JPH01214182A - 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） 本発明は、金属蒸気をレーザ媒質とした金属蒸気レーザ
装置に関する。

（従来の技術） 近年、可視域（波長５１０６Ａ、５７８３Ａ）の発振波
長を持ち、高効率、高ゲイン、高繰り返し、高出力のレ
ーザ光を得る銅蒸気レーザが利用されるようになってい
る。

第２図は、この種の金属蒸気レーザを得るレーザ装置の
概略構成を示すものである。すなわち、第２図における
金属蒸気レーザ装置はレーザ発振管本体１と、この本体
１に設けられるウィンドウ１３の両側に配置されたレー
ザ共振器ミラー２．３と、本体１内のプラズマチューブ
９にバッファガスを供給するバッファガス供給装置４と
、本体１に内の電極１２に電圧を印加し放電させるため
の電力を供給するための供給電源５と、プラズマチュー
ブ９内にパルス放電を起させるための放電回路６と、プ
ラズマチューブ９内を排気する排気装置７と、本体１お
よび支持フランジ１６などを冷却する冷却装置８により
構成されている。

本体１は中心部に耐熱性セラミック製プラズマチューブ
９と、このチューブ９のまわりに巻かれたファイバー系
の断熱材１０とこの断熱材１０の外周に設けられた石英
又はガラス保護管１１を内部構造物としている。また本
体１のヘッド部はモリブデン等の耐熱性金属製円筒状第
１電極１２を設置した部分と、レーザ光を取り出す為の
ウィンドウ１３を設置するアセンブリとから構成される
。

ウィンドウ１３は支持フランジ１６に取着され、ブリュ
スター管を構成する。

なお、符号１４は金属蒸気源で、たとえば銅蒸気レーザ
では銅が使用される。この金属蒸気レーザ装置の発振原
理は、前記供給電源５、放電回路６によりバッファガス
が供給されたガラス保護管１１内の両筒１電極１２間に
放電を起こし、断熱材１０が外周面に巻かれたプラズマ
チューブ９が加熱され、プラズマチューブ９内に配置さ
れた金属蒸気源１４がレーザ媒質である金属蒸気をプラ
ズマチューブ内９に充たし放電プラズマにより励起させ
た際、放出される励起光を前記レーザ共振器ミラー２．
３間で共振増幅させてレーザ出力を得るものである。

このようなプラズマチューブ９を高温に維持し、金属蒸
気をプラズマチューブ９内に長期間光たすことが必要な
金属蒸気レーザでは、プラズマチューブ９の健全性と、
安定な放電を得るよう工夫された構造に形成することが
重要なポイントとなる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の金属蒸気レーザ装置では第２図で示す様に一対の
第１電極１２の先端部とプラズマチューブ９の先端との
間は、プラズマチューブ９の熱膨張を吸収するために隙
間Ａをあけている。また、第１電極１２の終端部は支持
フランジ１６に固定されている。しかしながら、この従
来のレーザ装置では第１電極１２とプラズマチューブ９
との間に設けられた隙間Ａから断熱材１０の粉末とか不
純物が吹き出しプラズマチューブ９内に混入して放電を
不安定にする問題点があった。また、プラズマチューブ
９内は放電を安定に維持するため不純物の混入を極力防
ぐ必要がある。そこで、断熱材１０中の不純物ガスを本
体１外にスムーズに排出する必要がある。そのため従来
例のように第１電極１２の終端部を支持フランジ１６に
固定した構造ではバッファガスの通流を妨げるので改良
する余地があった。

本発明は上記課題にかんがみてなされたものでプラズマ
チューブ内を高温に維持する必要がある金属蒸気レーザ
装置において、プラズマチューブの健全性と、放電の安
定性を向上し得る金属蒸気レーザ装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 一対の円筒状第１電極間で起こさせた放電により蒸発さ
れた金属蒸気を内部に充たすプラズマチューブと、この
プラズマチューブ内に充たされた金属蒸気をレーザ媒質
としてレーザ共振器を形成してなる光共振器とを具備し
た金属蒸気レーザ装置において、前記プラズマチューブ
と第１？１！極との間に円筒状第２電極を挿入してなる
ことを特徴とする金属蒸気レーザ装置。

（作用） 第１電極とプラズマチューブとの間に第２電極を挿入す
ることによって断熱材へのバッフ７ガスの通流がスムー
ズになり、しかも断熱材の粉末とか不純物がプラズマチ
ューブ内に混入し難くなる。このことによりプラズマチ
ューブ内の不純物濃度を低下させ放電を安定化し、もっ
て高出力で安定なレーザ出力を得ることができる。

（実施例） 第１図を参照しながら本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部の概略構成を示してお
り、耐２図の従来装置と同一部分には同一符号を付して
おり、発振管本体以外の付属構成物については省略しで
ある。また、重複する部分の説明も省略する。

この実施例装置が従来例と異なるところは発振管本体１
とウィンドウ１３を支持する支持フランジ１６との間に
第１電極１２ａを設け、この第１電極１２ａの先端部と
プラズマチューブ９の間に円筒状第２電極１５を挿入し
たことである。この第２電極１５は先端部をプラズマチ
ューブ９の先端に接触させ反対側の終端部は主電極１２
ａに接触させないように第１電極１２ａよりやや直径が
小さく形成されている。また、第２電極１５の他端と第
１電極１２ａとの間には隙間Ｂが設けられている。

しかして、上記実施例において、放電は第１電極１２ａ
間で発生する。軸方向の電界も従来例の場合第１電極１
２間で均等に分布すると考えられる。しかしながら、本
発明のように第２電極１５をプラズマチューブ９と第１
電極１２ａとの間に挿入した場合、第２電極１５の内部
電界は小さくなり、その分軸方向電界は奥部の蒸気密度
の濃いプラズマチューブ９の部分で集中することになり
、励起を活発に行うことができ、もって発振効率を向上
するのに有利となる。また、第１電極１２ａとこの第２
電極１５間には適当な隙間Ｂが設けられているため、支
持フランジ１６の一方から他方へ流れるように供給した
バッファガスの断熱材１０中への通流がスムーズに行な
えるようになる。

さらに断熱材１０中の不純物ガスの本体１外への排出が
充分行えプラズマチューブ９内の不純物濃度を低く抑え
ることにより放電を安定に維持することを可能できる。

なお、発振管本体１の寿命は大部分プラズマチューブ９
内に配置された金属蒸気源１４の寿命によって決定され
る。この金属蒸気はプラズマチューブ９の端部の低温部
で凝縮されるため、この第２電極１５をタンタル又はタ
ングステンの様な焼結金属を用いればそのヒートポンプ
作用により、金属蒸気はこの部分で再び高温部に環流さ
れ寿命が大幅に増大することが期待される。

［発明の効果］ 本発明に係る金属蒸気レーザ装置は第１電極とプラズマ
チューブとの間に挿入した第２電極によって断熱材中の
粉末とか不純物がプラズマチューブ内へ混入することを
防ぎ、かつ断熱材中へのバッファガスの通流を良好にし
、しかも不純物濃度を低くすることによって放電を安定
に維持することができる。また、レーザ発振能力も電界
を金属蒸気濃度の高いプラズマチューブ内で集中させる
効果から大幅に増大することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属蒸気レーザ装置の一実施例を
示す縦断面図、第２図は従来の金属蒸気レーザ装置を端
部ブロックで示す縦断面図である。 １・・・・・・・・・発振管本体 ２．３・・・共振器ミラー ４・・・・・・・・・バッファガス供給装置５・・・・
・・・・・電源 ６・・・・・・・・・放電回路 ７・・・・・・・・・バッファガス排気装置８・・・・
・・・・・冷却装置 ９・・・・・・・・・プラズマチューブ１０・・・・・
・・・・断熱材 １１・・・・・・・・・保護管 １２・・・・・・・・・主電極 １３・・・・・・・・−ウィンドウ １４・・・・・・・・・金属蒸気源 １５・・・・・・・・・第２電極 １６・・・・・・・・−支持フランジ ＡＳＢ・・・・・・隙間 出願人　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　須　山　佐　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の円筒状第１電極間で、起こさせた放電により蒸発
   された金属蒸気を内部に充たすプラズマチューブと、こ
   のプラズマチューブ内に充たされた金属蒸気をレーザ媒
   質としてレーザ共振器を形成してなる光共振器とを具備
   した金属蒸気レーザ装置において、前記プラズマチュー
   ブと第１電極との間に円筒状第２電極を挿入してなるこ
   とを特徴とする金属蒸気レーザ装置。