JPH03254167A - 軸流気体レーザ発振器 - 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、軸流気体レーザ発振器に関し、特に放電励起
方式の軸流気体レーザ発振器に関するものである。

（従来の技術） Ｃ０２ガス等の気体をレーザ媒体とするガスフロー型の
気体レーザ発振器として、−レーザガスがレーザ放電管
内を軸線方向（光軸方向）に流れ、前記レーザ放電管の
軸線方向に互いに隔置されたアノード電極とカソード電
極とによる放電により前記レーザガスの励起を行うよう
構成された軸流気体レーザ発振器が良く知られている。

従来、上述の如き軸流気体レーザ発振器に於ては、前記
レーザ放電管に於けるレーザガスの流れ方向で見て上流
側にアノード電極が、下流側にカソード電極が設けられ
ている。

この理由は、従来一般に、カソード電極はＮｉ等により
構成され、これは放電によるスバ・ツタとして導電性の
酸化物であるＮｉＯを生成し、これがレーザ放電管に於
けるレーザガスの流れに乗って流れてレーザ放電管内に
てアノード電極とカソード電極との間に付着延在すると
、前記アノード電極と前記カソード電極とによる放電状
態が変化するからである。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如き軸流気体レーザ発振器に於ては、レーザ放電
管内をレーザガスが絶えず流れるが、放電現象によって
レーザガスにエネルギが加えられるために、レーザ放電
管内のレーザガス温度が上昇する。このレーザガスの温
度上昇はカソード電極の近傍に於て顕著なものになる。

これに対し大電力を用いて安定した放電を行うためには
熱電子の放出等の現象を防ぐためにカソード電極を冷却
する必要が生じる。

しかし、上述の如き理由をもってカソード電極がレーザ
放電管に於けるレーザガスの流れ方向で見て下流側に設
けられていると、この下流側に於てはレーザガスの温度
が高いため、カソード電極を効率良く冷却することが困
難になる。

本発明は、上述の如き問題に鑑み、カソード電極を効率
良く冷却でき、長期間の使用によっても放電状態が変化
せず、安定したレーザ発振を行うよう改良された軸流気
体レーザ発振器を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上述の如き目的は、本発明よれば、レーザガスがレーザ
放電管内を軸線方向に流れ、前記レーザ放電管の軸線方
向に互いに隔置されたアノード電極とカソード電極とに
よる放電により前記レーザガスの励起を行う軸流気体レ
ーザ発振器に於て、前記レーザ放電管に於けるレーザガ
スの流れ方向で見て上流側にカソード電極が、下流側に
アノード電極が設けられ、前記カソード電極は絶縁性酸
化物を生成する導電性材料により構成されていることを
特徴とする軸流気体レーザ発振器によって達成される。

（作用） 上述の如き構成によれば、カソード電極がレーザ放電管
に於けるレーザガスの流れ方向で見て上流側に設けられ
ていることにより、カソード電極は新しい未だ温度上昇
していないレーザガスによって冷却されるようになる。

このカソード電極は例えばタングステン、タンタルの如
く、絶縁酸化物を生成する導電性材料により構成されて
いることから、放電によるスパッタとしてカソード電極
を構成する導電性材料の酸化物が生成され、これがレー
ザ放電管内のレーザガスの流れに乗って流れてレーザ放
電管内にてアノード電極とカソード電極との間に付着延
在しても、これは絶縁性酸化物であることから、前記ア
ノード電極と前記カソード電極とによる放電状態を変化
させることがない。

（実施例） 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による軸流気体レーザ発振器の一つの実
施例を示している。軸流気体レーザ発振器は、ガラス管
等により構成されたレーザ放電管１を有しており、レー
ザ放電管１の一端部には光共振器としての全反射鏡３が
、また他端には半反射鏡により構成された出力ミラー５
が各々設けられている。

レーザ放電管１は、その内部に軸線方向に、即ち図にて
左右方向に延在するレーザガス室７を構成しており、そ
の一端部にはレーザガス人口９が、また他端にはレーザ
ガス出口１１が各々設けられている。

レーザガス人口９はレーザガス通路１３によってブロワ
１５の吐出口１７に接続され、またレーザガス出口１１
はレーザガス通路２１によってブロワ１５の吸入口１つ
に接続されている。レーザガス通路２１にはレーザガス
源としてのレーザガスボンベ２３が接続され、レーザガ
スボンベ２３に貯容されたレーザガスがバルブ２５の開
閉によって選択的にレーザガス通路２１に供給されるよ
うになっている。

レーザガス通路２１の途中にはレーザガス通路２１を流
れるレーザガスの冷却を行うための熱交換器２７が設け
られている。

これにより、レーザ放電管１のレーザガス室７には熱交
換器２７によって冷却された低温のレーザガスが循環供
給されることになる。

レーザ放電管１のレーザガス人口９の側にはカソード電
極２９が、レーザガス出口１１の側にはアノード電極３
１が各々設けられている。アノード電極３１とカソード
電極２９は放電用の高圧電源３３と電気的に接続され、
高電圧を印加されて該両者間にて放電を行うようになっ
ている。

カソード電極２９は、高融点で、酸化物の物性が放電状
態に影響を与えることがなく、即ち電気絶縁性の酸化物
を生成し、しかもスパッタ量が少ないという条件を満足
する如き導電性材料、例えばタングステン、タンタル或
いはそれらの合金により構成されている。またカソード
電極２９は熱伝導率が高いことが好ましいので、これは
上述の如き条件を満す範囲内にて熱伝導率を高くする目
的で合金化されていてもよい。

上述の如き構成によれば、レーザガス室７のレーザガス
はブロワ１５により吸引されることによってレーザガス
室７、レーザガス通路２１、ブロワ１５、レーザガス通
路１３よりなる循環路を循環することになる。この循環
に際してレーザガスは熱交換器２７による熱交換にて冷
却され、この冷却されたレーザガスがレーザガス人口９
よりレーザガス室７に供給されることになる。これによ
り、このレーザガス人口９の近くにあるカソード電極２
９には低温のレーザガスが噴付けられることになり、こ
れによってカソード電極２９の冷却が効率良く行われる
ようになる。

アノード電極３１とカソード電極２９とによる放電によ
って、カソード電極２９よりスパッタが生じるが、これ
は電気絶縁性の酸化物であるから、これがレーザ放電管
１内に於けるレーザガスの流れに乗って流れてカソード
電極２つとアノード電極３１との間に付着延在しても、
これかアノード電極３１とカソード電極２９との放電状
態を変化させることはない。

第２図は本発明による軸流気体レーザ発振器の他の一つ
の実施例を示している。尚、第２図に於て第１図に対応
する部分は第１図に付した符号と同一の符号により示さ
れている。

かかる実施例に於ては、レーザガス人口９に絞り孔より
なるレーザガス噴出ノズル３５が設けられている。

この場合には、レーザガスはレーザガス噴出ノズル３５
より断熱膨張状態にてレーザガス室７内に噴出するよう
になり、この断熱膨張によってカソード電極２つに噴付
けられるレーザガスの温度がより一層低下するようにな
る。これによってカソード電極２つのレーザガスによる
冷却がより一層効果的に行われるようになり、カソード
電極２つの温度上昇がより一層効果的に抑制されるよう
になる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく
、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは
当業者にとって明らかであろう。

［発明の効果］ 上述の如き実施例の説明より理解されるように、本発明
による軸流気体レーザ発振器に於ては、カソード電極が
レーザ放電管に於けるレーザガスの流れ方向で見て上流
側に設けられていることにより、カソード電極は新しい
未だ温度上昇していないレーザガスによって冷却される
ようになり、カソード電極の温度上昇が抑制される。こ
のカソード電極は、例えばタングステン、タンタルの如
く、絶縁酸化物を生成する導電性材料により構成されて
いることから、放電によるスパッタとしてカソード電極
を構成する導電性材料の酸化物が生成されてこれがレー
ザ放電管内のレーザガスの流れに乗って流れてレーザ放
電管内にてアノード電極とカソード電極との間に付着延
在しても、これは絶縁性酸化物であることから、前記ア
ノード電極と前記カソード電極とによる放電状態が変化
することがなく、これらのことによって、より大電力で
安定したレーザ発振に効果的な放電状態が得られ、しか
も長期間の使用によって放電状態が変化せず、安定した
レーザ発振が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による軸流気体レーザ発振器の一つの実
施例を示す概略構成図、第２図は本発明による軸流気体
レーザ発振器の他の一つの実施例を示す概略構成図であ
る。 １・・・レーザ放電管　　　９・・・レーザガス人口１
１・・・レーザガス出口　１５・・・ブロワ２７・・・
熱交換器　　　　２９・・カソード電極３１・・・アノ
ード電極 ３５・・・レーザガス噴出ノズル 代　　理　　人　　　　　弁理士 三　　好　　秀 和 １・・・レーザ放電管　　　９・・レーザガス入口１１
・・ルーザガス出口　１５・・・ブロワ２７・・鰹交鎗
４Ｉ　　　　２９・・・カソード電揚３１・・アノード
電場 ３５・・・レーザガス噴出ノズル 第１図 ２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザガスがレーザ放電管内を軸線方向に流れ、前記レ
   ーザ放電管の軸線方向に互いに隔置されたアノード電極
   とカソード電極とによる放電により前記レーザガスの励
   起を行う軸流気体レーザ発振器に於て、前記レーザ放電
   管に於けるレーザガスの流れ方向で見て上流側にカソー
   ド電極が、下流側にアノード電極が設けられ、前記カソ
   ード電極は絶縁性酸化物を生成する導電性材料により構
   成されていることを特徴とする軸流気体レーザ発振器。