JPS61281565A - 金属イオンレ−ザ− - Google Patents
金属イオンレ−ザ−Info
- Publication number
- JPS61281565A JPS61281565A JP12282185A JP12282185A JPS61281565A JP S61281565 A JPS61281565 A JP S61281565A JP 12282185 A JP12282185 A JP 12282185A JP 12282185 A JP12282185 A JP 12282185A JP S61281565 A JPS61281565 A JP S61281565A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- vapor
- hollow
- tube
- brewster
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
- H01S3/0346—Protection of windows or mirrors against deleterious effects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は金属蒸気によるブリュースター窓の汚染を防止
し、出力の安定化針よびブリュースター窓の長寿命化奪
回能にした金属イオンレーザ−に、関する。
し、出力の安定化針よびブリュースター窓の長寿命化奪
回能にした金属イオンレーザ−に、関する。
近年、ホロー陰極放電を用いた金属イオンレーザ−が種
々提案されている。この種のレーザーはその励起の強さ
から多色発振が可能で、現在のところHe−Cdイオン
レーザ−では12本の発振線が観測されてセリ、その中
には光三原色の赤、青。
々提案されている。この種のレーザーはその励起の強さ
から多色発振が可能で、現在のところHe−Cdイオン
レーザ−では12本の発振線が観測されてセリ、その中
には光三原色の赤、青。
緑が含まれ、液体レーザーおよび固体レーザーにみられ
ない優れた特色を有している。
ない優れた特色を有している。
ところで、レーザー箸のブリュースター窓が取付けられ
ている両端部は、主陽極、補助陽極、金属イオン発生材
料を加熱するだめの加熱手段等が配設されている中央部
分に比べて温度が低く、そのためレーザー活性領域内の
金属蒸気は両端部に向って移動し、両端部内周面および
ブリュースター窓の内面に付着する。この場合、萄にブ
リュースター窓が金属蒸気の付着凝固によって汚染され
る゛と一発振出力が徐々に低1下し、安定した性能が得
られなくなるという問題があった。 l〔問題点を
解決するための手段〕 ・本発明に係る金属
・イオンレーザ−は上述した・ような問題を解決すべく
なきれたもので、レーザ・−管の内部で補助陽極とブリ
ュースター窓との間に小径部を設け、該小径部と、ホロ
ー陰極の端縁に取付けられた絶縁体表の間に金属蒸気溜
め用空室を形成したものである。
ている両端部は、主陽極、補助陽極、金属イオン発生材
料を加熱するだめの加熱手段等が配設されている中央部
分に比べて温度が低く、そのためレーザー活性領域内の
金属蒸気は両端部に向って移動し、両端部内周面および
ブリュースター窓の内面に付着する。この場合、萄にブ
リュースター窓が金属蒸気の付着凝固によって汚染され
る゛と一発振出力が徐々に低1下し、安定した性能が得
られなくなるという問題があった。 l〔問題点を
解決するための手段〕 ・本発明に係る金属
・イオンレーザ−は上述した・ような問題を解決すべく
なきれたもので、レーザ・−管の内部で補助陽極とブリ
ュースター窓との間に小径部を設け、該小径部と、ホロ
ー陰極の端縁に取付けられた絶縁体表の間に金属蒸気溜
め用空室を形成したものである。
本発明においては、レーザー管の温度勾配による金属蒸
気の移動通路中に小径部を設け、該通路を絞っているの
で、金属蒸気の移動量が減少し、ブリュースター窓の汚
染を防止する。
気の移動通路中に小径部を設け、該通路を絞っているの
で、金属蒸気の移動量が減少し、ブリュースター窓の汚
染を防止する。
r実施例〕
以下、本発明を図面に示す実姉例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明に係る金属イオンレーザ−の一実施例を
示す縦断面図、第2図は第1図■−■線断面図である。
示す縦断面図、第2図は第1図■−■線断面図である。
これらの図において、1はHe ガスを封入したレーザ
ー管、2.3はブリュースター管、4はホロー陰極、5
m + 5b 、5 cは主陽極、6a。
ー管、2.3はブリュースター管、4はホロー陰極、5
m + 5b 、5 cは主陽極、6a。
6bは主陽極5m 、 5b 、 5cの両側に配役さ
れた補助陽極、1は陰極、13 a 、8b + 8
c ViCd全Cdの金属イオン発生材料9の溜部、1
0A、10Bはセラミックヒータ−111はHe ガス
供給源、12はレーザー管1内の不純物を取り除くため
のゲッター、13は陽光柱放電通路、14はグロー領域
、15は陰極暗部である。
れた補助陽極、1は陰極、13 a 、8b + 8
c ViCd全Cdの金属イオン発生材料9の溜部、1
0A、10Bはセラミックヒータ−111はHe ガス
供給源、12はレーザー管1内の不純物を取り除くため
のゲッター、13は陽光柱放電通路、14はグロー領域
、15は陰極暗部である。
前記ホロー陰極4は、例えばステンレス等からなる導電
性の肉厚パイプで形成でれ、その中心孔が前記グロー領
域14の発生する陰極ボア21を構成し、該ホロー陰極
4の両端にはセラミックス等からなる筒状の絶縁体22
a、 22bがそれぞれ嵌合固定され、また前記各主陽
極5a、5b、5cに対応する周面には透孔がそれぞれ
形成され、との透孔にもセラミックス等からなるリング
状の絶縁体23a。
性の肉厚パイプで形成でれ、その中心孔が前記グロー領
域14の発生する陰極ボア21を構成し、該ホロー陰極
4の両端にはセラミックス等からなる筒状の絶縁体22
a、 22bがそれぞれ嵌合固定され、また前記各主陽
極5a、5b、5cに対応する周面には透孔がそれぞれ
形成され、との透孔にもセラミックス等からなるリング
状の絶縁体23a。
23b、23aがそれぞれ嵌合固定されている。このよ
うな絶縁体22m、22b、23a、23b、23cは
、He イオンによるスパッタリングによりホロー陰極
4の表面から飛び出した陰極物質が主陽極5a、5b、
5cに付着凝固したり、この陰極物質によりホロー陰極
4と主陽極5a、5b、5cが短絡したりするのを防r
k=する上で有効とされる。
うな絶縁体22m、22b、23a、23b、23cは
、He イオンによるスパッタリングによりホロー陰極
4の表面から飛び出した陰極物質が主陽極5a、5b、
5cに付着凝固したり、この陰極物質によりホロー陰極
4と主陽極5a、5b、5cが短絡したりするのを防r
k=する上で有効とされる。
前記主陽極5m 、 5b 、 5cはタングステン、
モリブデン等によって製作きれ、第3図に示すようにレ
ーザー管1に設けられた筒状の取付は部27に封着用ガ
ラス28を介して取付けられている。また、各主陽極5
JL T 5 b T 5 cの挿入端は放電効果を
高めると共に放電に伴う焼損を防止するため略円錐形状
もしくは截頭円錐形状に形成されて前記絶縁体23a
、 23b 、 23cの外周面との間に僅か々間隔d
0が設定されており、これによってホロー陰極4をレー
ザー管1内に嵌合する際、ホロー陰極4が主陽極5m
、 5b 、 5cに当って破損するのを防止している
。
モリブデン等によって製作きれ、第3図に示すようにレ
ーザー管1に設けられた筒状の取付は部27に封着用ガ
ラス28を介して取付けられている。また、各主陽極5
JL T 5 b T 5 cの挿入端は放電効果を
高めると共に放電に伴う焼損を防止するため略円錐形状
もしくは截頭円錐形状に形成されて前記絶縁体23a
、 23b 、 23cの外周面との間に僅か々間隔d
0が設定されており、これによってホロー陰極4をレー
ザー管1内に嵌合する際、ホロー陰極4が主陽極5m
、 5b 、 5cに当って破損するのを防止している
。
そして、主陽+Ii’5m、5b、5e間の間隔は比較
的小さく、例えば活性長3 Q cm 、ボア径((2
)0.4副の場合、2c′In程度に設定式れている。
的小さく、例えば活性長3 Q cm 、ボア径((2
)0.4副の場合、2c′In程度に設定式れている。
前記各溜部8a、8b、8cは、レーザー管1を略半楕
円形状に膨出きせることにより、該レーザー管1に一体
に設けられ、前記ホロー陰fdii4に形成された軸方
向のスリット30a、30b、30cによって前記グロ
ー領域14とそれぞれ連通している。また、各溜部8a
、 8b 、 8aは、前記主陽極5a 、 5b
、 5cの間隔ピンチとほぼ等しく、かつ半ピンチだけ
ずれて設けられている。
円形状に膨出きせることにより、該レーザー管1に一体
に設けられ、前記ホロー陰fdii4に形成された軸方
向のスリット30a、30b、30cによって前記グロ
ー領域14とそれぞれ連通している。また、各溜部8a
、 8b 、 8aは、前記主陽極5a 、 5b
、 5cの間隔ピンチとほぼ等しく、かつ半ピンチだけ
ずれて設けられている。
前記補助陽極6a、6bは前記ノリユースター窓2゜3
を保膿するためのもので、前記主陽極5m 、 5b
r5Cと同様、封着用ガラス35を介してレーザー管1
に配設され、前記ホロー陰極4の両側に位置している。
を保膿するためのもので、前記主陽極5m 、 5b
r5Cと同様、封着用ガラス35を介してレーザー管1
に配設され、前記ホロー陰極4の両側に位置している。
前記陰極7は前記主陽極5a、5b、5cおよび補助陽
極6a、6bと同様、レーザー管1に封着ガラス36を
介して配設され、これに前記ホロー陰極4が導通されて
いる。 ゛ 前記レーザー管1の両端部には本発明を萄徴づける小径
部40.41が設けられている。これらの小径部40.
41は、セラミックス、放熱特性が大きい金属等によっ
て形成された管体42.43をレーザー管1内に嵌合す
ることによシ形成きれ、これによって該管体42.43
と前記ホロー陰極4の絶縁体22m 、 22bとの間
に金属蒸気溜め用空室44.45を形成している。前記
各小径部40,41、換言すれば管体42,43の内径
D1は前記ボア径りとほぼ等しいかもしくは若干小さく
設定されている。
極6a、6bと同様、レーザー管1に封着ガラス36を
介して配設され、これに前記ホロー陰極4が導通されて
いる。 ゛ 前記レーザー管1の両端部には本発明を萄徴づける小径
部40.41が設けられている。これらの小径部40.
41は、セラミックス、放熱特性が大きい金属等によっ
て形成された管体42.43をレーザー管1内に嵌合す
ることによシ形成きれ、これによって該管体42.43
と前記ホロー陰極4の絶縁体22m 、 22bとの間
に金属蒸気溜め用空室44.45を形成している。前記
各小径部40,41、換言すれば管体42,43の内径
D1は前記ボア径りとほぼ等しいかもしくは若干小さく
設定されている。
そして、各管体42.43はレーザー管1に設けた保持
部48.49によって軸方向の移動を防止きれている。
部48.49によって軸方向の移動を防止きれている。
保持部48.49の形成に際しては、外周に周溝46.
47が形成された管体42゜43をレーザー管1の内周
に嵌合し、しかる後、該レーザー管1の前記周溝46.
47に対応する部分を加熱溶融し、周溝46,47に溶
し込むようにすれば簡単に形成することができる。
47が形成された管体42゜43をレーザー管1の内周
に嵌合し、しかる後、該レーザー管1の前記周溝46.
47に対応する部分を加熱溶融し、周溝46,47に溶
し込むようにすれば簡単に形成することができる。
このような構成からなる金属イオンレーザ−において、
主陽極5a、5b、5c、補助陽極6m 、 6bおよ
びホロー陰極4との間に所要の電圧を印加すると、主陽
極5a 、 sb 、 5cとホロー陰極4間に負グロ
ー放電が発生する。ここで、金属イオン発生材料9とし
てCdを用いたHe−Cdレーザーの場合について説明
すると、上記負グロー放電の熱損によりCd蒸気が発生
し、これがHeイオンなどの励起粒子によって高いエネ
ルギー準位へ遷移される。この場合、ホロー陰極4を肉
厚パイプで形成しておくと、熱伝導および熱容量が大き
く、グロー領域14の温度分布を均一化するので、異常
グロー放電からアーク放電への移行を防止することがで
きる。
主陽極5a、5b、5c、補助陽極6m 、 6bおよ
びホロー陰極4との間に所要の電圧を印加すると、主陽
極5a 、 sb 、 5cとホロー陰極4間に負グロ
ー放電が発生する。ここで、金属イオン発生材料9とし
てCdを用いたHe−Cdレーザーの場合について説明
すると、上記負グロー放電の熱損によりCd蒸気が発生
し、これがHeイオンなどの励起粒子によって高いエネ
ルギー準位へ遷移される。この場合、ホロー陰極4を肉
厚パイプで形成しておくと、熱伝導および熱容量が大き
く、グロー領域14の温度分布を均一化するので、異常
グロー放電からアーク放電への移行を防止することがで
きる。
しかし、ブリュースター窓2,3に近いレーザー管1の
端部付近は、ホロー陰極4が設けられている中央部に比
べて温度が低く、そのためCd蒸気およびHe イオン
によりスパッタリングされた陰極物質は、レーザー管1
の管端方向に移動し、該管1の端部内局面およびブリュ
ースター窓の内面に付着凝固する。そこで、このような
Cd蒸気および陰極物質の移動通路中に管体42,43
による小径部40.41を設けて該通路を絞ると、Cd
蒸気および陰極物質55は一部管体42.43を通過す
るが、残りは金属蒸気溜め用空室44.45に溜ってそ
の内周壁および管体42,43のホロー陰極4側端面に
付着凝固する。また、管体42゜43を通過する途中で
一部が該管体42.43の内周面に付着し、管体42,
43を無事通過したものはレーザー管1と管体42,4
3の内径差により膨張するため、レーザー管1の内周面
に付着する量が増え、結果としてブリュースター窓2゜
3まで到達して付着凝固するCd蒸気および陰極物質の
量が激減する。したがって、ブリュースター窓2.3は
汚染されず、初期状態を良好に維持し、安定したレーザ
ー発振を行う。
端部付近は、ホロー陰極4が設けられている中央部に比
べて温度が低く、そのためCd蒸気およびHe イオン
によりスパッタリングされた陰極物質は、レーザー管1
の管端方向に移動し、該管1の端部内局面およびブリュ
ースター窓の内面に付着凝固する。そこで、このような
Cd蒸気および陰極物質の移動通路中に管体42,43
による小径部40.41を設けて該通路を絞ると、Cd
蒸気および陰極物質55は一部管体42.43を通過す
るが、残りは金属蒸気溜め用空室44.45に溜ってそ
の内周壁および管体42,43のホロー陰極4側端面に
付着凝固する。また、管体42゜43を通過する途中で
一部が該管体42.43の内周面に付着し、管体42,
43を無事通過したものはレーザー管1と管体42,4
3の内径差により膨張するため、レーザー管1の内周面
に付着する量が増え、結果としてブリュースター窓2゜
3まで到達して付着凝固するCd蒸気および陰極物質の
量が激減する。したがって、ブリュースター窓2.3は
汚染されず、初期状態を良好に維持し、安定したレーザ
ー発振を行う。
ここで、レーザー管1の小径部40.41としては種々
の変更が可能で、例えば第4図〜第8図に示すものであ
ってもよい。すなわち、第4図は、第1図実施例と同様
、管体60をレーザー管1内に嵌合して七〇内孔を小径
部40としたもので漬るが、管体60のホロー陰極側端
面を斜めに切削して先細テーバ状に形成し、”とあテー
パ部6.1で金属蒸気溜め用空室44の容積を大きくす
ると共に該テーパ一部61とレーザー管1の内周面とで
囲まれた空間63にCd蒸気および陰極物質55を溜め
るようにしたものである。第5図は、レーザー管1自体
の一部を絞って小径部40を設けたもの、第6図は螺旋
体65をレーザー管1内に嵌合し小径部40を形成した
ものでおる。この場合、螺旋体65をばね材で製作し、
レーザー管1の内周面に圧接すれば、保持部48が不要
である。第7図は内径が等しい3つのリング68m、6
8b、6acをレーザー管1の内周に適宜間隔を°おい
て嵌合し、これらリングによって小径′部40を形成し
たもの、第8図は第5図の変形例とも云うべきもので、
小径部40をブリュースター窓2が取付けられているレ
ーザー管1の側端まで延長形成したものである。
の変更が可能で、例えば第4図〜第8図に示すものであ
ってもよい。すなわち、第4図は、第1図実施例と同様
、管体60をレーザー管1内に嵌合して七〇内孔を小径
部40としたもので漬るが、管体60のホロー陰極側端
面を斜めに切削して先細テーバ状に形成し、”とあテー
パ部6.1で金属蒸気溜め用空室44の容積を大きくす
ると共に該テーパ一部61とレーザー管1の内周面とで
囲まれた空間63にCd蒸気および陰極物質55を溜め
るようにしたものである。第5図は、レーザー管1自体
の一部を絞って小径部40を設けたもの、第6図は螺旋
体65をレーザー管1内に嵌合し小径部40を形成した
ものでおる。この場合、螺旋体65をばね材で製作し、
レーザー管1の内周面に圧接すれば、保持部48が不要
である。第7図は内径が等しい3つのリング68m、6
8b、6acをレーザー管1の内周に適宜間隔を°おい
て嵌合し、これらリングによって小径′部40を形成し
たもの、第8図は第5図の変形例とも云うべきもので、
小径部40をブリュースター窓2が取付けられているレ
ーザー管1の側端まで延長形成したものである。
(発明の効果〕
以上説明したように本発明に係る金属イオンレーザ−は
、レーザー管の端部付近に小径部を設け、この小径部と
ホロー陰極の端縁に取付けられた絶縁体との間に金属蒸
気溜め用空室を形成したので、□レーザー管内を!動し
、ブリュースター窓に到達する金属蒸気の量を大幅に減
少させることができる。したがって、ブリュースター窓
が金属蒸気によって汚染されず、長期に亘って安定した
レーザー出力を得ることができる。
、レーザー管の端部付近に小径部を設け、この小径部と
ホロー陰極の端縁に取付けられた絶縁体との間に金属蒸
気溜め用空室を形成したので、□レーザー管内を!動し
、ブリュースター窓に到達する金属蒸気の量を大幅に減
少させることができる。したがって、ブリュースター窓
が金属蒸気によって汚染されず、長期に亘って安定した
レーザー出力を得ることができる。
第1図は本発明に係る金属イオンレーザ−の一実施例を
示す断面図、第2図は第1図n−n1断面図、第3図は
レーザー管の要部拡大断面図、第4図〜第8図はそれぞ
れ小径部の他の実施例を示す断面図である。 1・・・・レーザー管、2,3・・・・プリユニスター
窓、4・・・・ホロー陰極、5a、5b;5c・・・・
主陽極、6a、6b・・・・補助陽極、22a。 22b・・・・絶縁体、40.41・・・・小径部、4
4.45・・・・金属蒸気溜め用空室。
示す断面図、第2図は第1図n−n1断面図、第3図は
レーザー管の要部拡大断面図、第4図〜第8図はそれぞ
れ小径部の他の実施例を示す断面図である。 1・・・・レーザー管、2,3・・・・プリユニスター
窓、4・・・・ホロー陰極、5a、5b;5c・・・・
主陽極、6a、6b・・・・補助陽極、22a。 22b・・・・絶縁体、40.41・・・・小径部、4
4.45・・・・金属蒸気溜め用空室。
Claims (1)
- レーザー管の内部で補助陽極とブリュースター窓との間
に小径部を設け、該小径部と、ホロー陰極の端縁に取付
けられた絶縁体との間に金属蒸気溜め用空室を形成した
ことを特徴とする金属イオンレーザー。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12282185A JPS61281565A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 金属イオンレ−ザ− |
US06/873,155 US4710938A (en) | 1985-06-07 | 1986-06-06 | Metal ion laser protected against the deposition of metal vapor on brewster windows |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12282185A JPS61281565A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 金属イオンレ−ザ− |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61281565A true JPS61281565A (ja) | 1986-12-11 |
Family
ID=14845467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12282185A Pending JPS61281565A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 金属イオンレ−ザ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61281565A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0456359U (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-14 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5313869A (en) * | 1976-07-23 | 1978-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | Cathode ray tube |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP12282185A patent/JPS61281565A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5313869A (en) * | 1976-07-23 | 1978-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | Cathode ray tube |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0456359U (ja) * | 1990-09-25 | 1992-05-14 |
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