JPH01150376A - 金属蒸気レーザ装置 - 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） この発明は、金属蒸気レーザ装置に関する。

（従来の技術） 従来の金属蒸気レーザ装置は、第３図に示すように、セ
ラミックスなどの耐熱部材■の外側を断熱材■で覆った
放電管本体■を中心として、その両端部に連結管（４ａ
）、　（４ｂ）を介して光学窓０が気密に取付けられた
放電管体０を有し、その先学窓■の外側方に高反射ミラ
ーωおよび出力ミラー（８）からなる光共振器が配設さ
れている。そして、放電管本体■の一端部に陰極（９）
が、また他端部に陽極Ｏｅが、それぞれ対向する光学窓
■から略等間隔離れて配設され、さらに、これら陰陽両
電極（９）。

００間の本体■内側に金属蒸気源０Ｄが設置された構造
に形成されている。

このレーザ装置では、連結管（４ａ）に接続されたガス
供給装置（支）により放電管０内を約１０〜２０Ｔｏｒ
ｒのネオンガス（Ｎｅ）で満たし、放電管本体■両端部
の陰陽両電極（９）、　００間に高電圧パルスを供給し
て放電させ、その放電エネルギにより放電管本体■を加
熱して、その温度が下数百度に達したときに、金属蒸気
源ａＤからの金属蒸気が所定の圧力になり、この金属蒸
気が上記放電により励起されてレーザ発振する構成にな
っている。

ところで、この金属蒸気レーザ装置における発掘線のエ
ネルギの上準位の寿命は非常に短く、したがって、励起
のための放電の立上がりを速くしなければレーザ発振が
得られない。そのために、陰陽両電極（９）、００間の
高電圧パルスを供給する直流高圧電源０３）としては、
通常、第４図に示すように、−旦電気エネルギを主コン
デンサ（ロ）に充電し、それをサイラトロン０Φでスイ
ッチングする方式の回路が用いられている。なお、第４
図において、ＯΦは充電抵抗、（Ｉ７）はピーキングコ
ンデンサである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記従来の金属蒸気レーザ装置にはつぎのよう
な問題点がある。

すなわち、放電管体の光学窓の内側に金属蒸気やその他
不純物が付着し、そのために、レーザ光の透過率が低下
して、発振効率がいちじるしく低下する。この金属蒸気
や不純物の付着を低減するために、放電電極と光学窓と
の間隔を大きくすると装置が大形化ｊる。その結果、光
共振器長が増し、パルス幅が２０ｎｓ程度の短パルスで
は、レーザ光の光共振器間を往復する回数が減ってレー
ザ光の集束性が劣化する。また、レーザ励起の無効部分
が増し、吸収による損失が大きくなるなどの問題を生ず
る。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、装置を大形化することなく、放電管の両端部に
気密に取付けられる光学部品の汚染を軽減する金属蒸気
レーザ装置を構成することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 放電管体の両端部に設けられた光学部品に対向して上記
放電管体の一端部内側に陰極、他端部内側に陽極が配設
され、かつこれら陰陽電極間に金属蒸気源が配置される
金属蒸気レーザ装置において、陰極と陰極側光学部品と
の間隔を陽極と陽極側光学部品との間隔より広くした。

（作　用） 通常、金属蒸気レーザ装置の光軸方向の温度分布は、陰
陽両電極間の中心に対して対称でなく、その温度分布の
ピークが陰極側に偏っており、陰極側の方が金属蒸気の
密度が高い。また、陰極側は陽極側に比較して各種イオ
ンが集りやすい。そのため、陰極側端部に配設される光
学部品は、陽極側端部に配設される光学部品にくらべて
汚染されやすいが、上記のように陰極と陰極側光学部品
との間隔を陽極と陽極側光学部品との間隔より広くする
と、その金属蒸気密度やイオンによる光学部品の汚染を
大幅に軽減することができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にこの発明の一実施例である金属蒸気レーザ装置
の構成を示す。この金属蒸気レーザ装置は、セラミック
スなどの耐熱部材ωの外側を断熱材■で覆った放電管本
体■の両端部に連結管（２０ａ）　、　（２０ｂ）が連
設され、これら連結管（２０ａ）。

（２０ｂ）にＯリング（２１）を介して光学窓０が気密
に取付けられた放電管体（２２）を有し、その光学窓■
の外側方に高反射ミラー■および出力ミラー（８）から
なる光共振器が配設されている。そして、上記放電管本
体■の一端部に陰極（９）が、また他端部に陽極０のが
配設され、それぞれ前記第４図に示した電源と同様に高
電圧パルスを発生する直流高圧電？ｌｉ　（２３）に接
続されている。また、上記陰陽両電極０．０Φ間の放電
管本体■内には、金属蒸気ｖ！００が設置されている。

なお、図面中、曲は、放電管体（２２）内に１０〜２０
ｔｏｒｒ程度にネオンガスを供給するため、連結管（２
０ａ）に連結されたガス供給装置、（２４）は他方の連
結管（２０ｂ）に連結された真空ポンプ、（２５）は放
電管本体■の外側を覆うカバー、（２６）はカバー（２
５）と陰極（９）とを絶縁する絶縁体である。

ところで、この例の金属蒸気レーザ装置は、上記連結管
（２０ａｌ　（２０ｂ）の長さが異なり、陰極（９）ト
この陰極側の光学窓０との間隔ｄ１が陽極００とこの陽
極側の光源窓（へ）との間隔ｄ２より広く形成され、ｄ
ｌとｄｌとの関係はｄ１≧１．３ｄ２となることが好ま
しい。

より具体的には、たとえば放電管体（２２）の内径が４
００＃の場合、陽極０Φと陽極側光学窓■との間隔ｄは
１００ＩＮｎに形成され、これに対し、陰極（９）と陰
極側光学窓■との間隔ｄは３００ｍに形成される。

上記のように陽極０Φ側にくらべて陰極側光学窓（へ）
を陰極（９）から離して設けると、元来陽極側光学窓■
はあまり汚染されないので、金属蒸気レーザ装置を大形
化することなく陰極側光学窓■の汚染を軽減することが
できる。すなわち、通常、金属蒸気レーザ装置は、その
先軸方向の温度分布が陰陽両電極間の中心に対して対称
でなく、その温度分布のピークが陰極側に偏り、そのた
め、陽極側にくらべて陰極側の方が金属蒸気の密度が高
くなる。また一般に、陰極側の方が陽極側にくらべて各
種イオンが集りやすい。そのために、陰極および陽極が
それぞれ対向する光学窓から略等間隔離れている従来の
金属蒸気レーザ装置では、陰極側光学窓がいちじるしく
汚染されたが、上記のように陰極側光学窓■を陰極０か
ら離すと、金属蒸気レーザ装置の全長を大幅に長くする
ことなく金属蒸気の密度やイオンの影響を軽減して、そ
の陰極側光学窓■の汚染を軽減することができる。

つぎに他の実施例について述べる。

上記実施例は、放電管の両端部外側方に光共撮器を配置
した外部鐘形金属蒸気レーザ装置について述べたが、こ
の発明は、第２図に示すように、放電管体（２２）の両
端部にそれぞれ直接高反射ミラー（７）および出力ミラ
ー（８）を取付けた内部鏡影金属蒸気レーザ装置にも適
用できる。

なお、この金属蒸気レーザ装置のその他の構成は、前記
外部鐘形金属蒸気レーザ装置と同じであるので、同一部
分に同一番号を付してその詳細な説明は省略する。

〔発明の効果〕

放電管体の一端部内側に配設される陰極とこの陰極に対
向して放電管体の一端部に取付けられる光学窓または光
共撮器などの光学部品との間隔を、放電管体の他端部内
側に配設される陽極とこの陽極に対向する光学部品との
間隔より広くすることで金属蒸気レーザ装置の光軸方向
の温度分布のピークが陰極側に偏っているために高くな
る陰極側の金属蒸気密度およびこの陰極側に集まる各種
イオンの影響を少なくし、陰極側光学部品の汚染を大幅
に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である金属蒸気レーザ装置
の構成を示す図、第２図は他の実施例の構成を示す図、
第３図は従来の金属蒸気レーザ装置の構成を示す図、第
４図はその直流高圧電源の構成を示す回路図である。 ３・・・放電管本体　　　　５・・・光学窓７・・・高
反射ミラー ８・・・出力ミラー ９・・・陰　極　　　　　　１０・・・陽　極１１・・
・金属蒸気源　　　　２０ａ、　２０ｂ・・・連結管２
２・・・放電管体 代理人　弁理士　　井　上　−男 ＠　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電管体の両端部に設けられた光学窓または光共
   振器からなる光学部品に対向して上記放電管体の一端部
   内側に陰極、他端部内側に陽極が配設され、かつこれら
   陰陽電極間に金属蒸気源が配置される金属蒸気レーザ装
   置において、 上記陰極とこの陰極側の光学部品との間隔を上記陽極と
   この陽極側光学部品との間隔より広くしたことを特徴と
   する金属蒸気レーザ装置。
2. （２）陰極とこの陰極側の光学部品との間隔を陽極とこ
   の陽極側光学部品との間隔の１．３倍以上にしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の金属蒸気レー
   ザ装置。