JPS63229873A - レ−ザ発振器用放電管 - 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１ 本発明は、レーザ共振器の光軸と放電管の軸とが一致す
る形式のガスレーザ装置に使用される、放電管の構造に
関する。

［従来の技術］ 第２図、第３図に従来の交流励起型放電管の構造を示す
。

図において（１）は放電管、（２）は交流電圧高周波電
源、（３）はこの電源から電極（５）に電力を供給する
導線である。

この電極は、放電管外面の円筒面に沿い、あるいはらせ
ん状に巻きつける形状で配設され、誘電性を有する放電
管を介して放電管内部に交流電界を印加することによっ
て、放電を誘起し、レーザ活性を有する反転分布領域を
形成し、放電管軸上に対向して配置されに光共振器によ
ってレーザ出力としてとり出される。

従来、上記電極を構成する方法として次の２つの方法が
実施されてきた。

■第４図に示すように電極を放電管外形に密着する形状
に形成して、フレーム７及びスペーサ８により機械的機
構によって力を加えて一体化する方法。

■放電管素管外周をサンドブラスト等によって粗面化し
て、そこにプラズマジェット等で金属溶射し金属層を形
成する方法（特開昭６ｌ−１４２７８３）。

［発明が解決しようとする問題点コ 前記従来の電極構造■では、機械的に押えただけである
ため、金属部材と放電管材との間に局所的な空隙が生じ
るため、レーザの運転時に交流電界を印加した場合、こ
の空隙内で気体放電が発生する。そのため放電管の局部
的加熱、電極の損耗劣化が発生しそれに伴ない電気人力
に対するレーザ出力の効率も悪化する。

また前記従来技術■によれば、適当な条件で溶射するこ
とで放電管−電極界面での空隙は、除去でき上記のよう
な問題点は解消できる。しかしながら金属溶射て金属を
接合する場合、接合強度は、セラミック表面の起伏に金
属をくいこませる、いわゆる「アンカー効果」に基づい
ているため、実用的な接合強度を実現するには、粗面化
したセラミンクが不可欠となる。しかるに、放電が維持
できる交流電圧電界を凹凸のある誘電体界面に印加した
場合に、第５図に示すように金属突出部での電界が局部
的に強くなるためトリーイング等の絶縁破壊が進展し、
そのクラックに沿ってさらに電界集中が起こって加速度
的に放電管の劣化・破壊が進行し、信頼性の面で大きな
問題があり、実用上の障害となっていた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明では、レーザ発振用放電管に交流放電用電極を接
合するために、金属から成る接合層を設けることによっ
て電極の接合を行なった。

［作用コ 本発明によれば、金属電極の密着度が高いうえ誘電体界
面の凹凸、クラック等の構造を必要とせず実現できるた
め効率が高く信頼性の高い交流放電励起レーザ発振用の
放電管を実現できる。

［実施例コ 第１図は、本発明の一実施例を示す。（１）は放電管、
（２）は高圧交流電源、（３）は給電線であり、［１）
にはスパイラル状の金属電極（５）が接合されている。

放電管は、５ｉＯＬ、　ＡＩ、　０３、ＴｉＯ等の誘電
体からなり、例えば内径２０ｍｍ外径２２ｍｍ長さ３０
０ｍｍ程度の形状で、電極には、金属および合金等の導
電性材料が使用され、０．１〜１．０ｍｍ程度の厚みを
有している。

この電極と誘電体を接合するために、間に、活性な金属
を入れ、加熱処理して接合する。この活性な金属として
はＴｉ、　Ｚｒ、　Ｂｅ、Ｔｉ１１．、　Ｚｒｌ！、等
が知られている。

例えば、Ｔｉと比較的低融点で共晶組織を作る旧、Ｃｕ
、ＡｇとＴｉを混合してセラミックと被接合材との間に
挿入し真空中又は不活性ガス中で一回の加熱操作で接合
できる。

上記のようにして構成されにレーザ発振器用放電管を使
用した炭酸ガスレーザで、放電管内にＣＯｘ：１１ｚ　
：１ｌｅ＝　５：６５：３０ｖｏ１％の混合比でガス圧
８０〜１５０ｔｏｒｒの圧力下でガス流速１００〜２０
０ｍ／ｓでガスを流しながら金属電極間に交流電界を印
加して電極と放電管の間に放電を生じさせることなく長
い時間高い信頼性で放電を生成できる。その放電によっ
て励起されにＣＯ２ガス分子による１０．６μｍのレー
ザ光を安定に得ることができる。

又、上記の実施例ではＴｉ、Ｚｒ、［ｌｅ、Ｔｉ１１．
　、Ｚｒ１ｌ１等の活性金属ソルダーを用いる方法を掲
げたが、これらの混合物を用いても同等の効果かえられ
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、電極金属部分と放電管を形成する誘電
体部分との界面を平坦な状態のままで十分な接合強度を
持たせることができるため、金属電極と放電管間での放
電が防止でき、電気−光変換効率を向上し、なおかつ放
電管材の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

！＠１図は、本発明の実施例をレーザ発振器用放電管を
示す図、第２図および第３図は、従来の交流励起型放電
管の構造を示す図、ｍ４図（ａ）従来の放電管を製造状
況を示す説明図、第４図（ｂ）は従来の放電管における
電極素管と金属電極との境界面の部分拡大図、第５図は
従来の放電管における電極素管と金属電極との境界面の
劣化状況を示した部分拡大図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体で管状に形成した放電管外面に、少なくと
   も一対の金属電極を対向させた状態で取り付け、前記放
   電管内にレーザ媒質ガスを流通させ、前記金属電極間に
   交流または高周波電源から電圧を印加し誘起されに放電
   により、前記レーザ媒質ガスを流通させ、レーザ光を出
   力させるレーザ発振器用放電管において、前記放電管と
   金属電極の間に接合性を有する金属層を形成し、密着さ
   せたことを特徴とするレーザ発振器用放電管。
2. （２）前記誘電体にアルミナを用い、前記電極チタニウ
   ム合金を用いかつ、前記接合金属層にＴｉ−Ｎｉを主成
   分とするソルダーを使用したことを特徴とする特許請求
   範囲第一項記載のレーザ発振器用放電管。