JPH05243642A - 金属蒸気レーザー装置 - Google Patents
金属蒸気レーザー装置Info
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- JPH05243642A JPH05243642A JP4490492A JP4490492A JPH05243642A JP H05243642 A JPH05243642 A JP H05243642A JP 4490492 A JP4490492 A JP 4490492A JP 4490492 A JP4490492 A JP 4490492A JP H05243642 A JPH05243642 A JP H05243642A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 電圧が印加される１組の電極（端部電極２１
ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂ）と、１組の電
極の間に配置され、内部で放電が生じる管部（内管２３
ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ及び断熱材２５ａ、２
５ｂ）と、管部の外側に配置され、放電の結果として生
じるレーザー光を取り出すための窓３８ａ、３８ｂとを
備えた金属レーザー装置において、窓３８ａ、３８ｂを
管部から離して支持する窓フランジ３９ａ、３９ｂを備
えたことを特徴としている。 【効果】 内管２３ａ、２３ｂの温度の均一化を図るこ
とによってレーザー出力を上げることができるという効
果がある。
ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂ）と、１組の電
極の間に配置され、内部で放電が生じる管部（内管２３
ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ及び断熱材２５ａ、２
５ｂ）と、管部の外側に配置され、放電の結果として生
じるレーザー光を取り出すための窓３８ａ、３８ｂとを
備えた金属レーザー装置において、窓３８ａ、３８ｂを
管部から離して支持する窓フランジ３９ａ、３９ｂを備
えたことを特徴としている。 【効果】 内管２３ａ、２３ｂの温度の均一化を図るこ
とによってレーザー出力を上げることができるという効
果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、放電によって加熱す
ることにより、金属媒体を気化及び励起させてレーザー
出力を得る金属レーザー装置、特に、内管の温度の均一
化を図ることができる金属レーザー装置に関するもので
ある。
ることにより、金属媒体を気化及び励起させてレーザー
出力を得る金属レーザー装置、特に、内管の温度の均一
化を図ることができる金属レーザー装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、特開昭６３−１４１３８１号
公報に示された従来の金属レーザー装置を示す模式図で
ある。図１０において、１は負の電圧が印加される陰
極、２は正の電圧が印加される陽極、３、４は陰極１、
陽極２に電圧を印加するための陰極端子、陽極端子、５
は内部で放電が生じる円筒状の内管、６は内管５からの
径方向への熱損失を抑制するための断熱材、７は陰極
１、陽極２、内管５及び断熱材６等を内部に収納する容
器、８、９は容器７の両端に設けられレーザー光を取り
出すための窓、１０は容器７を取り囲むように配置され
内部が真空に保たれる金属外管である。１１は内管５内
に配置され金属蒸気を生成するための金属媒体であり、
銅ペレット等の固形のものである。１２は金属外管１０
内に配置された断熱層であり、容器７からの熱損失を抑
制するためのものである。
公報に示された従来の金属レーザー装置を示す模式図で
ある。図１０において、１は負の電圧が印加される陰
極、２は正の電圧が印加される陽極、３、４は陰極１、
陽極２に電圧を印加するための陰極端子、陽極端子、５
は内部で放電が生じる円筒状の内管、６は内管５からの
径方向への熱損失を抑制するための断熱材、７は陰極
１、陽極２、内管５及び断熱材６等を内部に収納する容
器、８、９は容器７の両端に設けられレーザー光を取り
出すための窓、１０は容器７を取り囲むように配置され
内部が真空に保たれる金属外管である。１１は内管５内
に配置され金属蒸気を生成するための金属媒体であり、
銅ペレット等の固形のものである。１２は金属外管１０
内に配置された断熱層であり、容器７からの熱損失を抑
制するためのものである。
【０００３】次に、図１０に示した従来の金属レーザー
装置の動作について説明する。陰極端子３及び陽極端子
４に電圧が印加されると、陰極１と陽極２との間にパル
ス放電が発生し、内管５内に放電が生じる。この放電の
結果として生じる熱は、内管５に伝導し、断熱材６、断
熱層１２、及び金属外管１０内の真空層の効果によって
内管５の外部には逃げないので、内管５の温度が上昇す
る。このため、内管５内に配置されている金属媒体１１
が熔融し、レーザー発振が起こるために必要な銅蒸気等
の金属蒸気が発生する。この状態で陰極端子３及び陽極
端子４にパルス電圧を印加すると金属蒸気が励起されて
反転分布が起こり、レーザー発振が開始されて、両端の
窓８、９を通してレーザー光が取り出される。
装置の動作について説明する。陰極端子３及び陽極端子
４に電圧が印加されると、陰極１と陽極２との間にパル
ス放電が発生し、内管５内に放電が生じる。この放電の
結果として生じる熱は、内管５に伝導し、断熱材６、断
熱層１２、及び金属外管１０内の真空層の効果によって
内管５の外部には逃げないので、内管５の温度が上昇す
る。このため、内管５内に配置されている金属媒体１１
が熔融し、レーザー発振が起こるために必要な銅蒸気等
の金属蒸気が発生する。この状態で陰極端子３及び陽極
端子４にパルス電圧を印加すると金属蒸気が励起されて
反転分布が起こり、レーザー発振が開始されて、両端の
窓８、９を通してレーザー光が取り出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の金属レーザー装
置は、以上のように構成されており、内管５の端部の直
ぐ外側に窓８、９が配置され、窓８、９の外表面は外気
に触れているので、内管５の温度は中央部で高く端部で
低くなって不均一となり、このためレーザー出力を上げ
るのが困難であるという課題があった。また、温度が不
均一になったままの状態で、レーザー出力を大きくする
ために内管５の温度を上げると、内管５の中央部が異常
に高温となって内管５が破損してしまうという課題もあ
った。
置は、以上のように構成されており、内管５の端部の直
ぐ外側に窓８、９が配置され、窓８、９の外表面は外気
に触れているので、内管５の温度は中央部で高く端部で
低くなって不均一となり、このためレーザー出力を上げ
るのが困難であるという課題があった。また、温度が不
均一になったままの状態で、レーザー出力を大きくする
ために内管５の温度を上げると、内管５の中央部が異常
に高温となって内管５が破損してしまうという課題もあ
った。
【０００５】一方、内管５の温度の均一化が達成された
場合には、内管５の端部が高温になるため、内管５内の
気密を保持するためのシール部材（図示せず）の周辺は
高温になる。このため、シール部材が劣化または焼損し
て運転時間や装置寿命が短くなるという課題もあった。
場合には、内管５の端部が高温になるため、内管５内の
気密を保持するためのシール部材（図示せず）の周辺は
高温になる。このため、シール部材が劣化または焼損し
て運転時間や装置寿命が短くなるという課題もあった。
【０００６】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、内管の温度の均一化を図ること
によってレーザー出力を上げることができ、また、シー
ル部材が劣化、焼損しないようにして、運転時間及び装
置寿命を長くできる金属レーザー装置を得ることを目的
とする。
ためになされたもので、内管の温度の均一化を図ること
によってレーザー出力を上げることができ、また、シー
ル部材が劣化、焼損しないようにして、運転時間及び装
置寿命を長くできる金属レーザー装置を得ることを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る金属レーザー装置は、窓を管部から離して支持する窓
フランジを備えたものである。
る金属レーザー装置は、窓を管部から離して支持する窓
フランジを備えたものである。
【０００８】この発明の請求項２に係る金属レーザー装
置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内側に突起
物が設けられているものである。
置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内側に突起
物が設けられているものである。
【０００９】この発明の請求項３に係る金属レーザー装
置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内周面に傾
斜が付けられており、窓寄りの断面の方が管部寄りの断
面よりも小さくなっているものである。
置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内周面に傾
斜が付けられており、窓寄りの断面の方が管部寄りの断
面よりも小さくなっているものである。
【００１０】この発明の請求項４に係る金属レーザー装
置は、熱伝導率の高い材料で製作されるとともに管部に
接触する接触片をシール部材の近傍に設けたものであ
る。
置は、熱伝導率の高い材料で製作されるとともに管部に
接触する接触片をシール部材の近傍に設けたものであ
る。
【００１１】この発明の請求項５に係る金属レーザー装
置は、断熱材が長手方向に沿って中央部は薄く端部は厚
くされているものである。
置は、断熱材が長手方向に沿って中央部は薄く端部は厚
くされているものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項１に係る金属レーザー装置に
おいては、外気に触れる窓を窓フランジによって内管か
ら離して支持することにより、内管の温度を均一化す
る。
おいては、外気に触れる窓を窓フランジによって内管か
ら離して支持することにより、内管の温度を均一化す
る。
【００１３】この発明の請求項２に係る金属レーザー装
置においては、さらに、内管から入射するイオンや熱電
子は突起物によって反射されて内管の方に戻されるよう
になり、内管の温度がより均一化する。
置においては、さらに、内管から入射するイオンや熱電
子は突起物によって反射されて内管の方に戻されるよう
になり、内管の温度がより均一化する。
【００１４】この発明の請求項３に係る金属レーザー装
置においては、さらに、内管から入射するイオンや熱電
子のうち傾斜部分によって反射されたものは、内管の方
に戻されるものが多くなり、内管の温度をより均一化す
る。
置においては、さらに、内管から入射するイオンや熱電
子のうち傾斜部分によって反射されたものは、内管の方
に戻されるものが多くなり、内管の温度をより均一化す
る。
【００１５】この発明の請求項４に係る金属レーザー装
置においては、シール部材近傍の管部の熱を接触片によ
って放出させることによりシール部材近傍の温度を下
げ、シール部材が劣化、焼損しないようにする。
置においては、シール部材近傍の管部の熱を接触片によ
って放出させることによりシール部材近傍の温度を下
げ、シール部材が劣化、焼損しないようにする。
【００１６】この発明の請求項５に係る金属レーザー装
置においては、端部が厚くされた断熱材によって、内管
の端部の温度が下がらないようにする。
置においては、端部が厚くされた断熱材によって、内管
の端部の温度が下がらないようにする。
【００１７】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す
断面図である。実施例１の装置の各部品は図中の一点鎖
線を中心線とする回転対称型になっており、図１では中
心線の下側は省略されている。図１において、１１ａ、
１１ｂは前述の金属媒体１１と同様の金属媒体である。
２１ａ、２１ｂは陰極１に相当する端部電極、２２ａ、
２２ｂは陽極２に相当する中央電極であり、放電は端部
電極２１ａと中央電極２２ａとの間、及び端部電極２１
ｂと中央電極２２ｂとの間で発生する。中央電極２２
ａ、２２ｂは一体にされている。また、端部電極２１ａ
付近の拡大図を図２に、中央電極２２ａ、２２ｂ付近の
拡大図を図３に示す。
断面図である。実施例１の装置の各部品は図中の一点鎖
線を中心線とする回転対称型になっており、図１では中
心線の下側は省略されている。図１において、１１ａ、
１１ｂは前述の金属媒体１１と同様の金属媒体である。
２１ａ、２１ｂは陰極１に相当する端部電極、２２ａ、
２２ｂは陽極２に相当する中央電極であり、放電は端部
電極２１ａと中央電極２２ａとの間、及び端部電極２１
ｂと中央電極２２ｂとの間で発生する。中央電極２２
ａ、２２ｂは一体にされている。また、端部電極２１ａ
付近の拡大図を図２に、中央電極２２ａ、２２ｂ付近の
拡大図を図３に示す。
【００１８】２３ａ、２３ｂは端部電極２１ａ、２１ｂ
と中央電極２２ａ、２２ｂとの間に配置され、内部が気
密に保たれてそこで放電が生じる内管、２４ａ、２４ｂ
は内管２３ａ、２３ｂの外側にこれを包むように配置さ
れる外管、２５ａ、２５ｂは内管２３ａ、２３ｂと外管
２４ａ、２４ｂとの間に設けられた断熱材である。内管
２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ及び断熱材２５
ａ、２５ｂによって管部が構成される。
と中央電極２２ａ、２２ｂとの間に配置され、内部が気
密に保たれてそこで放電が生じる内管、２４ａ、２４ｂ
は内管２３ａ、２３ｂの外側にこれを包むように配置さ
れる外管、２５ａ、２５ｂは内管２３ａ、２３ｂと外管
２４ａ、２４ｂとの間に設けられた断熱材である。内管
２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ及び断熱材２５
ａ、２５ｂによって管部が構成される。
【００１９】２６ａ、２６ｂは端部電極２１ａ、２１ｂ
を冷却する冷却片、２７ａ、２７ｂは中央電極２２ａ、
２２ｂを冷却するための冷却片、２８ａ〜３０ａ、２８
ｂ〜３０ｂは管部を冷却するための冷却片である。冷却
片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３０ｂはアルミニウム等か
ら製作され、内部には水冷溝ｄが形成されている。冷却
片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３０ｂの熱は、冷却溝ｄを
流れる水の顕熱、及び熱伝導によって放熱される。３１
ａ、３１ｂは水冷片２６ａ、２６ｂと水冷片２９ａ、２
９ｂとの間を接続して端部電極２１ａ、２１ｂとアース
との間を絶縁する絶縁片、３２ａ、３２ｂは水冷片２７
ａ、２７ｂと水冷片３０ａ、３０ｂとの間を接続して中
央電極２２ａ、２２ｂとアースとの間を絶縁する絶縁片
である。
を冷却する冷却片、２７ａ、２７ｂは中央電極２２ａ、
２２ｂを冷却するための冷却片、２８ａ〜３０ａ、２８
ｂ〜３０ｂは管部を冷却するための冷却片である。冷却
片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３０ｂはアルミニウム等か
ら製作され、内部には水冷溝ｄが形成されている。冷却
片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３０ｂの熱は、冷却溝ｄを
流れる水の顕熱、及び熱伝導によって放熱される。３１
ａ、３１ｂは水冷片２６ａ、２６ｂと水冷片２９ａ、２
９ｂとの間を接続して端部電極２１ａ、２１ｂとアース
との間を絶縁する絶縁片、３２ａ、３２ｂは水冷片２７
ａ、２７ｂと水冷片３０ａ、３０ｂとの間を接続して中
央電極２２ａ、２２ｂとアースとの間を絶縁する絶縁片
である。
【００２０】３３ａ、３３ｂは外管２４ａ、２４ｂに接
触するように水冷片２６ａ、２６ｂに取り付けられ、真
空層３５ａ、３５ｂ及び内管２３ａ、２３ｂの内部の気
密を保つためのシール部材であるＯリング、３４ａ、３
４ｂは同様のＯリングである。真空層３５ａ、３５ｂは
端部電極２１ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂと
アースとの間の絶縁に寄与している。３６ａ、３６ｂは
外管２４ａ、２４ｂに接触するようにＯリング３３ａ、
３３ｂの近傍に配置され熱伝導率の高い材料で製作され
た接触片、３７ａ、３７ｂは同様の接触片、３８ａ、３
８ｂは内管２３ａ、２３ｂの内部で生じる放電の結果と
して発生するレーザー光を取り出すための窓、３９ａ、
３９ｂは窓３８ａ、３８ｂを内管２３ａ、２３ｂから離
して支持する窓フランジである。窓フランジ３９ａ、３
９ｂにも水冷溝ｄが形成されている。４０ａ、４０ｂは
窓フランジ３９ａ、３９ｂの内側に設けられた突起物で
ある。
触するように水冷片２６ａ、２６ｂに取り付けられ、真
空層３５ａ、３５ｂ及び内管２３ａ、２３ｂの内部の気
密を保つためのシール部材であるＯリング、３４ａ、３
４ｂは同様のＯリングである。真空層３５ａ、３５ｂは
端部電極２１ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂと
アースとの間の絶縁に寄与している。３６ａ、３６ｂは
外管２４ａ、２４ｂに接触するようにＯリング３３ａ、
３３ｂの近傍に配置され熱伝導率の高い材料で製作され
た接触片、３７ａ、３７ｂは同様の接触片、３８ａ、３
８ｂは内管２３ａ、２３ｂの内部で生じる放電の結果と
して発生するレーザー光を取り出すための窓、３９ａ、
３９ｂは窓３８ａ、３８ｂを内管２３ａ、２３ｂから離
して支持する窓フランジである。窓フランジ３９ａ、３
９ｂにも水冷溝ｄが形成されている。４０ａ、４０ｂは
窓フランジ３９ａ、３９ｂの内側に設けられた突起物で
ある。
【００２１】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について説明する。従来の場合と同様に、端部電極
２１ａ、２１ｂと中央電極２２ａ、２２ｂとの間に電圧
が印加されると、内管２３ａ、２３ｂ内に放電が生じ
る。この放電の結果として生じた熱は、内管２３ａ、２
３ｂに伝導し、断熱材２５ａ、２５ｂ、及び真空層３５
ａ、３５ｂの効果によって内管２３ａ、２３ｂの外部に
は逃げないので、内管２３ａ、２３ｂの温度が上昇す
る。このため、内管２３ａ、２３ｂ内に配置されている
金属媒体１１ａ、１１ｂが熔融し、レーザー発振が起こ
るために必要な金属蒸気が発生する。この状態で端部電
極２１ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂに電圧を
印加すると金属蒸気が励起されて反転分布が起こり、レ
ーザー発振が開始されて、両端の窓３８ａ、３８ｂを通
してレーザー光が取り出される。
動作について説明する。従来の場合と同様に、端部電極
２１ａ、２１ｂと中央電極２２ａ、２２ｂとの間に電圧
が印加されると、内管２３ａ、２３ｂ内に放電が生じ
る。この放電の結果として生じた熱は、内管２３ａ、２
３ｂに伝導し、断熱材２５ａ、２５ｂ、及び真空層３５
ａ、３５ｂの効果によって内管２３ａ、２３ｂの外部に
は逃げないので、内管２３ａ、２３ｂの温度が上昇す
る。このため、内管２３ａ、２３ｂ内に配置されている
金属媒体１１ａ、１１ｂが熔融し、レーザー発振が起こ
るために必要な金属蒸気が発生する。この状態で端部電
極２１ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂに電圧を
印加すると金属蒸気が励起されて反転分布が起こり、レ
ーザー発振が開始されて、両端の窓３８ａ、３８ｂを通
してレーザー光が取り出される。
【００２２】ところで、窓３８ａ、３８ｂの外表面は外
気に触れているため、窓３８ａ、３８ｂは低温になって
いる。そこで、図１に示したように実施例１では、窓３
８ａ、３８ｂを、窓フランジ３９ａ、３９ｂによって内
管２３ａ、２３ｂから離して支持することにより、低温
の窓３８ａ、３８ｂが内管２３ａ、２３ｂの端部の温度
を下げるのを防止している。図４は、窓フランジ３９
ａ、３９ｂが有る場合と無い場合における、内管２３
ａ、２３ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２３
ａ、２３ｂの軸方向距離ｚを示している。縦軸は、内管
２３ａ、２３ｂの温度の外気温からの上昇値△θを、内
管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として示した
ものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最高温度
値をとる位置の内管軸方向距離ｚの値である。また、α
1、α2は窓フランジ３９ａ、３９ｂが有る場合のデータ
を、α3は窓フランジ３９ａ、３９ｂが無い場合のデー
タを示している。この説明図より、窓フランジ３９ａ、
３９ｂが有る場合（α1、α2）の内管２３ａ、２３ｂの
温度の端部における下がり方は、無い場合（α3）に比
べて緩やかになっていることが容易にわかる。
気に触れているため、窓３８ａ、３８ｂは低温になって
いる。そこで、図１に示したように実施例１では、窓３
８ａ、３８ｂを、窓フランジ３９ａ、３９ｂによって内
管２３ａ、２３ｂから離して支持することにより、低温
の窓３８ａ、３８ｂが内管２３ａ、２３ｂの端部の温度
を下げるのを防止している。図４は、窓フランジ３９
ａ、３９ｂが有る場合と無い場合における、内管２３
ａ、２３ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２３
ａ、２３ｂの軸方向距離ｚを示している。縦軸は、内管
２３ａ、２３ｂの温度の外気温からの上昇値△θを、内
管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として示した
ものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最高温度
値をとる位置の内管軸方向距離ｚの値である。また、α
1、α2は窓フランジ３９ａ、３９ｂが有る場合のデータ
を、α3は窓フランジ３９ａ、３９ｂが無い場合のデー
タを示している。この説明図より、窓フランジ３９ａ、
３９ｂが有る場合（α1、α2）の内管２３ａ、２３ｂの
温度の端部における下がり方は、無い場合（α3）に比
べて緩やかになっていることが容易にわかる。
【００２３】また、α1とα2の違いは、図４(ｂ)に示し
た断熱材２５ａ、２５ｂの加工部４１の有無によって生
じたものである。加工部４１は、断熱材２５ａ、２５ｂ
の端部電極２１ａ、２１ｂ寄りの端部から除去されるも
のである。加工部４１を除去することにより、断熱材２
５ａ、２５ｂの長手方向に沿って中央部を薄く端部を厚
くすることができる。この場合（α2）の、内管２３
ａ、２３ｂの温度の端部における下がり方は、加工部４
１を除去せずに均一の厚さにした場合（α1）に比べて
緩やかになっている。なお、加工部４２は、端部電極２
１ａ、２１ｂとの干渉を避けるためのものである。
た断熱材２５ａ、２５ｂの加工部４１の有無によって生
じたものである。加工部４１は、断熱材２５ａ、２５ｂ
の端部電極２１ａ、２１ｂ寄りの端部から除去されるも
のである。加工部４１を除去することにより、断熱材２
５ａ、２５ｂの長手方向に沿って中央部を薄く端部を厚
くすることができる。この場合（α2）の、内管２３
ａ、２３ｂの温度の端部における下がり方は、加工部４
１を除去せずに均一の厚さにした場合（α1）に比べて
緩やかになっている。なお、加工部４２は、端部電極２
１ａ、２１ｂとの干渉を避けるためのものである。
【００２４】窓フランジ３９ａ、３９ｂや加工部４１の
効果によって内管２３ａ、２３ｂの温度が均一化するに
従い、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの近傍
の温度は上昇し、Ｏリング限界温度（約２００℃）を越
える場合が起こる。このような状態では、レーザー出力
は大きくなるが、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３
４ｂの寿命が短くなって装置の運転可能時間が短くな
る。さらに、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ
が焼損し、装置が機能しなくなることもあり得る。これ
らの課題を解消するためには、従来行われていたＯリン
グ３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの冷却方法（水冷片
２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂへの熱伝導、外管２４
ａ、２４ｂから真空層３５ａ、３５ｂへの輻射、及び内
管２１ａ、２１ｂ内のガスを介する熱伝導）だけでは、
熱抵抗が高過ぎてＯリング限界温度以下に抑えることが
できない。
効果によって内管２３ａ、２３ｂの温度が均一化するに
従い、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの近傍
の温度は上昇し、Ｏリング限界温度（約２００℃）を越
える場合が起こる。このような状態では、レーザー出力
は大きくなるが、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３
４ｂの寿命が短くなって装置の運転可能時間が短くな
る。さらに、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂ
が焼損し、装置が機能しなくなることもあり得る。これ
らの課題を解消するためには、従来行われていたＯリン
グ３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの冷却方法（水冷片
２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂへの熱伝導、外管２４
ａ、２４ｂから真空層３５ａ、３５ｂへの輻射、及び内
管２１ａ、２１ｂ内のガスを介する熱伝導）だけでは、
熱抵抗が高過ぎてＯリング限界温度以下に抑えることが
できない。
【００２５】そこで、図１に示したように実施例１で
は、Ｏリング３３ａ、３３ｂ及びＯリング３４ａ、３４
ｂの両側に近接させて、接触片３６ａ、３６ｂ及び接触
片３７ａ、３７ｂを設置することにより、Ｏリング３３
ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの温度を抑えている。接触
片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂは、図５に示すよう
な断面を有し、一端がビス４３によって水冷片２６ａ、
２６ｂ、２７ａ、２７ｂに取り付けられ、他端が外管２
４ａ、２４ｂに圧接力Ｆで接触している。圧接力Ｆは、
接触片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂの形状及び材料
（しんちゅう等の弾性材料）によるものである。このよ
うに、外管２４ａ、２４ｂは接触片３６ａ、３６ｂ、３
７ａ、３７ｂと接触した状態で自由に摺動できるように
されているため、外管２４ａ、２４ｂが熱膨張して中心
軸方向に伸びても問題ない。
は、Ｏリング３３ａ、３３ｂ及びＯリング３４ａ、３４
ｂの両側に近接させて、接触片３６ａ、３６ｂ及び接触
片３７ａ、３７ｂを設置することにより、Ｏリング３３
ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの温度を抑えている。接触
片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂは、図５に示すよう
な断面を有し、一端がビス４３によって水冷片２６ａ、
２６ｂ、２７ａ、２７ｂに取り付けられ、他端が外管２
４ａ、２４ｂに圧接力Ｆで接触している。圧接力Ｆは、
接触片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂの形状及び材料
（しんちゅう等の弾性材料）によるものである。このよ
うに、外管２４ａ、２４ｂは接触片３６ａ、３６ｂ、３
７ａ、３７ｂと接触した状態で自由に摺動できるように
されているため、外管２４ａ、２４ｂが熱膨張して中心
軸方向に伸びても問題ない。
【００２６】図６は、円環状の接触片３６ａ、３６ｂ、
３７ａ、３７ｂの展開図であり、Ｗは円周長である。４
４は外管２４ａ、２４ｂに接触する接触子、４５はビス
４３が通り複数個設けられたビス穴である。接触子４４
が図示のように分割されるとともに、接触片３６ａ、３
６ｂ、３７ａ、３７ｂの高さｓは、外管２４ａ、２４ｂ
と水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂとの隙間の距
離ｔ（図５参照）に比べて若干大きくされているので、
適当な圧接力Ｆを生じさせることができる。接触子４４
の分割数、厚さ等を変化させることによって、外管２４
ａ、２４ｂと水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂと
の間の熱抵抗を変化させることができ、その結果、Ｏリ
ング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂと接触する外管２
４ａ、２４ｂの温度を任意に調節することができる。
３７ａ、３７ｂの展開図であり、Ｗは円周長である。４
４は外管２４ａ、２４ｂに接触する接触子、４５はビス
４３が通り複数個設けられたビス穴である。接触子４４
が図示のように分割されるとともに、接触片３６ａ、３
６ｂ、３７ａ、３７ｂの高さｓは、外管２４ａ、２４ｂ
と水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂとの隙間の距
離ｔ（図５参照）に比べて若干大きくされているので、
適当な圧接力Ｆを生じさせることができる。接触子４４
の分割数、厚さ等を変化させることによって、外管２４
ａ、２４ｂと水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂと
の間の熱抵抗を変化させることができ、その結果、Ｏリ
ング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂと接触する外管２
４ａ、２４ｂの温度を任意に調節することができる。
【００２７】図７は、接触片３６ａ、３６ｂ（端部電極
２１ａ、２１ｂ寄りの接触片）が有る場合と無い場合に
おける、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの
温度を示す説明図であり、横軸は内管２３ａ、２３ｂ及
び外管２４ａ、２４ｂの軸方向距離ｚを示している。縦
軸は、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの温
度の外気温からの上昇値△θを、内管２３ａ、２３ｂの
最高温度値を１００％として示したものである。ｚoは
Ｏリング３３ａ、３３ｂの位置におけるｚの値、ｚmax
は、内管２３ａ、２３ｂが最高温度値をとる位置のｚの
値、θoはＯリング限界温度におけるθの値である。ま
た、β1は接触片３６ａ、３６ｂが無い場合の内管２３
ａ、２３ｂのデータを、β2は接触片３６ａ、３６ｂが
有る場合の内管２３ａ、２３ｂのデータを、β3は接触
片３６ａ、３６ｂが無い場合の外管２４ａ、２４ｂのデ
ータを、β4は接触片３６ａ、３６ｂが有る場合の外管
２４ａ、２４ｂのデータを示している。
２１ａ、２１ｂ寄りの接触片）が有る場合と無い場合に
おける、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの
温度を示す説明図であり、横軸は内管２３ａ、２３ｂ及
び外管２４ａ、２４ｂの軸方向距離ｚを示している。縦
軸は、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの温
度の外気温からの上昇値△θを、内管２３ａ、２３ｂの
最高温度値を１００％として示したものである。ｚoは
Ｏリング３３ａ、３３ｂの位置におけるｚの値、ｚmax
は、内管２３ａ、２３ｂが最高温度値をとる位置のｚの
値、θoはＯリング限界温度におけるθの値である。ま
た、β1は接触片３６ａ、３６ｂが無い場合の内管２３
ａ、２３ｂのデータを、β2は接触片３６ａ、３６ｂが
有る場合の内管２３ａ、２３ｂのデータを、β3は接触
片３６ａ、３６ｂが無い場合の外管２４ａ、２４ｂのデ
ータを、β4は接触片３６ａ、３６ｂが有る場合の外管
２４ａ、２４ｂのデータを示している。
【００２８】この説明図より、接触片３６ａ、３６ｂを
設けた（β2、β4）ことによる温度低下の効果は、外管
２４ａ、２４ｂの方（β4）が内管２３ａ、２３ｂ
（β2）より顕著であることが容易にわかる。特に、Ｏ
リング位置ｚoにおける外管２４ａ、２４ｂの温度は、
Ｏリング限界温度θo以下まで下がっている。
設けた（β2、β4）ことによる温度低下の効果は、外管
２４ａ、２４ｂの方（β4）が内管２３ａ、２３ｂ
（β2）より顕著であることが容易にわかる。特に、Ｏ
リング位置ｚoにおける外管２４ａ、２４ｂの温度は、
Ｏリング限界温度θo以下まで下がっている。
【００２９】図８は、接触片３７ａ、３７ｂ（中央電極
２２ａ、２２ｂ寄りの接触片）が有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ、及び断熱材２
５ａ、２５ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２
３ａ、２３ｂ等の軸方向距離ｚを示している。縦軸は、
内管２３ａ、２３ｂ等の温度の外気温からの上昇値△θ
を、内管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として
示したものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最
高温度値をとる位置のｚの値である。また、γ1、γ2、
γ3は、接触片３７ａ、３７ｂが有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂのデータ、断熱材２５ａ、２５ｂのデ
ータ、外管２４ａ、２４ｂのデータを示している。
２２ａ、２２ｂ寄りの接触片）が有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ、及び断熱材２
５ａ、２５ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２
３ａ、２３ｂ等の軸方向距離ｚを示している。縦軸は、
内管２３ａ、２３ｂ等の温度の外気温からの上昇値△θ
を、内管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として
示したものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最
高温度値をとる位置のｚの値である。また、γ1、γ2、
γ3は、接触片３７ａ、３７ｂが有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂのデータ、断熱材２５ａ、２５ｂのデ
ータ、外管２４ａ、２４ｂのデータを示している。
【００３０】この説明図より、接触片３７ａ、３７ｂを
設けることによって、外管２４ａ、２４ｂの温度が、Ｏ
リング３４ａ、３４ｂが配置される中央電極２２ａ、２
２ｂの付近において、低下していることがわかる。
設けることによって、外管２４ａ、２４ｂの温度が、Ｏ
リング３４ａ、３４ｂが配置される中央電極２２ａ、２
２ｂの付近において、低下していることがわかる。
【００３１】ところで、実施例１の窓フランジ３９ａ、
３９ｂの内部には、突起物４０ａ、４０ｂが設けられて
いる（図１参照）。突起物４０ａ、４０ｂを設けた窓フ
ランジ３９ａ、３９ｂにおいては、突起物のない窓フラ
ンジ４６（図９(ａ)参照）に比べて、内管２３ａ、２３
ｂの温度がより均一になる。これは、内管２３ａ、２３
ｂから入射するイオンや熱電子が、突起物４０ａ、４０
ｂによって反射されて内管２３ａ、２３ｂの方に戻さ
れ、内管２３ａ、２３ｂの端部の温度が上昇するためで
ある。
３９ｂの内部には、突起物４０ａ、４０ｂが設けられて
いる（図１参照）。突起物４０ａ、４０ｂを設けた窓フ
ランジ３９ａ、３９ｂにおいては、突起物のない窓フラ
ンジ４６（図９(ａ)参照）に比べて、内管２３ａ、２３
ｂの温度がより均一になる。これは、内管２３ａ、２３
ｂから入射するイオンや熱電子が、突起物４０ａ、４０
ｂによって反射されて内管２３ａ、２３ｂの方に戻さ
れ、内管２３ａ、２３ｂの端部の温度が上昇するためで
ある。
【００３２】実施例２．また、図９(ｃ)のように窓フラ
ンジ４７の内周面５０に傾斜を付け、窓寄りの断面４８
の方が内管寄りの断面４９よりも小さくすることによっ
ても、内管２３ａ、２３ｂの温度の均一化を促進するこ
とができる。これは、内管２３ａ、２３ｂから入射する
イオンや熱電子のうち内周面５０によって反射されたも
のは、窓３８ａ、３８ｂに垂直に当たらなくなるため、
窓３８ａ、３８ｂを透過せずに内管２３ａ、２３ｂの方
に戻されるようになるためである。
ンジ４７の内周面５０に傾斜を付け、窓寄りの断面４８
の方が内管寄りの断面４９よりも小さくすることによっ
ても、内管２３ａ、２３ｂの温度の均一化を促進するこ
とができる。これは、内管２３ａ、２３ｂから入射する
イオンや熱電子のうち内周面５０によって反射されたも
のは、窓３８ａ、３８ｂに垂直に当たらなくなるため、
窓３８ａ、３８ｂを透過せずに内管２３ａ、２３ｂの方
に戻されるようになるためである。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る金属レーザー装置によれば、外気に触れる窓を管部か
ら離して支持する窓フランジを備えたので、内管の温度
の均一化を図ることによってレーザー出力を上げること
ができるという効果がある。
る金属レーザー装置によれば、外気に触れる窓を管部か
ら離して支持する窓フランジを備えたので、内管の温度
の均一化を図ることによってレーザー出力を上げること
ができるという効果がある。
【００３４】この発明の請求項２に係る金属レーザー装
置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射する
イオンや熱電子が、窓フランジの内側に設けられた突起
物によって反射されて内管の方に戻されるようになるの
で、内管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出
力をさらに上げることができるという効果がある。
置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射する
イオンや熱電子が、窓フランジの内側に設けられた突起
物によって反射されて内管の方に戻されるようになるの
で、内管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出
力をさらに上げることができるという効果がある。
【００３５】この発明の請求項３に係る金属レーザー装
置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射する
イオンや熱電子のうち傾斜した内周面によって反射され
たものは、内管の方に戻されるものが多くなるので、内
管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出力をさ
らに上げることができるという効果がある。
置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射する
イオンや熱電子のうち傾斜した内周面によって反射され
たものは、内管の方に戻されるものが多くなるので、内
管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出力をさ
らに上げることができるという効果がある。
【００３６】この発明の請求項４に係る金属レーザー装
置によれば、熱伝導率の高い材料で製作されるとともに
管部に接触する接触片をシール部材の近傍に設けたの
で、シール部材近傍の熱を接触片によって放出させるこ
とにより、シール部材が劣化、焼損しないようにして、
運転時間及び装置寿命を長くできるという効果がある。
置によれば、熱伝導率の高い材料で製作されるとともに
管部に接触する接触片をシール部材の近傍に設けたの
で、シール部材近傍の熱を接触片によって放出させるこ
とにより、シール部材が劣化、焼損しないようにして、
運転時間及び装置寿命を長くできるという効果がある。
【００３７】この発明の請求項５に係る金属レーザー装
置によれば、断熱材が長手方向に沿って中央部が薄く端
部は厚くされているので、内管の端部の温度が下がらな
いようにして内管の温度の均一化を図ることによりレー
ザー出力を上げることができるという効果がある。
置によれば、断熱材が長手方向に沿って中央部が薄く端
部は厚くされているので、内管の端部の温度が下がらな
いようにして内管の温度の均一化を図ることによりレー
ザー出力を上げることができるという効果がある。
【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。
【図２】端部電極付近の拡大図である。
【図３】中央電極付近の拡大図である。
【図４】(ａ)は内管の温度の説明図、(ｂ)は断熱材の加
工部の構成図である。
工部の構成図である。
【図５】接触片の断面図である。
【図６】接触片の展開図である。
【図７】内管及び外管の温度の説明図である。
【図８】内管、外管及び断熱材の温度の説明図である。
【図９】種々の窓フランジの構成図である。
【図１０】従来の金属レーザー装置を示す模式図であ
る。
る。
２１ａ、２１ｂ 端部電極 ２２ａ、２２ｂ 中央電極 ２３ａ、２３ｂ 内管 ２４ａ、２４ｂ 外管 ２５ａ、２５ｂ 断熱材 ３３ａ、３３ｂ Ｏリング ３４ａ、３４ｂ Ｏリング ３６ａ、３６ｂ 接触片 ３７ａ、３７ｂ 接触片 ３８ａ、３８ｂ 窓 ３９ａ、３９ｂ 窓フランジ ４０ａ、４０ｂ 突起物 ４１ 加工部 ４６、４７ 窓フランジ ４８ 窓寄りの断面 ４９ 内管寄りの断面 ５０ 内周面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 金属蒸気レーザー装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、放電によって加熱す
ることにより、金属媒体を気化及び励起させてレーザー
出力を得る金属蒸気レーザー装置、特に、内管の温度の
均一化を図ることができる金属蒸気レーザー装置に関す
るものである。
ることにより、金属媒体を気化及び励起させてレーザー
出力を得る金属蒸気レーザー装置、特に、内管の温度の
均一化を図ることができる金属蒸気レーザー装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、特開昭６３−１４１３８１号公
報に示された従来の金属蒸気レーザー装置を示す模式図
である。図９において、１は負の電圧が印加される陰
極、２は正の電圧が印加される陽極、３、４は陰極１、
陽極２に電圧を印加するための陰極端子、陽極端子、５
は内部で放電が生じる円筒状の内管、６は内管５からの
径方向への熱損失を抑制するための断熱材、７は陰極
１、陽極２、内管５及び断熱材６等を内部に収納する容
器、８、９は容器７の両端に設けられレーザー光を取り
出すための窓、１０は容器７を取り囲むように配置され
内部が真空に保たれる金属外管である。１１は内管５内
に配置され金属蒸気を生成するための金属媒体であり、
銅ペレット等の固形のものである。１２は金属外管１０
内に配置された断熱層であり、容器７からの熱損失を抑
制するためのものである。
報に示された従来の金属蒸気レーザー装置を示す模式図
である。図９において、１は負の電圧が印加される陰
極、２は正の電圧が印加される陽極、３、４は陰極１、
陽極２に電圧を印加するための陰極端子、陽極端子、５
は内部で放電が生じる円筒状の内管、６は内管５からの
径方向への熱損失を抑制するための断熱材、７は陰極
１、陽極２、内管５及び断熱材６等を内部に収納する容
器、８、９は容器７の両端に設けられレーザー光を取り
出すための窓、１０は容器７を取り囲むように配置され
内部が真空に保たれる金属外管である。１１は内管５内
に配置され金属蒸気を生成するための金属媒体であり、
銅ペレット等の固形のものである。１２は金属外管１０
内に配置された断熱層であり、容器７からの熱損失を抑
制するためのものである。
【０００３】次に、図９に示した従来の金属蒸気レーザ
ー装置の動作について説明する。陰極端子３及び陽極端
子４に電圧が印加されると、陰極１と陽極２との間にパ
ルス放電が発生し、内管５内に放電が生じる。この放電
の結果として生じる熱は、内管５に伝導し、断熱材６、
断熱層１２、及び金属外管１０内の真空層の効果によっ
て内管５の外部には逃げにくいので、内管５の温度が上
昇する。このため、内管５内に配置されている金属媒体
１１が熔融し、レーザー発振が起こるために必要な銅蒸
気等の金属蒸気が発生する。この状態で陰極端子３及び
陽極端子４にパルス電圧を印加すると金属蒸気が励起さ
れて反転分布が起こり、レーザー発振が開始されて、両
端の窓８、９を通してレーザー光が取り出される。
ー装置の動作について説明する。陰極端子３及び陽極端
子４に電圧が印加されると、陰極１と陽極２との間にパ
ルス放電が発生し、内管５内に放電が生じる。この放電
の結果として生じる熱は、内管５に伝導し、断熱材６、
断熱層１２、及び金属外管１０内の真空層の効果によっ
て内管５の外部には逃げにくいので、内管５の温度が上
昇する。このため、内管５内に配置されている金属媒体
１１が熔融し、レーザー発振が起こるために必要な銅蒸
気等の金属蒸気が発生する。この状態で陰極端子３及び
陽極端子４にパルス電圧を印加すると金属蒸気が励起さ
れて反転分布が起こり、レーザー発振が開始されて、両
端の窓８、９を通してレーザー光が取り出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の金属蒸気レーザ
ー装置は、以上のように構成されており、内管５の端部
は窓８、９を通じて外気に開口しているので特に端部は
ふく射で熱が逃げやすく、内管５の温度は中央部で高く
端部で低くなって不均一となり、このためレーザー出力
を上げるのが困難であるという課題があった。また、温
度が不均一になったままの状態で、レーザー出力を大き
くするために内管５の温度を上げると、内管５の中央部
が異常に高温となって内管５が破損してしまうという課
題もあった。
ー装置は、以上のように構成されており、内管５の端部
は窓８、９を通じて外気に開口しているので特に端部は
ふく射で熱が逃げやすく、内管５の温度は中央部で高く
端部で低くなって不均一となり、このためレーザー出力
を上げるのが困難であるという課題があった。また、温
度が不均一になったままの状態で、レーザー出力を大き
くするために内管５の温度を上げると、内管５の中央部
が異常に高温となって内管５が破損してしまうという課
題もあった。
【０００５】一方、内管５の温度の均一化が達成された
場合には、内管５の端部が高温になるため、内管５内の
気密を保持するためのシール部材（図示せず）の周辺は
高温になる。このため、シール部材が劣化または焼損し
て運転時間や装置寿命が短くなるという課題もあった。
場合には、内管５の端部が高温になるため、内管５内の
気密を保持するためのシール部材（図示せず）の周辺は
高温になる。このため、シール部材が劣化または焼損し
て運転時間や装置寿命が短くなるという課題もあった。
【０００６】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、内管の温度の均一化を図ること
によってレーザー出力を上げることができ、また、シー
ル部材が劣化、焼損しないようにして、運転時間及び装
置寿命を長くできる金属蒸気レーザー装置を得ることを
目的とする。
ためになされたもので、内管の温度の均一化を図ること
によってレーザー出力を上げることができ、また、シー
ル部材が劣化、焼損しないようにして、運転時間及び装
置寿命を長くできる金属蒸気レーザー装置を得ることを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る金属蒸気レーザー装置は、窓を管部から離して支持す
る窓フランジを備えたものである。
る金属蒸気レーザー装置は、窓を管部から離して支持す
る窓フランジを備えたものである。
【０００８】この発明の請求項２に係る金属蒸気レーザ
ー装置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内側に
ふく射熱を反射する面性状をもつ突起物が設けられてい
るものである。
ー装置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内側に
ふく射熱を反射する面性状をもつ突起物が設けられてい
るものである。
【０００９】この発明の請求項３に係る金属蒸気レーザ
ー装置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内周面
がふく射熱を反射する面性状であって傾斜を有してお
り、窓寄りの断面の方が管部寄りの断面よりも小さくな
っているものである。
ー装置は、請求項１の手段に加え、窓フランジの内周面
がふく射熱を反射する面性状であって傾斜を有してお
り、窓寄りの断面の方が管部寄りの断面よりも小さくな
っているものである。
【００１０】この発明の請求項４に係る金属蒸気レーザ
ー装置は、熱伝導率の高い材料で製作されるとともに管
部に接触する接触片をシール部材の近傍に設けたもので
ある。
ー装置は、熱伝導率の高い材料で製作されるとともに管
部に接触する接触片をシール部材の近傍に設けたもので
ある。
【００１１】この発明の請求項５に係る金属蒸気レーザ
ー装置は、断熱材が長手方向に沿って中央部は薄く端部
は厚くされているものである。
ー装置は、断熱材が長手方向に沿って中央部は薄く端部
は厚くされているものである。
【００１２】
【作用】この発明の請求項１に係る金属蒸気レーザー装
置においては、外気に触れる窓を窓フランジによって内
管から離して支持することにより、内管の温度を均一化
する。
置においては、外気に触れる窓を窓フランジによって内
管から離して支持することにより、内管の温度を均一化
する。
【００１３】この発明の請求項２に係る金属蒸気レーザ
ー装置においては、さらに、内管から入射するふく射熱
は突起物によって反射されて内管の方に戻されるように
なり、内管の温度がより均一化する。
ー装置においては、さらに、内管から入射するふく射熱
は突起物によって反射されて内管の方に戻されるように
なり、内管の温度がより均一化する。
【００１４】この発明の請求項３に係る金属蒸気レーザ
ー装置においては、さらに、内管から入射するふく射熱
のうち傾斜部分によって反射されたものは、内管の方に
戻されるものが多くなり、内管の温度をより均一化す
る。
ー装置においては、さらに、内管から入射するふく射熱
のうち傾斜部分によって反射されたものは、内管の方に
戻されるものが多くなり、内管の温度をより均一化す
る。
【００１５】この発明の請求項４に係る金属蒸気レーザ
ー装置においては、シール部材近傍の管部の熱を接触片
によって放出させることによりシール部材近傍の温度を
下げ、シール部材が劣化、焼損しないようにする。
ー装置においては、シール部材近傍の管部の熱を接触片
によって放出させることによりシール部材近傍の温度を
下げ、シール部材が劣化、焼損しないようにする。
【００１６】この発明の請求項５に係る金属蒸気レーザ
ー装置においては、端部が厚くされた断熱材によって、
内管の端部の温度が下がらないようにする。
ー装置においては、端部が厚くされた断熱材によって、
内管の端部の温度が下がらないようにする。
【００１７】
【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す
断面図である。実施例１の装置ではレーザー装置を２台
接合した形態で示しており、図中の一点鎖線を中心線と
する回転対称型になっている。図１では中心線の下側は
省略されている。図１において、１１ａ、１１ｂは前述
の金属媒体１１と同様の金属媒体である。２１ａ、２１
ｂは陽極２に相当する端部電極、２２ａ、２２ｂは陰極
１に相当する中央電極であり、放電は端部電極２１ａと
中央電極２２ａとの間、及び端部電極２１ｂと中央電極
２２ｂとの間で発生する。中央電極２２ａ、２２ｂは一
体にされている。また、端部電極２１ａ付近の拡大図を
図２に、中央電極２２ａ、２２ｂ付近の拡大図を図３に
示す。
断面図である。実施例１の装置ではレーザー装置を２台
接合した形態で示しており、図中の一点鎖線を中心線と
する回転対称型になっている。図１では中心線の下側は
省略されている。図１において、１１ａ、１１ｂは前述
の金属媒体１１と同様の金属媒体である。２１ａ、２１
ｂは陽極２に相当する端部電極、２２ａ、２２ｂは陰極
１に相当する中央電極であり、放電は端部電極２１ａと
中央電極２２ａとの間、及び端部電極２１ｂと中央電極
２２ｂとの間で発生する。中央電極２２ａ、２２ｂは一
体にされている。また、端部電極２１ａ付近の拡大図を
図２に、中央電極２２ａ、２２ｂ付近の拡大図を図３に
示す。
【００１８】２３ａ、２３ｂは端部電極２１ａ、２１ｂ
と中央電極２２ａ、２２ｂとの間に配置され、内部が気
密に保たれてそこで放電が生じる内管、２４ａ、２４ｂ
は内管２３ａ、２３ｂの外側にこれを包むように配置さ
れる外管、２５ａ、２５ｂは内管２３ａ、２３ｂと外管
２４ａ、２４ｂとの間に設けられた断熱材である。内管
２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ及び断熱材２５
ａ、２５ｂによって管部が構成される。
と中央電極２２ａ、２２ｂとの間に配置され、内部が気
密に保たれてそこで放電が生じる内管、２４ａ、２４ｂ
は内管２３ａ、２３ｂの外側にこれを包むように配置さ
れる外管、２５ａ、２５ｂは内管２３ａ、２３ｂと外管
２４ａ、２４ｂとの間に設けられた断熱材である。内管
２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ及び断熱材２５
ａ、２５ｂによって管部が構成される。
【００１９】２６ａ、２６ｂは端部電極２１ａ、２１ｂ
を冷却する冷却片、２７ａ、２７ｂは中央電極２２ａ、
２２ｂを冷却するための冷却片、２８ａ〜３０ａ、２８
ｂ〜３０ｂは管部を冷却するための冷却片である。冷却
片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３０ｂの内部には水冷溝ｄ
が形成されている。冷却片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３
０ｂの熱は、冷却溝ｄを流れる水の顕熱、及び熱伝導に
よって放熱される。３２ａ、３２ｂは水冷片２７ａ、２
７ｂと水冷片３０ａ、３０ｂとの間を接続して中央電極
２２ａ、２２ｂとアースとの間を絶縁する絶縁片であ
る。
を冷却する冷却片、２７ａ、２７ｂは中央電極２２ａ、
２２ｂを冷却するための冷却片、２８ａ〜３０ａ、２８
ｂ〜３０ｂは管部を冷却するための冷却片である。冷却
片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３０ｂの内部には水冷溝ｄ
が形成されている。冷却片２６ａ〜３０ａ、２６ｂ〜３
０ｂの熱は、冷却溝ｄを流れる水の顕熱、及び熱伝導に
よって放熱される。３２ａ、３２ｂは水冷片２７ａ、２
７ｂと水冷片３０ａ、３０ｂとの間を接続して中央電極
２２ａ、２２ｂとアースとの間を絶縁する絶縁片であ
る。
【００２０】３３ａ、３３ｂは外管２４ａ、２４ｂに接
触するように水冷片２６ａ、２６ｂに取り付けられ、真
空層３５ａ、３５ｂ及び内管２３ａ、２３ｂの内部の気
密を保つためのシール部材であるＯリング、３４ａ、３
４ｂは同様のＯリングである。３６ａ、３６ｂは外管２
４ａ、２４ｂに接触するようにＯリング３３ａ、３３ｂ
の近傍に配置され熱伝導率の高い材料で製作された接触
片、３７ａ、３７ｂは同様の接触片、３８ａ、３８ｂは
内管２３ａ、２３ｂの内部で生じる放電の結果として発
生するレーザー光を取り出すための窓、３９ａ、３９ｂ
は窓３８ａ、３８ｂを内管２３ａ、２３ｂから離して支
持する窓フランジである。窓フランジ３９ａ、３９ｂに
も水冷溝ｄが形成されている。４０ａ、４０ｂは窓フラ
ンジ３９ａ、３９ｂの内側に設けられた突起物である。
触するように水冷片２６ａ、２６ｂに取り付けられ、真
空層３５ａ、３５ｂ及び内管２３ａ、２３ｂの内部の気
密を保つためのシール部材であるＯリング、３４ａ、３
４ｂは同様のＯリングである。３６ａ、３６ｂは外管２
４ａ、２４ｂに接触するようにＯリング３３ａ、３３ｂ
の近傍に配置され熱伝導率の高い材料で製作された接触
片、３７ａ、３７ｂは同様の接触片、３８ａ、３８ｂは
内管２３ａ、２３ｂの内部で生じる放電の結果として発
生するレーザー光を取り出すための窓、３９ａ、３９ｂ
は窓３８ａ、３８ｂを内管２３ａ、２３ｂから離して支
持する窓フランジである。窓フランジ３９ａ、３９ｂに
も水冷溝ｄが形成されている。４０ａ、４０ｂは窓フラ
ンジ３９ａ、３９ｂの内側に設けられた突起物である。
【００２１】次に、図１に示したこの発明の実施例１の
動作について説明する。従来の場合と同様に、端部電極
２１ａ、２１ｂと中央電極２２ａ、２２ｂとの間に電圧
が印加されると、内管２３ａ、２３ｂ内に放電が生じ
る。この放電の結果として生じた熱は、内管２３ａ、２
３ｂに伝導し、断熱材２５ａ、２５ｂ、及び真空層３５
ａ、３５ｂの効果によって内管２３ａ、２３ｂの外部に
は逃げないので、内管２３ａ、２３ｂの温度が上昇す
る。このため、内管２３ａ、２３ｂ内に配置されている
金属媒体１１ａ、１１ｂが熔融し、レーザー発振が起こ
るために必要な金属蒸気が発生する。この状態で端部電
極２１ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂに電圧を
印加すると金属蒸気が励起されて反転分布が起こり、レ
ーザー発振が開始されて、両端の窓３８ａ、３８ｂを通
してレーザー光が取り出される。
動作について説明する。従来の場合と同様に、端部電極
２１ａ、２１ｂと中央電極２２ａ、２２ｂとの間に電圧
が印加されると、内管２３ａ、２３ｂ内に放電が生じ
る。この放電の結果として生じた熱は、内管２３ａ、２
３ｂに伝導し、断熱材２５ａ、２５ｂ、及び真空層３５
ａ、３５ｂの効果によって内管２３ａ、２３ｂの外部に
は逃げないので、内管２３ａ、２３ｂの温度が上昇す
る。このため、内管２３ａ、２３ｂ内に配置されている
金属媒体１１ａ、１１ｂが熔融し、レーザー発振が起こ
るために必要な金属蒸気が発生する。この状態で端部電
極２１ａ、２１ｂ及び中央電極２２ａ、２２ｂに電圧を
印加すると金属蒸気が励起されて反転分布が起こり、レ
ーザー発振が開始されて、両端の窓３８ａ、３８ｂを通
してレーザー光が取り出される。
【００２２】ところで、窓３８ａを通じて内管２３ａ、
２３ｂは外気に熱的に開口しているため、ふく射により
熱が逃げやすい。そこで、図１に示したように実施例１
では、窓３８ａ、３８ｂを、窓フランジ３９ａ、３９ｂ
によって内管２３ａ、２３ｂから離して支持することに
より、内管２３ａ、２３ｂから見た外気への開口の度合
を小さくすることで、内管２３ａ、２３ｂの端部の温度
を下げるのを防止している。図４は、窓フランジ３９
ａ、３９ｂが有る場合と無い場合における、内管２３
ａ、２３ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２３
ａ、２３ｂの軸方向距離ｚを示している。縦軸は、内管
２３ａ、２３ｂの温度の外気温からの上昇値△θを、内
管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として示した
ものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最高温度
値をとる位置の内管軸方向距離ｚの値である。また、α
1は窓フランジ３９ａ、３９ｂが有る場合のデータを、
α3は窓フランジ３９ａ、３９ｂが無い場合のデータを
示している。この説明図より、窓フランジ３９ａ、３９
ｂが有る場合（α1）の内管２３ａ、２３ｂの温度の端
部における下がり方は、無い場合（α3）に比べて緩や
かになっていることが容易にわかる。
２３ｂは外気に熱的に開口しているため、ふく射により
熱が逃げやすい。そこで、図１に示したように実施例１
では、窓３８ａ、３８ｂを、窓フランジ３９ａ、３９ｂ
によって内管２３ａ、２３ｂから離して支持することに
より、内管２３ａ、２３ｂから見た外気への開口の度合
を小さくすることで、内管２３ａ、２３ｂの端部の温度
を下げるのを防止している。図４は、窓フランジ３９
ａ、３９ｂが有る場合と無い場合における、内管２３
ａ、２３ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２３
ａ、２３ｂの軸方向距離ｚを示している。縦軸は、内管
２３ａ、２３ｂの温度の外気温からの上昇値△θを、内
管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として示した
ものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最高温度
値をとる位置の内管軸方向距離ｚの値である。また、α
1は窓フランジ３９ａ、３９ｂが有る場合のデータを、
α3は窓フランジ３９ａ、３９ｂが無い場合のデータを
示している。この説明図より、窓フランジ３９ａ、３９
ｂが有る場合（α1）の内管２３ａ、２３ｂの温度の端
部における下がり方は、無い場合（α3）に比べて緩や
かになっていることが容易にわかる。
【００２３】窓フランジ３９ａ、３９ｂの効果によって
内管２３ａ、２３ｂの温度が均一化するに従い、Ｏリン
グ３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの近傍の温度は上昇
し、Ｏリング限界温度（約２００℃）を越える場合が起
こる。このような状態では、レーザー出力は大きくなる
が、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの寿命が
短くなって装置の運転可能時間が短くなる。さらに、Ｏ
リング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂが焼損し、装置
が機能しなくなることもあり得る。これらの課題を解消
するためには、従来行われていたＯリング３３ａ、３３
ｂ、３４ａ、３４ｂの冷却方法（水冷片２６ａ、２６
ｂ、２７ａ、２７ｂへの熱伝導、外管２４ａ、２４ｂか
ら真空層３５ａ、３５ｂへの輻射、及び内管２１ａ、２
１ｂ内のガスを介する熱伝導）だけでは、熱抵抗が高過
ぎてＯリング限界温度以下に抑えることができない。
内管２３ａ、２３ｂの温度が均一化するに従い、Ｏリン
グ３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの近傍の温度は上昇
し、Ｏリング限界温度（約２００℃）を越える場合が起
こる。このような状態では、レーザー出力は大きくなる
が、Ｏリング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの寿命が
短くなって装置の運転可能時間が短くなる。さらに、Ｏ
リング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂが焼損し、装置
が機能しなくなることもあり得る。これらの課題を解消
するためには、従来行われていたＯリング３３ａ、３３
ｂ、３４ａ、３４ｂの冷却方法（水冷片２６ａ、２６
ｂ、２７ａ、２７ｂへの熱伝導、外管２４ａ、２４ｂか
ら真空層３５ａ、３５ｂへの輻射、及び内管２１ａ、２
１ｂ内のガスを介する熱伝導）だけでは、熱抵抗が高過
ぎてＯリング限界温度以下に抑えることができない。
【００２４】そこで、図１に示したように実施例１で
は、Ｏリング３３ａ、３３ｂ及びＯリング３４ａ、３４
ｂの両側に近接させて、接触片３６ａ、３６ｂ及び接触
片３７ａ、３７ｂを設置することにより、Ｏリング３３
ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの温度を抑えている。接触
片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂは、図４に示すよう
な断面を有し、一端がビス４３によって水冷片２６ａ、
２６ｂ、２７ａ、２７ｂに取り付けられ、他端が外管２
４ａ、２４ｂに圧接力Ｆで接触している。圧接力Ｆは、
接触片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂの形状及び材料
（しんちゅう等の弾性材料）によるものである。このよ
うに、外管２４ａ、２４ｂは接触片３６ａ、３６ｂ、３
７ａ、３７ｂと接触した状態で自由に摺動できるように
されているため、外管２４ａ、２４ｂが熱膨張して中心
軸方向に伸びても問題ない。
は、Ｏリング３３ａ、３３ｂ及びＯリング３４ａ、３４
ｂの両側に近接させて、接触片３６ａ、３６ｂ及び接触
片３７ａ、３７ｂを設置することにより、Ｏリング３３
ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂの温度を抑えている。接触
片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂは、図４に示すよう
な断面を有し、一端がビス４３によって水冷片２６ａ、
２６ｂ、２７ａ、２７ｂに取り付けられ、他端が外管２
４ａ、２４ｂに圧接力Ｆで接触している。圧接力Ｆは、
接触片３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂの形状及び材料
（しんちゅう等の弾性材料）によるものである。このよ
うに、外管２４ａ、２４ｂは接触片３６ａ、３６ｂ、３
７ａ、３７ｂと接触した状態で自由に摺動できるように
されているため、外管２４ａ、２４ｂが熱膨張して中心
軸方向に伸びても問題ない。
【００２５】図５は、円環状の接触片３６ａ、３６ｂ、
３７ａ、３７ｂの展開図であり、Ｗは円周長である。４
４は外管２４ａ、２４ｂに接触する接触子、４５はビス
４３が通り複数個設けられたビス穴である。接触子４４
が図示のように分割されるとともに、接触片３６ａ、３
６ｂ、３７ａ、３７ｂの高さｓは、外管２４ａ、２４ｂ
と水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂとの隙間の距
離ｔ（図４参照）に比べて若干大きくされているので、
適当な圧接力Ｆを生じさせることができる。接触子４４
の分割数、厚さ等を変化させることによって、外管２４
ａ、２４ｂと水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂと
の間の熱抵抗を変化させることができ、その結果、Ｏリ
ング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂと接触する外管２
４ａ、２４ｂの温度を任意に調節することができる。
３７ａ、３７ｂの展開図であり、Ｗは円周長である。４
４は外管２４ａ、２４ｂに接触する接触子、４５はビス
４３が通り複数個設けられたビス穴である。接触子４４
が図示のように分割されるとともに、接触片３６ａ、３
６ｂ、３７ａ、３７ｂの高さｓは、外管２４ａ、２４ｂ
と水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂとの隙間の距
離ｔ（図４参照）に比べて若干大きくされているので、
適当な圧接力Ｆを生じさせることができる。接触子４４
の分割数、厚さ等を変化させることによって、外管２４
ａ、２４ｂと水冷片２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂと
の間の熱抵抗を変化させることができ、その結果、Ｏリ
ング３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂと接触する外管２
４ａ、２４ｂの温度を任意に調節することができる。
【００２６】図６は、接触片３６ａ、３６ｂ（端部電極
２１ａ、２１ｂ寄りの接触片）が有る場合と無い場合に
おける、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの
温度を示す説明図であり、横軸は内管２３ａ、２３ｂ及
び外管２４ａ、２４ｂの軸方向距離ｚを示している。縦
軸は、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの温
度の外気温からの上昇値△θを、内管２３ａ、２３ｂの
最高温度値を１００％として示したものである。ｚoは
Ｏリング３３ａ、３３ｂの位置におけるｚの値、ｚmax
は、内管２３ａ、２３ｂが最高温度値をとる位置のｚの
値、θoはＯリング限界温度におけるθの値である。ま
た、β1は接触片３６ａ、３６ｂが無い場合の内管２３
ａ、２３ｂのデータを、β2は接触片３６ａ、３６ｂが
有る場合の内管２３ａ、２３ｂのデータを、β3は接触
片３６ａ、３６ｂが無い場合の外管２４ａ、２４ｂのデ
ータを、β4は接触片３６ａ、３６ｂが有る場合の外管
２４ａ、２４ｂのデータを示している。
２１ａ、２１ｂ寄りの接触片）が有る場合と無い場合に
おける、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの
温度を示す説明図であり、横軸は内管２３ａ、２３ｂ及
び外管２４ａ、２４ｂの軸方向距離ｚを示している。縦
軸は、内管２３ａ、２３ｂ及び外管２４ａ、２４ｂの温
度の外気温からの上昇値△θを、内管２３ａ、２３ｂの
最高温度値を１００％として示したものである。ｚoは
Ｏリング３３ａ、３３ｂの位置におけるｚの値、ｚmax
は、内管２３ａ、２３ｂが最高温度値をとる位置のｚの
値、θoはＯリング限界温度におけるθの値である。ま
た、β1は接触片３６ａ、３６ｂが無い場合の内管２３
ａ、２３ｂのデータを、β2は接触片３６ａ、３６ｂが
有る場合の内管２３ａ、２３ｂのデータを、β3は接触
片３６ａ、３６ｂが無い場合の外管２４ａ、２４ｂのデ
ータを、β4は接触片３６ａ、３６ｂが有る場合の外管
２４ａ、２４ｂのデータを示している。
【００２７】この説明図より、接触片３６ａ、３６ｂを
設けた（β2、β4）ことによる温度低下の効果は、外管
２４ａ、２４ｂの方（β4）が内管２３ａ、２３ｂ
（β2）より顕著であることが容易にわかる。特に、Ｏ
リング位置ｚoにおける外管２４ａ、２４ｂの温度は、
Ｏリング限界温度θo以下まで下がっている。
設けた（β2、β4）ことによる温度低下の効果は、外管
２４ａ、２４ｂの方（β4）が内管２３ａ、２３ｂ
（β2）より顕著であることが容易にわかる。特に、Ｏ
リング位置ｚoにおける外管２４ａ、２４ｂの温度は、
Ｏリング限界温度θo以下まで下がっている。
【００２８】図７は、接触片３７ａ、３７ｂ（中央電極
２２ａ、２２ｂ寄りの接触片）が有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ、及び断熱材２
５ａ、２５ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２
３ａ、２３ｂ等の軸方向距離ｚを示している。縦軸は、
内管２３ａ、２３ｂ等の温度の外気温からの上昇値△θ
を、内管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として
示したものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最
高温度値をとる位置のｚの値である。また、γ1、γ2、
γ3は、接触片３７ａ、３７ｂが有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂのデータ、断熱材２５ａ、２５ｂのデ
ータ、外管２４ａ、２４ｂのデータを示している。
２２ａ、２２ｂ寄りの接触片）が有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂ、外管２４ａ、２４ｂ、及び断熱材２
５ａ、２５ｂの温度を示す説明図であり、横軸は内管２
３ａ、２３ｂ等の軸方向距離ｚを示している。縦軸は、
内管２３ａ、２３ｂ等の温度の外気温からの上昇値△θ
を、内管２３ａ、２３ｂの最高温度値を１００％として
示したものである。ｚmaxは、内管２３ａ、２３ｂが最
高温度値をとる位置のｚの値である。また、γ1、γ2、
γ3は、接触片３７ａ、３７ｂが有る場合における、内
管２３ａ、２３ｂのデータ、断熱材２５ａ、２５ｂのデ
ータ、外管２４ａ、２４ｂのデータを示している。
【００２９】この説明図より、接触片３７ａ、３７ｂを
設けることによって、外管２４ａ、２４ｂの温度が、Ｏ
リング３４ａ、３４ｂが配置される中央電極２２ａ、２
２ｂの付近において、低下していることがわかる。
設けることによって、外管２４ａ、２４ｂの温度が、Ｏ
リング３４ａ、３４ｂが配置される中央電極２２ａ、２
２ｂの付近において、低下していることがわかる。
【００３０】ところで、実施例１の窓フランジ３９ａ、
３９ｂの内部には、突起物４０ａ、４０ｂが設けられて
いる（図１参照）。突起物４０ａ、４０ｂを設けた窓フ
ランジ３９ａ、３９ｂにおいては、突起物のない窓フラ
ンジ４６（図８(ａ)参照）に比べて、内管２３ａ、２３
ｂの温度がより均一になる。これは、内管２３ａ、２３
ｂから入射するふく射熱が、突起物４０ａ、４０ｂによ
って反射されて内管２３ａ、２３ｂの方に戻され、内管
２３ａ、２３ｂの端部の温度が上昇するためである。
３９ｂの内部には、突起物４０ａ、４０ｂが設けられて
いる（図１参照）。突起物４０ａ、４０ｂを設けた窓フ
ランジ３９ａ、３９ｂにおいては、突起物のない窓フラ
ンジ４６（図８(ａ)参照）に比べて、内管２３ａ、２３
ｂの温度がより均一になる。これは、内管２３ａ、２３
ｂから入射するふく射熱が、突起物４０ａ、４０ｂによ
って反射されて内管２３ａ、２３ｂの方に戻され、内管
２３ａ、２３ｂの端部の温度が上昇するためである。
【００３１】実施例２．また、図８(ｃ)のように窓フラ
ンジ４７の内周面５０に傾斜を付け、窓寄りの断面４８
の方が内管寄りの断面４９よりも小さくすることによっ
ても、内管２３ａ、２３ｂの温度の均一化を促進するこ
とができる。これは、内管２３ａ、２３ｂから入射する
ふく射熱のうち内周面５０によって反射されたものは、
窓３８ａ、３８ｂに垂直に当たらなくなるため、窓３８
ａ、３８ｂを透過せずに内管２３ａ、２３ｂの方に戻さ
れるようになるためである。
ンジ４７の内周面５０に傾斜を付け、窓寄りの断面４８
の方が内管寄りの断面４９よりも小さくすることによっ
ても、内管２３ａ、２３ｂの温度の均一化を促進するこ
とができる。これは、内管２３ａ、２３ｂから入射する
ふく射熱のうち内周面５０によって反射されたものは、
窓３８ａ、３８ｂに垂直に当たらなくなるため、窓３８
ａ、３８ｂを透過せずに内管２３ａ、２３ｂの方に戻さ
れるようになるためである。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１に係
る金属蒸気レーザー装置によれば、外気に触れる窓を管
部から離して支持する窓フランジを備えたので、内管の
温度の均一化を図ることによってレーザー出力を上げる
ことができるという効果がある。
る金属蒸気レーザー装置によれば、外気に触れる窓を管
部から離して支持する窓フランジを備えたので、内管の
温度の均一化を図ることによってレーザー出力を上げる
ことができるという効果がある。
【００３３】この発明の請求項２に係る金属蒸気レーザ
ー装置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射
するふく射熱が、窓フランジの内側に設けられた突起物
によって反射されて内管の方に戻されるようになるの
で、内管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出
力をさらに上げることができるという効果がある。
ー装置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射
するふく射熱が、窓フランジの内側に設けられた突起物
によって反射されて内管の方に戻されるようになるの
で、内管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出
力をさらに上げることができるという効果がある。
【００３４】この発明の請求項３に係る金属蒸気レーザ
ー装置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射
するイオンや熱電子のうち傾斜した内周面によって反射
されたものは、内管の方に戻されるものが多くなるの
で、内管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出
力をさらに上げることができるという効果がある。
ー装置によれば、請求項１の手段に加え、内管から入射
するイオンや熱電子のうち傾斜した内周面によって反射
されたものは、内管の方に戻されるものが多くなるの
で、内管の温度の均一化が一層促進されて、レーザー出
力をさらに上げることができるという効果がある。
【００３５】この発明の請求項４に係る金属蒸気レーザ
ー装置によれば、熱伝導率の高い材料で製作されるとと
もに管部に接触する接触片をシール部材の近傍に設けた
ので、シール部材近傍の熱を接触片によって放出させる
ことにより、シール部材が劣化、焼損しないようにし
て、運転時間及び装置寿命を長くできるという効果があ
る。
ー装置によれば、熱伝導率の高い材料で製作されるとと
もに管部に接触する接触片をシール部材の近傍に設けた
ので、シール部材近傍の熱を接触片によって放出させる
ことにより、シール部材が劣化、焼損しないようにし
て、運転時間及び装置寿命を長くできるという効果があ
る。
【００３６】この発明の請求項５に係る金属蒸気レーザ
ー装置によれば、断熱材が長手方向に沿って中央部が薄
く端部は厚くされているので、内管の端部の温度が下が
らないようにして内管の温度の均一化を図ることにより
レーザー出力を上げることができるという効果がある。
ー装置によれば、断熱材が長手方向に沿って中央部が薄
く端部は厚くされているので、内管の端部の温度が下が
らないようにして内管の温度の均一化を図ることにより
レーザー出力を上げることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す断面図である。
【図２】端部電極付近の拡大図である。
【図３】中央電極付近の拡大図である。
【図４】接触片の断面図である。
【図５】接触片の展開図である。
【図６】内管及び外管の温度の説明図である。
【図７】内管、外管及び断熱材の温度の説明図である。
【図８】種々の窓フランジの構成図である。
【図９】従来の金属蒸気レーザー装置を示す模式図であ
る。
る。
【符号の説明】 ２１ａ、２１ｂ 端部電極 ２２ａ、２２ｂ 中央電極 ２３ａ、２３ｂ 内管 ２４ａ、２４ｂ 外管 ２５ａ、２５ｂ 断熱材 ３３ａ、３３ｂ Ｏリング ３４ａ、３４ｂ Ｏリング ３６ａ、３６ｂ 接触片 ３７ａ、３７ｂ 接触片 ３８ａ、３８ｂ 窓 ３９ａ、３９ｂ 窓フランジ ４０ａ、４０ｂ 突起物 ４１ 加工部 ４６、４７ 窓フランジ ４８ 窓寄りの断面 ４９ 内管寄りの断面 ５０ 内周面
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】削除
Claims (5)
- 【請求項１】 電圧が印加される１組の電極と、 前記１組の電極の間に配置され、内部で放電が生じる管
部と、 前記管部の外側に配置され、前記放電の結果として生じ
るレーザー光を取り出すための窓と、 を備えた金属レーザー装置において、 前記窓を前記管部から離して支持する窓フランジを備え
たことを特徴とする金属レーザー装置。 - 【請求項２】 窓フランジの内側に突起物が設けられて
いることを特徴とする請求項１記載の金属レーザー装
置。 - 【請求項３】 窓フランジの内周面には傾斜が付けられ
ており、窓寄りの断面の方が管部寄りの断面よりも小さ
くなっていることを特徴とする請求項１記載の金属レー
ザー装置。 - 【請求項４】 内部で放電が生じる管部と、 前記管部に接触して配置され、前記管部内の気密を保持
するためのシール部材と、 を備えた金属レーザー装置において、 熱伝導率の高い材料で製作され、前記管部に接触する接
触片を前記シール部材の近傍に設けたことを特徴とする
金属レーザー装置。 - 【請求項５】 内部で放電が生じる内管と、 前記内管の外周の外側に前記内管を包むように配置され
る外管と、 前記内管及び前記外管の間に設けられた断熱材と、 を備えた金属レーザー装置において、 前記断熱材は長手方向に沿って中央部は薄く端部は厚く
されていることを特徴とする金属レーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4490492A JP3083390B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 金属蒸気レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4490492A JP3083390B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 金属蒸気レーザー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243642A true JPH05243642A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3083390B2 JP3083390B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=12704462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4490492A Expired - Fee Related JP3083390B2 (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 金属蒸気レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3083390B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009200329A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Denso Corp | 半導体製造装置 |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP4490492A patent/JP3083390B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009200329A (ja) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Denso Corp | 半導体製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3083390B2 (ja) | 2000-09-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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