JPH04288888A - 金属蒸気レーザ装置 - Google Patents
金属蒸気レーザ装置Info
- Publication number
- JPH04288888A JPH04288888A JP4215391A JP4215391A JPH04288888A JP H04288888 A JPH04288888 A JP H04288888A JP 4215391 A JP4215391 A JP 4215391A JP 4215391 A JP4215391 A JP 4215391A JP H04288888 A JPH04288888 A JP H04288888A
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- Japan
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- discharge
- metal vapor
- inner tube
- metal
- laser device
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- Pending
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属粒を放電熱で溶
解して金属蒸気を励起することによりレーザ光を得る金
属蒸気レーザ装置に関するものである。
解して金属蒸気を励起することによりレーザ光を得る金
属蒸気レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は特願平２−３４２５７号明細書に
記載されている金属蒸気レーザ装置を示す断面図である
。図において、１は金属外套、２は放電内管、３は金属
外套１と放電内管２との間に充填されたウール層などに
よる大気断熱層、４は放電内管２内に設置されて金属蒸
気を生成する金属粒、５は放電内管２の一端部（図５で
は向かって左端部）に接続された筒状の陰極、６はこの
陰極５の外端に設けられた陰極側レーザ光取出用の窓、
７は陰極５に電極フランジ８を介して接続された陰極端
子、９は放電内管２の他端部（図５では向かって右端部
）に接続された筒状の陽極、１０はこの陽極９の外端に
設けられた陽極側レーザ光取出用の窓、１１は陽極端子
であり、この陽極端子１１は金属外套１、陽極１０の端
部を閉塞する接続板１２、及び陽極９側の電極フランジ
１３を介して陽極９に接続されている。従って、大気断
熱層３は、陰極５側の端部が大気中に開放され且つ陽極
９側の端部が閉塞された状態になっている。１４は放電
内管２内に封入された放電ガスである。
記載されている金属蒸気レーザ装置を示す断面図である
。図において、１は金属外套、２は放電内管、３は金属
外套１と放電内管２との間に充填されたウール層などに
よる大気断熱層、４は放電内管２内に設置されて金属蒸
気を生成する金属粒、５は放電内管２の一端部（図５で
は向かって左端部）に接続された筒状の陰極、６はこの
陰極５の外端に設けられた陰極側レーザ光取出用の窓、
７は陰極５に電極フランジ８を介して接続された陰極端
子、９は放電内管２の他端部（図５では向かって右端部
）に接続された筒状の陽極、１０はこの陽極９の外端に
設けられた陽極側レーザ光取出用の窓、１１は陽極端子
であり、この陽極端子１１は金属外套１、陽極１０の端
部を閉塞する接続板１２、及び陽極９側の電極フランジ
１３を介して陽極９に接続されている。従って、大気断
熱層３は、陰極５側の端部が大気中に開放され且つ陽極
９側の端部が閉塞された状態になっている。１４は放電
内管２内に封入された放電ガスである。
【０００３】次に動作について説明する。陰極端子７と
陽極端子１１との間にパルス電圧を印加すると、放電内
管２内における放電ガス１４雰囲気中の陰極５と陽極９
との間にパルス放電が発生し、放電内管２内は放電状態
になる。そして、その放電により発生した熱は、放電内
管２に伝導し、放電内管２から径方向および軸方向に放
射される。これに起因した熱損失が放電内管２を取り囲
む大気断熱層３によって極力抑えられることにより、放
電内管２の温度が上昇する。この温度上昇によって放電
内管２の金属粒４が溶解し、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、この金属蒸気はパル
ス電圧で励起され、反転分布を起こす。このため、放電
内管２の両端部の窓６、１０の外側に光共振器（図示せ
ず）を配置して置けば、窓６、１０を通じてレーザ光が
得られる。
陽極端子１１との間にパルス電圧を印加すると、放電内
管２内における放電ガス１４雰囲気中の陰極５と陽極９
との間にパルス放電が発生し、放電内管２内は放電状態
になる。そして、その放電により発生した熱は、放電内
管２に伝導し、放電内管２から径方向および軸方向に放
射される。これに起因した熱損失が放電内管２を取り囲
む大気断熱層３によって極力抑えられることにより、放
電内管２の温度が上昇する。この温度上昇によって放電
内管２の金属粒４が溶解し、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、この金属蒸気はパル
ス電圧で励起され、反転分布を起こす。このため、放電
内管２の両端部の窓６、１０の外側に光共振器（図示せ
ず）を配置して置けば、窓６、１０を通じてレーザ光が
得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の金属蒸気レーザ
装置は以上のように構成されており、一般に放電内管２
として使われる物質は熱伝導率が小さく、放電内管２内
の軸方向の温度差が大きかった。そのため放電内管２内
の温度で金属蒸気圧の制御を行う金属蒸気レーザにおい
て蒸気圧の違いが生じ、レーザ媒質としての領域が狭く
なるという問題点があった。また、放電内管２内の軸方
向の温度差のため、金属粒４を複数個置いた場合の温度
がそれぞれ異なると蒸気圧の違いが生じ、レーザ媒質と
しての領域が狭くなるという課題があった。
装置は以上のように構成されており、一般に放電内管２
として使われる物質は熱伝導率が小さく、放電内管２内
の軸方向の温度差が大きかった。そのため放電内管２内
の温度で金属蒸気圧の制御を行う金属蒸気レーザにおい
て蒸気圧の違いが生じ、レーザ媒質としての領域が狭く
なるという問題点があった。また、放電内管２内の軸方
向の温度差のため、金属粒４を複数個置いた場合の温度
がそれぞれ異なると蒸気圧の違いが生じ、レーザ媒質と
しての領域が狭くなるという課題があった。
【０００５】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、レーザ媒質領域を大きくし、
レーザ効率、出力の向上が図れる金属蒸気レーザ装置を
得ることを目的とする。
るためになされたもので、レーザ媒質領域を大きくし、
レーザ効率、出力の向上が図れる金属蒸気レーザ装置を
得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる金属蒸
気レーザ装置は、放電内管の外周に放電内管よりも熱伝
導率の良い物質による熱伝導材を設けたことを特徴とす
るものである。
気レーザ装置は、放電内管の外周に放電内管よりも熱伝
導率の良い物質による熱伝導材を設けたことを特徴とす
るものである。
【０００７】また、金属粒を放電内管内の放電領域の最
低温部にのみ設置したことを特徴とするものである。
低温部にのみ設置したことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】この発明による熱伝導材は、放電内管よりも熱
伝導率の良い物質で構成されており、この熱伝導材を介
して放電内管の高温部分から低温部分へ熱を移動させる
ことによって放電内管の軸方向の温度分布を均一化させ
る。このため、放電内管内の金属蒸気の蒸気圧が均一な
ものとなりレーザ媒質としての領域が長くなるのでレー
ザ効率、出力が向上する。
伝導率の良い物質で構成されており、この熱伝導材を介
して放電内管の高温部分から低温部分へ熱を移動させる
ことによって放電内管の軸方向の温度分布を均一化させ
る。このため、放電内管内の金属蒸気の蒸気圧が均一な
ものとなりレーザ媒質としての領域が長くなるのでレー
ザ効率、出力が向上する。
【０００９】また、金属蒸気の飽和蒸気圧は高温になる
ほど高くなる性質があるので、放電内管の最低温部にの
み金属粒を置き、その温度を必要蒸気圧の得られる温度
にすれば、この最低温部よりも高温の部分の蒸気圧を最
低温部とほぼ同じ蒸気圧に制御することができる。この
ため、放電内管内の金属蒸気の蒸気圧が均一になり、レ
ーザ媒質として最適蒸気圧の領域が長くなるのでレーザ
効率及び出力が向上する。
ほど高くなる性質があるので、放電内管の最低温部にの
み金属粒を置き、その温度を必要蒸気圧の得られる温度
にすれば、この最低温部よりも高温の部分の蒸気圧を最
低温部とほぼ同じ蒸気圧に制御することができる。この
ため、放電内管内の金属蒸気の蒸気圧が均一になり、レ
ーザ媒質として最適蒸気圧の領域が長くなるのでレーザ
効率及び出力が向上する。
【００１０】
【実施例】実施例１．
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明の一実施例による金属蒸気レーザ装置を示す
断面図である。図５と同一又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、１５は放電内
管２の材質よりも熱伝導率の良い物質を放電内管２に巻
き付けて構成した熱伝導材である。この熱伝導板１５は
放電内管２の材質よりも熱伝導率の良い物質、例えば銅
のような熱伝導率の高い物質を放電内管２の外周に巻き
付けたものである。また、熱伝導板１５は導電体の場合
には陰極側の５、７と陽極側の８、１０とは電気的につ
ながっていないので放電内管２内での放電に問題ない様
に構成されている。
はこの発明の一実施例による金属蒸気レーザ装置を示す
断面図である。図５と同一又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、１５は放電内
管２の材質よりも熱伝導率の良い物質を放電内管２に巻
き付けて構成した熱伝導材である。この熱伝導板１５は
放電内管２の材質よりも熱伝導率の良い物質、例えば銅
のような熱伝導率の高い物質を放電内管２の外周に巻き
付けたものである。また、熱伝導板１５は導電体の場合
には陰極側の５、７と陽極側の８、１０とは電気的につ
ながっていないので放電内管２内での放電に問題ない様
に構成されている。
【００１１】このように構成された熱伝導板１５は熱伝
導率が高いので熱の移動が速く温度分布は均一化される
。従って、放電内管２を放電加熱した際に放電内管の高
温部の熱を奪い、低温部には熱を与えるので放電内管２
の温度分布が均一化される。
導率が高いので熱の移動が速く温度分布は均一化される
。従って、放電内管２を放電加熱した際に放電内管の高
温部の熱を奪い、低温部には熱を与えるので放電内管２
の温度分布が均一化される。
【００１２】実施例２．
上記実施例では熱伝導板１５で放電内管２の外周の全周
を覆うように構成しているが、これに限るものではなく
、図２に示すように放電内管２の外周の一部分に設けて
もよい。ここで放電内管２内の軸方向の温度分布を均一
化するものであるので、放電内管２内の軸方向に長く設
けるのが好ましい。
を覆うように構成しているが、これに限るものではなく
、図２に示すように放電内管２の外周の一部分に設けて
もよい。ここで放電内管２内の軸方向の温度分布を均一
化するものであるので、放電内管２内の軸方向に長く設
けるのが好ましい。
【００１３】また、熱伝導板１５の材質は銅に限らず、
金や銀など放電内管２の材質よりも熱伝導率の良いもの
であれば良い。
金や銀など放電内管２の材質よりも熱伝導率の良いもの
であれば良い。
【００１４】実施例３．
図３はこの発明の実施例３による金属蒸気レーザ装置を
示す断面図である。この時の放電内管２の陰極５と陽極
９に挟まれた放電領域における温度分布を図４に示す。 図４は横軸に放電内管２の軸方向の距離、縦軸に温度を
示すグラフであり、図から明らかなように、この実施例
の放電領域で一番低温部は陽極９付近である。この実施
例では金属粒４を最低温部の陽極９付近にのみ配置して
いる。
示す断面図である。この時の放電内管２の陰極５と陽極
９に挟まれた放電領域における温度分布を図４に示す。 図４は横軸に放電内管２の軸方向の距離、縦軸に温度を
示すグラフであり、図から明らかなように、この実施例
の放電領域で一番低温部は陽極９付近である。この実施
例では金属粒４を最低温部の陽極９付近にのみ配置して
いる。
【００１５】金属粒４を放電領域の温度の低い部分に置
いたので、その部分よりも温度の高い部分の蒸気圧を金
属粒４を置いた場所の蒸気圧に従わせることができる。 このため、金属蒸気圧の均一部分が広くなり、レーザ発
振の領域が広くなりレーザ効率、出力が向上するという
効果がある上記放電領域の蒸気圧を均一化することがで
きる。
いたので、その部分よりも温度の高い部分の蒸気圧を金
属粒４を置いた場所の蒸気圧に従わせることができる。 このため、金属蒸気圧の均一部分が広くなり、レーザ発
振の領域が広くなりレーザ効率、出力が向上するという
効果がある上記放電領域の蒸気圧を均一化することがで
きる。
【００１６】上記実施例では放電領域の最低温部は陽極
９付近であるが、放電内管２の材質や構成によっては他
の部分になることもあり、その場合にも金属粒４を最低
温部に配置するようにすれば、上記実施例と同様の効果
を奏することができる。
９付近であるが、放電内管２の材質や構成によっては他
の部分になることもあり、その場合にも金属粒４を最低
温部に配置するようにすれば、上記実施例と同様の効果
を奏することができる。
【００１７】また、金属粒４は１個だけ配置しているが
、これに限るものではなく、最低温部にかためて複数個
配置するようにしてもよい。
、これに限るものではなく、最低温部にかためて複数個
配置するようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、金属
蒸気生成用の金属粒を内蔵する放電内管、この放電内管
の両端部に配置した電極、及び放電内管を包囲する大気
断熱層を備える金属蒸気レーザ装置において、放電内管
の外周に放電内管よりも熱伝導率の良い物質による熱伝
導材を設けたことを特徴とすることにより、熱の放電内
管の軸方向への移動度を大きくして放電内管の軸方向の
温度均一化ができ、そのために金属蒸気圧を均一化する
ことができるのでレーザ発振できる領域が広くなり、レ
ーザ効率、出力の向上が図れる金属蒸気レーザ装置を得
ることができる効果がある。
蒸気生成用の金属粒を内蔵する放電内管、この放電内管
の両端部に配置した電極、及び放電内管を包囲する大気
断熱層を備える金属蒸気レーザ装置において、放電内管
の外周に放電内管よりも熱伝導率の良い物質による熱伝
導材を設けたことを特徴とすることにより、熱の放電内
管の軸方向への移動度を大きくして放電内管の軸方向の
温度均一化ができ、そのために金属蒸気圧を均一化する
ことができるのでレーザ発振できる領域が広くなり、レ
ーザ効率、出力の向上が図れる金属蒸気レーザ装置を得
ることができる効果がある。
【００１９】また、金属蒸気生成用の金属粒を内蔵する
放電内管、この放電内管の両端部に配置した電極、及び
放電内管を包囲する大気断熱層を備える金属蒸気レーザ
装置において、金属粒を放電内管内の放電領域の最低温
部にのみ設置したことを特徴とすることにより、蒸気圧
を制御することができるので、放電内管の軸方向の金属
蒸気圧を均一化ができ、レーザ発振の領域が広くなりレ
ーザ効率、出力の向上が図れる金属蒸気レーザ装置を得
ることができる効果がある。
放電内管、この放電内管の両端部に配置した電極、及び
放電内管を包囲する大気断熱層を備える金属蒸気レーザ
装置において、金属粒を放電内管内の放電領域の最低温
部にのみ設置したことを特徴とすることにより、蒸気圧
を制御することができるので、放電内管の軸方向の金属
蒸気圧を均一化ができ、レーザ発振の領域が広くなりレ
ーザ効率、出力の向上が図れる金属蒸気レーザ装置を得
ることができる効果がある。
【図１】この発明の実施例１による金属蒸気レーザ装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】この発明の実施例２による放電内管を示す斜視
図である。
図である。
【図３】この発明の実施例３による金属蒸気レーザ装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】この発明の実施例３に係る放電内管の温度分布
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】従来の金属蒸気レーザ装置を示す断面図である
。
。
２ 放電内管
３ 大気断熱層
４ 金属粒
５ 陰極
９ 陽極
１５ 熱伝導材
Claims (2)
- 【請求項１】 金属蒸気生成用の金属粒を内蔵する放
電内管、この放電内管の両端部に配置した電極、及び上
記放電内管を包囲する大気断熱層を備える金属蒸気レー
ザ装置において、上記放電内管の外周に上記放電内管よ
りも熱伝導率の良い物質による熱伝導材を設けたことを
特徴とする金属蒸気レーザ装置。 - 【請求項２】 金属蒸気生成用の金属粒を内蔵する放
電内管、この放電内管の両端部に配置した電極、及び上
記放電内管を包囲する大気断熱層を備える金属蒸気レー
ザ装置において、上記金属粒を上記放電内管内の放電領
域の最低温部にのみ設置したことを特徴とする金属蒸気
レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215391A JPH04288888A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 金属蒸気レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215391A JPH04288888A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 金属蒸気レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288888A true JPH04288888A (ja) | 1992-10-13 |
Family
ID=12628000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4215391A Pending JPH04288888A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 金属蒸気レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04288888A (ja) |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP4215391A patent/JPH04288888A/ja active Pending
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