JPS6197879A - 金属蒸気レ−ザ装置 - Google Patents
金属蒸気レ−ザ装置Info
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- JPS6197879A JPS6197879A JP21920284A JP21920284A JPS6197879A JP S6197879 A JPS6197879 A JP S6197879A JP 21920284 A JP21920284 A JP 21920284A JP 21920284 A JP21920284 A JP 21920284A JP S6197879 A JPS6197879 A JP S6197879A
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- laser
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- hearth
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-
- 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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- Electromagnetism (AREA)
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は大出力レーザ光を安定に得ることのできる金属
蒸気をレーザ媒質とした金属蒸気レーザ装置に関する。
蒸気をレーザ媒質とした金属蒸気レーザ装置に関する。
近詩、可視域の発振波長（例えば波長５１０６人、５７
８０人）を持ち、高効率に高いレーザ出力が得られる金
属（銅）蒸気レーザが、例えば金属ウランの同位体分離
技術に応用されている。
８０人）を持ち、高効率に高いレーザ出力が得られる金
属（銅）蒸気レーザが、例えば金属ウランの同位体分離
技術に応用されている。
第３図はこの種の金属蒸気レーザを得るレーザ装置の概
略構成を示すもので、レーザ放電管本体１、レーザ共振
器ミラー２，３、バッファガス供給ｉＩ！４、駆動電源
５、および２系統の真空排気ポンプ６．７とにより構成
されている。
略構成を示すもので、レーザ放電管本体１、レーザ共振
器ミラー２，３、バッファガス供給ｉＩ！４、駆動電源
５、および２系統の真空排気ポンプ６．７とにより構成
されている。
レーザ放電管本体１は、前記真空排気ポンプ７により真
空排気される真空断熱至８を介して設けられ、その内部
を前記真空排気ポンプ６によって真空排気された筒状の
耐熱セラミック管からなるレーザ放電管９、このレーザ
放電管９の両端開口部にそれぞれ同軸に設けられ、前記
駆動電源５から高速課返しパルス電圧が印加されてパル
ス放電する一対の放電電極（陽極１０と陰極１１）、お
よび前記レーザ放電管９の軸方向に対向して設けられた
ブリゴスター窓１２．１３等を備えて構成される。
空排気される真空断熱至８を介して設けられ、その内部
を前記真空排気ポンプ６によって真空排気された筒状の
耐熱セラミック管からなるレーザ放電管９、このレーザ
放電管９の両端開口部にそれぞれ同軸に設けられ、前記
駆動電源５から高速課返しパルス電圧が印加されてパル
ス放電する一対の放電電極（陽極１０と陰極１１）、お
よび前記レーザ放電管９の軸方向に対向して設けられた
ブリゴスター窓１２．１３等を備えて構成される。
これらのブリゴスター窓１２．１３を介して、且つ前記
レーザ放電管９を間にして前記レーザ共振器ミラー２．
３が対向して設けられる。また前記バッフ１ガス供給源
４はこのような構成のレーザ放電管本体の前記陽極部、
つまり放電部に、例えばＨｅやＮｅ等のバッファガスを
供給するものである。
レーザ放電管９を間にして前記レーザ共振器ミラー２．
３が対向して設けられる。また前記バッフ１ガス供給源
４はこのような構成のレーザ放電管本体の前記陽極部、
つまり放電部に、例えばＨｅやＮｅ等のバッファガスを
供給するものである。
尚、図中１４は前記真空断熱苗８内に設けられた熱遮蔽
板であり、１５は前記レーザ放電管９を外部に対して気
密に支持してなるベローズ体である。
板であり、１５は前記レーザ放電管９を外部に対して気
密に支持してなるベローズ体である。
またレーザ放電管９の内部に示される部材１６は、金属
蒸気源である銅粒あり、１７は絶縁体である。
蒸気源である銅粒あり、１７は絶縁体である。
しかして前記駆動電源５から電圧が数ｋＶ〜十数ｋＶ、
繰返し周波数が数ｋ）Ｉｚ〜十数ｋＨｚのパルス電圧を
前記電極１０．１１間に印加すると、上記電極間にパル
ス放電が生起され、その放電プラズマの熱によって前記
銅粒１６が蒸気化される。この金属蒸気は前記前記レー
ザ放電管９の内部に一様に、例えば１０ 〜１０ ｎ
／ａｍ の密度で分布する。この金属蒸気が前記放電
プラズマのエレクトロンによって励起され、励起光を発
する。この励起光が前記レーザ共振器ミラー２，３間で
共振増幅されて出力されることになる。
繰返し周波数が数ｋ）Ｉｚ〜十数ｋＨｚのパルス電圧を
前記電極１０．１１間に印加すると、上記電極間にパル
ス放電が生起され、その放電プラズマの熱によって前記
銅粒１６が蒸気化される。この金属蒸気は前記前記レー
ザ放電管９の内部に一様に、例えば１０ 〜１０ ｎ
／ａｍ の密度で分布する。この金属蒸気が前記放電
プラズマのエレクトロンによって励起され、励起光を発
する。この励起光が前記レーザ共振器ミラー２，３間で
共振増幅されて出力されることになる。
ところが、このような従来のレーザ装置にあっては、耐
熱性セラミックからなるレーザ放電管９の自己加熱を用
いて金属蒸気を発生させている。
熱性セラミックからなるレーザ放電管９の自己加熱を用
いて金属蒸気を発生させている。
この為、放電電極間の金属蒸気密度をその放電パラメー
タと独立に設定することができない。また大出力化の為
に放電口径を大きくすると、電界が上記放電管の壁面か
らその中心部に向かって時間 ゛遅れを伴って印加さ
れるので、レーザ光出力の径方向分布が、その中心部で
弱くなると云う不具合を招来した。このような不具合は
、レーザ出力の増大を図る上での障害となっていた。
タと独立に設定することができない。また大出力化の為
に放電口径を大きくすると、電界が上記放電管の壁面か
らその中心部に向かって時間 ゛遅れを伴って印加さ
れるので、レーザ光出力の径方向分布が、その中心部で
弱くなると云う不具合を招来した。このような不具合は
、レーザ出力の増大を図る上での障害となっていた。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするとこるは、大出力のレーザ光を、簡易に、
且つ高安定に得ることのできる金属蒸気レーザ装置を提
供することにある。
の目的とするとこるは、大出力のレーザ光を、簡易に、
且つ高安定に得ることのできる金属蒸気レーザ装置を提
供することにある。
本発明は、陽極とメツシュ状中間電極と多針状陰極とに
より構成され、上記多針状陰極と中間電作との間で予備
放電を生起し、この予備放電を種火として前記多針状陰
極と陽極との間で横方向に主放電を生起する大面積放電
電極の下方位置にハースを設け、このハースに供給され
た金属蒸気源を、例えば電子ビーム照射によって加熱し
て金属蒸気を生成し、この金属蒸気を前記放電電極間に
供給するようにし、前記放電電極の放電方向と交差する
方向に設けた光共振器を用いて前記放電電極間に供給さ
れた金属蒸気をレーザ媒質としたレーザ共撮路を形成し
てレーザ発振を行わせるようにしたものである。
より構成され、上記多針状陰極と中間電作との間で予備
放電を生起し、この予備放電を種火として前記多針状陰
極と陽極との間で横方向に主放電を生起する大面積放電
電極の下方位置にハースを設け、このハースに供給され
た金属蒸気源を、例えば電子ビーム照射によって加熱し
て金属蒸気を生成し、この金属蒸気を前記放電電極間に
供給するようにし、前記放電電極の放電方向と交差する
方向に設けた光共振器を用いて前記放電電極間に供給さ
れた金属蒸気をレーザ媒質としたレーザ共撮路を形成し
てレーザ発振を行わせるようにしたものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。
。
第１図および第２図は実施例装置の概略構成を示すもの
で、第１図はその側面溝成因、第２図はその正面構成図
である。
で、第１図はその側面溝成因、第２図はその正面構成図
である。
真空排気ポンプ２１により、１０ ｔｏｒｒ程度の真
空度に保たれた真空容器２２の内部には、バッファガス
供給源２３から所定のバッファガス（例えばＨｅやＮｅ
等）が供給されるようになっている。この真空容器２２
の内部には、横方向に対向して陽極２４、メツシュ状中
間電極２５、および多針状陰極２６からなる大面積放電
電極が設けられている。この大面積放電電極は、外部電
源により高速繰返し周波数のパルス高電圧が印加されて
駆動され、前記メツシュ状中間電極２５と多針状陰極２
６との間で予備放電を生起し、この予備放電で生じたエ
レクトロンを種火として、例えば上記予備放電から１〜
２秒後に前記陽極２４と多針状陰極２６との間に主放電
を生起するものである。この大面積放電電極によって前
記真空容器２２の横方向に主放電が生起されるようにな
っている。尚、図中２７は、前記各電極２４゜２５、２
６の電極リードを前記真空容器２２と絶縁して、その外
部に導く為の絶縁管である。
空度に保たれた真空容器２２の内部には、バッファガス
供給源２３から所定のバッファガス（例えばＨｅやＮｅ
等）が供給されるようになっている。この真空容器２２
の内部には、横方向に対向して陽極２４、メツシュ状中
間電極２５、および多針状陰極２６からなる大面積放電
電極が設けられている。この大面積放電電極は、外部電
源により高速繰返し周波数のパルス高電圧が印加されて
駆動され、前記メツシュ状中間電極２５と多針状陰極２
６との間で予備放電を生起し、この予備放電で生じたエ
レクトロンを種火として、例えば上記予備放電から１〜
２秒後に前記陽極２４と多針状陰極２６との間に主放電
を生起するものである。この大面積放電電極によって前
記真空容器２２の横方向に主放電が生起されるようにな
っている。尚、図中２７は、前記各電極２４゜２５、２
６の電極リードを前記真空容器２２と絶縁して、その外
部に導く為の絶縁管である。
しかして前記真空容器２２の内部の前記大面積放電電極
の下方位置には、断熱材２８を介して断熱されたハース
２９が設けられている。このハース２９は、その上面に
金属粒供給部３０から供給された金属蒸気ｉｌ！（鋼材
）３１を載置するもので、電子ビーム照射源３２から照
射される電子ビーム３２ａにより前記金ｆｉ ｆｆｌ気
源３１を加熱して蒸気化している。このハース２９部に
おいて蒸気化された金属蒸気３１ａが、トラップ板３３
を介して前記放電電極間に供給されている。
の下方位置には、断熱材２８を介して断熱されたハース
２９が設けられている。このハース２９は、その上面に
金属粒供給部３０から供給された金属蒸気ｉｌ！（鋼材
）３１を載置するもので、電子ビーム照射源３２から照
射される電子ビーム３２ａにより前記金ｆｉ ｆｆｌ気
源３１を加熱して蒸気化している。このハース２９部に
おいて蒸気化された金属蒸気３１ａが、トラップ板３３
を介して前記放電電極間に供給されている。
このようにして放電電極間に供給される金属蒸気３１ａ
が、前記放電電極間に生起される放電プラズマ中のエレ
クトロンによって励起され、該金属蒸気３１ａがレーザ
媒質として作用してレーザ光が生起される。
が、前記放電電極間に生起される放電プラズマ中のエレ
クトロンによって励起され、該金属蒸気３１ａがレーザ
媒質として作用してレーザ光が生起される。
尚、前記ハース２９に対向して前記大面＠放電電極の上
方部に設けられたトラップ管３４は、し、−ザ励起に使
用された後の金属蒸気を冷却し、その表面に付着凝固さ
せて回収するものである。また前記トラップ板３３は、
煩放電電極間に導かれない、つまりレーザ励起に供され
ない金属蒸気を冷却し、その表面に付着凝固させて回収
するものである。
方部に設けられたトラップ管３４は、し、−ザ励起に使
用された後の金属蒸気を冷却し、その表面に付着凝固さ
せて回収するものである。また前記トラップ板３３は、
煩放電電極間に導かれない、つまりレーザ励起に供され
ない金属蒸気を冷却し、その表面に付着凝固させて回収
するものである。
しかして、上記の如くして放ｆｆｉ！極間でレーザ励起
する真空容器２２の、前記放電電極により放電方向と交
差する横方向には、第１図に示すようにブリニスター窓
３５．３６が設けられており、これらのブリニスター窓
３５．３６を挟んで一対のレーザ共振器ミラー３７．３
８からなるレーザ共振器が設けられている。このレーザ
共振器は、前記放電電極間で金属蒸気を励起して生成さ
れたレーザ光の共振路を、前記放電電極による放電方向
と交差する方向に形成して該レーザ光を光増幅するもの
である。
する真空容器２２の、前記放電電極により放電方向と交
差する横方向には、第１図に示すようにブリニスター窓
３５．３６が設けられており、これらのブリニスター窓
３５．３６を挟んで一対のレーザ共振器ミラー３７．３
８からなるレーザ共振器が設けられている。このレーザ
共振器は、前記放電電極間で金属蒸気を励起して生成さ
れたレーザ光の共振路を、前記放電電極による放電方向
と交差する方向に形成して該レーザ光を光増幅するもの
である。
この光共振器にて増幅されたレーザ光が、半透過型の反
射鏡である共振器ミラー３８を介して出力されるように
なっている。
射鏡である共振器ミラー３８を介して出力されるように
なっている。
かくして本装置によれば、大面積放電電極によって広範
囲な放電領域を形成し、その電極間に放電とは独立な制
御の下で金属蒸気を発生させ、これを上記放電電極間に
供給することができる。従って、レーザ励起に供する放
電領域の拡大を容易に図り、発振レーザ光の大出力化を
容易に図ることが可能となる。しかも、放電電極間の放
電と、該放電電極間への金属蒸気の供給量とを独立に制
御できるので、レーザ光の出力調整が容易である。
囲な放電領域を形成し、その電極間に放電とは独立な制
御の下で金属蒸気を発生させ、これを上記放電電極間に
供給することができる。従って、レーザ励起に供する放
電領域の拡大を容易に図り、発振レーザ光の大出力化を
容易に図ることが可能となる。しかも、放電電極間の放
電と、該放電電極間への金属蒸気の供給量とを独立に制
御できるので、レーザ光の出力調整が容易である。
またレーザ励起に供せられた後の金属蒸気３１ａをトラ
ップ管３４にて効果的に回収するので、該金属蒸気３１
ａのブリニスター窓３５．３６等への付着を抑え、その
安定なレーザ発振を確保することができ、装置の運転寿
命を長くすることができる等の効果が炎せられる。
ップ管３４にて効果的に回収するので、該金属蒸気３１
ａのブリニスター窓３５．３６等への付着を抑え、その
安定なレーザ発振を確保することができ、装置の運転寿
命を長くすることができる等の効果が炎せられる。
尚、本発明は上述した実施例にのみ限定されるものでは
ない。例えば放電電極の駆動条件や、金属蒸気の供給量
制御等は装置仕様に応じて定めれば良いものである。ま
た金属蒸気の回収法等についても特に限定されない。要
するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
ない。例えば放電電極の駆動条件や、金属蒸気の供給量
制御等は装置仕様に応じて定めれば良いものである。ま
た金属蒸気の回収法等についても特に限定されない。要
するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
以上説明したように、本発明によれば放電部と金属蒸気
発生部とを独立に設けて横方向励起放電を行わせるので
、放電の安定化と金属蒸気供給の安定化を図ることがで
きる。しかもその制御パラメータを相互に独立に制御す
ることができるので、−ザ光の出力制御を簡易に、且つ
安定に行うことが可能となり、そのスケールの拡大によ
って容易に大出力化を図ることが可能となる。また装置
運転寿命の向上を図り得る等の実用上多大なる効果が奏
せられる。
発生部とを独立に設けて横方向励起放電を行わせるので
、放電の安定化と金属蒸気供給の安定化を図ることがで
きる。しかもその制御パラメータを相互に独立に制御す
ることができるので、−ザ光の出力制御を簡易に、且つ
安定に行うことが可能となり、そのスケールの拡大によ
って容易に大出力化を図ることが可能となる。また装置
運転寿命の向上を図り得る等の実用上多大なる効果が奏
せられる。
第１図および第２図は本発明の一実施例装置の概略４ス
成を示すもので、第１図は横断面概略ｌδ成図、第２図
はその正面概略図、第３図は従来装置の概略構成を示す
図である。 ２１・・・真空排気ポンプ、２２・・・真空容器、２３
・・・バッファガス供給源、２４・・・陽極、２５・・
・メツシュ状中間電極、２６・・・多針状陰極、２９・
・・ハース、３１・・・金属蒸気源、３２・・・電子ビ
ーム照射装跨（加熱源）、３４・・・トラップ管。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
成を示すもので、第１図は横断面概略ｌδ成図、第２図
はその正面概略図、第３図は従来装置の概略構成を示す
図である。 ２１・・・真空排気ポンプ、２２・・・真空容器、２３
・・・バッファガス供給源、２４・・・陽極、２５・・
・メツシュ状中間電極、２６・・・多針状陰極、２９・
・・ハース、３１・・・金属蒸気源、３２・・・電子ビ
ーム照射装跨（加熱源）、３４・・・トラップ管。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (3)
- （１）陽極とメッシュ状中間電極と多針状陰極とにより
構成されて横方向に放電を生起する大面積放電電極と、
この大面積放電電極の下方装置に設けられたハースと、
このハースに供給された金属蒸気源を加熱して金属蒸気
を生成し、この金属蒸気を前記放電電極間に供給する手
段と、この放電電極間に供給された金属蒸気をレーザ媒
質とし、前記放電電極の放電方向と交差する方向にレー
ザ共振路を形成してレーザ発振する光共振器とを具備し
たことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。 - （２）大面積放電電極は、多針状陰極と中間電極との間
で予備放電を生起し、この予備放電を種火として上記多
針状陰極と陽極との間で主放電を生起するものである特
許請求の範囲第１項記載の金属蒸気レーザ装置。 - （３）金属蒸気を放電電極間に供給する手段は、ハース
に供給された金属蒸気源に電子ビームを照射して上記金
属蒸気源を加熱・蒸気化するものてある特許請求の範囲
第１項記載の金属蒸気レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920284A JPS6197879A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920284A JPS6197879A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197879A true JPS6197879A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16731804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21920284A Pending JPS6197879A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197879A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63313883A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 高気圧横放電励起型金属蒸気レ−ザ |
| FR2619968A1 (fr) * | 1987-08-28 | 1989-03-03 | Shikoku Research Inst Inc | Procede de generation d'une vapeur metallique dans un laser a vapeur metallique |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP21920284A patent/JPS6197879A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63313883A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 高気圧横放電励起型金属蒸気レ−ザ |
| FR2619968A1 (fr) * | 1987-08-28 | 1989-03-03 | Shikoku Research Inst Inc | Procede de generation d'une vapeur metallique dans un laser a vapeur metallique |
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