JPS62226678A - イオンレ−ザ管 - 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】 産業上の利用分野 本発明はガスレーザ管に関し、具体的には大電流により
高出力のレーザ出力を放出するアルゴン、クリプトンな
どのガスを用いたイオンレーザ管の構造に関する。

従来の技術 周知のごとくアルゴン、クリプトンなどのイオン化した
ガスのエネルギー遷移によりレーザ発振を行なうイオン
レーザは高出力化のためにイオン密度を上げる必要があ
り、これを達成するために細管はＩＯＡを越える大電流
を流す必要がある。このような大電流に耐える細管材料
および構造は耐熱性、熱放射性等の面から種々の制約が
ある。

従来、イオンレーザ管の陽極の構造として、いくつかの
方法が用いられており、代表的なものは、グラファイト
の陽極を石英管の中に収納した構造を持つもので、陽極
の冷却は熱輻射する石英管の外から水で行う方法をとる
。また他の代表例はＤｅＯセラミックスのレーザ管外囲
器の内側に洞の陽極を接触させる方法で、冷却はＢｅＯ
セラミックスの外囲器の外周を水で冷却し、ＤｅＯの高
い熱伝導性を利用するものである。

発明が解決しようとする問題点 イオンレーザは、大電流、を必要とするため、陽極の温
度は著しく上昇し、これを冷却する必要がある。

グラファイトを石英管に収納して構成された陽極構造は
、石英の耐熱性を利用するものであるが、グラファイト
は使用中に粉末が出やすく、これがブルースター窓に付
着してレーザの出力を減少させることがあり、特に輸送
上に制約があるなどの欠点がある。

一方［１ｅＯセラミツクスの高い熱伝導性を利用する陽
極構造は、毒性のあるＢｅを用いているためその材料供
給源が限られてきており、極めて高価である。また陽極
に１，１を用いているためレーザガスのプラズマに対す
る耐性が低くスパックしやすいという欠点がある。

問題点を解決するための手段 本発明に従うと、上述した従来のイオンレーザ管の欠点
を除去するために、陽極部材レーザガスのプラズマが直
接当る部分にプラズマに対する耐性の高い材料、例えば
モリブデンを用い、その外側、すなわち陽極部材の外囲
器を隣接部分に熱伝導率が大きく、且つ好ましくは熱膨
張係数の大きい材料、たとえば銅を用いて外囲器にロー
付して密着させる。

この陽極構造は粉末の発生をなくし、スパッタを少なく
し、かつ陽極冷却の効率面での改善をも達成することが
できる。

本発明の好ましい態様に従うと、上記プラズマに対する
耐性の高い材料はモリブデンであり、上記熱伝導率の高
い材料は銅である。

さらに本発明の好ましい態様に従うと、外囲器をセラミ
ックス、例えば八ＩＮで構成する。

作用 上述した如く、本発明においては陽極部材のレーザガス
プラズマの直接当る部分、すなわち陽極をプラズマに対
する耐性の高い材料を用いるので、大電流を流して発生
するプラズマによって高温度となっても劣化することが
なく、高性能が維持できる。

一方、陽極部材の外囲器と隣接する部分の少なくとも一
部、すなわち陽極支持部の少なくとも一部、一般には円
盤状に形成された陽極の外側部分は高熱伝導性且つ好ま
しくは高熱膨張性の材料で形成されているので、陽極の
冷却が容易に実施でき、さらに、使用中における熱膨張
によって陽極部材と外囲器との密着性が保たれるので、
その冷却効果が増大する。

以下、本発明を添付の図面を参照して実施例により説明
する。なお、これらの実施例は本発明の単なる例示であ
り、本発明の範囲を同等制限するものではない。

実施例 第１図は本発明に従うイオンレーザ管の１実施例の軸方
向断面図である。

図示の如く、イオンレーザ管は、円筒形の外囲器ｌと、
外囲器１内のはゾ両端部にそれぞれ配置された陽極部材
２と陰極部材３とから構成される。

外囲器１の両端部はそれぞれ金属製部品４．５で封止さ
れ、金属製部品４．５には例えば石英を用いたブルース
ター窓６．７がそれぞれ設けられている。

外囲器ｌは、中空パイプ８とディスク９とを交互に配置
して、低融点封着用ガラスを用いて気密に接続して構成
され、これらの中空パイプ８とディスク９とはＡｌＮセ
ラミックスで形成するのが好ましい。ディスク９は、そ
の中心部にレーザ細管用の穴ＩＯがあけられており、そ
の周りにガスリターン用の穴１１が複数個穿けられてい
る。

陽極部材２は、中心にレーザ細管用の穴を有し、全体と
して円盤の形状をなし、中空パイプ８に嵌合密着してい
る。陽極部材のレーザガスプラズマと直接当る部分、す
なわち陽極として動作する部分１２は、本発明に従い、
プラズマに対する耐性の高い材料で形成されている。陽
極１２は壬−リブデンで形成するのが好ましい。

一方、陽極部材２の支持部分１３は、ロー付は等により
陽極１２に密着するよう接合されている。より詳細には
、陽極１２は役付円盤状であり、その大底面を陰極部材
３側に向けて配置されている。支持部分１３は中空円筒
状をなし、陽極１２の背面側の小径部分に嵌合され、さ
らにロー付けされている。

陽極１２とその支持部分１３は、上記のように一体に組
合された状態で円筒表面をなし、中空パイプ８内に密着
嵌合されている。

本発明に従い、陽極部材の支持部分１３は、熱伝導率の
高い材料で構成され、さらに好ましくは熱膨張率も高い
材料、例えば銅で構成されている。

このように構成された陽極部材２には、支持部材１３を
介して、例えばモリブデン製の電極陸冊が接続されてい
る。電極体１６は外囲器１、特に金属製部品４を気密に
貫通して、図示を省略した外部電源に接続されている。

陰極部材３は、コイル状に形成された陰極１４と、陰極
１４を外部電源に接続する電極棒１５とから構成される
。

さらに、イオンレーザ管には陽極側の金属製品４を貫通
して管１７が接続され、外囲器１内にガスを供給、排出
可能に構成されている。

以上説明した本発明のイオンレーザ管の動作を説明する
。

陽極１２および陰極１４との間に直流電圧を印加すると
、レーザ細管内にガスプラズマが発生してレーデが励起
される。このレーザはブルーメタ窓６．７の外側に設け
たミラー（図示せず）間で共振して共振波長で出力され
る。

陽極１２での放電によって陽極１２およびその支持部分
１３が加熱される。しかしながら、本発明に従い支持部
分１３は高熱伝導性、さらに好ましくは高熱膨張性の材
料で構成しているので、陽極部材２は膨張し、中空パイ
プ８の内面との密着性が保持され、且つその熱が好適に
中空パイプに伝導する。

従って、外囲器を外周から水冷することによって中空パ
イプ８を介して陽極部材２を効果的に冷却することがで
きる。

発明の詳細 な説明したように本発明は、陽極部材のレーザガスのプ
ラズマが直接当る部分、すなわち陽極本体にプラズマに
対する耐性の高い材料、例えばモリブデンを用い、その
外側、すなわち陽極の支持部分に熱伝導率が大きく熱膨
張係数の大きい材料、たとえば銅を用いてロー付するこ
とによって陽極部材を製造し、これをセラミックス製の
外囲器内に収納した陽極構造とすることにより、グラフ
ァイトのように粉末を出すこともなく、レーザガスのプ
ラズマによるスパッタを少なくすることができる。また
、陽極の温度が上ったときにセラミックスの内側に密着
して熱を伝導する構造を採用するために熱輻射によって
冷却する方法と仕較すると、陽極冷却の効率面でめざま
しい改乃をも達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従うイオンレーザ管の１実施例の軸
方向断面図である。 （主な参照番号） １・・外囲器、　　２・・陽極部材、 ３・・陰極部材、　　６・・ブルースター窓、８・・中
空パイプ、９デイスク、 １０・・レーザ細管、１２・・陽極、 １３・・陽極の支持部分、 １４・・陰極、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空外囲器と、該外囲器内に配置された陽極部材
   と、陰極部材と、該陽極部材および陰極部材との間に設
   けられたレーザ細管とで構成されたイオンレーザ管にお
   いて、該陽極部材のレーザガスプラズマが直接当る部分
   はプラズマに対する耐性の高い材料で形成され、該陽極
   部材の該外囲器と隣接する部分の少なくとも一部は熱伝
   導率の高い材料で形成されていることを特徴とするイオ
   ンレーザ管。
2. （２）上記プラズマに対する耐性の高い材料はモリブデ
   ンであり、上記熱伝導率の高い材料は銅であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオンレーザ管。
3. （３）上記外囲器はＡｌＮセラミックスにより形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項のいずれかに記載のイオンレーザ管。