JPS63300583A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガス放電によって金属を加熱、気化および
励起させてレーザ出力を得る、金属蒸気レーザ装置に関
するものである。

［従来の技術］ 第４図は、本発明の先行技術を用いた金属蒸気レーザ装
置を示す断面図であり、図において（１）は陰極端子、
（２）は陽極端子、（３）は陰極フランジ、（４）は陰
極、（５）は陽極、（６）はこの内部に放電が形成され
る内管、（７）はこの内管（６）から径方向への熱伝導
や対流による熱損失を抑制するための断熱材、（８）は
、真空部（１２）を形成するためのシール管、（９）は
、これらを取り囲む金属外管、（１０）はレーザ光を取
り出す窓、（１１）は金属蒸気になる金属粒、（１２）
は上記シール管（８）から径方向への熱伝導や対流によ
る熱損失を抑制するための真空部、（１３）はこれの内
部にあり、上記シール管（８）からの熱放射による熱損
失を抑制する例えば、モリブデン等で構成した金属板、
（１４）は、そのうち、その管軸方向の両端部と金属外
管とを電気接続した最内層で、シール管（８）に近接あ
るいは密着した金属板である。

次に動作について説明する。陰極端子（１）と陽極端子
（２）の間にパルス電圧が印加されると、陰極（４）と
陽極（５）との間にパルス放電が発生し、内管（６）の
内部に放電が形成される０次いで、放電により発生した
熱は、内管（６）に伝導し、内管（６）を取り囲む断熱
材（７）、真空部（１２）　、最内層（１４）、金属板
（１３）により径方向への熱の対流、伝導、放射による
熱損失を極力抑えることで、内管（６）の温度を上昇さ
せて、内管（６）内部に設置した金属粒（１１）を溶融
してレーザ発振を起こすのに必要な金属蒸気を得る。こ
の状態においてパルス電圧により金属蒸気が励起され、
反転分布を起こし、光共振器（第４図には示されていな
い）を両端の窓（ｌＯ）の外側に設置すれば、窓（ｌＯ
）を通してレーザ光が得られる。また、金属板（１４）
はそれの軸方向の両端部を金属外管（９）に電気的に接
続することにより、陰極端子（１）、陰極フランジ（３
）、陰極（４）、内管（６）内放電、陽極（５）、金属
外管（９）、陽極端子（２）から成る通電径路の電気的
インダクタンスを小さくするようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の金属蒸気レーザ装置は、以上のように構成されて
いるので、パルス電圧が陰極端子（１）と陽極端子（２
）の間に印加されると、陰極（４）と陽極（５）の間に
放電が発生する他に、断熱材（７）、シール管（８）の
電気的容量を介して、シール管（８）とそれに近接ある
いは密着した最内層（１４）の間の微小な間隙にも放電
が発生する。第２図は、上側を正極とする平行平板電極
においてその間隙に、断熱材（７）（誘電率ε１　、厚
さｄ＋）、シール管（８）（誘電率ε２　、厚さｄ２　
）、真空部（１２）（誘電率ε０　、厚さＸ）を設けた
場合を示す、ここで図中矢印は電界を示す。

この際、真空部（１２）間に発生する電界Ｅｘはここで
、Ｖｘは真空部（１２）間に印加される電圧、■は平行
平板電極間に印加される電圧である。

この式から、上記電界Ｅｘは真空部（１２）の厚さＸに
反比例しており、Ｘが減少することで、電界Ｅｘが、真
空部（１２）での放電開始の電界値を越えると、真空部
（１２）の間隙に放電が発生する。よって、この放電の
ため、シール管（８）の表面がスパッタされ、その粒子
が最内層（１４）の表面に付着する等の現象が起り、こ
のため、最内層（１４）の光学的反射率が低下し、径方
向への熱放射による損失が増加するなどの問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、真空部（１２）内の最内１（１４）およびシ
ール管（８）の劣化を防ぐとともに、熱しゃへい効果を
長時間保持できる金属蒸気レーザ装置を得ることを目的
とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る金属蒸気レーザ装置は、例えばスペーサ
を設けることで、真空部内の金属板のうち、金属外管と
電気的に接続した、最内層とシール管の間に所定の間隙
を設けたものである。

［作用］ この発明においては、最内層と、シール管の間に間隙を
設けることにより、シール管と金属板間の電気的容量を
減少してその間隙に発生する放電を消滅させて、最内層
およびシール管の劣化を防止し、°シール管からの熱放
射量を長時間にわたって、一定値に保持する。

［発明の実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の一実施例を示す断面図であり、（１）
〜（１４）は上記従来装置と全く同一のものである。第
１図において、（１５）は、最内層（１４）とシール管
（８）の間に所定の間隙を設けるスペーサである。

上記のように構成された金属蒸気レーザ装置においては
、スペーサ（１５）を用いて、シール管（８）と最内１
（１４）の間に所定の間隙を設けることで、シール管（
８）と最内ＦｖＪ（１４）間の電気的容量を減少し、こ
の間隙に発生する放電を防止する。

第３図は、放電ハンドブルク（電気学会＄ＩＡ）Ｐ２１
３に記載されている真空中の放電破壊発生に関する火花
電圧とギャップ長の関係を示す図であり、ギヤツブ長１
０ｍｍ程度までは、火花電圧はギャップ長に比例して増
加する。よって、第３図から現状の印加電圧２０ＫＪに
対して、ギャップ長を０．３ｍｓ＋以上に設定すれば、
シール管（８）と最内ＮＩ（１４）の真空中で発生する
放電も防止出来ることになる。よって、シール管（８）
と最内層（１４）の間に間隙を設けることで、放電を防
止し、シール管（８）および最内層（１４）の劣化、特
に、最内層（１４）の光学的反射率の低下を防ぎ、シー
ル管（８）からの熱放射による熱損失の増加が抑制され
る。したがって、内管（６）を所定の温度まで上昇する
のに必要な電気入力が長時間にわたって増加せず、金属
蒸気レーザ装置の安定性が増加する。

なお、上記実施例では、シール管（８）と最内層（１４
）の間に間隙を設けるためにスペーサ（１５）を用いた
ものを示したが、真空ｌ１ｌ（１２）内の金属板（１３
）に最内層（１４）を固定することで、シール管（８）
と最内Ｍ（１４）との間に間隙を設けてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、シール管と最内層と
の間に間隙を設けるように構成したので、装置の熱し青
へい効果を長時間保持でき、表定なものが得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による金属蒸気レーザ装置
を示す断面図、第２図は、シール管と最内層間に発生す
る電界の様子を示す説明図、第３図は、ギャップ長に対
する放電破壊の・発生が起こる火花電圧の関係を示す特
性図、第４図は従来の金属蒸気レーザ装置を示す断面図
である。 図において、（４）は陰極、（５）は陽極、（８）はシ
ール管、（１２）は真空部、（１３）は金属板、（１４
）は最内層、（１５）はスペーサである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する一対の電極、上記電極間にあり放電ガス
   で満された放電部、上記放電部を包むシール管、このシ
   ール管を包む金属外管、上記シール管と上記金属外管と
   で形成される真空部を有する金属蒸気レーザ装置におい
   て、上記真空部に上記シール管からの放射熱を反射させ
   る金属板を設け、その金属板のうち、上記金属外管と電
   気接続させた最内層と上記シール管との間に所定の間隙
   を設けたことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。
2. （２）金属外管と電気接続させた最内層と上記シール管
   との間に、絶縁物から成るスペーサを介したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の金属蒸気レーザ装置
   。
3. （３）金属外管と電気接続させた最内層とその外側の金
   属板または、上記金属外管との間に絶縁物から成るスペ
   ーサを介した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装置。