JPS63199470A - 金属蒸気レ−ザ発振管 - Google Patents
金属蒸気レ−ザ発振管Info
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- JPS63199470A JPS63199470A JP3285587A JP3285587A JPS63199470A JP S63199470 A JPS63199470 A JP S63199470A JP 3285587 A JP3285587 A JP 3285587A JP 3285587 A JP3285587 A JP 3285587A JP S63199470 A JPS63199470 A JP S63199470A
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- tube
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000003574 free electron Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 10
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 2
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 abstract 3
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- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
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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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、金属蒸気レーザ発振管に関する。
(従来の技術)
従来の金属蒸気レーザ発振管を第4図に示す。
図中符号1は耐熱性にすぐれたセラミックス製内管であ
り、その内部は放電室2を成している。この放電室2に
はガス供給系3からHe、Ne等の放電用バッファガス
が供給されると共にロータリーポンプ4により、排気さ
れる。また、放電室2の両端にはそれぞれ陽極5と陰極
6が設置されている。この陽極5と陰極6間に設けられ
たパルス高電圧電源7からのパルス二極放電により、プ
ラズマが発生する。このパルス二極放電は、パルス高電
圧電源7から印加される電圧か数kV〜]0数kV、繰
返し周波数が数k Hz〜10数kHzの高電圧パルス
からなる。セラミックス製内管1内には金属粒子8が配
置されており、この金属粒子8が放電プラズマと接触す
ることにより、セラミックス製内管1が極めて高温状態
に加熱される。そして、この金属粒子8が蒸発すること
により、レーザ媒質となる金属蒸気か生成される。
り、その内部は放電室2を成している。この放電室2に
はガス供給系3からHe、Ne等の放電用バッファガス
が供給されると共にロータリーポンプ4により、排気さ
れる。また、放電室2の両端にはそれぞれ陽極5と陰極
6が設置されている。この陽極5と陰極6間に設けられ
たパルス高電圧電源7からのパルス二極放電により、プ
ラズマが発生する。このパルス二極放電は、パルス高電
圧電源7から印加される電圧か数kV〜]0数kV、繰
返し周波数が数k Hz〜10数kHzの高電圧パルス
からなる。セラミックス製内管1内には金属粒子8が配
置されており、この金属粒子8が放電プラズマと接触す
ることにより、セラミックス製内管1が極めて高温状態
に加熱される。そして、この金属粒子8が蒸発すること
により、レーザ媒質となる金属蒸気か生成される。
また、この金属蒸気はセラミックス製内管1内に10〜
1015n/cdの密度で一様に分布しておす、放電プ
ラズマ中の自由電子により、励起されることによって、
その金属特有の波長の光を発光する。この光は、ブリュ
ースタ窓9を通して、セラミックス製内管1の両端に置
かれた出力ミラー]0と全反射ミラー11とから構成さ
れる光共振器によって増幅された後、出力ミラー10側
よりレーザ光となって出力される。また、セラミックス
製内管〕は両端側において、周方向に巻装されたOリン
グ]2、ベローズ]3を介して、」1記セラミックス製
内管]と同心状に配設された外管14に支持されている
。また、」二記Oリング12はセラミックス製内管]と
接しているために高温となるので、Oリング12の外周
部には、冷却水路15か設けられている。この冷却水路
15には、冷却水を供給するための導入管16および冷
却水を外部に排出する排出管]7が設けられている。
1015n/cdの密度で一様に分布しておす、放電プ
ラズマ中の自由電子により、励起されることによって、
その金属特有の波長の光を発光する。この光は、ブリュ
ースタ窓9を通して、セラミックス製内管1の両端に置
かれた出力ミラー]0と全反射ミラー11とから構成さ
れる光共振器によって増幅された後、出力ミラー10側
よりレーザ光となって出力される。また、セラミックス
製内管〕は両端側において、周方向に巻装されたOリン
グ]2、ベローズ]3を介して、」1記セラミックス製
内管]と同心状に配設された外管14に支持されている
。また、」二記Oリング12はセラミックス製内管]と
接しているために高温となるので、Oリング12の外周
部には、冷却水路15か設けられている。この冷却水路
15には、冷却水を供給するための導入管16および冷
却水を外部に排出する排出管]7が設けられている。
さらに、外管14とセラミックス製内管]との間はロー
クリポンプ18により排気され、真空断熱室1つを成し
ている。また、セラミックス製内管コの外周には、セラ
ミックス製内管1の内部を高温に保持するため、断熱材
20が巻装されている。
クリポンプ18により排気され、真空断熱室1つを成し
ている。また、セラミックス製内管コの外周には、セラ
ミックス製内管1の内部を高温に保持するため、断熱材
20が巻装されている。
一方、外管14の途中には陽極5側と陰極6側とを電気
的に分離するための絶縁管21が設けられている。セラ
ミックス製内管1は、1500℃程度にまで昇温するた
め熱により、線膨張を起こす。
的に分離するための絶縁管21が設けられている。セラ
ミックス製内管1は、1500℃程度にまで昇温するた
め熱により、線膨張を起こす。
ベローズ13はセラミックス製内管1の管軸方向の動き
に自由度を持たせて、この線膨張を吸収するためのもの
である。
に自由度を持たせて、この線膨張を吸収するためのもの
である。
しかして、放電室の両端に設けられた陽極と陰極の間に
プラズマが発生すると、セラミックス製内管内に配設さ
れた金属粒子が放電プラズマと接触することにより、セ
ラミックス製内管が極めて高温状態に加熱される。
プラズマが発生すると、セラミックス製内管内に配設さ
れた金属粒子が放電プラズマと接触することにより、セ
ラミックス製内管が極めて高温状態に加熱される。
(発明が解決しようとする問題点)
ところが、セラミックス製内管内の両端近傍では、断熱
材が巻装されておらず、さらに、中央部の熱がセラミッ
クス製内管を伝わって両端に逃げてしまうために、第5
図に示すように、両端部で温度が低くなってしまう。こ
のため、放電に寄与する有効な高温領域が狭くなってし
まい、効率のよい出力を得ることができない。この有効
な高温領域を広くとるために、断熱材を厚くすること等
が考えられるが、中央部の温度が高くなりすぎてしまい
、必要なレーザ波長を得ることができない。
材が巻装されておらず、さらに、中央部の熱がセラミッ
クス製内管を伝わって両端に逃げてしまうために、第5
図に示すように、両端部で温度が低くなってしまう。こ
のため、放電に寄与する有効な高温領域が狭くなってし
まい、効率のよい出力を得ることができない。この有効
な高温領域を広くとるために、断熱材を厚くすること等
が考えられるが、中央部の温度が高くなりすぎてしまい
、必要なレーザ波長を得ることができない。
また、断熱材をセラミックス製内管の両端まで巻装する
こと等が考えられるが、両端には、ベローズが配置され
ているので、構造上この方法は不可能である。
こと等が考えられるが、両端には、ベローズが配置され
ているので、構造上この方法は不可能である。
本発明は、上記のような欠点に鑑みてなされたものであ
り、セラミックス製内管内に有効な高温領域を広くとり
、効率のよい出力を得ることができる金属蒸気レーザ発
振管を提供することを目的とする。
り、セラミックス製内管内に有効な高温領域を広くとり
、効率のよい出力を得ることができる金属蒸気レーザ発
振管を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、Oリング及びベローズを介して外管に支持し
、かつ金属粒子が内部に配置されたセラミックス製内管
内に、放電用バッファガスを供給し、セラミックス製内
管の両端に設けられた陽極と陰極間に高電圧を印加する
ことにより放電プラズマを形成して、金属粒子を蒸気化
し、蒸気化された金属粒子を放電プラズマ中の自由電子
により励起して、レーザ発振を行う金属蒸気レーザ発振
管において、セラミックス製内管の外周部に巻装された
断熱材の左右両端近傍における断熱特性を、中央部の断
熱特性よりも優れたものとすることを特徴とする金属蒸
気レーザ発振管に関する。
、かつ金属粒子が内部に配置されたセラミックス製内管
内に、放電用バッファガスを供給し、セラミックス製内
管の両端に設けられた陽極と陰極間に高電圧を印加する
ことにより放電プラズマを形成して、金属粒子を蒸気化
し、蒸気化された金属粒子を放電プラズマ中の自由電子
により励起して、レーザ発振を行う金属蒸気レーザ発振
管において、セラミックス製内管の外周部に巻装された
断熱材の左右両端近傍における断熱特性を、中央部の断
熱特性よりも優れたものとすることを特徴とする金属蒸
気レーザ発振管に関する。
(作 用)
放電室の両端に設けられた陽極と陰極の間にプラズマが
発生すると、セラミックス製内管内に配設された金属粒
子が放電プラズマと接触することにより、セラミックス
製内管が極めて高温状態に加熱される。セラミックス製
内管の外周部に巻装された断熱材の左右両端近傍におけ
る断熱特性を、中央部よりも優れたものとしたので、中
央部を必要以上に温度上昇させることなく、左右両端近
傍を断熱することができ、レーザ発振に有効な高温領域
を広げることができる。
発生すると、セラミックス製内管内に配設された金属粒
子が放電プラズマと接触することにより、セラミックス
製内管が極めて高温状態に加熱される。セラミックス製
内管の外周部に巻装された断熱材の左右両端近傍におけ
る断熱特性を、中央部よりも優れたものとしたので、中
央部を必要以上に温度上昇させることなく、左右両端近
傍を断熱することができ、レーザ発振に有効な高温領域
を広げることができる。
(実施例)
以下、添附図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。第4図において、図中符号1は耐熱性にすぐれ
たセラミックス製内管であり、その内部は放電室2を成
している。この放電室2にはガス供給系3からHe、N
e等の放電用バッファガスが供給されると共にロータリ
ーポンプ4により、排気される。また、放電室2の両端
にはそれぞれ陽極5と陰極6が設置されている。この陽
極5と陰極6間に設けられたパルス高電圧電源7からの
パルス二極放電により、プラズマが発生する。このパル
ス二極放電は、パルス高電圧電源7から印加される電圧
が数kV〜10数kV、繰返し周波数が数kHz〜10
数kHzの高電圧パルスからなる。セラミックス製内管
]内には金属粒子8が配置されており、この金属粒子8
が放電プラズマと接触することにより、セラミックス製
内管1が極めて高温状態に加熱される。そして、この金
属粒子8か蒸発することにより、レーザ媒質となる金属
蒸気が生成される。また、この金属蒸気はセラミックス
製内管1内に1014〜1015n / cn!の密度
で一様に分布しており、放電プラズマ中の自由電子によ
り、励起されることによって、その金属特有の波長の光
を発光する。この光は、ブリュースタ窓9を通して、セ
ラミックス製内管1の両端に置かれた出力ミラー10と
全反射ミラー11とから構成される光共振器によって増
幅された後、出力ミラー10側よりレーザ光となって出
力される。また、セラミックス製内管1は両端側におい
て、周方向に巻装されたOリング12、ベローズ]3を
介して、」二記セラミックス製内管−’/ − 1と同心状に配設された外管14に支持されている。ま
た、上記Oリング12は、セラミックス製内管1と接し
ているために高温となるので、Oリング12の外周部に
は、冷却水路15が設けられている。この冷却水路15
には、冷却水を供給するための導入管16および冷却水
を外部に排出する排出管17が設けられている。さらに
、外管14とセラミックス製内管1との間はロークリポ
ンプ18により排気され、真空断熱室19を成している
。また、セラミックス製内管1の外周には、セラミック
ス製内管1の内部を高温に保持するため、断熱材20が
巻装されている。一方、外管14の途中には陽極5側と
陰極6側とを電気的に分離するための絶縁管21が設け
られている。セラミックス製内管1は、1500℃程度
にまで昇温するため熱により、線膨張を起こす。ベロー
ズ13はセラミックス製内管1の管軸方向の動きに自由
度を持たせて、この線膨張を吸収するためのものである
。
明する。第4図において、図中符号1は耐熱性にすぐれ
たセラミックス製内管であり、その内部は放電室2を成
している。この放電室2にはガス供給系3からHe、N
e等の放電用バッファガスが供給されると共にロータリ
ーポンプ4により、排気される。また、放電室2の両端
にはそれぞれ陽極5と陰極6が設置されている。この陽
極5と陰極6間に設けられたパルス高電圧電源7からの
パルス二極放電により、プラズマが発生する。このパル
ス二極放電は、パルス高電圧電源7から印加される電圧
が数kV〜10数kV、繰返し周波数が数kHz〜10
数kHzの高電圧パルスからなる。セラミックス製内管
]内には金属粒子8が配置されており、この金属粒子8
が放電プラズマと接触することにより、セラミックス製
内管1が極めて高温状態に加熱される。そして、この金
属粒子8か蒸発することにより、レーザ媒質となる金属
蒸気が生成される。また、この金属蒸気はセラミックス
製内管1内に1014〜1015n / cn!の密度
で一様に分布しており、放電プラズマ中の自由電子によ
り、励起されることによって、その金属特有の波長の光
を発光する。この光は、ブリュースタ窓9を通して、セ
ラミックス製内管1の両端に置かれた出力ミラー10と
全反射ミラー11とから構成される光共振器によって増
幅された後、出力ミラー10側よりレーザ光となって出
力される。また、セラミックス製内管1は両端側におい
て、周方向に巻装されたOリング12、ベローズ]3を
介して、」二記セラミックス製内管−’/ − 1と同心状に配設された外管14に支持されている。ま
た、上記Oリング12は、セラミックス製内管1と接し
ているために高温となるので、Oリング12の外周部に
は、冷却水路15が設けられている。この冷却水路15
には、冷却水を供給するための導入管16および冷却水
を外部に排出する排出管17が設けられている。さらに
、外管14とセラミックス製内管1との間はロークリポ
ンプ18により排気され、真空断熱室19を成している
。また、セラミックス製内管1の外周には、セラミック
ス製内管1の内部を高温に保持するため、断熱材20が
巻装されている。一方、外管14の途中には陽極5側と
陰極6側とを電気的に分離するための絶縁管21が設け
られている。セラミックス製内管1は、1500℃程度
にまで昇温するため熱により、線膨張を起こす。ベロー
ズ13はセラミックス製内管1の管軸方向の動きに自由
度を持たせて、この線膨張を吸収するためのものである
。
」1記構成は前述従来装置と全く同一であるが、−8一
本発明においては、第1図に示すように、断熱材20を
左部、中央部および右部に三分割する。左部および右部
の断熱材20aは、中央部の断熱材20bよりも優れた
断熱特性を有する断熱材20aを使用する。
左部、中央部および右部に三分割する。左部および右部
の断熱材20aは、中央部の断熱材20bよりも優れた
断熱特性を有する断熱材20aを使用する。
また、第2図は、本発明における他の実施例を示した図
である。本実施例では、セラミックス製内管1に巻装さ
れた断熱材20の中央部に複数の穴22が放射方向に穿
設される。この穴22によって、中央部の断熱特性が左
右両端部に比し低いものとしである。
である。本実施例では、セラミックス製内管1に巻装さ
れた断熱材20の中央部に複数の穴22が放射方向に穿
設される。この穴22によって、中央部の断熱特性が左
右両端部に比し低いものとしである。
しかして、断熱材20の構造を上述のようにしたことに
よって、中央部を必要以上に温度上昇させることなく、
左右両端部を断熱することができるので、第3図に示す
ように有効高温領域を広くとることかできる。
よって、中央部を必要以上に温度上昇させることなく、
左右両端部を断熱することができるので、第3図に示す
ように有効高温領域を広くとることかできる。
本発明は上述のように、セラミックス製内管の外周部に
巻装された断熱材の左右両端近傍における断熱特性が、
中央部の断熱特性よりも優れたものとすることにより、
中央部を必要以上に温度上昇させることなく、左右両端
部を断熱することができるので、セラミックス製内管内
の管軸方向の温度分布を均一化することができ、また、
レーザ発振に有効な高温領域を広くすることができる等
の効果を奏する。
巻装された断熱材の左右両端近傍における断熱特性が、
中央部の断熱特性よりも優れたものとすることにより、
中央部を必要以上に温度上昇させることなく、左右両端
部を断熱することができるので、セラミックス製内管内
の管軸方向の温度分布を均一化することができ、また、
レーザ発振に有効な高温領域を広くすることができる等
の効果を奏する。
第1図は本発明における一実施例の要部拡大図、第2図
は本発明における他の実施例の要部拡大図、第3図は本
発明における金属蒸気レーザ発振管のセラミックス製内
管の管軸方向の温度分布図、第4図は金属蒸気レーザ発
振管の構成図、第5図は従来技術における金属蒸気レー
ザ発振管のセラミックス製内管の管軸方向の温度分布図
である。 1・・・セラミックス製内管、2・・・放電室、3・・
・ガス供給系、4・・・ロータリーポンプ、5・・・陽
極、6・・・陰極、7・・・パルス高電圧電源、8・・
・金属粒子、9・・・ブリュースタ窓、10・・・出力
ミラー、11・・・全反射ミラー、12・・・0リング
、13・・・ベローズ、14・・・外管、15・・・冷
却水路、16・・・導入管、17・・・排出管、18・
・・ロークリポンプ、19・・・真空断熱室、20・・
・断熱材、21・・・絶縁管、22・・・穴。
は本発明における他の実施例の要部拡大図、第3図は本
発明における金属蒸気レーザ発振管のセラミックス製内
管の管軸方向の温度分布図、第4図は金属蒸気レーザ発
振管の構成図、第5図は従来技術における金属蒸気レー
ザ発振管のセラミックス製内管の管軸方向の温度分布図
である。 1・・・セラミックス製内管、2・・・放電室、3・・
・ガス供給系、4・・・ロータリーポンプ、5・・・陽
極、6・・・陰極、7・・・パルス高電圧電源、8・・
・金属粒子、9・・・ブリュースタ窓、10・・・出力
ミラー、11・・・全反射ミラー、12・・・0リング
、13・・・ベローズ、14・・・外管、15・・・冷
却水路、16・・・導入管、17・・・排出管、18・
・・ロークリポンプ、19・・・真空断熱室、20・・
・断熱材、21・・・絶縁管、22・・・穴。
Claims (1)
- 1.Oリング及びベローズを介して外管に支持し、かつ
金属粒子が内部に配置されたセラミックス製内管内に、
放電用バッファガスを供給し、セラミックス製内管の両
端に設けられた陽極と陰極間に高電圧を印加することに
より放電プラズマを形成して、金属粒子を蒸気化し、蒸
気化された金属粒子を放電プラズマ中の自由電子により
励起して、レーザ発振を行う金属蒸気レーザ発振管にお
いて、セラミックス製内管の外周部に巻装された断熱材
の左右両端近傍における断熱特性を、中央部の断熱特性
よりも優れたものとすることを特徴とする金属蒸気レー
ザ発振管。 2、中央部の断熱材は、左右両端近傍における断熱材よ
りも断熱特性の低いものを使用す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発振管。 3、断熱材の中央部に、複数の穴が穿設されていること
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
ザ発振管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62032855A JP2598009B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 金属蒸気レーザ発振管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62032855A JP2598009B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 金属蒸気レーザ発振管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63199470A true JPS63199470A (ja) | 1988-08-17 |
JP2598009B2 JP2598009B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=12370452
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62032855A Expired - Lifetime JP2598009B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 金属蒸気レーザ発振管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2598009B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0236063U (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-08 | ||
WO2001020953A1 (en) * | 1999-09-15 | 2001-03-22 | Nanotechnologies, Inc. | Method and apparatus for producing bulk quantities of nano-sized materials by electrothermal gun synthesis |
US6472632B1 (en) | 1999-09-15 | 2002-10-29 | Nanoscale Engineering And Technology Corporation | Method and apparatus for direct electrothermal-physical conversion of ceramic into nanopowder |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5416998A (en) * | 1977-06-08 | 1979-02-07 | Gen Electric | Metal vapor laser |
JPS61183558U (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-15 |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62032855A patent/JP2598009B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5416998A (en) * | 1977-06-08 | 1979-02-07 | Gen Electric | Metal vapor laser |
JPS61183558U (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-15 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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