JPH03237782A - 金属蒸気レーザ装置 - Google Patents
金属蒸気レーザ装置Info
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- JPH03237782A JPH03237782A JP3426690A JP3426690A JPH03237782A JP H03237782 A JPH03237782 A JP H03237782A JP 3426690 A JP3426690 A JP 3426690A JP 3426690 A JP3426690 A JP 3426690A JP H03237782 A JPH03237782 A JP H03237782A
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- Japan
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- tube
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- metal vapor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、銅粒などの金属粒を放電熱で溶融して金属
蒸気を励起することによりレーザ光を得るための金属蒸
気レーザ装置に関し、特に電極構造を改良して放電の安
定化を図った金属蒸気レーザ装置に関する。
蒸気を励起することによりレーザ光を得るための金属蒸
気レーザ装置に関し、特に電極構造を改良して放電の安
定化を図った金属蒸気レーザ装置に関する。
この種の蒸気を利用した物質蒸気発生装置の一例として
、金属蒸気レーザ装置や蒸気イオンビーム装置がある。 第４図は昭和５６年度レーザ研究第９巻第２号「銅蒸気
レーザの製作」に示された従来の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は単管構成の陰極、４は陰極３に対する単管
構成の陽極、５は電極（陰極、陽極）３，４間に配置さ
れ、内部に放電部が形成された放電内管、６はこの放電
内管５から径方向の熱伝達や対流による熱損失を抑制す
るためのウール層などによる大気断熱層、７は真空層１
１を形成するためのシール管、８はレーザ光を取り出す
ためのレーザ窓、９はこれらを取り囲む金属外管９（ジ
ャケット）であり、この金属外管９は、陰極フランジ１
４を一体に有して上記陰極端子１と上記陰極３とを電気
的に接続する陰極側ジャケットパーツ９Ａと、この陰極
側ジャケットパーツ９Ａとは分割形成されて上記陽極端
子２と上記陽極４とを電気的に接続する陽極側ジャケッ
トパーツ９Ｂと、上記陰極側ジャケットパーツ９Ａと上
記陽極側ジャケットパーツ９Ｂとの間を絶縁する絶縁部
材９Ｃとを一体的に組合せ合体した構成となっている。 １０は上記放電内管５内に設置されて金属蒸気を生成す
る銅粒などの金属粒、１１は上記シール管７から径方向
への熱伝達や対流による熱の損失を抑制する真空層、１
２はその真空層１１内に収納配置され、上記シール管７
からの熱放射による熱損失を抑制すべく、上記シール管
７の外周を包む円筒状の複数の熱反射体、１３はこれら
の熱反射体１２を支持する金属スペーサ、１４は上記陰
極側ジャケットパーツ９Ａと一体の陰極フランジ、１５
は上記放電内管５内に封入された放電ガスである。 次に動作について説明する。 陰極端子１および陽極端子２の間にパルス電圧が印加さ
れると、陰極側ジャケットパーツ９Ａおよび陽極側ジャ
ケットパーツ９Ｂを通じて、放電内管５内における放電
ガス１５雰囲気中の陰極３と陽極４との間にパルス放電
が発生する。 第５図はその放電特性を示すもので、単管構成の電極３
にあって、例えばそのｂ点で放電が発生した場合、ｂ点
より右側の電位はｂ点と同じ電位になる。 このようなパルス放電の発生によって、上記放電内管５
内は放電状態となる。そして、その放電により発生した
熱は、上記放電内管５に伝導し、該放電内管５取り囲む
大気断熱層６．真空層１１゜熱反射体１２．金属スペー
サ１３によって、径方向への熱の対流、伝導、放射によ
る熱損失が極力抑えられることにより、上記放電内管５
の温度が上昇する。この温度上昇によって、上記放電内
管５内の金属粒１０が溶融し、レーザ発振を得るために
必要な金属蒸気が発生する。そして、この金属蒸気は上
記パルス電圧で励起され、反転分布を起こす。このため
、上記放電内管５の両端部のレーザ窓８の外側に光共振
器（図示せず）を配置しておけば、それらのレーザ窓８
を通じてレーザ光が得られる。
、金属蒸気レーザ装置や蒸気イオンビーム装置がある。 第４図は昭和５６年度レーザ研究第９巻第２号「銅蒸気
レーザの製作」に示された従来の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は単管構成の陰極、４は陰極３に対する単管
構成の陽極、５は電極（陰極、陽極）３，４間に配置さ
れ、内部に放電部が形成された放電内管、６はこの放電
内管５から径方向の熱伝達や対流による熱損失を抑制す
るためのウール層などによる大気断熱層、７は真空層１
１を形成するためのシール管、８はレーザ光を取り出す
ためのレーザ窓、９はこれらを取り囲む金属外管９（ジ
ャケット）であり、この金属外管９は、陰極フランジ１
４を一体に有して上記陰極端子１と上記陰極３とを電気
的に接続する陰極側ジャケットパーツ９Ａと、この陰極
側ジャケットパーツ９Ａとは分割形成されて上記陽極端
子２と上記陽極４とを電気的に接続する陽極側ジャケッ
トパーツ９Ｂと、上記陰極側ジャケットパーツ９Ａと上
記陽極側ジャケットパーツ９Ｂとの間を絶縁する絶縁部
材９Ｃとを一体的に組合せ合体した構成となっている。 １０は上記放電内管５内に設置されて金属蒸気を生成す
る銅粒などの金属粒、１１は上記シール管７から径方向
への熱伝達や対流による熱の損失を抑制する真空層、１
２はその真空層１１内に収納配置され、上記シール管７
からの熱放射による熱損失を抑制すべく、上記シール管
７の外周を包む円筒状の複数の熱反射体、１３はこれら
の熱反射体１２を支持する金属スペーサ、１４は上記陰
極側ジャケットパーツ９Ａと一体の陰極フランジ、１５
は上記放電内管５内に封入された放電ガスである。 次に動作について説明する。 陰極端子１および陽極端子２の間にパルス電圧が印加さ
れると、陰極側ジャケットパーツ９Ａおよび陽極側ジャ
ケットパーツ９Ｂを通じて、放電内管５内における放電
ガス１５雰囲気中の陰極３と陽極４との間にパルス放電
が発生する。 第５図はその放電特性を示すもので、単管構成の電極３
にあって、例えばそのｂ点で放電が発生した場合、ｂ点
より右側の電位はｂ点と同じ電位になる。 このようなパルス放電の発生によって、上記放電内管５
内は放電状態となる。そして、その放電により発生した
熱は、上記放電内管５に伝導し、該放電内管５取り囲む
大気断熱層６．真空層１１゜熱反射体１２．金属スペー
サ１３によって、径方向への熱の対流、伝導、放射によ
る熱損失が極力抑えられることにより、上記放電内管５
の温度が上昇する。この温度上昇によって、上記放電内
管５内の金属粒１０が溶融し、レーザ発振を得るために
必要な金属蒸気が発生する。そして、この金属蒸気は上
記パルス電圧で励起され、反転分布を起こす。このため
、上記放電内管５の両端部のレーザ窓８の外側に光共振
器（図示せず）を配置しておけば、それらのレーザ窓８
を通じてレーザ光が得られる。
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、単管構成の電極３．４では、例えば放電発生点
す点より軸方向の内側に高電位点が発生せず、このため
、上記電極３．４の放電管では放電発生点はｂ点より先
端に移行せず電極の根元で放電するためレーザ発振に寄
与しない放電領域が増加し、レーザ性能が低下するとい
う課題があった。 この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、この発明の請求項１では、電極先端部に放電を
常時安定化させることができ、その安定放電によりレー
ザ性能を向上させることができる電極構成とした金属蒸
気レーザ装置を得ることを目的とする。 また、この発明の請求項２では、放電内管が小口径であ
っても常に安定放電を行うことができる二重電極を容易
に構成することができる金属蒸気レーザ装置を得ること
を目的とする。
るので、単管構成の電極３．４では、例えば放電発生点
す点より軸方向の内側に高電位点が発生せず、このため
、上記電極３．４の放電管では放電発生点はｂ点より先
端に移行せず電極の根元で放電するためレーザ発振に寄
与しない放電領域が増加し、レーザ性能が低下するとい
う課題があった。 この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、この発明の請求項１では、電極先端部に放電を
常時安定化させることができ、その安定放電によりレー
ザ性能を向上させることができる電極構成とした金属蒸
気レーザ装置を得ることを目的とする。 また、この発明の請求項２では、放電内管が小口径であ
っても常に安定放電を行うことができる二重電極を容易
に構成することができる金属蒸気レーザ装置を得ること
を目的とする。
この発明の請求項１に係る金属蒸気レーザ装置は、放電
内管の端部側に２層円筒構造の電極を設けたものである
。 この発明の請求項２に係る金属蒸気レーザ装置は、上記
放電内管を絶縁材料で形威し、該放電内管の端部に連結
されて軸方向外方に伸びる導電性管体と、該導電性管体
内に間隙を存して挿入された電極とを、該電極の根元で
電気的に接続したものである。
内管の端部側に２層円筒構造の電極を設けたものである
。 この発明の請求項２に係る金属蒸気レーザ装置は、上記
放電内管を絶縁材料で形威し、該放電内管の端部に連結
されて軸方向外方に伸びる導電性管体と、該導電性管体
内に間隙を存して挿入された電極とを、該電極の根元で
電気的に接続したものである。
この発明の請求項１における金属蒸気レーザ装置は、放
電内管の端部側に設けられた電極が２層円筒構造となっ
ているので、上記電極の放電発生点より軸方向内側ある
いは同じ位置に高電位点が発生し、これにより、放電発
生点は常に電極の先端になり、レーザ出力に寄与しない
放電領域が減少することで、レーザ性能が向上する。 この発明の請求項２における金属蒸気レーザ装置では、
絶縁材料より成る放電内管の端部に連結された導電性管
体と、該導電性管体内に間隙を存して挿入された電極と
を、該電極の根元で電気的に接続することにより、先端
が上記放電内管で絶縁された二重電極構成としたので、
上記請求項１の場合と同様に常時安定放電が行えると共
に、上記放電内管が小口径であっても、上記導電性管体
と上記電極とによって二重電極を容易に構成することが
できる。
電内管の端部側に設けられた電極が２層円筒構造となっ
ているので、上記電極の放電発生点より軸方向内側ある
いは同じ位置に高電位点が発生し、これにより、放電発
生点は常に電極の先端になり、レーザ出力に寄与しない
放電領域が減少することで、レーザ性能が向上する。 この発明の請求項２における金属蒸気レーザ装置では、
絶縁材料より成る放電内管の端部に連結された導電性管
体と、該導電性管体内に間隙を存して挿入された電極と
を、該電極の根元で電気的に接続することにより、先端
が上記放電内管で絶縁された二重電極構成としたので、
上記請求項１の場合と同様に常時安定放電が行えると共
に、上記放電内管が小口径であっても、上記導電性管体
と上記電極とによって二重電極を容易に構成することが
できる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の第１実施例による金属蒸気レーザ装
置の断面図であり、第４図と同一または相当部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。 図において、３は円筒状の陰極、３ａはこの陰極３の外
端部に一体形成された電極フランジ、４は上記陰極３に
対する円筒状の陽極、４ａはこの陽極４の外端部に一体
形成された電極フランジであり、放電内管５の両端内側
に２層電極構造を持つ電極３ｂ、３ｃ及び電極４ｂ、４
ｃが挿入されている。従って、上記陰極３及び上記陽極
４は、上記電極３ｂ、３ｃ及び電極４ｂ、４ｃによる２
層電極構造となっている。また、電気を導入するフラン
ジ１９はそれぞれの電極フランジ３ａ、４ａに放電内管
５の両端にて電気的に接続されている。 ６は上記放電内管５の外周を包み込んだ大気断熱層、９
は上記大気断熱層６を包み込んだ真空ジャケット、１１
はこの真空ジャケット９の壁部に形成された真空層、１
６は上記陰極３および上記陽極４のそれぞれ外側方対向
でレーザ窓８を支持する絶縁支持部材である。 次に動作について説明する。 放電内管５内における放電ガス１５雰囲気中の陰極３と
陽極４との間にパルス放電が発生すると、上記放電内管
５内は放電状態となる。 このときの放電特性を第２図に示す。同図において、上
述のように２層円筒構造とされた電極３４（第２図では
陰極３のみ図示）にあって、例えばそのｂ点で放電が発
生したと仮定すると、Ｖｂ＝Ｖｃ−ＩＲ’ 、’、 Ｖ ｄ ＝ Ｖ ｂ ＋ Ｉ Ｒ’となり、上
記陰極３の先端より左側で放電が発生すると、その放電
発生点す点より右側に高電位点ａが生じる。このため、
上記電極３，４の先端では安定した放電が行われる。 このような安定放電により発生した熱は、上記放電内管
５に伝導し、放電内管５が加熱されると、該放電内管５
内の金属粒１０が溶融して蒸気化して金属薫気が発生し
、レーザ窓８から常に安定したレーザ発振を行うことが
可能となる。 第３図はこの発明の第２実施例による金属蒸気レーザ装
置を示す。図において、５はセラミック管による電気絶
縁性の放電内管、１７はこの放電内管５の両端にロー付
等により連結された軸方向外方に伸びる金属管よりなる
左右の導電性管体であり、これらの導電性管体１７内に
それぞれが円筒状をなす陰極３および陽極４が間隙を存
して挿入され、これらの電極フランジ３ａ、４ａを上記
導電性管体１７の端部に電気的に接続している。 従って、この第２実施例では、上記陰極３および陽極４
と上記導電性管体１７とによって２層円筒構造の電極が
構成され、上記陰極３および陽極４間の放電発生時には
、電極３．及び４の先端で放電が発生し、レーザ出力に
寄与しない放電領域が減少し放電領域が変動しないため
、レーザ性能が向上するという効果を奏する。また、こ
のような効果に加え、放電内管５が小口径であっても、
上述のように、陰極３および陽極４と導電性管体１７と
によって、２層円筒構造の電極を容易に構成できるとい
う効果をも奏する。なお、第３図中において、１７ａは
この導電性管体１７の外端に一体形成されたフランジで
あり、このフランジ１７ａには、レーザ窓８を支持する
絶縁支持部材１６のフランジ１６ａがメタルパツキン１
８を介して着脱可能に連結されている。
置の断面図であり、第４図と同一または相当部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。 図において、３は円筒状の陰極、３ａはこの陰極３の外
端部に一体形成された電極フランジ、４は上記陰極３に
対する円筒状の陽極、４ａはこの陽極４の外端部に一体
形成された電極フランジであり、放電内管５の両端内側
に２層電極構造を持つ電極３ｂ、３ｃ及び電極４ｂ、４
ｃが挿入されている。従って、上記陰極３及び上記陽極
４は、上記電極３ｂ、３ｃ及び電極４ｂ、４ｃによる２
層電極構造となっている。また、電気を導入するフラン
ジ１９はそれぞれの電極フランジ３ａ、４ａに放電内管
５の両端にて電気的に接続されている。 ６は上記放電内管５の外周を包み込んだ大気断熱層、９
は上記大気断熱層６を包み込んだ真空ジャケット、１１
はこの真空ジャケット９の壁部に形成された真空層、１
６は上記陰極３および上記陽極４のそれぞれ外側方対向
でレーザ窓８を支持する絶縁支持部材である。 次に動作について説明する。 放電内管５内における放電ガス１５雰囲気中の陰極３と
陽極４との間にパルス放電が発生すると、上記放電内管
５内は放電状態となる。 このときの放電特性を第２図に示す。同図において、上
述のように２層円筒構造とされた電極３４（第２図では
陰極３のみ図示）にあって、例えばそのｂ点で放電が発
生したと仮定すると、Ｖｂ＝Ｖｃ−ＩＲ’ 、’、 Ｖ ｄ ＝ Ｖ ｂ ＋ Ｉ Ｒ’となり、上
記陰極３の先端より左側で放電が発生すると、その放電
発生点す点より右側に高電位点ａが生じる。このため、
上記電極３，４の先端では安定した放電が行われる。 このような安定放電により発生した熱は、上記放電内管
５に伝導し、放電内管５が加熱されると、該放電内管５
内の金属粒１０が溶融して蒸気化して金属薫気が発生し
、レーザ窓８から常に安定したレーザ発振を行うことが
可能となる。 第３図はこの発明の第２実施例による金属蒸気レーザ装
置を示す。図において、５はセラミック管による電気絶
縁性の放電内管、１７はこの放電内管５の両端にロー付
等により連結された軸方向外方に伸びる金属管よりなる
左右の導電性管体であり、これらの導電性管体１７内に
それぞれが円筒状をなす陰極３および陽極４が間隙を存
して挿入され、これらの電極フランジ３ａ、４ａを上記
導電性管体１７の端部に電気的に接続している。 従って、この第２実施例では、上記陰極３および陽極４
と上記導電性管体１７とによって２層円筒構造の電極が
構成され、上記陰極３および陽極４間の放電発生時には
、電極３．及び４の先端で放電が発生し、レーザ出力に
寄与しない放電領域が減少し放電領域が変動しないため
、レーザ性能が向上するという効果を奏する。また、こ
のような効果に加え、放電内管５が小口径であっても、
上述のように、陰極３および陽極４と導電性管体１７と
によって、２層円筒構造の電極を容易に構成できるとい
う効果をも奏する。なお、第３図中において、１７ａは
この導電性管体１７の外端に一体形成されたフランジで
あり、このフランジ１７ａには、レーザ窓８を支持する
絶縁支持部材１６のフランジ１６ａがメタルパツキン１
８を介して着脱可能に連結されている。
以上のように、この請求項１の発明によれば、放電内管
の端部側に２層円筒構造の電極を設けたので、上記電極
の先端部で常に安定した放電が行われ、レーザ性能が向
上するという効果がある。 また、この請求項２の発明によれば、放電内管を絶縁材
料で形威し、この放電内管の端部に連結された導電性管
体と、該導電性管体内に間隙を存して挿入された電極と
を、該電極の根元で電気的に接続することにより、先端
が上記放電内管で絶縁された二重電極構成としたので、
上記請求項１の場合と同様に常時安定放電が行えると共
に、上記放電内管が小口径であっても、」１記導電性管
体と上記電極とによって二重電極を容易に構成すること
ができるという効果を奏する。
の端部側に２層円筒構造の電極を設けたので、上記電極
の先端部で常に安定した放電が行われ、レーザ性能が向
上するという効果がある。 また、この請求項２の発明によれば、放電内管を絶縁材
料で形威し、この放電内管の端部に連結された導電性管
体と、該導電性管体内に間隙を存して挿入された電極と
を、該電極の根元で電気的に接続することにより、先端
が上記放電内管で絶縁された二重電極構成としたので、
上記請求項１の場合と同様に常時安定放電が行えると共
に、上記放電内管が小口径であっても、」１記導電性管
体と上記電極とによって二重電極を容易に構成すること
ができるという効果を奏する。
第１図はこの発明の第１実施例による金属蒸気レーザ装
置の断面図、第２図は第１図の放電特性を説明するため
の図、第３図はこの発明の第２実施例によ・る金属蒸気
レーザ装置の断面図、第４図は従来の金属蒸気レーザ装
置を示す断面図、第５図は第４図の放電特性を示す図で
ある。 ３・・・陰極（電極）、４・・・陽極（電極）、５・・
・放電内管、１７・・・導電性管体。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 三菱電機株式会社
置の断面図、第２図は第１図の放電特性を説明するため
の図、第３図はこの発明の第２実施例によ・る金属蒸気
レーザ装置の断面図、第４図は従来の金属蒸気レーザ装
置を示す断面図、第５図は第４図の放電特性を示す図で
ある。 ３・・・陰極（電極）、４・・・陽極（電極）、５・・
・放電内管、１７・・・導電性管体。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 三菱電機株式会社
Claims (2)
- （１）金属蒸気生成用の金属粒を内蔵して電極間に配置
された放電内管を有する金属蒸気レーザ装置において、
上記放電内管の端部側に２本の同軸円筒を根元で電気的
に接続した２層円筒構造の電極を設けたことを特徴とす
る金属蒸気レーザ装置。 - （２）上記放電内管を絶縁材料で形成し、該放電内管の
端部に連結されて軸方向外方に伸びる導電性管体と、該
導電性管体内に間隙を存して挿入された電極とを、該電
極の根元で電気的に接続したことを特徴とする請求項１
記載の金属蒸気レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3426690A JPH03237782A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 金属蒸気レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3426690A JPH03237782A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 金属蒸気レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03237782A true JPH03237782A (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=12409370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3426690A Pending JPH03237782A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | 金属蒸気レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03237782A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4428356A1 (de) * | 1994-08-10 | 1996-03-07 | Nwl Laser Tech Gmbh | Optimierter Wärmeübertragung bei einer Laserresonatoranordnung |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP3426690A patent/JPH03237782A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4428356A1 (de) * | 1994-08-10 | 1996-03-07 | Nwl Laser Tech Gmbh | Optimierter Wärmeübertragung bei einer Laserresonatoranordnung |
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