JPH05267751A - イオンレーザ管 - Google Patents
イオンレーザ管Info
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- JPH05267751A JPH05267751A JP4062907A JP6290792A JPH05267751A JP H05267751 A JPH05267751 A JP H05267751A JP 4062907 A JP4062907 A JP 4062907A JP 6290792 A JP6290792 A JP 6290792A JP H05267751 A JPH05267751 A JP H05267751A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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-
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- H01S3/0323—Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube by special features of the discharge constricting tube, e.g. capillary
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Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザ管動作時に、放電によるＡｌＮ−ＫＢガ
ラス接合部のフリットガラスの劣化により発生するリー
クを防ぐ。 【構成】ＡｌＮ−ＫＢガラス封着部に、従来用いている
鉛−ケイ酸系の低融点ガラスの他に、亜鉛−ホウ酸系の
高融点ガラスを用いる。これにより、ＡｌＮ部品と低融
点ガラス封着部界面に発生していた泡を少なくすること
が可能となり、レーザ管動作時での低融点ガラスの劣化
および接合部のリークを防ぐことが出来る。
ラス接合部のフリットガラスの劣化により発生するリー
クを防ぐ。 【構成】ＡｌＮ−ＫＢガラス封着部に、従来用いている
鉛−ケイ酸系の低融点ガラスの他に、亜鉛−ホウ酸系の
高融点ガラスを用いる。これにより、ＡｌＮ部品と低融
点ガラス封着部界面に発生していた泡を少なくすること
が可能となり、レーザ管動作時での低融点ガラスの劣化
および接合部のリークを防ぐことが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンレーザ管に関す
る。より詳細には、大電流の放電により高レーザ出力が
得られるイオンレーザ管の放電細管部の構造に関する。
る。より詳細には、大電流の放電により高レーザ出力が
得られるイオンレーザ管の放電細管部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アルゴン、クリプトンなどのイ
オン化したガスのエネルギー準位間の遷移によりレーザ
発振を行うイオンレーザは、高出力化に伴いイオン密度
を上げる必要があり、放電細管部に３０Ａを越える大電
流を流す場合がある。このため、放電細管材料および外
囲器には、大電流により放電細管部に発生する熱を効率
よく排除できる熱伝導性の高い物質、さらには高イオン
密度プラズマに耐え得る細管材料が必要とされた。
オン化したガスのエネルギー準位間の遷移によりレーザ
発振を行うイオンレーザは、高出力化に伴いイオン密度
を上げる必要があり、放電細管部に３０Ａを越える大電
流を流す場合がある。このため、放電細管材料および外
囲器には、大電流により放電細管部に発生する熱を効率
よく排除できる熱伝導性の高い物質、さらには高イオン
密度プラズマに耐え得る細管材料が必要とされた。
【０００３】最近、このような条件を満足する材料とし
て炭化ケイ素（以下ＳｉＣと略称）と窒化アルミニウム
（以下ＡｌＮと略称）が用いられている。プラズマ細管
材料としてＳｉＣ、外囲器としてＡｌＮを用いており、
レーザ管を形成するために、ＡｌＮ部品同士をフリット
ガラスを用いて気密に接合している。
て炭化ケイ素（以下ＳｉＣと略称）と窒化アルミニウム
（以下ＡｌＮと略称）が用いられている。プラズマ細管
材料としてＳｉＣ、外囲器としてＡｌＮを用いており、
レーザ管を形成するために、ＡｌＮ部品同士をフリット
ガラスを用いて気密に接合している。
【０００４】従来のイオンレーザ管の縦断面図を図３に
示す。中心に放電路用の細管孔２を持ち、かつ、つば部
３を有したＳｉＣ製細管部品１は、ＡｌＮ製外囲器４に
挿入され、高融点ガラス６により接合され、細管複合部
品７が出来る。次に、細管複合部品７は適当な治具（図
示せず）および亜鉛−ホウ酸系の高融点ガラス８により
同軸上に複数個、気密封着された後アノード９およびカ
ソード１０を内蔵するためのＡｌＮ製中空パイプ１１が
封着される。次に、その両端に管状硼珪酸ガラス製部品
（以下ＫＢガラス部品と略称）１３が、鉛−ケイ酸系低
融点ガラス１２を用いることにより気密に封着されて放
電細管路１４が出来上がる。図４は従来のＡｌＮ製中空
パイプ１１とＫＢガラス部品１３の封着部断面拡大図で
ある。ＡｌＮ製中空パイプ１１とＫＢガラス部品１３
は、鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２のみで封着されてい
る。これは、ＡｌＮと同等の熱膨張係数を有するＫＢガ
ラス部品１３は、歪点が５００℃以下と低いため、亜鉛
−ホウ酸系の高融点ガラス８で封着不可能であるため、
封着温度が低い鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２で封着し
ていた。
示す。中心に放電路用の細管孔２を持ち、かつ、つば部
３を有したＳｉＣ製細管部品１は、ＡｌＮ製外囲器４に
挿入され、高融点ガラス６により接合され、細管複合部
品７が出来る。次に、細管複合部品７は適当な治具（図
示せず）および亜鉛−ホウ酸系の高融点ガラス８により
同軸上に複数個、気密封着された後アノード９およびカ
ソード１０を内蔵するためのＡｌＮ製中空パイプ１１が
封着される。次に、その両端に管状硼珪酸ガラス製部品
（以下ＫＢガラス部品と略称）１３が、鉛−ケイ酸系低
融点ガラス１２を用いることにより気密に封着されて放
電細管路１４が出来上がる。図４は従来のＡｌＮ製中空
パイプ１１とＫＢガラス部品１３の封着部断面拡大図で
ある。ＡｌＮ製中空パイプ１１とＫＢガラス部品１３
は、鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２のみで封着されてい
る。これは、ＡｌＮと同等の熱膨張係数を有するＫＢガ
ラス部品１３は、歪点が５００℃以下と低いため、亜鉛
−ホウ酸系の高融点ガラス８で封着不可能であるため、
封着温度が低い鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２で封着し
ていた。
【０００５】さらに、放電細管路１４の両端にアノード
９、カソード１０を具備した金属封入皿１５が接続さ
れ、封入皿１５の両端にガラスバルブ１６とそれらの先
端にブリュースタ窓１７が接続された後アルゴンガスを
所定の量だけ封入し、イオンレーザ管が完成する。
９、カソード１０を具備した金属封入皿１５が接続さ
れ、封入皿１５の両端にガラスバルブ１６とそれらの先
端にブリュースタ窓１７が接続された後アルゴンガスを
所定の量だけ封入し、イオンレーザ管が完成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のイオンレーザ管は、鉛−ケイ酸系低融点ガラスが耐熱
性に弱いばかりでなく、ＡｌＮ製中空パイプ１１とＫＢ
ガラス部品１３の封着時に、鉛−ケイ酸系低融点ガラス
中に含まれる鉛（酸化鉛）成分がＡｌＮ表面のアルミニ
ウム（Ａｌ）と反応し、窒素（Ｎ2 ）が封着界面に発生
する。その結果、封着界面に泡が多く発生し、接合部の
気密性が損なわれるという欠点があった。具体的には、
封着面積には、封着界面に対する泡占有面積比は、５０
％を越えていた。
のイオンレーザ管は、鉛−ケイ酸系低融点ガラスが耐熱
性に弱いばかりでなく、ＡｌＮ製中空パイプ１１とＫＢ
ガラス部品１３の封着時に、鉛−ケイ酸系低融点ガラス
中に含まれる鉛（酸化鉛）成分がＡｌＮ表面のアルミニ
ウム（Ａｌ）と反応し、窒素（Ｎ2 ）が封着界面に発生
する。その結果、封着界面に泡が多く発生し、接合部の
気密性が損なわれるという欠点があった。具体的には、
封着面積には、封着界面に対する泡占有面積比は、５０
％を越えていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のイオンレーザ管
は、放電細管部のＡｌＮ製中空パイプとＫＢガラス部品
との封着において、予め、ＡｌＮ製中空パイプの封着表
面に、耐熱性、気密性に優れ、かつ均質な亜鉛−ホウ酸
系の高融点ガラスを設けた後、鉛−ケイ酸系の低融点ガ
ラスを用いたことを特徴としている。
は、放電細管部のＡｌＮ製中空パイプとＫＢガラス部品
との封着において、予め、ＡｌＮ製中空パイプの封着表
面に、耐熱性、気密性に優れ、かつ均質な亜鉛−ホウ酸
系の高融点ガラスを設けた後、鉛−ケイ酸系の低融点ガ
ラスを用いたことを特徴としている。
【０００８】ここで用いる亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス
は結晶性であり、接合温度が７００℃以上である。一
方、鉛−ケイ酸系の低融点ガラスは非娼質であり、接合
温度は５００℃以下である。
は結晶性であり、接合温度が７００℃以上である。一
方、鉛−ケイ酸系の低融点ガラスは非娼質であり、接合
温度は５００℃以下である。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すイオンレーザ管の縦
断面図であり、図２はそのＡｌＮ製中空パイプ−ＫＢガ
ラス部品の封着部の拡大断面図である。
る。図１は本発明の一実施例を示すイオンレーザ管の縦
断面図であり、図２はそのＡｌＮ製中空パイプ−ＫＢガ
ラス部品の封着部の拡大断面図である。
【００１０】まず、中心細管孔２およびつば３を有する
円筒状の細管部品１は、ガスリターン孔５を有するＡｌ
Ｎ製外囲器４に挿入後高融点ガラス６を用いることによ
り接合され細管複合部品７が出来上がる。細管複合部品
７は、所望のレーザ出力が得られる細管長（５００〜６
００ｍｍ）になるまで、亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス８
を用いて同軸上に、複数個、気密に封着された後アノー
ド９およびカソード１０を内蔵するためのＡｌＮ製中空
パイプ１１が接続される。次に、ＡｌＮ製中空パイプ１
１の両端に亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス８および鉛−ケ
イ酸系低融点ガラス１２を用いてＫＢガラス部品１３が
気密封着され、放電細管路１４が出来上がる。
円筒状の細管部品１は、ガスリターン孔５を有するＡｌ
Ｎ製外囲器４に挿入後高融点ガラス６を用いることによ
り接合され細管複合部品７が出来上がる。細管複合部品
７は、所望のレーザ出力が得られる細管長（５００〜６
００ｍｍ）になるまで、亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス８
を用いて同軸上に、複数個、気密に封着された後アノー
ド９およびカソード１０を内蔵するためのＡｌＮ製中空
パイプ１１が接続される。次に、ＡｌＮ製中空パイプ１
１の両端に亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス８および鉛−ケ
イ酸系低融点ガラス１２を用いてＫＢガラス部品１３が
気密封着され、放電細管路１４が出来上がる。
【００１１】上記細管部品１は、耐放電（プラズマ）性
に優れた炭化ケイ素（以下ＳｉＣと略称）やベリリアセ
ラミック（以下ＢｅＯと略称）が用いられる。亜鉛−ホ
ウ酸系高融点ガラス８は、熱膨張係数がＡｌＮと近い、
例えば３７〜５０×１０-7／℃で、封着温度が７３０
℃、封着強度が１１００ｋｇ／ｃｍ2 の岩城ガラス製Ｐ
Ｆ−７５７４を用い、鉛−ケイ酸系の低融点ガラス１２
は、熱膨張係数４５〜５０×１０-7／℃で、封着温度が
４６０℃および封着強度が４００ｋｇ／ｃｍ2 の日本電
気硝子製ＬＳ−０１１１Ｍを用いている。ＡｌＮ製中空
パイプ１１とＫＢガラス部品１３の封着は、予め、Ａｌ
Ｎ製中空パイプ１１の封着表面に、ペースト状にした亜
鉛−ホウ酸系高融点ガラス８を筆塗りで塗布、仮焼成し
た後、鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２を用いて行ってい
る。
に優れた炭化ケイ素（以下ＳｉＣと略称）やベリリアセ
ラミック（以下ＢｅＯと略称）が用いられる。亜鉛−ホ
ウ酸系高融点ガラス８は、熱膨張係数がＡｌＮと近い、
例えば３７〜５０×１０-7／℃で、封着温度が７３０
℃、封着強度が１１００ｋｇ／ｃｍ2 の岩城ガラス製Ｐ
Ｆ−７５７４を用い、鉛−ケイ酸系の低融点ガラス１２
は、熱膨張係数４５〜５０×１０-7／℃で、封着温度が
４６０℃および封着強度が４００ｋｇ／ｃｍ2 の日本電
気硝子製ＬＳ−０１１１Ｍを用いている。ＡｌＮ製中空
パイプ１１とＫＢガラス部品１３の封着は、予め、Ａｌ
Ｎ製中空パイプ１１の封着表面に、ペースト状にした亜
鉛−ホウ酸系高融点ガラス８を筆塗りで塗布、仮焼成し
た後、鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２を用いて行ってい
る。
【００１２】さらに、放電細管路１４の両端にアノード
９およびカソード１０を具備した金属封入皿１５とガラ
スバルブ１６が接続された後、最後に両先端に光学用の
石英から成るブリュースタ窓１７が接続された後アルゴ
ンガスが所定の量だけ封入されイオンレーザ管が完成す
る。
９およびカソード１０を具備した金属封入皿１５とガラ
スバルブ１６が接続された後、最後に両先端に光学用の
石英から成るブリュースタ窓１７が接続された後アルゴ
ンガスが所定の量だけ封入されイオンレーザ管が完成す
る。
【００１３】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例では、ＡｌＮ製中空パイプ１１の封表面
へ亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス８を設ける方法として、
前記高融点ガラス８を円盤状のタブレットを用いたこと
を特徴としている。タブレット状の高融点ガラス８をＡ
ｌＮ製中空パイプ１１に載置し、そのまま仮焼成した
後、鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２を用いてＫＢガラス
部品１３と封着している。
る。第２実施例では、ＡｌＮ製中空パイプ１１の封表面
へ亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス８を設ける方法として、
前記高融点ガラス８を円盤状のタブレットを用いたこと
を特徴としている。タブレット状の高融点ガラス８をＡ
ｌＮ製中空パイプ１１に載置し、そのまま仮焼成した
後、鉛−ケイ酸系低融点ガラス１２を用いてＫＢガラス
部品１３と封着している。
【００１４】上記のような方法で行った、ＡｌＮ製中空
パイプとＫＢガラス部品間の封着部においては、封着面
積に対する泡占有面積比は２〜３％となり、従来の約５
０％程度と比較して、著しく小さくなった。その結果、
レーザ間動作時における封着部のリーク発生数も、従来
の約１０％から全く皆無となった。
パイプとＫＢガラス部品間の封着部においては、封着面
積に対する泡占有面積比は２〜３％となり、従来の約５
０％程度と比較して、著しく小さくなった。その結果、
レーザ間動作時における封着部のリーク発生数も、従来
の約１０％から全く皆無となった。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、放電細管
部のＡｌＮ製中空パイプとＫＢガラス部品の気密接封着
部に、封着温度が高く、封着強度が大きいばかりでな
く、ＡｌＮとの反応が少ない亜鉛−ホウ酸系の均質な高
融点ガラスを用いることにより、封着界面に発生してい
た泡を従来の１／１０倍以下に少なくすることが可能と
なった。
部のＡｌＮ製中空パイプとＫＢガラス部品の気密接封着
部に、封着温度が高く、封着強度が大きいばかりでな
く、ＡｌＮとの反応が少ない亜鉛−ホウ酸系の均質な高
融点ガラスを用いることにより、封着界面に発生してい
た泡を従来の１／１０倍以下に少なくすることが可能と
なった。
【００１６】その結果、ＡｌＮ製中空パイプとＫＢガラ
ス部品間の封着部のリークは皆無となり、信頼性の高い
イオンレーザ管が得られる効果がある。
ス部品間の封着部のリークは皆無となり、信頼性の高い
イオンレーザ管が得られる効果がある。
【図１】本発明のイオンレーザ管の一実施例を示す縦断
面図。
面図。
【図２】本発明によるＡｌＮ製中空パイプ−ＫＢガラス
封着部の拡大断面図。
封着部の拡大断面図。
【図３】従来のイオンレーザ管の縦断面図。
【図４】従来のＡｌＮ製中空パイプ−ＫＢガラス封着部
の拡大断面図。
の拡大断面図。
１ 細管部品 ２ 中心細管孔 ３ つば部 ４ ＡｌＮ製外囲器 ５ ガスリターン孔 ６ 高融点ガラス ７ 細管複合部品 ８ 亜鉛−ホウ酸系高融点ガラス ９ アノード １０ カソード １１ ＡｌＮ製中空パイプ １２ 鉛−ケイ酸系低融点ガラス １３ ＫＢガラス部品 １４ 放電細管路 １５ 金属封入皿 １６ ガラスバルブ １７ ブリュースタ窓
Claims (1)
- 【請求項１】 中心に放電路用の細管孔を有し、かつ、
鍔部を有した細管部品が窒化アルミニウム製外囲器に挿
入・接合されて成る細管複合部品が同軸上に複数個接続
され、その両端に窒化アルミニウム製中空パイプが接続
され、さらにその両端に管状硼珪素ガラス製部品が接続
されて放電細管路が構成され、この放電細管路の一端
に、アノードを具備した金属封入皿が接続し、他端にカ
ソードを具備した金属封入皿が接続し、さらに金属封入
皿に、ブリュースタ窓を備えたガラスバルブが接続され
たイオンレーザ管において、前記窒化アルミニウム製中
空パイプと前記管状硼珪素ガラス製部品との接合部は、
窒化アルミニウム製中空パイプの接合面が、高融点の均
質ガラスで覆われ、かつ、低融点ガラスを介して管状硼
珪素ガラス製部品とを接合していることを特徴とするイ
オンレーザ管。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062907A JPH05267751A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | イオンレーザ管 |
| US07/984,352 US5311537A (en) | 1992-03-19 | 1992-12-02 | Ion laser tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062907A JPH05267751A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | イオンレーザ管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267751A true JPH05267751A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13213799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4062907A Withdrawn JPH05267751A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | イオンレーザ管 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5311537A (ja) |
| JP (1) | JPH05267751A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2593649B1 (fr) * | 1986-01-27 | 1988-05-20 | Asulab Sa | Laser a gaz scelle. |
| JPS63184378A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-07-29 | Nec Corp | イオンレ−ザ管 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4062907A patent/JPH05267751A/ja not_active Withdrawn
- 1992-12-02 US US07/984,352 patent/US5311537A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5311537A (en) | 1994-05-10 |
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