JPS6197880A - 金属蒸気レ−ザ装置 - 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】 （発明の技術分野〕 本発明は金属蒸気をレーザ媒質とし、金属粒子のレーザ
発振管窓部への付着を抑えてその長寿命化を図った今風
蒸気レーザ装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、可視域の発振波長く例えば波長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。

第２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、バッファガス供給源４、駆動型′ｙ
Ａ５、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室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から高速繰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
ブリニスター窓１２．１３等を備えて構成される。

これらのブリニスター窓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。また前記バッファガス供給源
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は前記真空断熱室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。

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。

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ｋＨｚ〜士数ｋＨｚのパルス電圧を前
記電極１ｏ、　ｉｉ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。この金り 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、放
電熱によって高温に保たれているレーザ放電管９の内部
から、前記放電部のバッファガス雰囲気中に前記金属蒸
気が拡散してくることがある。このバッフ１ガス雰囲気
中に拡散した金属蒸気は、前記ブリニスター窓１２．　
＋３のような低温部に付着し易く、この結果ブリススタ
ー窓１２．１３を介してレーザ共振器ミラー２，３に到
達するレーザ光量が低下すると云う不具合を招来した。

このことは、レーザ装置の運転時間の経過に伴ってレー
ザ出力が低下することを意味し、またレーザ放電管の寿
命が短いことを意味しており、その改善が望まれていた
。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、金属蒸気のブリニスター窓への
付着を防止してレーザ放電管の長寿命化と、レーザ出力
の安定化を図った金属蒸気レーザ装置を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、高速繰返しパルス電圧の印加を受けてパルス
放電する一対の放電電極間に、上記電極間の放電熱によ
り蒸気化された金属蒸気が内部に供給される、例えば耐
熱性セラミックからなる筒状のレーザ放電管を設け、上
記放電電極の放電部にバッファガスを供給すると共に、
上記レーザ放電管の内部に供給された金属蒸気をレーザ
媒質として前記レーザ放電管の軸方向に光共撮器を設け
てレーザ共振路を形成してなる金属蒸気レーザ装置にお
いて、前記レーザ放電管の両端部の位置に、前記レーザ
共振路を横切る前記バッファガスの流れを形成するガス
流路を、例えば放電管本体の放電電極取付は部の周面に
ガス噴出し口および排気口を対向して設け、該ガス噴出
し口と排気口とをバイパス管で結合し、このバイパス管
内部に設けたブロアによって、その内部に供給されたバ
ッファガスを循環させる如く設け、このガス流路の前記
放電電極よりも下流側の位置に低温体からなる金属蒸気
回収体を設けてなることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

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図は実施列装置の概略構成図であり、第２図に示す
従来装置と同一部分には同一符号を付して示しである。

尚、駆動電源５は省略しである。

しかして本装置が特徴とするところは、放電管本体１の
周面の前記レーザ放電管９の両端部位置、つまり放電電
極１０．１１を設けた位置にガス噴出し口２１および排
気口２２を対向させて設け、これらのガス噴出し口２１
および排気口２２を前記放電管本体１の外部でバイパス
管２３を介して連結して、前記バッフ１ガス供給源４か
ら供給されるバッファガスの流路を図中矢印で示すよう
に形成するようにした点にある。上記バイパス管２３の
内部に設けられたブロア２４は、その内部に供給された
バッファガスを強制的に循環させるものである。このブ
ロア２４の力を受けて前記バイパス管２３内を流れるバ
ッファガスは、前記ガス噴出し口２１から前記レーザ放
電管９の端部に噴出され１．レーザ放電管９の軸方向、
つまりレーザ共振路を横切って前記排気口２２から再び
バイパス管２３内に導入される。

しかして、前記バイパス管２３の内部の前記放電電極１
０．１１から下流側の位置には、低温体からなる金属蒸
気回収体２５が設けられている。この金属蒸気回収体２
５は、前記バッファガスの流れに乗ってバイパス管２３
の内部に入り込んだ金属蒸気を、その表面に付着させ、
凝固させて回収するものである。この金属蒸気回収体２
５は前記バイパス管２３から適宜取外されて、凝固金属
の回収に供される。

このように構成された本装置を駆動すると、従来装置と
同様に前記放電電極１ｏ、　ｉｉ間のパルス放電が生起
され、その放電熱によってレーザ放電管９の内部の銅粒
１６が蒸気化される。そしてその金う 属蒸気はレーザ放電管９の内部に一様に分布する。

この金属蒸気が前記電極間の放電プラズマによってレー
ザ励起され、前記レーザ共振器ミラー２，３による共振
作用を受けてレーザ発振することになる。

しかして前記レーザ放電管９の内部に存在する金属蒸気
が、電極ｉｏ、　１ｉを越えてレーザ放電管９の外側に
流れ出ると、レーザ放電管９の両端部には前述したバッ
ファガスがその軸方向を横切るようにして、つまりレー
ザ共振路と交差して流れており、この流れによってバイ
パス管２３の内部に取込まれる。即ち、レーザ放電管９
から流れ出た金属蒸気は、上記レーザ放電管９の外側に
位置するブリゴスター窓１２．１３に到達する前にバッ
ファガスの流れに捕捉され、その側方に設けられたバイ
パス管２３の内部に引込まれる。そして金属蒸気は、バ
イパス管２３の内部を流れる際、前記金属蒸気回収体２
５に衝突し、除熱されて上記回収体表面に付着して；疑
問する。

かくして本装置によれば、レーザ放電管９から流れ出た
金属蒸気がブリゴスター窓１２．１３に到達することが
なく、従って従来のようにブリゴスター窓１２．１３が
金属蒸気の付着によって汚れることかない。故に、ブリ
ゴスター窓１２．１３の汚れに起因してレーザ出力が低
下することがなく、装置は長期間に亙って安定にレーザ
発振することになる。

しかも、レーザ放電管９から流れ出た金属蒸気がバイパ
ス管２３の内部に設けられた金属蒸気回収体２５によっ
て効果的に回収されるので、そのメインテナンスが容易
である等の効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば放電電極の駆動法や、金属蒸気の供給源となる
金属粒（銅粒１６）の供給法等は装置の仕様に応じて定
めれば良いものである。またバイパス管によるガス流路
の形成も変形可能である。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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明はレーザ放電管の両端部に
、そのレーザ共振路を横切るようにガス流路を形成して
、上記レーザ放電管の内部から流れ出た金属蒸気を側方
に導き、金属蒸気のブリゴスター窓への到達を阻止する
と共に、レーザ共振路の側方に導いた金属蒸気を金属蒸
気回収体にて回収するようにしたものである。従って本
発明によれば、ブリニスター窓の汚れを防止してレーザ
発掘の長期間に亙る安定した動作を確保することができ
、また金属蒸気を効果的に回収することができる等の実
用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１０は本発明の一実施例装置の概略構成図、第２図は
従来装置の概略構成を示す図である。 １・・・レーザ放電管本体、２，３・・・レーザ共振器
ミラー、４・・・バッファガス供給源、５・・・駆動電
源、６．７・・・真空排気ポンプ、８・・・真空断熱至
、１０・・・陽極、１１・・・陰極、１２．１３・・・
ブリニスター窓、１６・・・銅粒（金属蒸気源）、２１
・・・ガス噴出し口、２２・・・排気口、２３・・・バ
イパス管、２４・・・ブロア、２５・・・金属蒸気回収
体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の放電電極間に設けられて上記電極間の放電
   熱により蒸気化された金属蒸気が内部に供給される筒状
   のレーザ放電管と、上記放電電極の放電部にバッファガ
   スを供給する手段と、上記レーザ放電管の内部に供給さ
   れた金属蒸気をレーザ媒質として前記レーザ放電管の軸
   方向にレーザ共振路を形成してなる光共振器とを具備し
   た金属蒸気レーザ装置において、前記レーザ放電管の両
   端部の位置に、前記レーザ共振路を横切る前記バッファ
   ガスの流れを形成するガス流路を設け、このガス流、路
   に金属蒸気回収体を設けてなることを特徴とする金属蒸
   気レーザ装置。
2. （２）レーザ放電管は、放電管本体に真空断熱層を介し
   て設けられた耐熱性セラミック管からなるものである特
   許請求の範囲第１項記載の金属蒸気レーザ装置。
3. （３）一対の放電電極は、筒状のレーザ放電管の両端開
   口部に同軸に設けられた筒状電極からなり、高速繰返し
   パルス電圧の印加を受けてパルス放電するものである特
   許請求の範囲第１項記載の金属蒸気レーザ装置。
4. （４）ガス流路は、放電管本体の放電電極取付け部の周
   面にガス噴出し口および排気口を対向して設け、該ガス
   噴出し口と排気口とをバイパス管で結合し、このバイパ
   ス管内部に設けたブロアによって、その内部に供給され
   たバッファガスを循環させて形成されるものである特許
   請求の範囲第１項記載の金属蒸気レーザ装置。
5. （５）金属蒸気回収体は、バッファガスの流路の放電電
   極よりも下流側に設けられた低温体からなるものである
   特許請求の範囲第１項記載の金属蒸気レーザ装置。