JPH053154B2 - - Google Patents
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- JPH053154B2 JPH053154B2 JP56176848A JP17684881A JPH053154B2 JP H053154 B2 JPH053154 B2 JP H053154B2 JP 56176848 A JP56176848 A JP 56176848A JP 17684881 A JP17684881 A JP 17684881A JP H053154 B2 JPH053154 B2 JP H053154B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capillary
- metal vapor
- cathode
- metal
- vapor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、金属蒸気レーザーに係り、特に低
ノイズを図るための金属蒸気レーザーに関する。
ノイズを図るための金属蒸気レーザーに関する。
従来、アノード及びカソード間に生じた放電に
よつてレーザ媒体即ち、金属分子を励起して光発
振出力を得ることができる金属蒸気レーザーにお
いては、レーザー出力光にノイズが発生し、実用
上問題があることが指摘されている。特にHe−
Cdレーザーは、そのノイズが大きいことから
種々の実用上の制限を受け、そのノイズの低減が
望まれている。
よつてレーザ媒体即ち、金属分子を励起して光発
振出力を得ることができる金属蒸気レーザーにお
いては、レーザー出力光にノイズが発生し、実用
上問題があることが指摘されている。特にHe−
Cdレーザーは、そのノイズが大きいことから
種々の実用上の制限を受け、そのノイズの低減が
望まれている。
従来、He−Cdレーザーのノイズを低減させる
方法としてレーザー研究VoL.8，No.２（1980年）
P407−414に記載されるようにHeガス圧力を小さ
く保つ方法があるが、この方法では、レーザー出
力光のパワーが低下してしまうという問題があ
る。
方法としてレーザー研究VoL.8，No.２（1980年）
P407−414に記載されるようにHeガス圧力を小さ
く保つ方法があるが、この方法では、レーザー出
力光のパワーが低下してしまうという問題があ
る。
この発明は上述したような事情に鑑みなされた
ものであつて、レーザー出力光のパワーの低下を
招くことなくレーザー出力光のノイズを低減させ
ることができる金属蒸気レーザーを提供するにあ
る。
ものであつて、レーザー出力光のパワーの低下を
招くことなくレーザー出力光のノイズを低減させ
ることができる金属蒸気レーザーを提供するにあ
る。
この発明によれば、放電気体が充填され、金属
蒸気が供給されているアノード及びカソード間の
放電路を規定するキヤピラリーの開口端からカソ
ードに至る放電路の空間は、キヤピラリー内の金
属イオン、金属原子と放電気体であるバツフアガ
スとの混合割合に実質的に等しく保持されている
金属蒸気レーザーがで提供される。この混合割合
がキヤピラリー内の混合割合に維持されることに
よつてレーザー出力光中に含まれるノイズは、低
減される。
蒸気が供給されているアノード及びカソード間の
放電路を規定するキヤピラリーの開口端からカソ
ードに至る放電路の空間は、キヤピラリー内の金
属イオン、金属原子と放電気体であるバツフアガ
スとの混合割合に実質的に等しく保持されている
金属蒸気レーザーがで提供される。この混合割合
がキヤピラリー内の混合割合に維持されることに
よつてレーザー出力光中に含まれるノイズは、低
減される。
また、キヤピラリー開口端とカソード間の金属
イオンと金属原子の密度の混合割合の異なる領域
で金属イオンから金属原子に戻る密度勾配をゆる
やかにすることによつてレーザー出力光中に含ま
れるノイズは低減される。
イオンと金属原子の密度の混合割合の異なる領域
で金属イオンから金属原子に戻る密度勾配をゆる
やかにすることによつてレーザー出力光中に含ま
れるノイズは低減される。
以下図面を参照しながら、この発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図は、この発明の一実施例に係る外部ミラ
ー型He−Cdレーザー装置を示し、オプテイカ
ル・キヤビテイを形成する１対の反射鏡２，４間
に所定圧力のHeが充填されているHe−Cdレーザ
ー放電管６が配置されている。このレーザー放電
管６の放電容器８は、図に示すようにHeガス及
びCd蒸気の混合放電が生ずるキヤピラリー１０
及びこのキヤピラリー１０両端にブリユウスタ
ー・ウインド１２，１４を気密に取り付ける為の
ブリユウスター・ウインド取り付け部１６，１８
から構成されている。一方のブリユウスター・ウ
インド取り付け部１６には、アノード２０が固定
された第１の枝管２２が設けられている。キヤピ
ラリー１０には、キヤピラリー１０のアノード側
開口端から略５cm以内にCd蒸気を供給する為の
金属溜２４が取り付けられ、この金属溜２４に
は、金属溜２４中のCd金属２８を加熱する為の
ヒーター２６が設けられている。
ー型He−Cdレーザー装置を示し、オプテイカ
ル・キヤビテイを形成する１対の反射鏡２，４間
に所定圧力のHeが充填されているHe−Cdレーザ
ー放電管６が配置されている。このレーザー放電
管６の放電容器８は、図に示すようにHeガス及
びCd蒸気の混合放電が生ずるキヤピラリー１０
及びこのキヤピラリー１０両端にブリユウスタ
ー・ウインド１２，１４を気密に取り付ける為の
ブリユウスター・ウインド取り付け部１６，１８
から構成されている。一方のブリユウスター・ウ
インド取り付け部１６には、アノード２０が固定
された第１の枝管２２が設けられている。キヤピ
ラリー１０には、キヤピラリー１０のアノード側
開口端から略５cm以内にCd蒸気を供給する為の
金属溜２４が取り付けられ、この金属溜２４に
は、金属溜２４中のCd金属２８を加熱する為の
ヒーター２６が設けられている。
この発明の一実施例においては、他方のブリユ
ウスター・ウインド取り付け部１８は、カソード
３０を収納する為の拡張部３２を介してキヤピラ
リー１０に連結され、この拡張部３２内に配置さ
れたカソード３０は、コイル状に形成され、この
カソード３０は、キヤピラリー１０の開口端から
５cm以内に位置され、キヤピラリー１０の開口端
からカソード３０までの放電距離長が５cm以内に
維持されている。また、この拡張部３２には、他
の部分よりもその内径が拡げられたCd蒸気凝固
部３４が設けられている。
ウスター・ウインド取り付け部１８は、カソード
３０を収納する為の拡張部３２を介してキヤピラ
リー１０に連結され、この拡張部３２内に配置さ
れたカソード３０は、コイル状に形成され、この
カソード３０は、キヤピラリー１０の開口端から
５cm以内に位置され、キヤピラリー１０の開口端
からカソード３０までの放電距離長が５cm以内に
維持されている。また、この拡張部３２には、他
の部分よりもその内径が拡げられたCd蒸気凝固
部３４が設けられている。
上述したこの発明の実施例によれば、He気体
を介してアノード２０及びカソード３０間で放電
が生じ、金属蒸気が金属溜２４から供給される
と、アノード２０先端及び金属溜２４の開口間に
おいては、実質的なHe気体放電が生じ、金属溜
２４の開口及びカソード３０間においては、実質
的なCd蒸気及びHe気体の混合放電が生ずる。従
つて、Cd金属分子が励起されてブリユウスタ
ー・ウインド１２，１４からはレーザー出力光が
発生され、いずれかの反射鏡４，２からレーザー
出力光が導出される。レーザー出力光中に含まれ
るノイズは、第２Ａ図の従来のレーザーに比べて
第２Ｂ図に示すように大幅に低減される。
を介してアノード２０及びカソード３０間で放電
が生じ、金属蒸気が金属溜２４から供給される
と、アノード２０先端及び金属溜２４の開口間に
おいては、実質的なHe気体放電が生じ、金属溜
２４の開口及びカソード３０間においては、実質
的なCd蒸気及びHe気体の混合放電が生ずる。従
つて、Cd金属分子が励起されてブリユウスタ
ー・ウインド１２，１４からはレーザー出力光が
発生され、いずれかの反射鏡４，２からレーザー
出力光が導出される。レーザー出力光中に含まれ
るノイズは、第２Ａ図の従来のレーザーに比べて
第２Ｂ図に示すように大幅に低減される。
即ち、従来のレーザーから得られるレーザー出
力光中には、ピーク対ピークで17％ものノイズが
含まれていたのに対して本願のレーザーから得ら
れるレーザー出力光には、ピーク対ピークで２％
〜８％のノイズに留めることができる。このよう
にこの発明の実施例によつてノイズが低減される
理由は、次のような事実に基くと推測される。キ
ヤピラリー１０内をカタフオレシス効果によつて
移送されるCd蒸気は、キヤピラリー１０の開口
端から大きな空間を有する拡張部３２内に流入さ
れ、Cd蒸気凝固部３４に付着される。連続的に
Cd蒸気が流入される拡張部３２は、それ自体が
大きな空間を備えることから、その内のCd蒸気
濃度が大きくならず、またこの空間に流入した
Cd蒸気は、Cd蒸気が凝固しやすいようにその内
径が拡げられてその表面温度が他の表面領域に比
べて低く保れている凝固部３４に凝固されること
から、そのキヤピラリー１０の開口端から略５cm
以内の空間は、略キヤピラリー１０内の金属蒸気
濃度に維持され、キヤピラリー１０内のHe気体
及び金属蒸気の混合割合に保れている。このキヤ
ピラリー１０の開口端から略５cm以内の空間にカ
ソード３０が設けられていることから、キヤピラ
リー１０内に生ずる混合放電がそのままキヤピラ
リー１０の開口端からカソード３０までの放電経
路に生じ、その結果、レーザー出力光中のノイズ
が低減されると推測される。
力光中には、ピーク対ピークで17％ものノイズが
含まれていたのに対して本願のレーザーから得ら
れるレーザー出力光には、ピーク対ピークで２％
〜８％のノイズに留めることができる。このよう
にこの発明の実施例によつてノイズが低減される
理由は、次のような事実に基くと推測される。キ
ヤピラリー１０内をカタフオレシス効果によつて
移送されるCd蒸気は、キヤピラリー１０の開口
端から大きな空間を有する拡張部３２内に流入さ
れ、Cd蒸気凝固部３４に付着される。連続的に
Cd蒸気が流入される拡張部３２は、それ自体が
大きな空間を備えることから、その内のCd蒸気
濃度が大きくならず、またこの空間に流入した
Cd蒸気は、Cd蒸気が凝固しやすいようにその内
径が拡げられてその表面温度が他の表面領域に比
べて低く保れている凝固部３４に凝固されること
から、そのキヤピラリー１０の開口端から略５cm
以内の空間は、略キヤピラリー１０内の金属蒸気
濃度に維持され、キヤピラリー１０内のHe気体
及び金属蒸気の混合割合に保れている。このキヤ
ピラリー１０の開口端から略５cm以内の空間にカ
ソード３０が設けられていることから、キヤピラ
リー１０内に生ずる混合放電がそのままキヤピラ
リー１０の開口端からカソード３０までの放電経
路に生じ、その結果、レーザー出力光中のノイズ
が低減されると推測される。
上記実施例においては、金属溜２４がキヤピラ
リー１０に直接連結され、金属蒸気が直接キヤピ
ラリー１０の途中から供給されている。しかも、
この金属蒸気供給位置がアノード側のキヤピラリ
ー１０の開口端から略５cm以内に留められてい
る。このように金属溜２４をキヤピラリー１０に
取り付けることによつて金属溜２４のキヤピラリ
ー１０内開口とアノード２０先端間には、実質的
なHe気体放電が生ずるに拘らず実質的にレーザ
ー光出力中のノイズ低減をより図ることができ
る。
リー１０に直接連結され、金属蒸気が直接キヤピ
ラリー１０の途中から供給されている。しかも、
この金属蒸気供給位置がアノード側のキヤピラリ
ー１０の開口端から略５cm以内に留められてい
る。このように金属溜２４をキヤピラリー１０に
取り付けることによつて金属溜２４のキヤピラリ
ー１０内開口とアノード２０先端間には、実質的
なHe気体放電が生ずるに拘らず実質的にレーザ
ー光出力中のノイズ低減をより図ることができ
る。
第３図は、第１図の変形実施例を示し、キヤピ
ラリー１０が長く、１つのカソード３０に対して
２つのアノード２０ａ，２０ｂ及び２つの金属溜
２４ａ，２４ｂが設けられたレーザーを示してい
る。この第３図の実施例においては、拡張部３２
がキヤピラリー１０に取り付けられているが、そ
の開口から５cm以内に同様にカソード３０が位置
されている。従つて、この変形実施例にあつても
同様にレーザー出力光中のノイズを低減させるこ
とができる。尚、図中第１図に示したと同一箇所
については、同一符号及び同一符号に付加記号
ａ，ｂを付してその説明を省略する。
ラリー１０が長く、１つのカソード３０に対して
２つのアノード２０ａ，２０ｂ及び２つの金属溜
２４ａ，２４ｂが設けられたレーザーを示してい
る。この第３図の実施例においては、拡張部３２
がキヤピラリー１０に取り付けられているが、そ
の開口から５cm以内に同様にカソード３０が位置
されている。従つて、この変形実施例にあつても
同様にレーザー出力光中のノイズを低減させるこ
とができる。尚、図中第１図に示したと同一箇所
については、同一符号及び同一符号に付加記号
ａ，ｂを付してその説明を省略する。
第４図は、この発明の他の実施例を示し、拡張
部３２には、枝管３６を介してカソード３０を収
納するカソード収納部３８が連結されている。キ
ヤピラリー１０の拡張部３２内開口端は、枝管３
６の拡張部３２内の開口部の中心線４０上或は、
その開口部の中心線４０とブリユウスター・ウイ
ンド取り付け部１８間の空間にまで延び出してい
る。
部３２には、枝管３６を介してカソード３０を収
納するカソード収納部３８が連結されている。キ
ヤピラリー１０の拡張部３２内開口端は、枝管３
６の拡張部３２内の開口部の中心線４０上或は、
その開口部の中心線４０とブリユウスター・ウイ
ンド取り付け部１８間の空間にまで延び出してい
る。
この実施例においては、キヤピラリー１０の開
口端からカソード３０に至る放電路は、屈曲さ
れ、しかも、キヤピラリー１０の開口端から枝管
３６の開口部に至る放電経路は、キヤピラリー１
０の開口端からブリユウスター・ウインド取り付
け部１８に向い、その後折り曲つて枝管３６の開
口部に向つて戻るような経路を描くこととなる。
また、キヤピラリー１０内をカタフオレシス効果
によつて移送された金属蒸気は、キヤピラリー１
０の開口端から拡張部３２内に流入して停滞する
ことなく拡張部３２内の凝固部３４及び枝管３６
から突出して設けられた凝固部４２に向つて流
れ、この表面に凝固される。従つて、放電路中の
金属イオンが放電による自己加熱の熱の作用によ
り金属原子に戻るときの密度勾配をゆるやかにす
るためレーザー出力光中のノイズが低減される。
口端からカソード３０に至る放電路は、屈曲さ
れ、しかも、キヤピラリー１０の開口端から枝管
３６の開口部に至る放電経路は、キヤピラリー１
０の開口端からブリユウスター・ウインド取り付
け部１８に向い、その後折り曲つて枝管３６の開
口部に向つて戻るような経路を描くこととなる。
また、キヤピラリー１０内をカタフオレシス効果
によつて移送された金属蒸気は、キヤピラリー１
０の開口端から拡張部３２内に流入して停滞する
ことなく拡張部３２内の凝固部３４及び枝管３６
から突出して設けられた凝固部４２に向つて流
れ、この表面に凝固される。従つて、放電路中の
金属イオンが放電による自己加熱の熱の作用によ
り金属原子に戻るときの密度勾配をゆるやかにす
るためレーザー出力光中のノイズが低減される。
更に、第５図に示されるように拡張部３２のキ
ヤピラリー外周部分４４は、他の部分に比べて挾
小に形成され、その断面W2が他の部分の断面W1
に比べて面積が小さいことが好ましい。外周部分
４４が挾小であることから、この外周部分４４内
の温度が他の部分に比べて高く、従つて、Cdの
イオンがゆるやかに凝固部３４に付着し、イオン
とCd原子の密度勾配をゆるやかにすることがで
きる。また、上述した外周部分４４の端部とキヤ
ピラリー１０の開口端との間の距離t1は、３mm以
内か、キヤピラリー先端を越えてW2の幅の部分
が形成され、また、キヤピラリー１０の開口端と
中心線４０との間の距離t2は５mm以上に保れるこ
とが、好ましい効果を得る上で望ましいことが実
験的に確認されている。
ヤピラリー外周部分４４は、他の部分に比べて挾
小に形成され、その断面W2が他の部分の断面W1
に比べて面積が小さいことが好ましい。外周部分
４４が挾小であることから、この外周部分４４内
の温度が他の部分に比べて高く、従つて、Cdの
イオンがゆるやかに凝固部３４に付着し、イオン
とCd原子の密度勾配をゆるやかにすることがで
きる。また、上述した外周部分４４の端部とキヤ
ピラリー１０の開口端との間の距離t1は、３mm以
内か、キヤピラリー先端を越えてW2の幅の部分
が形成され、また、キヤピラリー１０の開口端と
中心線４０との間の距離t2は５mm以上に保れるこ
とが、好ましい効果を得る上で望ましいことが実
験的に確認されている。
以上のようにこの発明のレーザーによれば、金
属蒸気のむらが生じないようにしている為レーザ
ー光中のノイズを低減させることができる。
属蒸気のむらが生じないようにしている為レーザ
ー光中のノイズを低減させることができる。
尚、上述した実施例においては、He−Cdレー
ザーを一例として説明したが、この発明は、He
−Cdレーザーに限らず、He−Seレーザー及びHe
−Cuレーザー等の他の金属レーザーにも適用で
きることは、明らかである。更にバツフアガスを
コントロールする金属蒸気レーザー等を組合せて
用いるレーザーにも適用できることは明らかであ
る。
ザーを一例として説明したが、この発明は、He
−Cdレーザーに限らず、He−Seレーザー及びHe
−Cuレーザー等の他の金属レーザーにも適用で
きることは、明らかである。更にバツフアガスを
コントロールする金属蒸気レーザー等を組合せて
用いるレーザーにも適用できることは明らかであ
る。
第１図は、この発明の金属蒸気レーザーの一実
施例を概略的に示す断面図、第２Ａ図及び第２Ｂ
図は、夫々この発明及び従来の金属蒸気レーザー
からのレーザー出力光の特性を示すグラフ、第３
図、第４図及び第５図は、夫々他の実施例を示す
断面図である。 ２，４……反射鏡、６……レーザー放電管、８
……放電容器、１０……キヤピラリー、１２，１
４……ブリユウスター・ウインド、２０……アノ
ード、２２，３６……枝管、２４……金属溜、３
０……カソード、３２……拡張部、３４，４２…
…凝固部、３８……カソード収納部。
施例を概略的に示す断面図、第２Ａ図及び第２Ｂ
図は、夫々この発明及び従来の金属蒸気レーザー
からのレーザー出力光の特性を示すグラフ、第３
図、第４図及び第５図は、夫々他の実施例を示す
断面図である。 ２，４……反射鏡、６……レーザー放電管、８
……放電容器、１０……キヤピラリー、１２，１
４……ブリユウスター・ウインド、２０……アノ
ード、２２，３６……枝管、２４……金属溜、３
０……カソード、３２……拡張部、３４，４２…
…凝固部、３８……カソード収納部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アノード収納部、カソード収納部及びアノー
ド収納部並びにカソード収納部とを連結し、放電
路を規定するキヤピラリーとから成る放電容器
と、前記アノード収納部内に設けられたアノード
と、前記カソード収納部内に設けられたカソード
と、前記放電容器内に充填された気体と、及び前
記放電容器内に金属蒸気を供給する手段とから成
る金属蒸気レーザーにおいて、前記アノード及び
カソード間に放電が生じた際キヤピラリー端から
カソードに至る放電路中の金属イオンと金属原子
との密度とが略一定に維持されていることを特徴
とする金属蒸気レーザー。 ２ 前記カソードは、前記キヤピラリー端から放
電路長で５cm以内に設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の金属蒸気レー
ザー。 ３ 前記カソード収納部には、金属蒸気が主に凝
固する領域を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第２項に記載の金属蒸気レーザー。 ４ 前記カソード収納部は、キヤピラリーに取り
付けられた拡張部に枝管を介して連結されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
金属蒸気レーザー。 ５ 前記拡張部には、金属蒸気が主に凝固する領
域を含むことを特徴とする特許請求の範囲第４項
に記載の金属蒸気レーザー。 ６ 前記キヤピラリーは、前記拡張部内に延び出
し、前記枝管の連結開口上を横切ることを特徴と
する特許請求の範囲第５項に記載の金属蒸気レー
ザー。 ７ 前記キヤピラリーの先端と前記枝官の連結開
口の中心軸との間は、５mm以上に設定されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
金属蒸気レーザー。 ８ 前記拡張部は、キヤピラリーが取り付けられ
た基部内の断面が他の部分に比べて小さいことを
特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の金属蒸
気レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17684881A JPS5878481A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 金属蒸気レ−ザ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17684881A JPS5878481A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 金属蒸気レ−ザ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5878481A JPS5878481A (ja) | 1983-05-12 |
| JPH053154B2 true JPH053154B2 (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=16020883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17684881A Granted JPS5878481A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | 金属蒸気レ−ザ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5878481A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0178810B1 (en) * | 1984-10-12 | 1991-02-20 | Hiromi Kawase | A hollow-cathode type metal ion laser |
| JP3985346B2 (ja) | 1998-06-12 | 2007-10-03 | 株式会社ニコン | 投影露光装置、投影露光装置の調整方法、及び投影露光方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5130930B2 (ja) * | 1971-08-09 | 1976-09-03 | ||
| JPS5915087Y2 (ja) * | 1975-10-31 | 1984-05-04 | 日本電気株式会社 | 高出力ガスレ−ザ管 |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP17684881A patent/JPS5878481A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5878481A (ja) | 1983-05-12 |
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