JPS6197885A - 金属蒸気レ−ザ - Google Patents
金属蒸気レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6197885A JPS6197885A JP21921084A JP21921084A JPS6197885A JP S6197885 A JPS6197885 A JP S6197885A JP 21921084 A JP21921084 A JP 21921084A JP 21921084 A JP21921084 A JP 21921084A JP S6197885 A JPS6197885 A JP S6197885A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- ceramic tube
- vapor
- laser
- tube
- 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
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
Landscapes
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、可視領域の発振波長を持ち、高効率で高いレ
ーザ出力が得られ、金属ウランの同位体分離技術等に応
用される金属蒸気レーザに関する。
ーザ出力が得られ、金属ウランの同位体分離技術等に応
用される金属蒸気レーザに関する。
従来、金属蒸気レーザは第２図に示す如く、大きく分け
て放電管本体とその外部薇構とから構成されている。即
ち、放電管本体は、ガス供給系１から供給されるバッフ
ァガス（Ｈｅ、Ｎｅ等）及び陰極２と陽極３との間に印
加されるパルス高電圧により発生される放電によって内
部に設置された金属粒１６を加熱蒸発させる耐熱性セラ
ミック管４と、放電部５をＯリング６及びベローズ７に
より真空隔離している断熱室８と、断熱室８内に収容さ
れた熱遮蔽板９と、ざらにレーザ光取出し用のブリュー
スター窓１０とから構成されている。
て放電管本体とその外部薇構とから構成されている。即
ち、放電管本体は、ガス供給系１から供給されるバッフ
ァガス（Ｈｅ、Ｎｅ等）及び陰極２と陽極３との間に印
加されるパルス高電圧により発生される放電によって内
部に設置された金属粒１６を加熱蒸発させる耐熱性セラ
ミック管４と、放電部５をＯリング６及びベローズ７に
より真空隔離している断熱室８と、断熱室８内に収容さ
れた熱遮蔽板９と、ざらにレーザ光取出し用のブリュー
スター窓１０とから構成されている。
また、外部機構としては、放電部５にのみバッフ１ガス
を導入するガス供給系１、放電部５及び画然ｖ８をそれ
ぞれ別個のロータリーポンプ１１゜１２により排気する
真空排気系、高圧ＤＣ電源及び高速スイッチング回路か
らなるパルス高電圧電源１３、さらに全反射ミラー１４
と出力ミラー１５とが作る光共振器、放電管本体を冷却
する水冷配管１７等が設けられている。
を導入するガス供給系１、放電部５及び画然ｖ８をそれ
ぞれ別個のロータリーポンプ１１゜１２により排気する
真空排気系、高圧ＤＣ電源及び高速スイッチング回路か
らなるパルス高電圧電源１３、さらに全反射ミラー１４
と出力ミラー１５とが作る光共振器、放電管本体を冷却
する水冷配管１７等が設けられている。
上記の構成において、レーザ媒質となる金属蒸気は、放
電プラズマの接触によってセラミック管４が金属沸点ま
で加熱され、セラミック管４の内部に設置された金属粒
１６が蒸発することによって得られる。この金属蒸気は
、セラミック管４内に一様に１０１４〜１０１６［α°
３］の密度で分布し、放電プラズマ中の電子により励起
されることにより光を放出する。そして、放電管本体の
両端に置かれた全反射ミラー１４と出力ミラー１５とか
らなる光共振器で光が増幅され、出力ミラー１５側より
レーザ光となって取出されるものとなっている。なお、
上記の放電は、セラミック管４内に導入されたバッファ
ガスと電極２．３間に印加される電圧数〜１０数［ＫＶ
］ 、繰返し周波数数〜１０数［ＫＨ２］のパルス２極
放電である。
電プラズマの接触によってセラミック管４が金属沸点ま
で加熱され、セラミック管４の内部に設置された金属粒
１６が蒸発することによって得られる。この金属蒸気は
、セラミック管４内に一様に１０１４〜１０１６［α°
３］の密度で分布し、放電プラズマ中の電子により励起
されることにより光を放出する。そして、放電管本体の
両端に置かれた全反射ミラー１４と出力ミラー１５とか
らなる光共振器で光が増幅され、出力ミラー１５側より
レーザ光となって取出されるものとなっている。なお、
上記の放電は、セラミック管４内に導入されたバッファ
ガスと電極２．３間に印加される電圧数〜１０数［ＫＶ
］ 、繰返し周波数数〜１０数［ＫＨ２］のパルス２極
放電である。
しかしながら、この種の従来装置にあっては次のような
問題があった。即ち、高温に保たれているセラミック管
４内から金属蒸気がバッファガス雰囲気中を拡散し、両
端の低温部で凝結してしまって再利用されない二このた
め、運転前にセラミック管４内に設置した金属粒１６が
なくなればレーザ発振を停止せざるを得ない。従って、
その度に真空度を落として装置を一部解体し、セラミッ
ク管４内に金属粒１′６を供給しなければならず、レー
ザの稼働率が低下すると云う問題があった。
問題があった。即ち、高温に保たれているセラミック管
４内から金属蒸気がバッファガス雰囲気中を拡散し、両
端の低温部で凝結してしまって再利用されない二このた
め、運転前にセラミック管４内に設置した金属粒１６が
なくなればレーザ発振を停止せざるを得ない。従って、
その度に真空度を落として装置を一部解体し、セラミッ
ク管４内に金属粒１′６を供給しなければならず、レー
ザの稼働率が低下すると云う問題があった。
本発明は上記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、セラミック管の両端低温部に凝結した
金属を再び金属蒸気として利用することができ、同一量
の金属粒に対するレーザ発振時間を延長し稼働率の向上
をはかり得る金属蒸気レーザを提供することにある。
とするところは、セラミック管の両端低温部に凝結した
金属を再び金属蒸気として利用することができ、同一量
の金属粒に対するレーザ発振時間を延長し稼働率の向上
をはかり得る金属蒸気レーザを提供することにある。
本発明の骨子は、セラミック管の両端低温部に凝結した
金属の液滴が高温中心部方向に流れてくるように、セラ
ミック管の形状を改良したことにある。
金属の液滴が高温中心部方向に流れてくるように、セラ
ミック管の形状を改良したことにある。
即ち本発明は、セラミック管内に設置した金属粒を放電
加熱により蒸発させて金属蒸気とし、この金属蒸気を放
電プラズマ中の電子により励起してレーザを発生する金
属蒸気レーザにおいて、前記セラミック管の局部を両端
部から中央部に向けて下り勾配を有する形状に加工する
ようにしたものである。
加熱により蒸発させて金属蒸気とし、この金属蒸気を放
電プラズマ中の電子により励起してレーザを発生する金
属蒸気レーザにおいて、前記セラミック管の局部を両端
部から中央部に向けて下り勾配を有する形状に加工する
ようにしたものである。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わる金属蒸気し゛ −ザ
の概略構成を示す断面図である。なお、第２図と同一部
分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
の概略構成を示す断面図である。なお、第２図と同一部
分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
この実施例が第２図に示した従来装置と異なる点は、セ
ラミック管４の形状にある。即ち、セラミック管４は中
央部分が太くて、両端に向かうにつれて次第にその内径
が小さくなる、所謂中太り形状を有している。つまり、
セラミック管４の底部はその両端から中央にかけて下り
勾配を有するものとなっている。
ラミック管４の形状にある。即ち、セラミック管４は中
央部分が太くて、両端に向かうにつれて次第にその内径
が小さくなる、所謂中太り形状を有している。つまり、
セラミック管４の底部はその両端から中央にかけて下り
勾配を有するものとなっている。
次に、上記構成された実施例レーザの作用について説明
する。まず、セラミック管４の上側でガス供給設備１か
ら供給されるバッフ７ガスを媒体として発生する放電に
より、セラミック管４内に設置した金属粒１６が加熱さ
れて金属蒸気となる。
する。まず、セラミック管４の上側でガス供給設備１か
ら供給されるバッフ７ガスを媒体として発生する放電に
より、セラミック管４内に設置した金属粒１６が加熱さ
れて金属蒸気となる。
この金属蒸気は放電プラズマ中の電子により励起されて
光を放出しつつ、拡散によりセラミック管４の両端に移
動する。セラミック管４の両端部は外部から水冷配管１
７により冷却されており、拡散してきた金属蒸気は両端
部で冷却されて凝結し、セラミック管４の内壁に付着す
る。
光を放出しつつ、拡散によりセラミック管４の両端に移
動する。セラミック管４の両端部は外部から水冷配管１
７により冷却されており、拡散してきた金属蒸気は両端
部で冷却されて凝結し、セラミック管４の内壁に付着す
る。
ここで、水冷配管１７の冷却能を適当に調節しておけば
セラミック管４の両端部内面温度を金属の融点と沸点と
の間にしておくことが可能である。
セラミック管４の両端部内面温度を金属の融点と沸点と
の間にしておくことが可能である。
さらに、セラミック管４の底部には前述した両端から中
央に向かう勾配が形成されている。従って、セラミック
管４の内壁に付着した溶融金属は、次々に凝結付着する
他の溶融金風を集めて液滴容積を増しながら、セラミッ
ク管４の中央部の凹みへと流れる。セラミック管４の中
央部は高温に保たれているので、流れてくる溶融金属は
再び金属蒸気となってレーザ発振に寄与することになる
。
央に向かう勾配が形成されている。従って、セラミック
管４の内壁に付着した溶融金属は、次々に凝結付着する
他の溶融金風を集めて液滴容積を増しながら、セラミッ
ク管４の中央部の凹みへと流れる。セラミック管４の中
央部は高温に保たれているので、流れてくる溶融金属は
再び金属蒸気となってレーザ発振に寄与することになる
。
かくして本実施例によれば、セラミック管４内に最初に
設置した金属粒１６が中央部で蒸発、両端部で凝結と云
う蒸発・凝結を繰返すため、セラミック管４内の金属は
なかなか枯渇せず（金属蒸気の僅かな部分はセラミック
管４の外側に移動するためＲ縮約にはセラミック管４の
内部から金属はなくなる）、レーザ発振を長時間続ける
ことができる。このため、金属粒１６を有効利用するこ
とができ、レーザの稼働率の向上をはかり得る。
設置した金属粒１６が中央部で蒸発、両端部で凝結と云
う蒸発・凝結を繰返すため、セラミック管４内の金属は
なかなか枯渇せず（金属蒸気の僅かな部分はセラミック
管４の外側に移動するためＲ縮約にはセラミック管４の
内部から金属はなくなる）、レーザ発振を長時間続ける
ことができる。このため、金属粒１６を有効利用するこ
とができ、レーザの稼働率の向上をはかり得る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、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。例えば、前記セラミック管の形状は一
様中太り形状に限るものではなく、低温の両端部から高
温の中心部に向けてその底部が下り勾配になっているよ
うな形状であればよい。さらに、底部勾配の角度等の条
件は、仕様に応じて適宜窓めればよい。
く、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。例えば、前記セラミック管の形状は一
様中太り形状に限るものではなく、低温の両端部から高
温の中心部に向けてその底部が下り勾配になっているよ
うな形状であればよい。さらに、底部勾配の角度等の条
件は、仕様に応じて適宜窓めればよい。
以上説明したように本発明によれば、セラミック管の底
部に両端から中央に向かう下り勾配を設けているので、
レーザ発振に寄与する金属蒸気がセラミック管の中央部
と両端部とで凝結・蒸発を繰返すことになり、最初にセ
ラミック管内部に設置した金属粒を有効利用しレーザ発
振を長時間続行できるので、レーザ稼働率の大幅な向上
をはかり得る。
部に両端から中央に向かう下り勾配を設けているので、
レーザ発振に寄与する金属蒸気がセラミック管の中央部
と両端部とで凝結・蒸発を繰返すことになり、最初にセ
ラミック管内部に設置した金属粒を有効利用しレーザ発
振を長時間続行できるので、レーザ稼働率の大幅な向上
をはかり得る。
第１図は本発明の一実施例に係わる金属蒸気レーザの概
略構成を示す断面図、第２図は従来レーザの概略構成を
示す断面図である。 １・・・ガス供給系、２．３・・・電極、４・・・セラ
ミック管、５・・・放電部、８・・・断熱室、９・・・
熱遮蔽板、１０・・・ブリュースター窓、１１．１２・
・・ロータリーポンプ、１３・・・パルス高電圧電源、
１４・・・全反射ミラー、１５・・・出力ミラー、１６
・・・金属粒、１７・・・水冷配管。 り
略構成を示す断面図、第２図は従来レーザの概略構成を
示す断面図である。 １・・・ガス供給系、２．３・・・電極、４・・・セラ
ミック管、５・・・放電部、８・・・断熱室、９・・・
熱遮蔽板、１０・・・ブリュースター窓、１１．１２・
・・ロータリーポンプ、１３・・・パルス高電圧電源、
１４・・・全反射ミラー、１５・・・出力ミラー、１６
・・・金属粒、１７・・・水冷配管。 り
Claims (2)
- （１）セラミック管内に設置した金属粒を放電加熱によ
り蒸発させて金属蒸気とし、この金属蒸気を放電プラズ
マ中の電子により励起してレーザを発生する金属蒸気レ
ーザにおいて、前記セラミック管の底部を両端部から中
央部に向けて下り勾配を有する形状に加工してなること
を特徴とする金属蒸気レーザ。 - （２）前記セラミック管は、中央部分が太く両端に向か
うにつれて次第にその内径が小さくなる中太り形状を有
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の金属蒸気レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21921084A JPS6197885A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21921084A JPS6197885A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197885A true JPS6197885A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16731929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21921084A Pending JPS6197885A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197885A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5325391A (en) * | 1993-06-09 | 1994-06-28 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Recirculating wedges for metal-vapor plasma tubes |
| JP2015173220A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | ファナック株式会社 | 放電管を備えるレーザ発振器、およびレーザ加工装置 |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP21921084A patent/JPS6197885A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5325391A (en) * | 1993-06-09 | 1994-06-28 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Recirculating wedges for metal-vapor plasma tubes |
| JP2015173220A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | ファナック株式会社 | 放電管を備えるレーザ発振器、およびレーザ加工装置 |
| US10128629B2 (en) | 2014-03-12 | 2018-11-13 | Fanuc Corporation | Laser oscillator provided with discharge tube and laser processing machine |
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