JPH0480550B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電に悪影響を及ぼす磁界の発生をな
くし、レーザー出力の安定性を向上させるように
した金属イオンレーザーに関する。

〔従来の技術〕

一般にレーザー媒質として金属蒸気を使用する
この種の金属イオンレーザーにおいては、カドミ
ウム（Cd）、セレン（Se）、テルル（Te）等の金
属イオン発生材料を加熱もしくは放電により蒸発
させてその蒸気を得ている。その場合、加熱する
方式はレーザー管に設けた溜部内に金属イオン発
生材料を収容し、この溜部をヒーターで加熱して
いる。また、レーザー動作に必要な放電状態を安
定に維持するため、レーザー管および電極部をヒ
ーターで加熱し、これらを一定温度に設定保持し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、レーザー管、電極部および金属イオン
発生材料の溜部をヒーターでそれぞれ加熱する従
来の金属レーザーにおいては、ヒーター線により
発生する磁界が放電に悪影響を及ぼし、安定した
レーザー出力が得られないという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る金属イオンレーザーは上述したよ
うな問題を解決すべくなされたもので、レーザー
管を加熱する加熱手段、電極部を加熱する加熱手
段および金属イオン発生材料を加熱する加熱手段
を無誘導ヒーターでそれぞれ構成したものであ
る。

〔作用〕

本発明においては加熱手段を無誘導ヒーターで
構成したので、放電に対して悪影響を及ぼす磁界
が発生せず、したがつてレーザー出力の安定性を
向上させる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る金属イオンレーザーの一
実施例を示すレーザー管の縦断面図、第２図は同
レーザーの一部破断斜視図、第３図は第１図−
線断面図である。これらの図において、１は
Heガスを封入したレーザー管、２，３はブリユ
ースター窓、４はホロー陰極、５ａ，５ｂ，５ｃ
は主陽極、６ａ，６ｂは補助陽極、７は陰極、８
ａ，８ｂ，８ｃはCd金属等の金属イオン発生材
料９収容する溜部、１０は主陽極５ａ，５ｂ，５
ｃおよび補助陽極６ａ，６ｂを加熱する加熱手
段、１１は溜部８ａ，８ｂ，８ｃを加熱し金属イ
オン発生材料９を蒸発させる加熱手段、１２は
Heガス供給源、１３はレーザー管１内の不純物
を取り除くためのゲツター、１４は陽光柱放電通
路、１５はグロー領域、１６は陰極暗部、１７
ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄはインバー、１８は
基台、１９は調整ねじ、２０はカバー、２１は排
気フアン、２２はスリツト孔、２３はレーザー管
１自体を加熱する加熱手段である。なお、第１図
においては加熱手段２３を省略し、第２図におい
ては加熱手段１０，１１を省略している。

前記ホロー陰極４は、例えばステンレス等から
なる導電性の肉厚パイプで形成されてその中心孔
が前記グロー領域１５の発生する陰極ボア３０を
構成し、該ホロー陰極４の両端にはセラミツクス
等からなる筒状の絶縁体３１，３２がそれぞれ嵌
合され、また各主陽極５ａ，５ｂ，５ｃに対応す
る周面には透孔がそれぞれ形成され、この透孔に
もセラミツクス等からなるリング状の絶縁体３３
ａ，３３ｂ，３３ｃがそれぞれ嵌合固定されてい
る。このような絶縁体３１，３２，３３ａ，３３
ｂ，３３ｃは、Heイオンによるスパツタリング
によりホロー陰極４の表面から飛び出した陰極物
質が主陽極５ａ，５ｂ，５ｃに付着凝固したり、
この陰極物質によりホロー陰極４と主陽極５ａ，
５ｂ，５ｃまたは補助陽極６ａ，６ｂとが短絡し
たりするのを防止する上で有効とされる。

前記主陽極５ａ，５ｂ，５ｃはタングステン、
モリブデン等によつて製作され、第４図に示すよ
うにレーザー管１に一体に設けられた筒状の取付
部３６に封着用ガラス３８を介して取付けられて
いる。また、各主陽極５ａ，５ｂ，５ｃの挿入端
は放電効果を高めると共に放電に伴う焼損を防止
するため略円錐形状もしくは截頭円錐形状に形成
されている。そして、隣接する主陽極５ａ，５
ｂ，５ｃ間の間隔は比較的小さく、例えば活性長
30cm、ボア径D0.4cmの場合、２cm程度に設定さ
れている。

前記各溜部８ａ，８ｂ，８ｃは、レーザー管１
を略半楕円形に膨出させることにより該管１一体
に設けられ、ホロー陰極４に形成された軸方向の
スリツト３９によつて前記陽光柱放電通路１４と
それぞれ連通している。また、各溜部８ａ，８
ｂ，８ｃは、前記主陽極５ａ，５ｂ，５ｃの間隔
ピツチとほぼ等しく、かつ半ピツチだけずれて設
けられている。

前記補助陽極６ａ，６ｂは金属蒸気をボア３０
内に吹き返しブリユースター窓２，３を金属蒸気
から保護するもので、前記主陽極５ａ，５ｂ，５
ｃと同様、封着用ガラス４１を介してレーザー管
１に取付けられ、前記絶縁体３１，３２の側方に
近接して設けられている。同様に陰極７も封着用
ガラス４２を介してレーザー管１に取付けられ、
この陰極７とホロー陰極４とは導通されている。

本発明を特徴づける加熱手段１０，１１，２３
は無誘導ヒーター４８によつて構成されている。
無誘導ヒーター４８はコイルを第５図に示すよう
に二本並べて巻くことにより簡単に製作でき、電
流を流すと相隣る線の電流の方向が互いに反対に
なるため、インダクタンス（Ｌ）が相殺され、し
たがつて磁界を発生することはない。この場合、
加熱手段１０は各電極５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，
６ｂ部を取り巻くように螺旋状に巻いた無誘導ヒ
ーター４８をセラミツクス４９に埋設して形成さ
れる。また、加熱手段１１も各溜部８ａ，８ｂ，
８ｃを取り巻くように螺旋状に巻いた無誘導ヒー
ター４８をセラミツクス５０に埋設して形成され
る。そして、加熱手段２３は無誘導ヒーター４８
をレーザー管１の外周に直接螺旋状に巻いて形成
される。

このような構成からなる金属イオンレーザーに
おいて、主陽極５ａ，５ｂ，５ｃ、補助陽極６
ａ，６ｂおよびホロー陰極４との間に所要の電圧
を印加すると、主陽極５ａ，５ｂ，５ｃとホロー
陰極４間に負グロー放電が発生する。ここで、金
属イオン発生材料９としてCdを用いたHe−Cdレ
ーザーの場合について説明すると、加熱手段１１
による溜部８ａ，８ｂ，８ｃの加熱および上記負
グロー放電の熱損によりCd蒸気が発生し、これ
が放電部に送り込まれ、Heイオンなどの励起粒
子によつて高いエネルギー準位へ遷移される。そ
して、このCd蒸気は陽光柱放電の電気泳動効果
によつてホロー陰極４に向つて流れ、放電のプラ
ズマ内に適当量のCd蒸気が存在することになり、
連続発振が得られる。

この場合、加熱手段１０，１１，２３として前
述した通り無誘導ヒーターを使用し、磁界が発生
しないようにしているので、主陽極５ａ，５ｂ，
５ｃとホロー陰極４間で生ずる放電は安定で、し
たがつて安定したレーザー光出力を得ることがで
きる。

第６図は本発明の他の実施例を示す要部断面図
である。この実施例は、溜部８を加熱する加熱手
段１１を、溜部８の表面に接合したアルミ箔６０
と、アルミ箔６０を覆う断熱材６１と、アルミ箔
６０と断熱材６１の間に介在された無誘導ヒータ
ー４８とで構成したものである。このような構成
においては、アルミ箔６０を介して熱が溜部８に
伝達されるため、溜部８の均一加熱が可能とされ
る。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る金属イオンレ
ーザーは、レーザー管を加熱する加熱手段、電極
部を加熱する加熱手段を無誘導ヒーターでそれぞ
れ構成したので、磁界が発生せず、したがつて磁
界による影響がなくなり、安定した放電状態を得
ることができる。また、放電が安定であれば安定
したレーザー発振を得ることができ、性能を向上
させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属イオンレーザーの一
実施例を示すレーザー管の縦断面図、第２図は同
レーザーの一部破断斜視図、第３図は第１図−
線断面図、第４図はレーザー管の要部拡大断面
図、第５図は無誘導ヒーターの斜視図、第６図は
加熱手段の他の実施例を示す断面図である。 １……レーザー管、２，３……ブリユースター
窓、４……ホロー陰極、５ａ，５ｂ，５ｃ……主
陽極、６ａ，６ｂ……補助陽極、７……陰極、
８，８ａ，８ｂ，８ｃ……溜部、９……金属イオ
ン発生材料、１０，１１，２３……加熱手段、４
８……無誘導ヒーター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レーザー管を加熱する加熱手段と、電極部を
   加熱する加熱手段および金属イオン発生材料を加
   熱蒸発させる加熱手段と無誘導ヒーターでそれぞ
   れ構成したことを特徴とする金属イオンレーザ
   ー。