JPS63278391A - 横方向励起式導波管レーザ - 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、少なくとも１つの放電路と、この放電路に対
して対称に配置された冷却路とを含み、これらの放電路
および冷却路は気密に適する高温度の絶縁材料から成る
ロッド内に収納され、このロッドは種々の形材から構成
され、個々の形材はその長手方向全体に亘って相互にろ
う付けされ、放電路は形材の１つに設けられた溝によっ
て形成され、この溝とロッドの端面上の冷却路とはろう
付けされた端板によって閉鎖されるような横方向励起式
導波管レーザに関する。

〔従来の技術〕

この種のレーザはドイツ連邦共和国特許出願公開第３５
０４４０３号公報により公知である。このレーザにおい
ては、セラミックスから成る矩形形材ロッドの隔離され
た溝内に放電路が形成され、この放電路の両側面には電
極が設けられ、電極の外側には冷却路が取付けられてい
る。溝は矩形状断面のカバー形材によって覆われている
。このような構造は高レーザ出力を得るためにはあまり
適さない。というのは、放電路の冷却は電極を取り巻く
比較的長い距離で行われなければならず、そのだめにセ
ラミックス内には大きな温度勾配が生じるからであり、
しかも、かかる構造は放電路に関して熱的に非対称であ
り、従って形材が湾曲して、レーザ出力がかなり減少し
てしまうことがありうるからである。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３２７２５７号公報
においては、セラミックスから成る放電管を備え、その
外壁には金属電極が設けられ、この電極内には冷却管が
一体形成されているような横方向励起式ガスレーザが記
述されている。この例では、冷却管と放電管との間で温
度係数を完全に整合させることができない。最適に整合
した金属の場合でもこの整合は成る特定の温度範囲にし
か通用しないので、熱的応力が生じるのを完全に回避す
ることはできない。

ドイツ連邦共和国特許第３００９６１１号明細書におい
ては、レーザ細管とこれに放射状に結合された中空室と
が押出し成形法によって製作されるようにした導波管レ
ーザ体の製作方法が記述されている。中空室はレーザガ
スの貯蔵容器として使われている。ドイツ連邦共和国特
許第３０３９６３４号明細書においては、同じ形状の導
波管レーザ体が開示されている。しかしながら、この導
波管レーザ体ではレーザ細管と中空室とは容射法で製作
される。この特許明細書によれば、放電室から放射状に
突出する中空室はとりわけ冷却管としても使用されなけ
ればならない。押出し成形の例はいずれにしても高効率
を得るために必要な精度にて製作することができない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような点を考慮して、高レーザ出力の場
合にもレーザの効率を高めることができるようにするこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、ロッドは少なく
とも１つの放電形材と２つの冷却形材とを含み、この３
つの形材は少なくともほぼ同じ温度膨張係数を有し、放
電形材は放電路を含みかっこの放電路の互いに対向して
位置する２つの側面にろう付け面を有し、この両ろう付
け面にはそれぞれ１つの冷却形材がろう付けされ、この
冷却形材は冷却路を含み、冷却形材の放電路側外被面は
冷却路の放電路側外被面の直ぐ傍に位置する放電路の境
界面の垂直投影幅よりも幅広く形成されていることを特
徴とする。

〔作用および発明の効果〕

個々の形材は簡単な装置で製作することができ、かつ必
要な場合には困難なく充分研削することができる。それ
によって、機械的寸法に関しては高い精度が得られる。

この高い精度は本発明により形成された部材をろう付け
した後にも維持され、温度変動が生じても部材は湾曲し
ない。このことは特にソルダーガラスにより形材をろう
付けする際にもあてはまる。というのは、低いろう付け
温度しか必要とされないからである。さらに、個々の形
材から成るアセンブリはろう付け面の領域が特に薄壁で
ある形材の使用を可能にする。それによって、放電路と
これに接する冷却路との間の壁厚は非常に薄（すること
ができる、その結果、高レーザボンピンク出力密度の際
にもセラミックス内には非常に僅かな温度勾配、例えば
２°Ｃ以下の温度勾配しか生じないようにすることがで
き、従ってレーザの高効率を保持することができる。

〔発明の実施態様〕

放電路の断面が軸対称であると、良好な状態が得られる
。その場合、例えば放電路は矩形状または正方形であり
、または従来技術で推奨しているような変形矩形もしく
は正方形であってもよい。

しかしながら、放電路の冷却路側境界面と冷却路の放電
路側外被面とが平らで互いに平行であり、冷却路の断面
は放電路の対応する境界面への面法線に対して鏡面対称
であると、特に有利な熱伝導をいつでも実現することが
できる。

放電形材は管部材とカバー部材とから構成され、その場
合管部材は放電路として溝を含み、カバー部材はこの溝
の下底と同じ壁厚および管部材と同じ幅を有して溝上に
配置され、放電形材に隣接する両冷却形材は互いに等し
い押出し形材から形成される。

放電形材のそれぞれ放電路とは反対側に位置するろう付
け面には、レーザガスを横方向励起するための電極とし
て適する導体路が設けられる。

全ての形材とロッドにろう付けされた端板とは同じ材料
から成り、ソルダーガラスによってろう付けされること
によって、特に温度に対して鈍感なレーザが得られる。

端板は放電路の領域に１つの孔を有し、その場合端板に
は、絶縁材料の温度膨張係数に整合する温度膨張係数を
有する金属から成るミラーホルダがろう付けされる。こ
のことによって、調整可能なミラーの取付けが可能にな
る。

両冷却形材が矩形形材であり、この矩形形材がその端面
領域に冷却路から外部へ達する孔を有し、この孔にさら
に冷却水接続器がろう付けされると有利である。矩形形
状は放電温度を特に一定に保持する水冷のための接続器
を姿勢正しく取付けるのを容易にする。放電路の断面が
約１ｑｍｍないし１６ｑｎｍであると、高い寸法安定性
を得るために必要な充分に均一な冷却が得られる。放電
路とこれに隣接する冷却路との間の全ての壁厚が放電形
材のろう付け面への面法線の方向における放電路の幅よ
りも大きくないと、有利な温度勾配が得られる。

全てのセラミック部材にとって特に有利な材料はＡ１ｆ
ｆ１０３セラミツクスであることが証明されている。

〔実施例〕

次に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明は図に示された実施例に限定されない。図には本
発明による導波管レーザの種々の部材が展開図にて個別
に示されている。

管部材１は溝１１の形態の放電路を含んでいる。

溝１１はこの下底１５と同じ厚さを有するカバー部材４
によって閉鎖されている。管部材１とカバー部材４とは
放電管を形成している。カバー部材４は管部材１のろう
付け面１６上にソルダーガラスによってろう付けされて
いる。カバー部材４のろう付け面１７および管部材ｌの
ろう付け面１８にはそれぞれ冷却形材２．３が対応する
ろう付け面７．１９でもってろう付けされている。上記
各冷却形材２．３の両端面５およびレーザロッドの各側
面には、冷却路１２および放電路１１を気密に閉鎖する
端板６がろう付けされている。上述したろう付けはソル
ダーガラスによって行われる。

カバー部材４のろう付け面１７および管部材ｌのろう付
け面１８には、高周波数によってレーザガスを横方向励
起するのに適する導体路８がそれぞれ設けられている。

この導体路８は特にスクリーン印刷法によって設けられ
ている。導体路８は冷却形材２．３の切欠部２０を通し
て外部と電気的に接続することができる。

冷却路１２から冷却形材２．３の外側境界面に貫通する
孔２１が穿設されている。この孔２１の領域にはろう付
け面９が設けられ、このろう付け面９に冷却水接続器１
０がろう付けされる。

端板６は放電路１１に連通ずる孔２２を含んでいる。端
板６の外面にはミラーホルダ１４がろう付け部１３の領
域にろう付けされている。

管部材１と、冷却形材２．３と、端板６とは特にＡ１．
Ｏ，セラミックスから構成されており、互いに同じ温度
膨張係数を有している。冷却水接続器１０とミラーホル
ダ１４とはその温度膨張係数に整合する温度膨張係数を
有する金属から構成されている。ろう付け領域９．１３
は通常の金属−セラミック間のろう付けがなされる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による導波管レーザを示す展開図である。 ■・・・管部材、２．３・・・冷却形材、４・・・カバ
ー部材、６・・・端板、７，９，１６，１７．１８．１
９・・・ろう付け面、８・・・導体路、ｌＯ・・・冷却
水接続器、１１・・・溝（放電路）、１２・・・冷却路
、１３・・・ろう付け部、１４・・・ミラーホルダ、１
５・・・下底、２０・・・切欠部、２１．２２・・・孔
。 ２、発明の名称　　接方向励起式導波管レーザ３．補正
をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国ヘルリン及ミュンヘン（番地
なし）名　称　シーメンス、アクチェンゲゼルシャフト
４、代理人■１１２ 住　所　東京都文京区大塚４−１６−１２５　補正命令
の日付　　昭和６３年　３月２９日発送６、補正の対象
　　明細書の図面の簡単な説明の欄および図面 ７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１つの放電路と、この放電路に対して対
   称に配置された冷却路とを含み、これらの放電路および
   冷却路は気密に適する高温度の絶縁材料から成るロッド
   内に収納され、このロッドは種々の形材から構成され、
   個々の形材はその長手方向全体に亘って相互にろう付け
   され、放電路は形材の１つに設けられた溝によって形成
   され、この溝とロッドの端面上の冷却路とはろう付けさ
   れた端板によって閉鎖されるような横方向励起式導波管
   レーザにおいて、前記ロッドは少なくとも１つの放電形
   材と２つの冷却形材とを含み、この３つの形材は少なく
   ともほぼ同じ温度膨張係数を有し、放電形材は放電路を
   含みかつこの放電路の互いに対向して位置する２つの側
   面にろう付け面を有し、この両ろう付け面にはそれぞれ
   １つの冷却形材がろう付けされ、この冷却形材は冷却路
   を含み、冷却形材の放電路側外被面は冷却路の放電路側
   外被面の直ぐ傍に位置する放電路の境界面の垂直投影幅
   よりも幅広く形成されていることを特徴とする横方向励
   起式導波管レーザ。 ２）放電路の断面形状は回転対称であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の横方向励起式導波管レー
   ザ。 ３）放電路の冷却路側境界面と冷却路の放電路側外被面
   とは平らで互いに平行であり、冷却路の断面は放電路の
   対応する境界面への面法線に対して鏡面対称であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   横方向励起式導波管レーザ。 ４）冷却路と放電路とは矩形状断面を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の横方向励起式導波管
   レーザ。 ５）放電形材は管部材とカバー部材とから構成され、管
   部材は放電路として溝を含み、カバー部材は溝の下底と
   同じ壁厚および管部材と同じ幅を有して溝上に配置され
   、放電形材に隣接する両冷却形材は互いに等しい押出し
   形材から形成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれか１項に記載の横方向励起式
   導波管レーザ。 ６）放電形材のそれぞれ放電路とは反対側に位置するろ
   う付け面には、レーザガスを横方向励起するための電極
   として適する導体路が設けられることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の
   横方向励起式導波管レーザ。 ７）全ての形材とロッドにろう付けされた端板とは同じ
   材料から成り、ソルダーガラスによってろう付けされる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項の
   いずれか１項に記載の横方向励起式導波管レーザ。 ８）端板は放電路の領域にそれぞれ１つの孔を有し、端
   板には、絶縁材料の温度膨張係数に整合する温度膨張係
   数を有する金属から成るミラーホルダがろう付けされる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項の
   いずれか１項に記載の横方向励起式導波管レーザ。 ９）両冷却形材は矩形形材であり、その端面領域に冷却
   路から外部へ達する孔を有し、この孔にはさらに冷却水
   接続器がろう付けされることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第８項のいずれか１項に記載の横方向励
   起式導波管レーザ。 １０）放電路は約１ｑｍｍないし１６ｑｍｍの断面を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９
   項のいずれか１項に記載の横方向励起式導波管レーザ。 １１）放電路とこれに隣接する冷却路との間の全ての壁
   厚は放電形材のろう付け面への面法線の方向における放
   電路の幅よりも大きくないことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第１０項のいずれか１項に記載の横方
   向励起式導波管レーザ。 １２）冷却形材のろう付け面と放電形材のろう付け面と
   は平らに研削されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第１１項のいずれか１項に記載の横方向励起
   式導波管レーザ。 １３）ロッドの全ての形材はセラミックスから成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１２項のい
   ずれか１項に記載の横方向励起式導波管レーザ。 １４）形材はＡｌ＿２Ｏ＿３、ＢＮ、ＡＬＮの１つの材
   料から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第１２項のいずれか１項に記載の横方向励起式導波管
   レーザ。