JPS61251181A - レ−ザ励起用ランプ - Google Patents

レ−ザ励起用ランプ

Info

Publication number
JPS61251181A
JPS61251181A JP9277085A JP9277085A JPS61251181A JP S61251181 A JPS61251181 A JP S61251181A JP 9277085 A JP9277085 A JP 9277085A JP 9277085 A JP9277085 A JP 9277085A JP S61251181 A JPS61251181 A JP S61251181A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
laser
lamp
alkaline earth
perovskite oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9277085A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Ikeda
斉 池田
Michio Koshizuka
腰塚 道夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Aloka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd, Aloka Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP9277085A priority Critical patent/JPS61251181A/ja
Publication of JPS61251181A publication Critical patent/JPS61251181A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/092Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)
  • Lasers (AREA)

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】 本発明は固体レーザ装置に関し、一層詳細には、固定レ
ーザ装置においてレーザ励起用ランプを構成する電極材
料としてアルカリ土類元素を含むペロブスカイト酸化物
を用いて放電開始電圧を低く抑え、一層小型化を促進す
ることを可能としたレーザ励起用ランプに関する。
医療用、あるいは、工作機械用としてレーザを用いた各
種装置が普及している。この場合、レーザを得るために
、従来からガスレーザ装置、固体レーザ装置あるいは半
導体レーザ装置が用いられる。固体レーザ装置は、この
中、特に単位容積中に極めて多くの分子を含むため、レ
ーザ動作を行うこ、とによって十分な出力が得られると
いう利点がある。
そこで、従来技術に係る固体レーザ装置を概略的に第1
図に示す。
図中、参照符号2は内面を反射板で構成した発振器ヘッ
ドを示し、この断面楕円状の発振器へラド2の二つの焦
点部分に対応してルビーロンド等からなるレーザロッド
4と、ボンピング用のレーザ励起用ランプ6が配設され
る。この発振器ヘッド2の両端部に反射鏡8.8が設け
られて発振器10が構成される。
このような構成において、ランプ6を点灯すると、その
発光光が発振器へラド2の内部で反射されて一方の焦点
であるレーザロッド4に照射され、これによってレーザ
ロッド4内の動作物質がボンピングされて反射鏡8.8
とその所定条件の満足のもとにレーザ発振が生起される
ところで、レーザ光を発振するレーザ励起用ランプとし
て、従来から、キセノン、クリプトン等を封入したフラ
ッシュランプ、あるいは、アークランプが利用されてい
る。一般的に、この種のフラッシュランプ、アークラン
プの如き励起用ランプでは、放電開始電圧は定常状態に
おいてレーザ光を発振させる場合の駆動電圧より極めて
大きく、場合によっては、前記定常状態における駆動電
圧よりも10倍乃至20倍になることがある。さらに、
励起用ランプではレーザロッドを効率よく励起するため
に、可及的に管直径を少なくすることが要求される。そ
の結果、ランプは相対的に大電力密度で駆動されること
になるが、この励起用ランプは、一方において、長期的
に安定した放電状態を維持することが要請されることは
謂うまでもない。すなわち、耐用性に富むことが要求さ
れる。
このような観点から、長期に亘って固体レーザ装置にお
いて励起用ランプの改良並びに工夫が重ねられ現在に至
ってきた。ここで、励起用ランプの性状はランプ内に封
入されるガスの種類、その圧力並びに当該ランプを構成
する電極の材質、さらにその形状によって決定される。
然しなから、封入ガスの種類に関しては、使用されるレ
ーザロッドの励起スペクトルから自動的に決定され、ま
た、この封入ガスのガス圧力についても励起用ランプの
管径および放電長から最適値が略自動的に決定される。
従って、励起用ランプの性状を決定する上において、比
較的自由に選択をすることが可能なものは電極の材質並
びに形状に制約されてくる。特に、励起用ランプの特性
を決定する上で重要な要素としてカソードの材質並びに
形状を指摘することが出来る。
一般的に、放電開始電圧を低く抑え、従って、駆動用電
源を可及的に小型にするために、カソードは先端の鋭い
円錐状に形成する試みがなされてきた。然しながら、カ
ソード側では本質的には材料自体の仕事関数を小さくし
、しかも電子放出能を十分に引き上げることが必要不可
欠であり、一方、例え管径が小さくなって大電力密度で
動作することを要請された場合であっても、イオジの衝
撃によるスパッタリングに対し強い耐用性を有すること
が要求されている。
これらの要求を充たすために、従来技術においては、只
単にカソードの形状を選択することよりも寧ろカソード
の材料としてトリューム人タングステンや微細な孔部を
形成したニッケル、あるいは、タングステンの中に仕事
関数が低くしかも電子放出能の高いバリュームやアルミ
ニウムを含浸させた含浸型カソードが利用されてきた。
この場合、トリューム人タングステンはタングステンの
母材中に1乃至2%の範囲内でThe、を含み、特に、
活性化処理によって前記タングステンの表面中にトリュ
ームの単原子層を形成している。
然しなから、このトリューム人タングステンからなるカ
ソードは動作時において励起用ランプの電力密度が高い
場合、カソード自体が高温になり、その結果、タングス
テンからなる母材から前記トリュームが湧出して励起用
ランプを構成する外囲器に対し蒸着し、結局、レーザ励
起用ランプとしては極めて短い寿命しかもち得ない。一
方、電力密度が低い状態でこの励起用ランプを駆動する
場合には電子放出能が低くなるために、イオン衝撃が大
きくなってスパッタリングを生起し、これによって耐用
性が劣化するという不都合が指摘されている。また、バ
リニームやアルミニウムを含浸させたカソードは仕事関
数が小さく、また、電子放出能も十分に確保することが
可能であるが、カソード本体に含浸させたバリニームや
アルミニウムが動作中に蒸発し易く、特に、外囲器の内
壁にこれが付着するために異常放電をもたらし、結局、
大電力密度での動作が困難となる不都合が指摘されてい
た。
本発明は前記の種々の不都合を一挙に克服するためにな
されたものであって、小さな仕事関数を有すると共に放
電時のスパッタリングに対して極めて強い耐性を有する
アルカリ土類元素を含むペロプスカイト酸化物を電極用
カソードの材料に選択し、これによってレーザ励起用ラ
ンプを比較的低い駆動電源で駆動すると共に、耐用性も
一段と向上させたレーザ励起用ランプを提供することを
目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は固体レーザ装置
を構成するレーザ励起用ランプの少なくともカソード電
極にアルカリ土類元素を含むペロブスカイト酸化物を用
いることを特徴とする。
次に、本発明に係るレーザ励起用ランプについて好適な
実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。
先ず、本発明者の知見によれば、ペロブスカイト酸化物
は以下の性状を有する。すなわち、ペロブスカイト酸化
物は分子式ABOsで表され、且つAイオンのイオン半
径がBイオンのイオン半径より相当大きい場合に生ずる
ペロプスカイト結晶構造を有する酸化物の一種である。
このペロブスカイト酸化物からなる焼成体は、以上の結
晶構造の特異性によって、ある種のものは強誘電体とな
り、一方、組成によっては金属型の導電性を呈する場合
がある。
一般的に、ぺ、ロブスカイト結晶構造をとる前記A、B
各元素の組み合わせは数多く見受けられる。A種のイオ
ンとしてはBa5SrおよびCa等のアルカリ土類元素
を用いてペロブスカイト酸化物を作ることが可能であり
、これらは組成如何によって異なった導電性を示す。例
えば、A種のイオンの一部をLa属元素で置換すれば、
顕著な導電性をもたらすことが可能である。例えば、S
rが0.3、Laが0.7でありさらにCoO3からな
る焼成体は10−tΩ(2)程度の比抵抗を示すことが
確認されている。
ところで、前記のように、A種のイオンとして利用され
るBa、Srsあるいは、Ca等のアルカリ土類元素は
その原子構造から仕事関数が小さく、従って、ペロブス
カイト酸化物を構成する元素の一部にこのアルカリ土類
元素を含ませれば比較的小さな仕事関数をもつに至る。
しかも、このアルカリ土類元素をその構成元素の一部に
含むペロブスカイト酸化物は酸化物共通の特性として放
電時のスパッタリングに対し強い耐性を有し、本発明者
の放電実験によれば、通常の使用状態ではカソードを純
タングステンで構成したと同等程度のスパッタリング耐
性を示すことが確認された。さらにまた、ペロブスカイ
ト酸化物の融点は1400℃乃至1600℃であり、タ
ングステンに対し比較的低いといえるが、含浸型カソー
ドを構成するバリニームやアルミニウムに比較してその
融点は極めて高いために、蒸発によってカソードの損傷
や、あるいは、その蒸発に起因する特性の劣化が少ない
という利点も存在している。
本発明は、このようにペロブスカイト酸化物の特性を十
分に活用してこれをレーザ励起用カソードに利用したも
ので、以下にその実施例を説明する。
第2図において、参照符号20は石英ガラスをチューブ
状に形成した外囲器を示し、この断面長円状の外囲器2
0の両端部に電極リード22並びに電極リード24が夫
々配設される。電極リード22はアノードを保持するも
のであうで、このため電極リード22の先端部には砲弾
型のアノード26が固着される。一方、電極リード24
はカソードを保持するためのものである。電極リード2
4の先端部にはカソード基台28が固着され、その先端
部にカソード30が配設される。この場合、カソード3
0はその構成元素の一部にアルカリ土類元素を含む導電
性のペロブスカイト酸化物を焼成し、所定の寸法の三角
柱状に形成されたものである。なお、外囲器20の内部
には参照符号32で示すキセノンあるいはクリプトンか
らなるガスが封入されている。
以上のように構成されるレーザ励起用ランプを作動させ
るに際しては、先ず、電極リード22.24間に高電圧
を印加する。この結果、キセノン、あるいは、クリプト
ンからなる封入ガス32は電離してアノード26とカソ
ード30との間で放電プラズマが発生する。この放電プ
ラズマによってボンピング作用を行い、前記のように発
振器ヘッドからレーザ光が取り出される。
そこで、カソード30に対して導電性ペロブスカイト酸
化物を用いた本発明の励起用ランプと従来のトリューム
人タングステンを用いた同一寸法の励起用ランプを用い
て放電開始電圧を比較した。その結果、本発明の励起用
ランプがトリューム人タングステンを用いた励起用ラン
プよりも約10%放電開始電圧が低くなっていることが
確認された。また、本発明の励起用ランプでは、外形寸
法から定まる定格負荷で駆動した際、スパッタについて
も1000時間以上経過してもなお肉眼的に確認出来な
かった。すなわち、本発明のランプではイオン衝撃が極
めて小さく、従って、耐用性を増す効果が得られる。さ
らに、負荷状態を変更して放電安定性並びに経時的特性
を確認したが、これについても1000時間以上たって
なお異常の発生が見受けられなかった。
第3図に本発明に係るレーザ励起用ランプの別の実施例
を示し、この場合、前記実施例と同一の参照符号は同一
の構成要素を示すものとする。
この実施例に係る励起用ランプは比較的小型に形成する
ことが可能である。この場合、前記実施例におけるカソ
ード基台28を特に設けることなく、電極リード24を
直接カソード30aの焼成時に一体化して加工している
。従って、作用としては第1の実施例と全く異なること
はないが、カソード基台28と電極リード24とを接合
する工程を省略出来る利点がある。
さらにまた、第4図に本発明に係るレーザ励起用ランプ
の別の実施例を示す。この実施例においても前記実施例
と同一の参照符号は同一の構成要素を示すものとし、こ
れらに関する詳細な説明は省略する。
この場合、カソード基台28bを鏃状に形成し、しかも
このカソード基台28bに融点が高く、また熱伝導率の
良好な材料を選択している。このように鏃状に形成さ、
れるカソード基台28bの表面にアルカリ土類元素を含
む導電性のペロプス酸化物からなるカソード30bを被
覆している。
この場合、カソード30bの被覆はカソード基台28b
にペロブスカイト酸化物の粉末を塗布し、これを焼成す
ることによって得ること力(出来る。
作用については第1の実施例並びに第2の実施例と同様
である。
なお、この第3の実施例においてはカソード基台28b
を選択するに際して仕事関数の高低を考慮する必要もな
いので材料選択の自由度が極めて大きく、しかもカソー
ド30bに対する熱変化を軽減出来るためより大きな電
力密度での可動が可能となる。  。
本発明によれば、以上のようにレーザ励起用ランプにお
いて、そのカソードにアルカリ土類元素を含む導電性ペ
ロブスカイト酸化物を用いているために、カソードの仕
事関数が低くなり、従って、放電開始電圧を従来のレー
ザ励起用ランプに対比して低く抑えることが可能となる
この結果、レーザ装置の電源を可及的に小型化すること
が可能となると共に、スパッタリングやカソード材料の
蒸発あるいは飛散がなくなる。
この結果、負荷の大小に拘らず長期に亘って安定した放
電を継続することが出来る。このことは、極めて耐用性
に冨むレーザ励起用ランプが得られることを意味するに
他ならない。さらにまた、本発明に係るレーザ励起用ラ
ンプは連続発振レーザ、あるいは、ポンピングを断続的
にパルス状に行うパルス発振レーザにも用いることが出
来、しかもカソードに利用した電極材料はアノード側に
対しても同様に利用することが可能である。
以上、本発明に係るレーザ励起用ランプついて好適な実
施例を挙げて説明したが、本発明はこの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は固体レーザ装置の原理説明図、第2図は本発明
に係るレーザ励起用ランプの概略縦断説明図、第3図は
本発明に係るレーザ励起用ランプの別の実施例を示す概
略縦断説明図、第4図は本発明に係るレーザ励起用ラン
プのさらにまた別の実施例を示す概略縦断説明図である

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)固体レーザ装置を構成するレーザ励起用ランプの
    少なくともカソード電極にアルカリ土類元素を含むペロ
    ブスカイト酸化物を用いることを特徴とするレーザ励起
    用ランプ。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載のランプにおいて、ペ
    ロブスカイト酸化物はBa,Sr,Caのいずれかのア
    ルカリ土類元素からなるレーザ励起用ランプ。
  3. (3)特許請求の範囲第1項または第2項記載のランプ
    において、カソードは円錐状からなり、カソード基台を
    介して電極リードに接続してなるレーザ励起用ランプ。
  4. (4)特許請求の範囲第1項または第2項記載のランプ
    において、カソードは電極リードに直接接続してなるレ
    ーザ励起用ランプ。
  5. (5)特許請求の範囲第1項または第2項記載のランプ
    において、カソードは鏃状のカソード基台に被覆された
    焼成体からなるレーザ励起用ランプ。
JP9277085A 1985-04-30 1985-04-30 レ−ザ励起用ランプ Pending JPS61251181A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9277085A JPS61251181A (ja) 1985-04-30 1985-04-30 レ−ザ励起用ランプ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9277085A JPS61251181A (ja) 1985-04-30 1985-04-30 レ−ザ励起用ランプ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61251181A true JPS61251181A (ja) 1986-11-08

Family

ID=14063653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9277085A Pending JPS61251181A (ja) 1985-04-30 1985-04-30 レ−ザ励起用ランプ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61251181A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053016A (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 Noritake Co Ltd 酸化物電極蛍光灯

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053016A (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 Noritake Co Ltd 酸化物電極蛍光灯

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4340836A (en) Electrode for miniature high pressure metal halide lamp
JP2007005317A (ja) セラミックメタルハライドランプ
US3883764A (en) Cathode structure for high current, low pressure discharge devices
US4097762A (en) Xenon arc discharge lamp having a particular electrode composition and wherein the arc discharge is obtained without heating the electrode
JPS61251181A (ja) レ−ザ励起用ランプ
US3396301A (en) Gas laser tube having a hollow elongated cathode electrode
JP2003346710A (ja) フラッシュランプ装置および閃光放射装置
JPH0613029A (ja) 小形金属蒸気放電灯
US5027030A (en) Glow discharge lamp having zero anode voltage drop
JP4349723B2 (ja) 放電ランプおよび放電ランプ用電極
JP2007287563A (ja) フラッシュランプ及びフラッシュランプ点灯装置
JPH11502056A (ja) 低圧放電ランプ
US20010050536A1 (en) Electrode for discharge tube, and discharge tube using it
WO2000070650A1 (fr) Tube a decharge electrique
JP3480340B2 (ja) 直流放電ランプ
US5218269A (en) Negative glow discharge lamp having wire anode
JP2000164171A (ja) 放電灯
JP2006114296A (ja) 含浸型電極および放電ランプ
US4523125A (en) Fluorescent lamp electrodes
US20070159100A1 (en) Electrode for a high-pressure discharge lamp
JP3157518B2 (ja) フラツシユランプ駆動電源
JP4549564B2 (ja) 放電管
JP2003123688A (ja) ショートアーク型高圧放電ランプ
JPS5837982A (ja) レ−ザ発振器
JP3738880B2 (ja) ショートアーク放電ランプの点灯装置