JPS6221284A - 金属イオンレ−ザ− - Google Patents

金属イオンレ−ザ−

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JPS6221284A
JPS6221284A JP60160079A JP16007985A JPS6221284A JP S6221284 A JPS6221284 A JP S6221284A JP 60160079 A JP60160079 A JP 60160079A JP 16007985 A JP16007985 A JP 16007985A JP S6221284 A JPS6221284 A JP S6221284A
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current
discharge
voltage
anode
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JP60160079A
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Ko Fukuya
福家 皎
Yasuhiro Tokita
時田 康弘
Katsuhiko Masuda
克彦 増田
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Koito Manufacturing Co Ltd
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    • 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
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
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    • 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
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、安定な光出力全発生する金属イオンレーザ
−に関するものでるる。
〔従来の技術〕
近年、ホロー陰他放電?用い次金属イオンレーザ−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本の発振線が嬢測されておp、その
中には光三原色の赤。
青、緑が含jfL、液体レーザーおよび固体レーザーに
みらnない浸れた特色k[している。
〔発明が解決しょうとする問題点〕
しかしながらこの種の金属イオンレーザ−U6る11の
気体中に金it蒸気化し混合させて励起状態金作ってい
るため、金属蒸気の分布状態によっては安定な光出力が
得舖いという欠点紫有していた。
〔問題点を解決するための手段〕
このエフな欠点?解決する几めにこの発明は、陽極電流
?一定にする定電流回路と、金属?1’に加熱するヒー
タに供給する電流?制御するヒータ制御回路とを役は几
ものでめる。
〔作用〕
金属蒸気の蒸発量が制御され、レーザー管内の金属蒸気
の分布全一定(最適化)にすることに;91党出力が安
定する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例全示す構成図でろり、1は
He ガスを封入し次レーザー管、101〜105 は
定電流回路、106はヒータ制御回路、107〜112
は抵抗、113は電圧差検出回路、114は補助陽極用
電源、115は高圧発ゴ1路であるレーザー管1は第1
図および、そこに示すレーザー管1の■−■断面図の=
うになっており、2.3はプリニスター窓、4にホロー
陰極、5a。
5b 、 5cは主陽極、Eia、6bは主陽極5a、
5b。
5cの両側に配設された補助陽極、γは除重、8a、8
b、8cはCd金属等の金属イオン発生材料9の溜部で
ある金属溜、10A、10Bはヒーター、11にHeガ
ス供給源、12はレーザー萱1内の不純物を取り除く友
めのゲッター、13は湯元柱放を通路、14はグロー領
域、15I−1陰極暗部でるる。
前記ホロー陰極4に、スパッタリングの少ない導電性の
肉厚パイプで形成され、その中心孔力゛前記グロー領域
14の発生する陰極ボア21全構成し、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22a
、22b がそ九ぞn嵌合固定され、tea前記各主陽
極5a、 5b、 5cに対応する周面には透孔がそn
ぞれ形成され、この透孔にもセラミックス等からなるリ
ング状の絶縁体23 a 123 b * 23 cが
それぞれ嵌合固定されている。この=5な絶縁体22a
 、 22b 、 23a 、 23b 。
23c は、Heイオンによるスパッタリングにエフホ
ロー陰極4の表面から飛び出し九隘極物質が主陽極5a
、5b、5cに付N凝固しtり、この陰極物質にLクホ
ロー陰極4と生湯1%5a、5b、5cが短絡し7t9
する■を防止する上で1効とさnる。
前記主陽極5a、5b、5eはタングステン、モリブデ
ン等にエフで製作され、第3図に示す;うにレーザー管
1に設けられ定筒状の取付は部2T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5a、5b
、5cの挿入端は放電効果金高めると共に放電に伴う焼
損を防止する几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
との間に僅かな間隔が設定されておplこれに;つてホ
ロー陰極4七レーザー管1内に嵌合する際、ホロー陰極
4が主陽極5a、5b、5cに当って破損するのを防止
している。そして、主陽極5a、5b、5a間の間隔は
比較的小さく、例えば活性長30α、ボア径Q)) 0
.4 cmの場合、2の程度に設定さn、ている。
前記各金属溜部8a、8b、8c id、レーザー管1
全略牛楕円形状に膨出させることにエフ、該レーザー管
1に一体に設けられ、前記ホロー陰極4に形成されt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、各金属溜
8a、8b、8cは、前記主陽極5a、5b、5cの間
隔ピッチとほぼ等しく、かり牛ピッチだけずれて設けら
れている。
前記補助陽極6a、6bは前記ブリュースター窓2.3
’iCd蒸気から保護するホめのもので、前記主陽極5
a、5b、5c  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γ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36t
−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10両端部には小径部40・41が設け
られている。こnらの小径部4Q、41は1セラミツク
ス、放熱%性が大きい金pA等に1って形成された管体
42,43’tレーザー管1内に嵌合することに工p形
成され、これにLつて該管体42.43と前記ホロー論
極4の絶縁体22&。
22b との間に金属蒸気溜め用空室44.45に形成
している。前記各小径部40,41、換言丁れば管体4
2.43の内径D+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に設は几保持
部48.49に1って軸方向の移In防止されている。
保持部48.49の形成に際しては、外聞に周溝46,
47が形成された管体42.43tレーザー管1の内周
に嵌合し、しかる後肢レーザー管1の前記間$46.4
7に対応する部分を加熱溶融し、周溝46,4γ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−にォイ−’
c、主陽極5a、5b、5c、補助陽極6a、6bお工
びホロー陰極4との間に所要の電圧金印加すると、主陽
極5a、5b、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Cdk
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お工び金属溜?ヒータで加熱す
ることによ、j) 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
さ九る。この場合、ホロー陰極4全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1
4の温度分布全均一化するので、異常グロー放電からア
ーク放電への移行全防止−Tることができる。
He供給源11はHe圧検出装置と、He供給部とから
なり、常に最適な内部He圧全保っている。
ヒータ制御回路106 は定電流回路101〜103の
出力電圧全分圧し比電圧の平均値が、基準電圧Vsとな
るようにヒータIOBに供給するヒータ電流全調節して
Cd蒸気の蒸発量全制御するようになっている。基準電
圧Vs は次のような値に設定される。
各記号の意味は次の通りでろる。
R】 :抵抗RIQ!l r Rtxo l R112
の抵抗値R2:抵抗R107+ Rtos r Rt+
+ の抵抗値VA:発振最適陽極電圧 ヒータ10Aは陽極の保温用でるり、陽極お工び陽徳取
付部内にCdが付Nするの?防止しており、このヒータ
に供給する電流は図示しない電源から供給さnる工うに
なっている。
電圧差検出回路113は定電流回路101 の両端↑電
圧の差に対応し7′c、電圧を出力し、陽極用可変電圧
源10γは電圧差検出回路113 の出力電圧に基づい
て、電圧差検出回路113の入力電圧差が常に一定値、
例えば50ボルトになるように出力電圧を制御するよう
になっている。
このように構成され之装置の動作は次の通りでるる。電
源が投入されるとレーザー管1は放電全開始するが、放
電の開始直後はCd蒸気がホロー陰極内に入っていない
几め、主陽極5a、5b、5cの対地電圧は各陽極の放
電電流i50mAとし次場合260〜270ボルト糧度
(ll#l極構造、内部のガス圧にエフ多少異なる)で
あるから、陽極用可変電圧源107はこれより50ボル
ト高い310〜320ボルトの電圧音出力する。放電全
開始して数分間経過してCdの蒸気がホロー陰極4に入
9、発振を行なうようになると、主陽極5a、5b、5
cの対地電圧は350〜360ボルトになるので、陽極
用可変電圧源10γはこれエフ5oボルト程度高い40
0〜410ボルトの電圧を送出する工うになる。この工
うに、発振初期と安定発振時とで陽極用可変電圧源10
7の出力電圧?変えることによって、発振初期における
消費電力(定電流回路101〜103の損失分)を低く
抑えることができる。また、陽極用可変電圧源107は
出力電圧によってそれほど効率が変らないようになって
いる。
発振状態に達してもCdの蒸気圧の変化は放電インピー
ダンスの変動音も之ら丁。陽極電流は定電流回路101
〜103を介して供給されるtめ、この放電インピーダ
ンスの変化は定電流回路101〜103の出力電圧の変
化として現われる。このことにより抵抗107〜112
によって得られる陽極電圧全分圧した電圧、すなわちヒ
ータ制御回路106の入力′電圧が変動する。ここでヒ
ータ制御回路106 にこの入力電圧全基準電圧Vs 
 と比較して一定になるようにCd金属溜ヒ〜りIOB
 へノミ力全制御しCd蒸蒸気圧金遣適化る。この工う
にして放電の電圧・電流はともに一定となム安定し次元
出力が得らnることとなる。
なお、第1図の実tM例においてヒータ匍j御回路10
6は入力電圧の平均値に基づいてヒータに供給する電流
上制御しており、各金属溜めはヒータ制御回路号共用し
ているが、ヒータ制御回路を個々に設けることに:つて
更に精密な制御が行なえる。
〔発明の効果〕
以上説明し之よ5にこの発明は、複数の陽極に対応する
定電流回路から、陽極を加金供給するとともに陽極電圧
全分圧し比電圧に基づいて金属溜のヒータに供給する電
流全制御して、ホロー陰極4内のCd蒸蒸気圧分布一定
(最適化)にすることで放電の電圧、電流はともに一定
となジ安定々元出力が得られるという効果全音する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一冥流側金示すブロック図、第2図
は第1図に示すレーザー管の■−■断面図でるる。 1・・・φレーザー管、5 a 、 5b 、 5c・
・・・主陽極、10A、10B  ・・・φヒータ、1
01〜105・・Φ・定電流回路、106−φ・・ヒー
タ制御回路、107・・嗜・陽極用可変電圧源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の陽極と、この陽極に対応する金属溜めと、金属溜
    めを加熱するヒータとを有する金属イオンレーザーにお
    いて、それぞれの陽極の電流を一定値に制御する定電流
    回路と、定電流回路の出力電圧があらかじめ決められた
    所定値となるようにヒータを加熱するヒータ制御回路と
    を備えたことを特徴とする金属イオンレーザ。
JP60160079A 1985-07-22 1985-07-22 金属イオンレ−ザ− Expired - Lifetime JPH06101605B2 (ja)

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