JPS6364066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ媒質を放電励起してレーザ発
振を行なうガスレーザ発振装置に関するものであ
る。

従来の技術 レーザ媒質であるガスにエネルギーを注入し、
励起する手段の一つとして多く用いられる方法
が、グロー放電によるレーザ媒質励起であること
は周知である。グロー放電は、レーザ媒質中に均
一にエネルギーを注入する効果があるので、レー
ザ媒質を均一に効率よく励起することが可能であ
る。

そこで、エネルギーをより多く注入してレーザ
媒質を励起し、高出力のレーザ光を得るために
は、放電電流量を増大すればよいのであるが、放
電の状態は放電電流量の変化に影響を受けやすい
という欠点がある。すなわち、グロー放電状態の
被電管の放電電流量を増大してやろうとすると、
ある限界点で放電状態がグロー放電からアーク放
電に移行してしまうのである。この現象の要因の
一つとして考えられるのが、電極表面上の過度の
電流集中（陰極輝点）である。

放電状態がアーク放電になれば、レーザ媒質中
の一部分にしか電流が流れなくなり、効率のよい
レーザ媒質励起が不可能となる。

以下、第３図を参照しながら従来例について説
明を行う。

第３図は、従来のガスレーザ発振装置の放電用
電極による電子放出の状態を示したものである。
ここで１は陽極、２は陰極であり、双方とも材質
は銅である。第３図ａに示すように、グロー放電
状態では、陰極２の表面から図中−ｅで表示する
電子が一様に放出される。しかし、放電電流量を
増大させていくと、第３図ｂに示すように陰極２
の表面上の温度分布に不均一さが生じ、局所的に
温度上昇を生じた所から熱電子が放出され、アー
ク放電に移行するのである。すなわち、局所的に
電気伝導度の優れた部分に電流が集中し、陰極輝
点が生じるのである。

よつて、放電電流量を増大させたときのグロー
放電からアーク放電への移行を抑制するために
は、局所的な電流の集中を分散させることが必要
である。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記欠点に鑑み、グロー放電を維持
したまま従来よりも放電電流量を増大させ、レー
ザ媒質励起を高効率で行なうことにより高出力発
振可能なガスレーザ発振装置を提供しようとする
ものである。

問題を解決するための手段 このため本発明のガスレーザ発振装置は、レー
ザ媒質を放電励起してレーザ発振を行なうガスレ
ーザ発振装置の放電用電極を、タングステンと１
種類以上の異種金属との焼結合金にて形成したも
のである。

作 用 このような構成によれば、タングステン粒子に
て形成される酸化膜の網の目に相当する箇所に異
種金属の酸化膜が形成されることから、この異種
金属の酸化膜から多量の電子が放出され、しかも
焼結合金にて形成したことから、適度の大きさの
異種金属粒子が全体に均一に分散されることにな
るため、局所的な電流集中が防止され、この結果
放電電流量を増大させても安定したグロー放電が
可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例につして第１図、第２
図を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における放電用電極
による電子放出の状態を示したものである。１は
銅製の陽極、２は陰極、３はタングステン粒子、
３ａはタングステン粒子３に形成される酸化膜、
４は銅粒子、４ａは銅粒子４に形成される酸化膜
である。

第２図は放電電流量に対するレーザ出力の関係
を示したものである。破線が従来例によるもの
で、実線が本発明の一実施例によるものである。

以下、第１図、第２図を用いて説明する。

第１図に示すように、金属の表面に形成される
酸化膜は、金属の種類によつて厚さ、電気伝導度
などの物理的特性（以下、これを酸化傾向と定義
する。）が異なつている。無論、酸化膜状態によ
電気伝導度の違いは、電子放出量を左右する。す
なわち、電気伝導度の良い酸化膜からは電子放出
量が多く、電気伝導度の悪い酸化膜からは電子放
出量が少ない。

第１図に示すように、タングステン粒子３に形
成される酸化膜３ａと銅粒子４に形成される酸化
膜４ａとでは、これら酸化膜３ａ，４ａをとおし
て放出される電子放出量が著しく異なるため、タ
ングステン粒子３に形成される酸化膜３ａの網の
目に相当する銅粒子４に形成される酸化膜４ａか
ら、図中−ｅで表示するほとんどの電子が放出さ
れる。すなわち、タングステン粒子３に形成され
る酸化膜３ａが電子放出を分散させる働きをす
る。

ここで、タングステン粒子３を用いたのは、タ
ングステンは融点が高いため、放電電流によつて
銅粒子４と溶融結合するのを防止できるからであ
る。すなわち、電子放出量を効率よく分散させる
ためには、異種金属粒子の溶融結合による合金で
あつてはならない。なぜなら、網の目を均一にか
つある程度の大きさでもつて生じさせることが不
可能となり、電子放出の集中を引きおこしやすい
からである。この点を考慮すると、タングステン
粒子３を含む焼結合金が適している。

したがつて、タングステン粒子３に形成される
酸化膜３ａによつて電流密度の局所的集中が分散
され、放電電流を増大させても第２図に示すよう
にグロー放電を維持することが可能となり、高出
力、高効率のレーザ出力を得ることができるわけ
である。なお、放電を安定したものにし、かつ網
の目を作つているタングステン粒子３に形成され
る酸化膜３ａを維持し、寿命の長い電極とするた
めに、電子放出の容易な銅粒子又は銀粒子などを
用いるのが好適である。

発明の効果 以上のように本発明は、放電電流量を増大させ
ても安定したグロー放電が可能となることによ
り、高出力、高効率のレーザ出力が可能となると
いう、ガスレーザ発振装置に優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における放電用電極
の電子放出状態図、第２図は放電電流量に対する
レーザ出力の関係を示す図、第３図は従来例にお
ける放電用電極の電子放出状態図である。 １……陽極、２……陰極、３……タングステン
粒子、４……銅粒子、３ａ，４ａ……酸化膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザ媒質を放電励起してレーザ発振を行な
   うガスレーザ発振装置の放電用電極を、タングス
   テンと１種類以上の異種金属との焼結合金にて形
   成したことを特徴とするガスレーザ発振装置。