JPH0451497Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ガスレーザに関する。更に詳しく
は、ガス帰還路の放電を防止したイオンレーザに
関する。

従来の技術 イオンレーザ、例えば、アルゴンイオンレーザ
は、レーザ管内にアルゴンガスを封入し、ポンピ
ング例えば、放電による電子衝撃によつて基底状
態のアルゴン原子を、イオン励起状態に遷移し、
誘導放出を得て、レーザ発振するものである。こ
の様な放電励起を行う場合、放電流によつてガス
ポンピング現象が起り、カソード−アノード間に
ガス圧力不均衡を生じる。従つて、これを緩和す
る為に、ガス帰還路が設けられている。

アルゴンイオンレーザ管内の主放電は、アノー
ド−カソード間に電圧を印加し、さらにトリガー
電圧を印加して主放電路内に微弱放電を起しアル
ゴンガスの予備電離を得ることによつて得られ
る。ところが主放電路の周辺に設けられたガス帰
還路も、微弱放電、予備電離に次いで主放電を起
し得る環境にある。従つて、レーザ管はガス帰還
路の内径を、主放電路と比較して十分に小さく
し、ガス帰還路内の予備電離、あるいはそれに次
ぐ主放電を防止する様に設計されており、通常動
作において十分目的を達している。

ところが、このレーザ管を長時間使用した場
合、アノード、カソード及びレーザ管自身から発
生する不純物が放電路内壁に付着し、トリガ電圧
は内壁表面を通電し始める。その結果、ガス帰還
路内にトリガ電圧による微弱放電が生じ、更に大
きな放電が起つてしまうという問題があつた。

この問題を解決するものとして、内側に金属の
薄膜を形成し、中央に貫通穴を有したセラミツク
製円板を、レーザ管のカソード側端部にろう付し
たもの（米国特許第4385390参照）がすでに発表
されている。

詳述するならば、添付第２図は、上記従来のア
ルゴンイオンレーザを示す概略断面図である。図
示のアルゴンイオンレーザは、円筒形のベリリア
磁器製レーザ管１と、その両端に設けられたアノ
ード２およびカソード３と、これらをはさみ対向
する共振ミラー４ａ，４ｂとを具備している。ア
ノード２、カソード３と共振ミラー４ａ，４ｂは
封止皿５ａ，５ｂを介して、それぞれ所定の位置
に接続、固定されており、レーザ管１には、その
中心軸上の放電路１１と、放電路１１を囲み、軸
と平行するガス帰還路１２とが形成されており、
さらにレーザ管１のカソード３側端部には、セラ
ミツク製円板２１が結合されている。

このセラミツク製円板２１は、レーザ管１のカ
ソード３側端部にろう付される側に金属の薄膜が
形成されており、更に、レーザ管１の放電路１１
と整合する中心穴２２と、その中心穴２２と同心
円状にレーザ管側に設けられた溝と、その溝から
円板２１外周に向けて、放射状に設けられた溝と
を有している。このセラミツク製円板２１をレー
ザ管１の端部にろう付した場合、ガス帰還路１１
は同心円状の溝によつて覆われ、それから延びる
放射状の溝によつてレーザ管のカソード３側端部
空間と連通している。

放電路１１のカソード３側端部を、上記の様な
構成とすることにより、ガス帰還路１２の両端に
生じる微弱放電を起す電場が、ガス帰還路１２を
覆う溝の金属の薄膜によつて短絡してしまう為、
主放電がガス帰還路１２内で起ることはない。ま
た、アルゴンガスの循環は、放射状の溝を介し
て、十分効率よく行い得る。

さらに、ガス帰還路１２内に挿入され、アルゴ
ンガスの循環を妨げない程度の太さを有した金属
性ワイヤー２３を並用すれば、さらに完全にガス
帰還路内の放電を防止できる。

考案が解決しようとする問題点 レーザ管端部を前述した様な構成とすることに
より、ガス帰還路での放電を防止することが可能
である。しかしながら、セラミツク製の円板や金
属性ワイヤーの使用は、以下に述べる様な問題を
有している。

即ち、レーザ細管のカソード側端部にろう付さ
れるセラミツク製円板は、形が複雑である為、そ
の成形、焼成が困難であり、さらに溝を有した側
に、金属薄膜を形成されなければならず、その結
果として、製造コストが高いという問題を有して
いる。

また、ガス帰還路内に金属のワイヤーを挿入す
る場合、ガス帰還路は、非常に内径が小さく１mm
程度である為に、アルゴンガスの循環を妨げない
様な金属ワイヤーの径は、0.数mm程度でなければ
ならない。しかしながら、この様な細いワイヤー
は、ガス帰還路にうまく挿入できないとか、中に
うまく保持できないとか、場合によつては、レー
ザ管の軸方向の振動によつて金属ワイヤーの位置
がずれるなどといつた問題を有している。

そこで、本考案は、これらの問題を解決し、そ
の製造、組み立てが簡単で、軸方向の振動の影響
を受けずにガス帰還路での放電防止を実現したガ
スレーザを提供せんとするものである。

問題点を解決する為の手段 本考案者は、上記された諸問題を解決すべく
種々検討した結果、従来では、セラミツク製であ
つたレーザ管端部にろう付させる円板を、金属性
とすることが、本考案の目的を達成する上で非常
に有利であることを見い出し、本考案を開発し
た。

即ち、本考案は、円筒形であつて、主放電路
と、該主放電路より細いガス帰還路とが形成され
ているレーザ管を使用してなるガスレーザにおい
て、レーザ管の一端または両端に、前記主放電路
に整合する小孔を有する金属製円板が設置され、
更に、該金属製円板は、前記ガス帰還路との間に
連通路を有していることを特徴とする。

なお、金属製円板は、アルゴンガスの循環を妨
げなければよく、レーザ管の端部に接続される側
に、中心穴と同心円状に溝を有し、内周側の凸部
を外周側の凸部よりも低くすることにより、接続
時にすき間ができる様にしたものや、同様に中心
穴と同心円状に溝を有し、接続時に、ガス帰還路
と中心軸が一致する小孔を有したもの等、様々な
形状にすることができる。

また、レーザ管の端部に接続される金属製円板
は、レーザ装置動作時に非常に高温となる為、高
融点であり、かつスパツターに強い材質、例えば
タングステン等が使用される。

作 用 以上のようなレーザ管のカソード側端部あるい
は両端部ろう付される金属製円板は、ガス帰還路
に生じ、その内部に微弱放電を起す電場を短絡さ
せる。従つて、ガス帰還路内の放電を防止でき
る。

また、本考案による、ガス帰還路での放電防止
手段は、金属製の円板であり、その製造は、セラ
ミツクと比較して非常に簡単である。

更に、金属薄膜と比較して、その電場の短絡効
果も大である為、ガス帰還路内に挿入する金属性
ワイヤーを並用する必要もなく、レーザ細管のカ
ソード側端部、あるいは両端部に本考案による金
属製円板を接続するだけで十分にガス帰還路内の
放電を防止できる。

実施例 次に、本考案を実施したアルゴンイオンレーザ
管を、添付第１図、第３図および第４図に基づい
て更に詳しく説明する。

即ち、添付第１図は、本考案によるアルゴンイ
オンレーザ管の好ましい１態様を示す概略断面図
であり、本考案によるアルゴンイオンレーザは、
円筒形のベリリア磁器製レーザ管１と、その両端
に設けられたアノード２およびカソード３と、こ
れらをはさみ、対向する共振器ミラー４ａ，４ｂ
とを具備している。アノード２、カソード３と共
振器ミラー４ａ，４ｂは、封止皿５ａ，５ｂを介
して、それぞれ所定の位置に接続、固定されてお
り、レーザ管１には、その中心軸上の放電路１１
と、放電路１１を囲み、軸と平行するガス帰還路
１２とが形成されており、さらにレーザ管１のカ
ソード３側端部には、金属製円板３０が接続され
ている。

第３図は、本考案によるガス帰還路での放電防
止手段である金属製円板３０の接続部の拡大断面
図であり、金属製円板３０はレーザ管１と、封止
皿５ａとによつてはさまれて固定されており、ガ
ス帰還路１２の開口部をおおうようになつてい
る。従つて、ガス帰還路１２の放電の原因となる
電場は、金属製円板３０によつて短絡される。

添付第４図および第５図は、本考案による金属
製円板の好ましい１態様を示す断面図および平面
図であり、図示の金属円板３０は、放電路１１と
整合する中心穴３１と、第５図に示すようにレー
ザ管と接続する側に、中心穴３１と同心円状に溝
３２を有しており、第４図に示すように内周側凸
部３３を外周側凸部３４より低くなされている。
このようにすることにより、第３図に示すよう
に、接続時に内周側凸部とレーザ管との間にすき
間が形成できる。アルゴンガスの循環は、第３図
に矢印で示すように、このすき間を介して行なわ
れる。しかし、ガス帰還路は、金属板によつて実
質的に覆われている為、ガス帰還路内に放電を起
す電場は短絡される。

添付第６図および第７図は、金属製円板３０の
好ましい別の態様を示す断面図および平面図であ
る。この金属円板は、第７図に示すように、レー
ザ管と接続する側に、中心穴と同心円状に形成さ
れている溝に、中心穴に対して点対称に小孔３５
が設けられ、更に、溝の両側の内周側凸部３３Ａ
と外周側凹部３４Ａが、同じ高さであり、接続時
に両方共レーザ管に密着する。アルゴンガスの循
環は、小孔を介して行なわれ、小孔の径をガス帰
還路の径より小さくすることにより、電場を短絡
し易くしている。

本考案における金属製円板は、レーザ装置動作
時に、非常な高温となる為に、高融点で、スパツ
ターに強い材質、例えばタングステン等が使用さ
れる。

効 果 以上説明したように、本考案はガス帰還路の一
端を、金属製円板で覆うという簡単な構造によ
り、ガス帰還路内で放電が生じ、レーザ管の寿命
がつきるという現象を防止し、長寿命のイオンレ
ーザを得ることができた。さらに、金属製円板の
製造もセラミツク製のものと比較して簡単で低コ
ストである為、その製造コストの低減することが
できた。

また、ガス帰還路に挿入するワイヤーを並用す
る必要がない為、組み立てが容易で、機械的強度
が高く、取扱い作業も容易となつた。

【図面の簡単な説明】

添付第１図は、本考案によるアルゴンイオンレ
ーザ管の好ましい１態様を示す概略断面図であ
り、添付第２図は、従来のアルゴンイオンレーザ
管を示す概略断面図であり、添付第３図は、本考
案による金属製円板のレーザ管との接続部の拡大
断面図であり、添付第４図は、本考案による金属
製円板の好ましい１態様を示す断面図であり、添
付第５図は、第４図に示された金属製円板の平面
図であり、添付第６図は、本考案による金属製円
板の好ましい別の態様を示す断面図であり、添付
体７図は、第６図に示された金属製円板の平面図
である。 主な参照番号、１……レーザ管、２……アノー
ド、３……カソード、４ａ，４ｂ……共振器ミラ
ー、５ａ，５ｂ……封止皿、１１……放電路、１
２……ガス帰還路、２１……セラミツク製円板、
２３……金属ワイヤ、３０……金属性円板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主放電路と、該主放電路より細いガス帰還路と
   が形成されているレーザ管を使用してなるガスレ
   ーザにおいて、レーザ管の一端または両端に、前
   記主放電路に整合する小孔を有する金属製円板が
   設置され、更に、該金属製円板は、前記ガス帰還
   路との間に連通路を有していることを特徴とする
   上記アルゴンイオンレーザ管。