JPS6221284A - 金属イオンレ−ザ− - Google Patents
金属イオンレ−ザ−Info
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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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- Japan
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- current
- discharge
- voltage
- anode
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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
-
- 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/09705—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser with particular means for stabilising the discharge
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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〕
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。
−に関するものでるる。
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。
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。
みらnない浸れた特色k[している。
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。
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。
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。
?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。
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。
の分布全一定(最適化)にすることに;91党出力が安
定する。
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。
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。
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。
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 。
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。
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。
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。
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。
’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。
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&。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60160079A JPH06101605B2 (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 金属イオンレ−ザ− |
US06/888,452 US4701925A (en) | 1985-07-22 | 1986-07-21 | Electric control system for a metal ion laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60160079A JPH06101605B2 (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 金属イオンレ−ザ− |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6221284A true JPS6221284A (ja) | 1987-01-29 |
JPH06101605B2 JPH06101605B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=15707415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60160079A Expired - Lifetime JPH06101605B2 (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 金属イオンレ−ザ− |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4701925A (ja) |
JP (1) | JPH06101605B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08181366A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Nec Corp | イオンレーザ |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61244081A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-30 | Koito Mfg Co Ltd | 金属イオンレ−ザ− |
GB2179488B (en) * | 1985-08-22 | 1989-08-23 | English Electric Valve Co Ltd | Laser apparatus |
JPS63281484A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Ushio Inc | ホロ−カソ−ド型金属蒸気レ−ザ管 |
US4799231A (en) * | 1987-09-24 | 1989-01-17 | Coherent General | Laser gas orifice injection system |
JPH01243596A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Ushio Inc | 金属蒸気レーザ装置 |
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