JPS63252490A - 金属蒸気レ−ザ装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は金属蒸気をレーザ媒質とする金属蒸気レーザ装
置に係り、特に、レーザ発振管の断熱材を改良した金属
蒸気レーザ装置に関する。

（従来の技術） 一般に、金属蒸気をレー＋ｆ媒質とする金属蒸気レーザ
装置は発振波長が５１０＋ｓ＋と５７８Ｍの２波長を有
し、高出力、高効率のレーデｉｒｙとして、例えばウラ
ンの同位体分離装置等に応用されている。

従来、この種の金属蒸気シー１ｊ装置は第２図に示すよ
うに構成され、レーザ発振管１は真空排気される真空外
管２内に放電管３を同軸状に収容している。

放電管３内には銅粒４が内蔵され、放電管３の左右両端
部には陽極５と陰極６とが対向して配設され、各電極５
，６には駆動電源７が接続されており、両電極５．６間
で放電させることにより放電管３内で銅粒４を加熱蒸発
せしめて銅蒸気を発生さけるようになっている。

各電極５．６の後方に位置する真空外管２の各端部には
、ブリュースタ窓８，９がそれぞれ配設され、これらブ
リュースタ窓８，９に対向してレーザ共振器ミラー１０
．１１が真空外！２の外部にてそれぞれ配置されている
。

また、真空外管２の左右端部にはバッファガス供給装置
１２と、真空排気ポンプ１３とがそれぞれ接続され、真
空外管２の一端部より放電管３内へ例えばヘリウム（Ｈ
ｅ）やネオン（Ｎｅ＞等のバッファガスが供給される一
方、真空外管２の使端部より真空外管２および放電管３
の内部を真空排気するようになっている。

放電管３の外周面と真空外管２の内周面とで画成される
真空断熱室１４には熱遮蔽板１５が収容され、しかも、
真空排気ポンプ１６により真空排気され、放電管３から
の熱を熱遮蔽板１５と真空断熱室１４により断熱するよ
うになっている。

なお、第２図中符号１７【よ真空所熱室１４を気密に仕
切るベローズであり、１８は絶縁体である。

そして、このように構成された金属蒸気レーザ装置の駆
動電源７より電圧が敗ＫＶ〜十数ＫＶで、繰り返し周波
数が数ＫＨ２〜十数Ｋ　Ｈｚのパルス電圧がレーザ発振
管１の陽極５と陰極６とに加えられると、両電極５，６
間でパルス放電が発生し、この放電プラズマの熱により
放電管３内の銅粒４が加熱然気化される。

この銅蒸気は放電管３内に例えば１０１４〜１０１６ｎ
／　ｃｄの密度で一様に分布し、放電プラズマの電子に
より励起され、励起光を発光させる。

励起光はレーザ共振器ミラー８．９間で共振増幅されて
からレーザ光として出力される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の金属蒸気レーザ装置で
は両電極５，６の放電時に真空断熱室１４が昇温して熱
遮蔽板１５の表面よりアウトガスが放出されて真空度が
低下し、また、熱遮蔽板１５の材質が高融点金ｆｆ（モ
リブデン、タンクル等）よりなるために、この熱遮蔽板
１５に放電が飛んで異常放電が発生し、放電管内の放電
が拡散して、レーザ光出力と効率が低下するという問題
がある。

また、金属蒸気レーザ装置のレーザ光発振運転中は熱遮
蔽板１５の内側が例えば１４００〜１５００℃程度に加
熱される一方、レーザ光発振運転中でないときには熱遮
蔽板１５が室温にまで低下するので、このようなヒート
サイクルと高温運転との繰り返しにより熱遮蔽板１５に
割れ等を生じ、断熱性能を著しく劣化させ、レーザ発振
管１のｎ９を短かくするという問題もある。

そこで本発明の目的は、レーザ発振管のレーザ光出力と
効率の向上を図ることができる金属蒸気レーデ装置を提
供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、金属蒸気源を内蔵する放電管を、真空排気さ
れる真空外管内に収容するレーザ発振管を右する金属蒸
気レーザ装置において、上記放雷管の外周をビラミツク
ツフィバ製の断熱材により被覆すると共に、この断熱材
の設置空間を真空排気し、この断熱材外周に外嵌された
ガラス製保護管を、絶縁体よりなるスペーサを介して上
記真空外管により支持させたことを特徴とする。

（作用） 金属然気レーザ装置のレーザ光発振運転中における放電
管の昇温により、この放電管の外周を被覆する断熱材も
高温に昇温するが、この断熱材がセラミックファイバ製
であるので、不純ガス等を放出して断熱打設ｎ空間の真
空度を低下させることがないうえに、金属ではないので
異常放電を発生させることもない。

したがって、本発明によれば、出力連転中の放電管内の
放電が断熱材へ拡散されるのを防止して、放電工ネルＹ
を放電管内に集中させることができるので、レーザ光出
力および効率の向上を図ることができる。

また、断熱材の外周面をガラス製の保護管により被覆し
ているので、この保３管により所熱材待右の粉末状の剥
離物の飛散を防止することができ、さらに、電気的かつ
熱的に絶縁体のスペーサを介して保５管を真空外管によ
りほぼ全体的に支持するので、断熱材の割れを防止する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

なお、第１図中、第２図と共通する部分には同一符号を
付している。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示しており、レ
ーザ発振管１の放電管３の外周にはセラミックファイバ
製の断熱材２１が被覆され、この断熱材２１が収容され
る真空断熱室１４には真空排気ポンプ１６が接続されて
いる。

断熱材２１は例えば多結晶ムライト繊維よりなり、この
！Ｊｉｔ４はムライトの微細晶で構成されており、高温
に対して極めて安定し、しかも、長時間高温に晒されで
も！！雑の変質劣化が殆どなく、超＾潟使用に耐え得る
。

また、断熱材２１はアルミナ含有量を７２％以上にする
ことにより液相生成温度を１８００℃以上にすることが
でき、ざらに、嵩密度は０．３〜０．８ｇ／ＣＩＩ程度
に設定されている。

この断熱材２１の外周にはパイレックスガラスもしくは
石英ガラス製で円管状の保護管２２がほぼ全長に亘って
外嵌されており、この保護管２２により断熱材２１に特
有の粉末状の剥離物が飛散するのを防止している。

保護管２２の第１図中、下部外周面の左右両端部はせラ
ミックス等よりなるスペーサ２３をそれぞれ介して真空
外管２のＴ一部内周面により支持されており、保護管２
２の荷重が真空外管２により全体的に支持されるので、
断熱材２１の割れを防止することができる。

なお、スペーサ２３はセラミック製でなくてもよく、熱
膨張率が小さく、熱伝導率の小さい素材により形成され
ればよい。

次に、本実施例の作用について述べる。

駆ｖＪ電源７より所要のパルス電圧がレーザ発振管１の
陽極５と陰極６とに加えられると、両電極管５．６間で
パルス放電が発生し、この放電プラズマの熱により放電
管３が高温に加熱されると共に、その内部の銅粒４が加
熱蒸気化される。

この銅蒸気が放電プラズマによって励起されて、励起光
を発光し、励起光はレーザ共振器ミラー１０．１１によ
り共振増幅されてからレーザ光として出力される。

このようなレーザ光出力運転中には放電ｔ１！３がｔＳ
温に加熱されるが、その熱は放電管３の外周を覆う断熱
材２１により断熱され、断熱材２１を収容する真空断熱
室１４は真空排気ポンプ１６により真空排気されて断熱
する。

また、断熱材２１はセラミックファイバ製であるので、
放電管３が運転温度の例えば１５００℃に９１．温して
も良好な断熱特性と電気絶縁性とを保持することかでき
、断熱材２１の断熱性能の劣化防止と、断熱材２１へ放
電が飛ぶのを防止することができる。

このために、レーザ光出力と効率の低下とを防止するこ
とができる。

また、断熱材２１は高温域での安定性が良好であり、し
かも、この断熱０２１の外周に保護管２２を外嵌して、
スペーサ２３により真空外管２により安定的に支持させ
たので、高温による脆化が少なく、断熱材２１の割れを
防止して、長寿命化を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、放電管の熱を断熱する断
熱材をセラミックファイバにより形成すると共に、この
断熱の外周面をガラス製の保護管により被覆し、保護管
をスペーサを介して真空外管により支持させたので、断
熱材での異常な放電を防止することができ、レーザ光出
力と効率の低下とを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属蒸気レー膏ア装置の−・。 実施例の全体構成図、第２図は従来の金属蒸気レーザ装
置の全体構成図である。 １・・・レーザ発振管、２・・・真空外管、３・・・放
電管、４・・・銅粒、１４・・・真空断熱室、２１・・
・断熱材（セラミックファイバ製）、２２・・・保護管
、２３・・・スペーサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属蒸気源を内蔵する放電管を、真空排気される真
   空外管内に収容するレーザ発振管を有する金属蒸気レー
   ザ装置において、上記放電管の外周をセラミックファイ
   バ製の断熱材により被覆すると共に、この断熱材の設置
   空間を真空排気し、この断熱材外周に外嵌されたガラス
   製保護管を、絶縁体よりなるスペーサを介して上記真空
   外管により支持させたことを特徴とする金属蒸気レーザ
   装置。 ２、保護管がパイレックスガラスもしくは石英ガラスよ
   りなる特許請求の範囲第１項に記載の金属蒸気レーザ装
   置。 ３、スペーサがセラミックスよりなる特許請求の範囲第
   １項に記載の金属蒸気レーザ装置。