｇｉｅｓ極低衝撃イオン・エネルギにおけ
るスパッタリング量”およびその引用文献、参照）。下
記に述べるように、長尺のグラファイト製ボア画成素子
を用いることにより、内部チューブ故障を単純化するこ
とが可能である。特にＨｏｂａｒｔ装置においてチュー
ブ内の放射領域（ガスが高温でイオン化している個所）
をガス戻り窓を有する領域（効率的なガスの戻りのため
に低温で電気的に中性のガスが望ましい個所）から隔離
するために円筒リング形ガス遮蔽板が望ましい。本発明
において、相互間に小さな隙間を有する長いボア素子は
高温プラズマのためのヒート・シンク（吸熱体）を与え
るように働き、それにより組立体の半径方向外側にある
冷却ガスをプラズマが加熱することを防いでいる。長い
ボア素子はまた隣接するボア組立体の密接隔置される表
面上でのイオンの再結合を強制することによって、イオ
ンがガス戻り通路孔の領域に到達するのを防止する。こ
の効果の結果、チューブの一端から他端へのガス圧送が
制御されることになる。よって、長い、耐浸食性の高い
ボア組立体はＨｏｂａｒｔ装置におけるガス遮蔽板と同
等の態様で機能する。事実、別個の円統計ガス遮蔽板な
しでチューブを作動する。ことが可能である。

リング形ガス遮蔽板の削除により得られた銅カップの表
面面積の増加分を利用してガス戻り通路の伝導性を（窓
の追加により）高めるか、またはより小さい直径のチュ
ーブで同じガス戻り通路０伝導性を与えることもできる
。代表的なイオン・レーザーは軸方向の磁界を用いる。

よって、チューブの外径が小さいと、磁石は小形・軽量
化され、低価格となる。

本発、明の補足的利点の一つは、放射封入素子のための
種々の材料を迅速に評価し得るようにすることである。

耐浸食性の種々の材料を試験するための作業が、特に前
記Ｇ、に、Ｗｅｂｎｅｒにより多くなされている。しか
し彼の材料浸食試験はネオン・クリプトンまたはクセノ
ンのイオンよりもアルゴン・イオンによる浸食について
広範囲に行われているが、これらのガスの全てにおいて
有用なイオンφレーザー遷移（ｔｒａｎｓｔｌｏｎ）が
ある。浸食率はイオンおよび材料の双方に大いに左右さ
れ、可能な組合せの全てについて別々に測定されなけれ
ばなら−ない。レーザー中の新材料の評価は、ろう付け
技法その他その新材料について試験するのに必要なパラ
メータを最適化するために、時間と費用を要する。近年
、充分に試験されていない多くの新材料が開発されてい
る。例えば理論値に近い特性を有する高密度、高純度の
窒化アルミニウムが１９８３年に初めてＨｅｒａｅｕｓ
　ＧｍｂＨ社（西独Ｈａｎａｕ市）から入手可能となっ
た。典型的なイオン・レーザーの生涯を通じてボア材が
受けるであろうレベルの１％以下のイオン衝撃実験レベ
ルを用いて多くの旧材料が耐浸食性について試験された
。これより厳しい条件においてさらに試験が必要であ−
る。

本発明は、このような新材料または試験が不充分な旧材
料をボア素子への適性について評価するための簡易な装
置を与える。自明の通り、本発明では材料を熱伝導素子
にろう付けする必要がないから、ボア組立体の内側放射
封入素子として未試験材料を成形しさえすればよい。

以下に添付図面を参照しつつ為される詳細な記載から本
発明の、さらに他の目的および利点が明ら４かになるで
あろう。

第１図、第２図および第１２図を参照するに、本発明の
新しい改良されたボア組立体を構成する素子が図解され
る。このボア組立体（２０）は特にガスレーザー、望ま
しくは、米国特許第４，８７８．［ｉ００号および第４
．３７６．３２８号に開示される型式のガスイオン・レ
ーザー（ｌＯ）に使用するのに適している。

このようなガスイオン・レーザーの構成は引用により本
明細書に取り入れられる前記特許に詳細に記載さ屯でい
るので、改めて本明細書でのべることはない。簡単にい
えば、レーザー（１０）は、アルミナから成形されるこ
とが望ましい比較的薄肉のセラミック・チューブ（２２
）を含む。チューブの両端に放電を誘起するための陽極
（２）および陰極（３）が設けられる。レーザー（ｌＯ
）の光学的空洞を画成するために鏡（４，５）が設けら
れる。水ジャケット（６）が放電管を取り囲む。入口（
７）からジャケット内に流れる水は管から出る伝導熱を
吸収し、出口（８）を通って出る。窓組立体（９，１１
）も示される。陰極組立体（３）は電源に接続する２個
のリード線コネクタ（１２，１３）を含む。陽極の接続
は第１２図に図示されない。

管の中央部分には、第１図に詳細に示されるように、ガ
ス放射を封入し、中央孔腔から管の外側表面へ熱を伝導
するための装置が設けられる。熱を伝導するための装置
はほぼカップ形の形態をとる複数の熱伝導部材（２４）
により画成される。部材（２４）は銅により形成される
ことが望ましい。銅は熱伝導性が高く比較的展性があり
、ろう付け可能であるからである。各部材（２４）には
セラミック・チューブ（２２）の内面にろう付けされる
縁部分（２８）が設けられる。

セラミック・チューブ内への熱伝導部材（２４）の組付
けは前記米国特記に詳細に記載されている。

能動的ろう付け技法および蒸着技法を含む様々な公知の
方法によりろう付けが行われる。本発明の目的上、熱伝
導部材（２４）とチューブの間に熱伝導路が画成される
ことを理解することが大切である。

よって放射による熱は部材にそってチューブの表面に伝
導されて、拡散される。セラミック・チューブからの熱
拡散は空気冷却または水冷ジャケットの使用により行う
ことができる。

各部材（２４）には中央開口部（２８）が設けられる。

開口部（２４）がほぼ整合するように部材（２４）が取
付けられる。部材（２４）にはさらに、複数のガス戻り
孔（２９）が設けられる。ガス戻り孔はレーザーの作動
中、チューブ壁内でガスが再循環するのを可能にするた
めに設けられる。Ｈｏｂａｒｔ特許に詳しく述べられて
いるように、この再循環を高めるために円筒リング形ガ
ス遮蔽板を設けることも望ましいであろう。熱伝導部材
１個のリング形ガス遮蔽板（２７）が結合されるのが第
１図の右端に示される。

当業者にとって公知のように、セラミック・チューブの
外側にもガス戻り通路を設けることができる。本発明は
上記の何れの形態をも含むことを意−図される。

上記のように、放射を封入するための装置は本発明によ
る新らしい改良されたボア組立体（２０）により画成さ
れる。本発明のボア組立体（２０）は耐浸食性の高い材
料から形成された放射封入素子すなわ−ちインサート（
３０）を含む。放射局限素子には中央チャンネル（３２
）が形成される。チャンネル（３２）の両端（３４）は
浸食の初期効果を減するように外方に拡がり（フレア）
を有する。

第１図乃至第３図に図解される本発明の第１の実施例に
おいて、放射封入素子の外面は傾斜付きの形態をとって
いる。外面は滑らかで、截頭円錐形であることが望まし
い。素子（３０）の外面の直径は素子が連合する熱伝導
部材（２４）から離れるに従って細くなるように傾斜の
方向が画成される。

本発明によれば、ボア組立体は放射封入素子（３０）の
少なくとも一部分の回りに配設されるようにされた外側
支持部材、すなわちスリーブ（４０）をも含む。外側支
持部材（４０）は熱伝導部材にろう付けするのに適する
ように選ばれた材料から作られる。外側支持部材の材料
は高度に耐浸食性である必要はないが、熱伝導性に秀れ
ているべきである。

他の要求が無ければ、外側支持部材（４０）を、ろう付
けする相手の熱伝導部材（２４）と同じ材料から形成し
、それによりこれらの素子の間の膨張系数の違いを無く
するのが望ましい。下記のように、外側支持部材（４０
）は熱伝導部材（２４）と協動して、放射封入素子を機
械的に拘束する。

図示の実施例において、外側支持部材（４０）はほぼ円
筒形の形態を有する。支持部材（４０）の内面（４２）
には、放射・封入素子（３０）の外面の傾斜付き形態を
補合する傾斜付き形態が設けられる。下記に述べるよう
に、この補合形態は部材間の秀れた熱的接触および強い
機械的はめ合を助けることを意図される。第２図に示す
残りの素子はろう付けリング（５０）であるが、その機
能は本発明の組立てに関連して説明される。ろう付けリ
ング（５０）はＮ１ｅｕｓｉｌ−３のような材料から形
成されることができる。

第３図に本発明の組立方法が図解される。同様のチュー
ブの組立方法が前記米国特許第４．３７［１，３２８号
に記載されているので、組立方法の異なる部分を除いて
は、本書では詳しく触れない。

チューブの組立中、先ずマンドレル（ＢＯ）を外筒の中
心に通す。つぎに伝導部材（２４）を、開口部（２８）
の中心がマンドレルの中心と一致するように挿入する。

最初の組立段階の間は、第１２図に示すようにチューブ
は水平向きである。前記特許に記載されるように、カッ
プの縁部（２６）は拡張されてチューブの壁に強制的に
接触させられる。

ｒｔｅｕｓｓｔ製ろう付けリング（図示せず）がカップ
縁部と外筒内壁の間に配置される。代りに、カップとセ
ラミックの内壁が精密切削されている場合には、ろう付
け段階中にカップが膨張してセラミックに接触すること
も有り得る。後者の場合、ろう付け段階の前に金属蒸着
段階を用いることが望ましいかも知れない。

本発明の方法によれば、放射封入素子（３０）、ろう付
けリング（５０）および外側支持部材（４Ｇ）がつぎに
マンドレル上を滑動して筒体の中に挿入される。

下記に述べるように、望ましい実施例において、マンド
レルに取付ける前に、外側支持部材（４０）と放射封入
素子（３０）から成るボア組立体（２０）が予め組立て
られる。第２図で良く判るように、組立て中にろう付け
リング（５０）の位置決めを助けるために円周みぞ（５
２）を外側支持部材（４０）に設けることもできる。熱
伝導素子（２４）の挿入、拡張およびボア組立体素子の
取付けの段階を連続的に繰返えして、最後に全体のレー
ザー・ボアが画成される。

カップおよびチューブ内面が精密切削さ、れている場合
は、チューブの外で、間に非伝導性スペーサを挿んでカ
ップを積重ねてから、チニーブ内に挿入することもでき
る。使用する素子およびそれらの間のスペーサの数は構
成中のレーザーの特定の設計、長さおよび出力電力によ
って決まる。第３．１！！０は判易くするために、単独
のカップおよびボアの組立体のみを図解する。しかし全
てのレーザーには複数の組立体が使用されることを理解
すべきである。

全ての素子がチューブ中に取付けられた後、レーザー争
チューブは第３図に図解されるように垂直位置に回転さ
れる。つぎにマンドレル（６０）に張力をかけて各放射
封入素子のチャンネル（３２）を同心状に整合させてレ
ーザーのボアを画成する。チューブ全体を炉に入れて加
熱する。ろう付け周期は使用するろう材により決まる。

炉内の時間、温度、ガス条件の適正値はろう材製作会社
から一般に入手し得る。カップをチューブの内壁にろう
付けするのにＴｌｃｕａｌｌを用いる場合、真空環境が
用いられ、８３０〜８５０℃のろう付け温度が望ましい
。

それ以上の情報は’ｒｔｃｕｓｉｔの製作会社ＹＥＳＧ
Ｏから入手することができる。加熱はろう付けリング（
５０）を溶かして支持部材（４０）の周囲と連合する熱
伝導部材（２４）との間にろう付け継ぎ手（４４）を与
える。外側支持部材を熱伝導部材に個所（４４）にて取
付けることで、放射封入素子の機械的拘束を生ず−るこ
とになる。同じ加熱段階中に、熱伝導部材（２４）をチ
ューブ（２２）の内面にろう付けすることもできる。生
じた組立体は第１図に示される。熱伝導部材に容易にろ
う付けすることができ、熱伝導性の秀れた通路を形成す
ることのできる銅から外側スリーブ（４０）が形成され
ることが望ましい。

望ましい実施例において、放射封入素子（３０）はグラ
ファイト製である。前述のように、グラファイトは耐浸
食性に秀れた材料であるが、特にろう付けに適している
わけではない。明らかなように、本発明は放射を封入す
るように働くグラファイト・セグメントで伝導冷却式イ
オン・レーザーを構成することを可能にする。

銅のスリーブ（外側支持部材）とインサート（放射封入
素子）の截頭円錐形の組合せ形状は、部品寸法交差を厳
しくする必要なしに緊密なはめ合いを与えることを意図
している。これはボア組立体（２０）を画成するために
スリーブ（４０）をインサート（３七）に予め組付ける
段階で達成される。最初に銅スリーブが展張性を得るた
めに焼なましされる。銅スリーブは９６０℃にて２０分
間、水素ふん囲気の炉で焼なましされる。つぎに熱伝導
部材に面する表面が面一（っらいち）になるまでスリー
ブをインサート（３０）上に押し込む。

グラファイト・インサートの圧縮強さは焼なましだ銅の
引張強さより優っているので、この圧入手順でスリーブ
の直径は広がる。例えば、軸線にそう厚さ　０，３０￥
（７，８ｍｍ）　、円錐半頂角２￥のインサートを元の
外径０．５００′￥（１２，７ａｍ）　　（第１図Ｄ−
３）を有するスリーブに（圧力を加えることなく）挿入
した。面一になるまでスリーブに押し込むと、スリーブ
の外系は０．５１０ｆ′（１２，９５ａ＋ｍ　）まで広
がった。よって圧入前の１０００分の数インチという初
期部品交差が吸収されて、圧入後の部品の表面仕上げ、
約３２マイクロインチ（０，８ミクロン）ｒｌｓに匹敵
する組合せ面接触が得られる。銅の引伸ばしにより吸収
される限度内に組合せ部品の円錐角を適合させることが
望ましい。この交差内の円錐角（よ同じ旋盤の段取りで
スリーブとインサートの双方を切削するか、または補合
する円錐を切削するための組合せ成形工具を用いて、容
易に達成されることができる。

銅スリーブの熱膨張系数はグラファイトのそれよりも大
きいので、組立て中にいま一つの行き方により秀れた機
械的および熱的接触が得られる。

Ｍ３図を参照するに、ろう付け段階において、外側支持
部材は放射封入素子よりもよけいに膨張する。もしも圧
入段階で銅スリーブがグラファイト素子の面と面一にな
るまで押し下げられなかった場合、スリーブはこの時点
で下方に、熱伝導部材（２４）にもっと近くまで下りる
。冷却すると、スリーブは収縮し、グラファイト素子を
圧迫して、非常に秀れた熱接触を与える。その上、この
収縮は放射封入素子の封入を助ける。

素子間の相対的な熱膨張系数が逆の場合にも本発明を実
施することができる。この場合、ろう付けサイクル中の
冷却の際、外側支持部材と放射封入素子の間に僅かな分
離が発生するかも知れない。

前述の・ように、レーザーの作動中、中心のボア孔に熱
が発生し、放射封入素子を半径方向に膨張させて外側支
持部材との緊密な接触を再び確立する。

成る状況においては、インサートをスリーブにろう付け
してボア組立体の封入および、伝熱路をよくすることが
望ましいこともある。過去においては、グラファイトを
金属にろう付けすることは不可能ではないにしても非常
に困難であった。

しかし、近年、能動金属ろう付けのような新らしいろう
付け法が開発されて、これらのろう付けが可能とな、っ
た。（１９６７年米国エコーヨーク州Ｋｏｈ１．　Ｒｅ
１ｎｈｏｌｔ　Ｐｕｂｌｌｓｈｌｎｇ　Ｃｏ、”Ｈａｎ
ｄｂｏｏｋ　ｏｆ。

Ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
　ｆｏｒ　Ｖａｃｕｕｍ　ＤｅｖＩｃｅ真空装置用の材
料および技術のハンドブック”９．３８２参照）。その
ような能動金属ろう材がＴＩ−ｅｕｓｉｌである。

これらの能動金属ろう材は従来の多くのろう材と異なり
、表面を「ぬらして穴の中に流れこむことがあまりない
ので、接合する部品と間のろう材との間に密接接触を作
ることが必要である。本発明のボア組立体の形態はこの
要求を満たす簡易手段を与える。例えば、前記の圧入し
た組立体において、グラファイト素子と同スリーブの間
に緊密な接触が確立される。この進め方はこれらの形式
の能動ろう付けに必要な緊密接触を達成するのに充分で
あることが立証されている。

一つの試験片において、下記の第１表に示す寸法を有す
る銅スリーブおよびグラファイト・インサートが適合す
る円錐形に成形された一片のＴｌｅｕｓｌｌ箔と共に用
いられた。箔は圧入段階の前に部品の間に挿入された。

圧入段階中、銅スリーブはグラファイト素子と周囲のＴ
１ｃｕｓｌｌ箔の上に拡張されて銅およびグラファイト
の画素子の平坦面が面一に（前述のように）なるまで押
しこまれた。グラファイト素子は次のろう付け段階にて
前記の「沈降」効果を生ずるようにろう付け炉の中で直
径がより細い柱の上に支持された。組立体は垂直に向け
られ、ＴｌＣｕ５１１ろう剤に適ったサイクルを用いて
真空炉中でろう付け温度に加熱された。

この試験片をつぎに切断して見た所、ろう付け継ぎ手は
機械的に強力であった。

これらの部品寸法およびろう付け温度では、傾斜形状に
よる「沈降」効果が無ければ、銅とグラファイトの素子
間に１０００分の２インチ（５０μ）の半径方向隙間が
生じたであろう。ろう付けサイクルの後で相対位置が測
定され、グラファイト素子の表面が銅の縁の０．０４４
￥（１，１１８ｍｍ）下方に来る迄（最初は面位置であ
った）、銅片が降下していることが判った。沈降効果が
２７１０００＄’　（５０，８μ）の膨張隙間の全部を
吸収したとすれば、沈降距離は０．０５８Ｆ　（１，４
７１ｍｍ）であったであろう。銅片は圧入段階にて初期
拡張されてひずんでおり、隙間（そして「沈降」）が生
じ得る前に存在する弾性変形を除去するために温度上昇
による初期膨張差が必要であったから、この時の沈降距
離に小さな違いがあるのは妥当である。このように、こ
の傾斜形状はこのろう付け試験の成功に寄与した。グラ
ファイト・インサートへのろう付けが必要な他の形状に
おいては、熱膨張系数を良く適合させるために、モリブ
デン拳スリーブ（または銅メッキしたモリブデン・スリ
ーブ）を用いることもできる。

第１図乃至第３図および第１２図に示す実施例に従りて
多数のレーザー・チューブが作られた。主要ボア部品の
寸法が第１表に示される。

第　１　表　　モデルＫＩ１００ＯクリプトンΦレーザ
ーの主要ボア部品寸法（第１図参照） カップ（２８）　　　　　　厚　さ　　　　　　　　　
　　ＣＯ，０４６Ｐ（０，１１４ａｓ）外径　　　　　
　　１．１２５Ｆ（２１１，６７５ａｓ）開口部（２８
）の径　　　　　　　　　　　０．１ｌｌｆ（７，１１
７４■■）ガス戻り孔の数　　　　　　　　　　１８ガ
ス戻り孔の径（成形Ｏｎ）　　　　　　　　０．０９４
！′（２，ｔ８？ａｍ）ガス戻り孔の中心を通る円の径
　　　　１．０ＢＯｒ（２６，９２４ａｓ）円錐半頂角
　　　　　　　　　　Ａ２゜インサート間隔　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　Ｓ　　　０．３９４ｆ／
（１０，００７ｍｍ）対向インサートの　　　　　　　
　　　　　　　　　　　９　　０．０９４￥（２，８１
１７龍）面間間隙 この時、はぼこれらの寸法を用いるグラファイト・イン
サート付きの１０本のチューブが作られ、そのうち８本
が作動された。クリプトン・ガスを用い設計電流６５Ａ
にて５本のチューブが寿命試験されて、５０００時間以
上の作動が記録された。１本のチューブは２８００時間
運転された。これらのチューブは外部のガス戻り通路を
用いて作動された。

これらの５本のチューブのうち１本は６５Ａ１５２７ｖ
にて、その全部の代表的な出力である、最低位共振モー
ドの７Ｗｒオール・ラインズ・レッドＪ　（６４７ｎ■
、および８７６ｎｍ同時）作動の出力を発生した。この
チューブは５２０時間の運転後に切断された。インサー
トの直径Ｄ１の変化をボアの長手にそう位置の関数とし
て記録された。チューブの長さを構成する　１２０個の
ボア・セグメントのうち、中央の９２個のグラファイト
・インサートがインサートの陰極端にてｌ／１０００〜
２／１０００￥（２５〜５０μ）、また陽極端にて３７
１０００〜４７１０００１／　（Ｍｌ〜１０２μ）、の
ボア孔の拡大を示した。冷間（伝導−冷却）グラファイ
ト・ボアにおけるこの無視を得る浸食の結果は素子間間
隔Ｓがボア計Ｄ１の２．８倍である場合に得られる。こ
れはＣｏｒｂｏｎｅａの１９７７年１月４日付米国特許
第４．００１．７２０号に開示された結果、すなわち熱
間（放射冷却）グラファイト素子でＳ／Ｄ、　＜　　３
．０の場合に飛散浸食が無視し得る程であった結果と符
合する。

この中央グループの両側の５個のボア素子の陽極端はか
どの縁が丸くなって、より大きな拡がり［直径が７〜９
ミル（１７８〜２２９μ）拡大］を示した。両端の残り
の９個の素子は僅かに傾斜したボア輪郭を有する遷移領
域として作られた。つまり、９個の素子のグループを通
して隣接するセグメントのボア径Ｄ　が段階的に増して
、チューブ端の隣接する電極に向って開く段付きの傾斜
円錐形ボア輪郭を画成した（第２表）。これらの領域に
おいて、封入された中央ボアにおけるアーク状の放射か
ら電極におけるグロー（白熱）放射に変化する。従来技
術において説明されたように、チューブの長手にそって
安定な放射およびより均一な熱付加を与えるために、こ
の遷移領域を通じて傾斜付きボア輪郭が用いられる。（
ＣＢ。

Ｂｒｉｄｇｅｓ、　Ａ、Ｎ、　Ｃｈｅｓｔｅｒ、　Ａ、
　Ｓ、　ＨａｌｔｓｔｅｄおよびＪ、　Ｖ、　Ｐａｒｋ
ｅｒの「イオンレーザ−・プラズマ」ＩＥＥＥ会報５９
（１９７１）　ｐ、７２４、またはＡ、　Ｓ、　Ｈａｌ
ｓｔｅｄ。

Ｗ、　Ｂ、　ＢｒｉｄｇｅｓおよびＧ、　Ｎ、　Ｍｅｒ
ｅｅｒの「ガスイオン・レーザー研究」技報Ｎｏ、　Ａ
ＦＡＬ−ＴＲ−６８−２２７Ｈｕｇｈｅｓ　Ｒｅ５ｅａ
ｒｃｈ　Ｌａｂｓ、　Ｍａｌｉｂｕ、　Ｃａ、、１９６
８年７月、またはＡ、　Ｓ、　Ｈａｌｓｔｅｄの「ガス
イオン・レーザーの研究゛」技報ｋ　ＡＰＡＬ−ＴＲ−
８７−８９Ｈｕｇｈｅｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈＬａｂｓ、
　Ｍａｌｉｂｕ、　Ｃａ、、１９８７年５月参照）。

前記の中央の９２個のインサートの両側にある５個づつ
のインサートの７〜９ミル（１７８〜２２９μ）の余分
な拡がりは遷移領域、殊に陰極遷移領域に生ずる、より
大きな浸食効果による。チューブ電圧対電流特性は平均
ボア径に左右され、この特性が安定していることが望ま
しい。またチューブ内を自由に動きまわる飛散した材料
の量（短絡の原因となり得る）を最小にすることが望ま
しい。飛散した材料はまたセグメントの陰極端に付着し
て、ボア径を減じレーザー・ビームに孔を生ずることが
ある。これらの効果は高浸食領域におけるインサートを
予めその最終的な浸食された外形に成形しておくことに
よって減することができる。陽極に向って拡がる７　　
１／２”の半頂角を持つ円錐形を有し、陽極端のかどを
まるくしたフルート形インサートが中央ボアに隣接する
５個のディスクの最終チューブ設計に用いられた。第１
３図にフルート形インサート（３０ａ）の断面図が示さ
れる。モデルＫ　８０００クリプトン・レーザーの望ま
しい実施例のボア・インサートの全数についてその孔径
Ｄ１が第２表に示される。

マンドリル径よりも大きいボア径を有する遷移領域のイ
ンサートは前記の組立作業中にマンドリルにより心出し
されることができる。熱伝導部材をセラミック・チュー
ブに取付けるのに用いるろう材よりも高いろう付け温度
を有するろう材を用いて、これらのボア組立体をそれぞ
れのカップの中心に予めろう付けすることもできる。つ
ぎにこの予めろう付けされた組立体を通常のやり方でセ
ラミックψチューブに組付ける。

第　２　表　　モデルに３０００クリプトン−レーザー
のインサート（３ｏ）のボア径０．３４８　（１１，７
１）　　　　タングステン　：０．１４４　（３，８１
１） 各１　　０．１９５　（４，９５） ０．２２０　（５，６９）　　　　　　　　　ｉ　　遷
移領域０．２７０　（６，８１１） 傘　これら２個のディスクがボア中心線を画成する。

実際には、遷移領域のグラファイト・ボア組立体をそれ
ぞれの熱伝導部材に心出しするためにかしめると都合が
よいことが判っている。該組立体を主ボア組立体のろう
付けと同時に熱伝導部材にろう付けし得るように該組立
体を位置決めるように、このかしめ過程が機能する。こ
の行き方は予備ろう付け作業に使用される水素ふん囲気
にグラファイト・インサートを曝露することを避ける。

かしめ過程は第１３図の断面図に用法が示されている円
筒形たがね伏縫を有する工具（６４）を用いて行われる
。この工具をボア組立体にかぶせて銅カップに押し付け
て、銅材料の縁（６６）をスリーブ（４０）の円周方向
切欠き（５２）に押し込む。この縁（６Ｂ）はあとのろ
う付け段階のためにボア組立体を定位置に保持するよう
に機能する。第１３図には示されないが、かしめの後で
ろう材リングをボア組立体上にはめ込む。

遷移、領域のボア組立体の他に主ボアに最も近い２つの
組立体もフルート形インサートを担持し、またかしめら
れる（第２表に星印で示される）。

これら２つの組立体のインサートは主ボアと等しい最小
径を有し、セラミック・チューブの中央を走るマンドレ
ルのための中心線を画成する役を果す。

チューブ端における最大径のインサートは便宜上予めろ
う付けすることのできる薄いタングステン・ディスクに
よって画成されることに注目すべきである。明らかに、
第１２図は本発明の単なる例示であり、第２表に記す部
品の正確な配置を図解する組立図ではない。

第１図および第１２図に図解されるように、円筒リング
・ガス遮蔽板またはシールド（２７）を設けることもで
きる。５個の寿命試験されたＫ　３００Ｇチユーブでは
、第１２図に示すように陰極に最も近いカップを除く全
ての熱伝導部材に、第１表に示す寸法のシールドが用い
られた。しかし前述のように、本発明により可能となっ
た長い、耐浸食性の高い、冷間（、伝導冷却）グラファ
イト・ボア組立体はガス遮蔽機能を有するので、隣接す
るインサートの隙間９を充分に狭くするならば、円筒リ
ング（２７）を削除することができる。

シールド（２７）を省いた、短いチューブが追加製作さ
れ、試験された。このチューブのグラファイト・ボア組
立体は第１図乃至第３図に示す截頭円錐形傾斜付きの行
き方を用いてカップに取付けられた。その他、グラファ
イト・インサートは、第４図および第５図に示され、下
記に説明される鼻部（７８ｂ）に似た、スリーブを超え
て（第１図右方へ）延在する。「帽子」部または鼻部を
有して隣接するインサートの間の隙間を減少した。

このチューブのボア径Ｄｌは０．１００￥（２，５４Ｉ
Ｉ１１）、鼻部径は０．３０２＄’　（７，６７ｍｍ）
　、またインサートの厚さく鼻部を含む）ｔは０Ｊ３５
ン（８，５１ｍｍ）で隙間９は０．ＯＢ￥（１，５２４
ｍ＋ｓ）　、つまりボア径の０．６倍となった。隣接す
る面の隙間はボア径Ｄｌより小さいことが望ましい。そ
のうえ、ボア組立体の露出面の環状部の幅［幅−１／２
　　（Ｄ７−Ｄ　）］、はボア径Ｄ１と同じ位であった
。使用された熱伝導部材（シールド２７なし）の寸法は
第１表に示す通りであった。

このチューブは外部ガス戻り通路なしで電流密度８９０
Ａ／ｃｄにて５００時間、アルゴン・ガスの中で作動さ
れた。その出力性能（「オール・ライング」青−緑鏡で
４２Ｗ）および他の作動特性は、薄いタングステン・デ
ィスクを用いるが、他は同じ構成（カップ、アルミナ・
チューブ、ボア径、遷移領域、主ボア・セグメント数、
およびチューブ電流は同じ）の他の５本のチューブ（そ
の出力は「オール・ライング」青−緑で３．８〜４．２
Ｗ）とほぼ同じであった。

放射線の封入すなわち遮蔽を決定するいま一つの方法は
寿命試験されたチューブの中の浸食付着物を検べること
である。前記のＫ　３０００チユーブのグラファイト素
子における寸法変化は僅かであるとはいえ、放射線に接
触するチューブ内部部品の薄膜または変色が長時間の作
動後に生じた。寿命試験したチューブを切断して見た所
、浸食付着物はカップの面からシールドの内面にそって
隙間の厚さだけ延在することが判った。シールドの内面
の残りの部分は変色が無く、浸食、従って能動放射領域
はセグメント間の隙間に限定されることを示した。この
時、隙間９は１．２ｍｅ、すなわちボア径Ｄｌのｌ／３
であった。

シールドなしのチューブも浸食付着物の有無を検査され
た。カップの露出面にわたって変色の薄膜が見られ、カ
ップ面の縁に近付くにつれて半径方向に薄くなり、消滅
した。

シールドなしチューブの正常の性能および全てのチュー
ブにおける浸食付着物による変色の観察は、前記寸法の
、狭い間隔の、長い伝導冷却式グラファイト争インサー
トにおいてシールドの機能が果されることを示す。上記
の両方の場合とも、ボア組立体の露出面の環状部の幅は
少なくともボア径であり、隣接するボア組立体の面の間
の隙間はボア径よりも小さかった。シールドとして有効
であるためには、主放射領域を逃れる高温ガスの原子お
よびイオンがボア組立体の表面に衝突して冷却される確
率が高くなければならない。この確率はボア組立体環状
部の幅が増すにつれ、そして特に隣接するボア組立体の
隙間が減するにつれて、増す。上記の観察の結果、前記
寸法はこの型式のガスイオン・レーザーにおいて別個の
シールド素子の必要を無くするのに充分であることが判
る。

このように誘導冷却式グラファイト争インサートはイオ
ン・レーザーのボア組立体の構成に数多くの利点を与え
る。しかしこの材料の多孔性の故に欠点もある。例えば
、グラファイトはイオン・レーザーのガスに包まれる全
ての内部部品に通常必要な清掃を完全に行うことが困難
である。

しかし本発明で使用されるグラファイトの体積は比較的
少量であるから、長時間にわたって真空中でガス抜きさ
れた純粋グレードのグラファイトの使用が実際的と、な
る。前記のチューブにおいて、使用されたグラファイト
は米国ペンシルバニャ州セントメリーズ市Ｐｕｒｅ　Ｃ
ａｒｂｏｎ　Ｃｏ、、　Ｉｎｃ、の、灰分（不純物）　
１０ｐｐｍ未満に規定されたグレードＤＳ−１３であっ
た。もっと高純度のものが得られる熱分解グラファイト
を用いることも可能であろう。

真空室内の圧力がＩ　Ｘ　ＩＮ’ｔｏｒｒの基本圧力ま
で降下することを要求された真空炉の中で１２００℃に
て最少６時間、グラファイトが脱ガスされた。真空室に
は後でアルゴンが充填されて、チューブの組立て時点ま
でグラファイト・インサートの環境空気への露出ができ
るだけ制限された。

イオン・レーザー・ボアに用いるグラファイトの品質管
理手段として、材料のバッチの不純物含有量を、溶離試
験により測定することが有益であることが知られている
。この試験は既知重量のグラ−ファイト試料を、酸素ふ
ん囲気を有する温度プログラムされた炉の中に入れて行
う。揮発、熱分解および燃焼から発生したガスを定温触
媒炉に通して、２酸化炭素に完全に変換させる。この２
酸化炭素の濃度を炉温度に対してプロットする。純粋グ
ラファイトは温度と共に既知の濃度増加を示し、８００
℃をこえると急激な増加を示す。グラファイトを汚染し
ている有機物質（他の手段では検知が困難）はより低い
温度にて放出され、プロット曲線０、すなわち「サーモ
グラム」上で純粋グラファイトの基線より上方へのずれ
を生ずる。これらのずれの下方の面積から全体の有機性
汚染物のレベルが数ｐｐｍの精度で測定されることがで
きる。

グラファイト試料についてのこの型式の測定は我々のた
めに米国力リホルニャ州すッチモンド市Ｎ、　Ｍ、　Ｒ
ｅ５ｅａｒｃｈ　Ｉｎｃ、が行った。

グラファイトにかかわるいま一つの潜在的問題はチュー
ブ内部の他の汚染物との化学反応である。

例えば、チューブ部品から全ての水蒸気を除去すること
は困難である。水（および放射線中で水が生ず□る酸素
）は７００℃を超える温度にてグラファイトと反応して
１酸化炭素を発生する（前記Ｋｏｈ　１第４章を参照）
。これはチューブの高温部品上で熱解離してすすの被膜
およびより多くの自由酸素を発生してこのサイクルを繰
返す。この点において、伝導冷却グラファイトを用いる
本発明は、使用されるグラファイトが反応温度よりも低
く保たれるので、初期の輻射冷却グラファイト・レーザ
ーに優る利点を有する。

グラ・ファイトの多孔性も、レーザー・チューブがオン
・オフ・サイクルを繰返す時にガスが材料に吸収されま
たは吐き出されるために、レーザー・チューブ内のガス
圧力の変化を生ずる。よってグラファイトを用いる場合
、グラファイト容積に対して全体のガス容積を増加させ
、それによりガス圧力のこの変化を減少させるために、
外部のバラスト・タンクをチューブに付加することが望
ましいと判明した。その上、時として起こることである
が長時間にわたってチューブを使用しないで（すなわち
放射運転しないで）グラファイト・インサートからガス
が放出される場合には、チューブ内の圧力を定期的に減
するために、シーブ・ポンプ（ｓｌｅｖｅ　ｐｕｍｐ）
を用いることができる。

適当なバラスト・タンクおよびシーブ・ポンプの例とし
ては、本発明と同じ譲受人に論渡され、参考文献として
本明細書に取入れられる米国特許出願の「イオン・レー
ザー用小型極低温ポンプの方法および装置」がある。

つぎに、第４図および第５図を参照して、本発明を実、
施するための代替実施例を説明する。代替実施例の各々
において、等しい部品を参照するのに等しい番号が用い
られる。特に第４図を参照するに、放射封入素子（７０
）および外側支持部材（７２）が図解される。放射封入
素子（７０）はスリーブ（７２）の内径Ｄ　に組合うよ
うに設計された内径Ｄ５を有する中央領域（７３）を含
む。直径の寸法は、ボア構造（２０ａ）の組立て中に僅
かなしまりばめまたはすベリばめが生ずるように配され
る。

スリーブ（７２）にはインサート（７０）を囲むための
環形リムまたはシェルフ（棚’）　（７４）が設けられ
る。

本−実施例において、スリーブ（７２）の長さし１　［
シェルフ（７４）から反対端まで測った］はインサート
（７０）の中央領域（７３）の長さＬ２より長い。この
ため、スリーブ（７２）の自由端を予備組立て中にかし
めて、環形リップ（７５）を画成させることができる。

中央領域（７３）の面（７３ａ）がシェルフ（７４）に
衝接するまで、インサート（７０）をスリーブ（７４）
の中に挿入する。つぎにスリーブ（７２）の端を中央領
域の面（７３ｂ）に衝接するように半径方向内方へかし
める。

ついで、この予備組立てされたボア構造（２０ａ）を前
記のようにチューブの中に取付ける。ついでマンドレル
に張力をかけて、外側支持部材（７２）を熱伝導部材（
２４）にろう付けする。レーザーの作動中、インサート
（７０）が半径方向外方にスリ′−ブ（７２）に対して
膨張する時、秀れた伝熱路が画成される。

第４図および第５図に図解されるように、インサート（
７０）の対向端（７８ａ、　７８ｂ）は中央領域（７３
）を超えて軸方向に突き出た、細くされた直径Ｄ７をも
つ形態を有す−る。両端（７６）はシェルフ（７４）お
よびリップ（７５）を超えて軸方向に突き出して、隣接
のボア組立体に向って延在する鼻（スナウト）を画成す
るように寸法が決められる。この行き方は隣接するイン
サートの間の隙間９□を容易に調整し得るようにする。

上記のようにインサート間の隙間の関係寸法を調整する
ことにより、別個のシールド素子の必要性を無くしてチ
ューブの内部部品を単純化することができる。インサー
トの対向端（７Ｂ）がスリーブを軸方向に超えて突き出
て鼻を画成する、この型式の幾何形状は本書に図解され
る実施例の何れにも使用することができる。

本実施例はまたインサート（７０）が予備組立て段階で
スリーブの中に完全に捕捉され包囲される場合を図解す
る。そのような予備組立て・中の捕捉は、かしめだけで
なくリムへのろう付け、またはリムへのねじ付けによっ
ても行うことができる。

つぎに第６図および第７図を参照して、本発明の第３の
実施例を説明する。本実施例において、ボア組立体（２
０ｂ）はブローチ技法により製作される。第６図に見ら
れるように、外側支持部材（８０）の内径Ｄ　は放射封
入素子（８２）の外径Ｄ９より僅かに小さくされる。望
ましくは、組立て中にインサートの初期整合を助けるた
めに外側支持部材（８０）の内周縁にそって傾斜領域（
８４）が設けられる。　　　１組立段階中に、インサー
）　（８２）は矢印Ｂの方向に外側支持部材（８０）の
中に圧入される。この挿入作用は挿入されるに従って支
持部材の内径を実際に拡大し、それによりこの直径をイ
ンサー）　（８２）の外径と緊密にはまり合うサイズに
する。その上、外側支持部材からの材料は挿入方向に軸
方向に、また半径方向内方に強制移動されて、第７図の
個所（８Ｂ）に示すように環形リングを画成す−る。環
形リングはインサートの外径よりも小さな内径を有して
いるので、インサートを捕捉するように機能して、機械
的封入を助ける。ボア構造（２０ｂ）は前記のように組
立てられろう付けされる。

第６図および第７図に示す構造は、放射封入素子（８２
）に選ばれた材料が外側支持部材（８０）に選ばれた材
料よりも著しく硬い場合に特に適している。

この場合、インサートはブローチ工程中に変形すること
はなくて、むしろ外側支持部材の内面は剥がされて成形
し直され、第７図に図解されるように環形リングを画成
する。

このブローチ技法と共に使用されるのに適したボア材料
の一例は炭化シリコンである。炭化シリコンは硬くて脆
く、ろう付けが困難である。また耐浸食性に秀れている
。本実施例に従って炭化シリコンを有する１個のチュー
ブが製作された。

第８図および第９図を参照して、本発明の第４の実施例
を説明する。第６図および第７図に示す第３の実施例と
は異なり、この第４の実施例はインサートがしまりばめ
による組立てに耐えられない材料からできている場合に
使用されることができる。この場合、放射封入素子（９
０）の外径Ｄ１ｏは外側支持部材（９２）の内径Ｄ１□
に緊密に適合するように切削されるであろう。望ましく
は、インサートを機械的に封入するために環状段付部（
９４）が外側支持部材に設けられる。段付部の直径Ｄ１
゜はインサート（９０）の直径Ｄｌｏより小さい。

組立て中に、放射封入素子（９０）は外側支持部材の中
にはめこまれる。ボア構造（２０ｃ）はろう付け段階中
に張力をかけられるマンドレルの上に取付けられる。イ
ンサートの機械的封入を完成するために、ろう付け段階
が前記のように実施される。

レーザーの作動中、放射封入素子は半径方−向に膨張し
て外側支持部材の内面との伝熱接触に入る。

緊密なはめ合を得るように部品を注意深く切削すること
によって、適正な熱伝達が達成されることができる。

つぎに、第１Ｏ図および第１１図を参照するに、本発明
の第５の実施例が図解される。本実施例において、放射
封入素子（１１０）の外面にねじ部（１１２）が設けら
れる。同様に、外側支持部材（１１４）の内面には補合
するねじ形態（１１８）が設けられる。最初の組立段階
中に、放射封入素子が外側支持部材（１１４）にねじ込
まれてボア構造（２０ｄ）を画成する。

このねじ係合は本発明に必要な封じ込めを与える。

つぎにボア組立体（２０ｄ）をマンドレル上に取付けて
、それまでの実施例と同様なやり方でろう付けすること
ができる。組立てられた形態が第１１図に示される。

明らかなように、本発明のボア組立体は放射封入素子を
形成する材料をその材料のろう付け特性のいかんにかか
わらず選択することを可能にする。

この配備によって、放射封入素子の選択を耐浸食性、導
電性、伝熱性のような他の要因に基づいて行うことがで
きる。

前記のように、この融通性は多くの利点を生む。

簡単にいえば、より耐浸門柱の高（・材料を用へ・るこ
とによって、より高い電力出力にてレーザーを作動する
ことができ、寿命も長くなる。本発明はまた浸食が少な
いので長さがより長い放射封入素子を用いることを可能
にする。ボア・セグメントの長さを増す時、レーザーの
内部部品を簡単化することか可能である。例えば、ガス
戻り通路を遮蔽するようにボア組立体の寸法を選んで、
それによりＨｏｂａｒｔ特許のガス・シールドの機能を
果させることができる。

最後に、本発明の系を用いれば、レーザー系のボアにお
ける種々の材料を容易に評価することかで−きる。より
具体的には、新しい材料を外側支持部材の中にはまり合
うように成形して前記のように組立てることが簡単であ
る。この配備により、新材料または試験の不充分な旧材
料を、不当な実験または費用、によらずに手早く試験す
ることができる。、ｖｅｈｎｅ「の理論（前記論文参照
）を基にして潜在的に適確なボア材を選択することがで
きる。

これらの理論は飛散浸食率を決定する要因として、浸食
衝撃における運動量移動、昇華熱、および標的材料の音
速の重要性を強調する。これらの理論を基にすると、潜
在的に適確なボア材には、炭化ハフニウム、炭化チタン
、炭化シリコンおよびハフニウムが含まれる。この行き
方は窒化アルミニウムのような新に入手し得る材料の試
験をも可能にする。

結論として、イオン・レーザーのチューブの中に使用さ
れる新しい改良型ボア組立体が与えられた。このボア組
立体は中央開口部を有する熱伝導部材に取付け自在であ
る。望ましくは、熱伝導部材の周囲はチューブの内面に
ろう付けされる。本発明のボア組立体は中央ボアを有す
る、耐浸食性の高い放射封入素子を含む。放射封入素子
の少なくとも一部の回りに配設され、放射封入素子を機
械的に拘束する仕方で熱伝導部材にろう付けされる外側
支持部材が設けられる。放射封入素子のチャンネルが同
心状に整合するように外側支持部材が取付けられる。作
動中、機械的に拘束された放射封入素子は加熱され、熱
平衡に達する迄、半径方向に外側支持部材に対して膨張
し、それにより、レーザーを冷却するための熱伝導路が
画成される。

望ましい実施例を参照しつつ本発明を記載したけれども
、特許請求の範囲に明確にされる本発明の範囲および精
神を逸脱することなく、他の変更および変形が当業者に
より為され得ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のボア組立体を図解する、イオン・レー
ザーの一部分の縦断面図、 第２図は本発明のボア組立体の構成要素を一部切断して
示す分解斜視図、 第３図はレーザー・ボアを構成するための本発明の組立
方法における一段階を図解するレーザー・チューブ・ボ
アの縦断面図、 第４図は本発明のボア組立体の第２の実施例の構成要素
を一部切断して示す分解斜視図、第５図は本発明のボア
組立体の第２の実施例を図解する、第１図に似た縦断面
図、 第６図は本発明のボア組立体の第３の実施例の構成要素
を一部切断して示す分解斜視図、第７図は本発明の第３
の実施例を図解する、第１図に似た縦断面図、 第８図は本発明の第４の実施例の構成要素を一部切断し
て示す分解斜視図、 第９図は本発明の第４の実施例を図解する、第１図に似
た縦断面図、 第１０図は本発明のボア組立体の第５の実施例を一部切
断して示す分解斜視図、 第１１図は本発明のボア組立体の第５の実施例を図解す
る、第１図に似た縦断面図、 第１２図は本発明に従って作成された伝導冷却式イオン
・レーザーの縦断面図、 第１３図は第１２図に示すようなレーザーの遷移領域に
用いることのできるボア組立体および組立用の関連工具
の縦断面図。 １０・・・・・・レーザー、２０・・・・・・ボア組立
体、２２・・・・・・チューブ（外筒）、２４・・・・
・・熱伝導部材、３０・・・・・・放射封入素子（イン
サート、ボア・インサート、グラファイト素子）、 ４０・・・・・・外側支持部材（スリーブ）、７０１．
９０％１１０・・・・・・放射封入素子、７２．９２．
１１４・・・・・・外側支持部材。 〕ミニＣｒ−−Ｅｓ　− １ミニＣｒ−’７− １Ｆ１６−１１− ゝ−凡こ＝コ Ｐ工Ｃ７−＋　ｌヨー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ガス・レーザー・チューブの中で使用されるため
   の、中央開口部を有し周囲が前記ガス・レーザー・チュ
   ーブの内面に取付けられている熱伝導部材に取付けるこ
   とのできる機械的に拘束されたボア組立体であって： 耐浸食性材料から成形され、中央チャンネルを有する放
   射封入素子と； 前記放射封入素子の少なくとも一部分の回りに配設され
   た外側支持部材において、前記放射封入素子が機械的に
   拘束されることにより、作動中に前記放射封入素子と前
   記支持部材の間に伝熱路が確立されるような仕方で前記
   熱伝導部材に結合され、それにより耐浸食性内腔を与え
   ると同時に該内腔を伝導冷却する通路を与えている、外
   側支持部材と； を含むボア組立体。 （２）前記外側支持部材がろう付けにより前記熱伝導部
   材に結合されている、特許請求の範囲第（１）項に記載
   のボア組立体。 （３）前記放射封入素子を画成する材料よりもろう付け
   に適している材料から前記外側支持部材が形成されてい
   る、特許請求の範囲第（２）項に記載のボア組立体。 （４）前記放射封入素子部材がほぼ円筒形の形態を有し
   ている、特許請求の範囲第（１）項に記載のボア組立体
   。 （５）前記外側支持部材がほぼ円筒形の形態を有して、
   前記放射封入素子を囲んでいる、特許請求の範囲第（４
   ）項に記載のボア組立体。 （６）前記放射封入素子の外面にねじ部形態が設けられ
   、前記外側支持部材に、前記放射封入素子のねじ部に係
   合する、補合するねじ部形態が設けられている、特許請
   求の範囲第（５）項に記載のボア組立体。 （７）前記外側支持部材の内面がその自由端近くに環形
   リム（縁）を含み、該リムの内径が前記放射封入素子の
   外径よりも小さい、特許請求の範囲第（５）項に記載の
   ボア組立体。 （８）前記円筒形外側支持部材の自由端が前記放射封入
   素子の周囲に向けて半径方向内方にかしめられている、
   特許請求の範囲第（５）項の記載のボア組立体。 （９）前記放射封入素子の外面が前記熱伝導部材から離
   れるように延在して、より細い直径に傾斜しており、前
   記外側支持部材の内面にそれを補合する傾斜形態が設け
   られている、特許請求の範囲第（１）項に記載のボア組
   立体。 （１０）前記放射封入素子および前記外側支持部材の前
   記補合する傾斜表面が截頭円錐形の形態を有する、特許
   請求の範囲第（９）項に記載のボア組立体。 （１１）関連する熱伝導部材に隣接する前記放射封入素
   子の外径が該熱伝導部材の中央開口部の直径よりも大き
   い、特許請求の範囲第（１）項に記載のボア組立体。 （１２）前記放射封入素子がグラファイトから形成され
   る、特許請求の範囲第（１）項に記載のボア組立体。 （１３）ガス・レーザー・チューブの中で使用されるた
   めの、中央開口部を有し周囲が前記ガス・レーザー・チ
   ューブの内面に取付けられている熱伝導部材に取付ける
   ことのできるボア組立体であって： グラファイトから形成されて中央チャンネルを有する放
   射封入素子と； 前記グラファイト素子と前記熱伝導部材の間に伝熱路を
   画成するような仕方で前記グラファイト素子を保持し、
   それにより耐浸食性内腔を与えると同時に該内腔を伝導
   冷却する通路を与えるための装置と； を含むボア組立体。 （１４）前記グラファイト素子を保持する前記装置が、
   前記グラファイト素子の少なくとも一部分の回りに配設
   されて前記熱伝導部材に結合される外側支持部材を含ん
   でいる、特許請求の範囲第（１３）項に記載のボア組立
   体。 （１５）前記外側支持部材がろう付けにより前記熱伝導
   部材に結合されている、特許請求の範囲第（１４）項に
   記載のボア組立体。 （１８）前記放射封入素子の外面が前記熱伝導部材から
   離れるように延在して、より細い直径に傾斜しており、
   前記外側支持部材の内面にそれを補合する傾斜形態が設
   けられている、特許請求の範囲第（１４）項に記載のボ
   ア組立体。 （１７）前記放射封入素子および前記外側支持部材の前
   記補合する傾斜表面が截頭円錐形の形態を有する、特許
   請求の範囲第（１６）項に記載のボア組立体。 （１８）前記外側支持部材が銅から形成されている、特
   許請求の範囲第（１７）項に記載のボア組立体。 （１９）前記グラファイト素子が前記銅製外側部材の中
   に圧入される、特許請求の範囲第（１８）項に記載のボ
   ア組立体。 （２０）比較的薄肉の電気絶縁材で作られるガス封入円
   筒チューブと； 各々が中央開口部を有し各々の周囲が前記円筒チューブ
   の内面に取付けられている複数の熱伝導部材と； 耐浸食材料から形成されて中央チャンネルが中に画成さ
   れている放射封入素子を各々が含んでいる複数のボア組
   立体において、前記放射封入素子の回りに配設されて、
   関連する該放射封入素子が機械的に拘束され該放射封入
   素子を伝導冷却する通路が形成されるように前記熱伝導
   部材の個々に結合される外側支持部材をさらに含み、前
   記放射封入素子の各々の前記チャンネルが同心状に整合
   されている、ボア組立体と； 前記チューブ内でガスを励起する装置と； 圧力を平衡させるガス戻り通路と； 前記チューブの回りに整合する光学的空洞と；を含むガ
   ス・イオン・レーザー。 （２１）前記各外側支持部材がろう付けにより前記関連
   する熱伝導部材に結合される、特許請求の範囲第（２０
   ）項に記載のレーザー。 （２２）前記放射封入素子が能動金属ろう付け材料を用
   いて前記外側支持部材にろう付けされる、特許請求の範
   囲第（２０）項に記載のレーザー。 （２３）前記放射封入部材がほぼ円筒形の形態を有する
   、特許請求の範囲第（２０）項に記載のレーザー。 （２４）前記外側支持部材がほぼ円筒形の形態を有し、
   前記関連する放射封入素子を取巻く、特許請求の範囲第
   （２３）項に記載のレーザー。 （２５）前記放射封入素子の外面にねじ部形態が設けら
   れ、前記関連する外側支持部材に前記放射封入素子の前
   記ねじ部と係合し得る、補合するねじ部形態が設けられ
   る、特許請求の範囲第（２４）項に記載のレーザー。 （２６）前記外側支持部材の内面がその自由端の近くに
   環形リムを含み、該リムが前記関連する放射封入素子の
   外径よりも小さな内径を有している、特許請求の範囲第
   （２４）項に記載のレーザー。 （２７）前記円筒形支持部材の各々の自由端が前記関連
   する放射封入素子の周囲に向けて半径方向内方にかしめ
   られる、特許請求の範囲第（２４）項に記載のレーザー
   。 （２８）前記放射封入素子の各々の外面が前記関連する
   熱伝導部材から離れるように延在して、より小さい直径
   に傾斜しており、前記関連する外側支持部材の内面にそ
   れと補合する傾斜形態が設けられている、特許請求の範
   囲第（２０）項に記載のレーザー。 （２９）前記放射封入素子および前記外側支持部材の前
   記補合する傾斜表面が截頭円錐形の形態を有している、
   特許請求の範囲第（２８）項に記載のレーザー。 （３０）前記放射封入素子がグラファイトから形成され
   ている、特許請求の範囲第（２０）項に記載のレーザー
   。 （３１）前記ガス戻り装置が前記ボア組立体から半径方
   向外方の位置にて前記熱伝導部材に形成された複数の窓
   を含む、特許請求の範囲第（２０）項に記載のレーザー
   。 （３２）前記各ボア組立体の寸法は前記熱伝導部材にあ
   る前記窓を放射線から遮蔽するのに充分な大きさである
   、特許請求の範囲第（３１）項に記載のレーザー。 （３３）隣合う前記放射封入素子の対向端の間の軸方向
   すき間が前記放射封入素子の前記中央チャンネルの直径
   を超えない、特許請求の範囲第（３２）項に記載のレー
   ザー。 （３４）比較的薄肉の電気絶縁材で作られるガス封入円
   筒チューブと； 各々が中央開口部を有し各々の周囲が前記円筒チューブ
   の内面に取付けられている複数の熱伝導部材と； グラファイトから形成されて中に中央チャンネルが画成
   されている放射封入素子を各々が含んでいる複数のボア
   組立体において、前記グラファイト素子の各々の前記チ
   ャンネルが同心状に整合され前記グラファイト素子を伝
   導冷却する通路が画成されるように、前記グラファイト
   素子を保持するための装置をさらに含むボア組立体と； 前記チューブ内でガスを励起するための装置と；圧力を
   平衡させるためのガス戻り装置と； 前記チューブの回りに整合する光学的空洞と；を含むガ
   ス・イオン・レーザー。 （３５）前記ガス戻り装置が前記ボア組立体から半径方
   向外方の位置にて前記熱伝導部材に形成される複数の窓
   を含む、特許請求の範囲第（３４）項に記載のレーザー
   。 （３６）前記ボア組立体の寸法が前記熱伝導部材にある
   前記窓を放射線から遮蔽するのに充分な大きさである、
   特許請求の範囲第（３５）項に記載のレーザー。 （３７）隣合せの前記グラファイト素子の端の間の軸方
   向隙間が前記グラファイト素子の前記中央チャンネルの
   直径を超えない、特許請求の範囲第（３６）項に記載の
   レーザー。 （３８）前記グラファイト素子を保持するための装置が
   、前記グラファイト素子の少なくとも一部分の回りに配
   設されて前記関連する熱伝導部材に結合される外側支持
   部材を含む、特許請求の範囲第（３４）項に記載のレー
   ザー。 （３９）前記外側支持部材の各々が前記関連する熱伝導
   部材にろう付けにより結合される、特許請求の範囲第（
   ３８）項に記載のレーザー。 （４０）前記各放射封入素子の外面が前記関連する熱伝
   導部材から離れるように延在して、より小さな直径に傾
   斜しており、前記関連する支持部材の内面にそれと補合
   する傾斜形態が設けられる、特許請求の範囲第（３８）
   項に記載のレーザー。 （４１）前記放射封入素子および前記外側部材の前記補
   合する傾斜表面が截頭円錐形の形態を有する、特許請求
   の範囲第（４０）項に記載のレーザー。 （４２）前記外側支持部材が銅から形成され、前記グラ
   ファイト素子が前記銅製外側支持部材の中に圧入される
   、特許請求の範囲第（４１）項に記載のレーザー。 （４３）比較的薄肉の電気絶縁材から作られるガス封入
   円筒形チューブと； 各々が中央開口部を有し各々の周囲が前記円筒形チュー
   ブの内面に取付けられている、複数の熱伝導部材と； グラファイトから形成され中に中央チャンネルが画成さ
   れる放射封入素子を各々が含み、さらに前記グラファイ
   ト素子の少なくとも一部分の回りに配設されて個々の前
   記熱伝導部材にろう付けされる外側支持部材を各々が含
   む、複数のボア組立体において、前記各グラファイト素
   子の外面は截頭円錐形であり、前記関連する外側支持部
   材の内面にそれと補合する形態が設けられており、前記
   グラファイト素子が前記外側支持部材の中に圧入されて
   前記グラファイト素子を伝導冷却するための通路を画成
   し、前記各グラファイト素子のチャンネルが同心状に整
   合されている、ボア組立体と；前記チューブ内のガスを
   励起するための装置と；圧力を平衡させるためのガス戻
   り装置と； 前記チューブの回りに整合する光学的空洞と；を含むレ
   ーザー。 （４４）前記ガス戻り装置が前記ボア組立体から半径方
   向外方の位置にて前記熱伝導部材に形成される複数の窓
   を含む、特許請求の範囲第（４３）項に記載のレーザー
   。 （４５）前記隣合せのボア組立体の間の間隔は前記熱伝
   導部材の窓を放射線から遮蔽する程、充分に小さい、特
   許請求の範囲第（４４）項に記載のレーザー。 （４６）前記隣合せのボア組立体の間の前記間隔が前記
   グラファイト素子の前記中央チャンネルの直径を超えな
   い、特許請求の範囲第（４５）項に記載のレーザー。 （４７）前記隣合せのボア組立体上の同等個所の間の軸
   方向間隔は前記グラファイト素子の前記中央チャンネル
   の直径の３倍未満である、特許請求の範囲第（４６）項
   に記載のレーザー。 （４８）前記グラファイト素子が前記外側支持部材の中
   にろう付けされる、特許請求の範囲第（４３）項に記載
   のレーザー。 （４９）前記外側支持部材が銅から形成される、特許請
   求の範囲第（４３）項に記載のレーザー。 （５０）前記外側支持部材がモリブデンから形成される
   、特許請求の範囲第（４３）項に記載のレーザー。 （５１）電気絶縁チューブの中に配置されて中央開口部
   を有する複数の熱伝導部材を有するレーザー放射チュー
   ブを製作するための方法であって：中央開口部を有する
   放射封入素子と該放射封入素子の少なくとも一部分を取
   囲む外側支持部材とにより各々が画成される複数のボア
   構造を組立てる段階と； 前記放射封入素子の全ての前記中央開口部が同心状に整
   合されるようなやり方で前記熱伝導部材の個々の一つに
   隣接して前記各ボア構造を位置決めする段階； 前記放射封入素子を電導冷却するための通路を画成する
   ようなやり方で前記各外側支持部材を前記関連する熱伝
   導部材に結合する段階と； を含む方法。 （５２）前記関連する放射封入素子を機械的に拘束する
   ようなやり方で前記支持部材が前記関連する放射封入素
   子に結合される、特許請求の範囲第（５１）項に記載の
   方法。 （５３）前記ボア構造を位置決めする段階が、前記ボア
   構造をマンドリルに取付け、その後で前記マンドリルに
   張力をかけることによって行われる、特許請求の範囲第
   （５１）項に記載の方法。 （５４）前記マンドリルに張力をかけている間にろう付
   けすることによって、前記外側支持部材が前記関連する
   熱伝導部材に結合される、特許請求の範囲第（５３）項
   に記載の方法。 （５５）前記ろう付け段階中に前記レーザー・チューブ
   が垂直の向きに保持される、特許請求の範囲第（５４）
   項に記載の方法。 （５６）前記放射封入素子が前記外側支持部材の中に圧
   入される、特許請求の範囲第（５１）項に記載の方法。 （５７）前記放射封入素子の外径が前記外側支持部材の
   内径よりも大きく、前記ボア構造がブローチ工程により
   組立てられる、特許請求の範囲第（５１）項に記載の方
   法。 （５８）前記熱伝導部材とは反対側の前記外側支持部材
   の端部が半径方向内方にかしめられる、特許請求の範囲
   第（５１）項に記載の方法。