JPH0635482Y2 - 金属蒸気レ−ザ管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、金属蒸気レーザ管に関し、例えばICの検査、
医療の診断、その他の用途に好適に用いられる金属蒸気
レーザ管に関するものである。

〔考案の背景〕

金属蒸気レーザ管は、レーザ管内に金属と希ガスとを封
入し、当該金属の蒸気を利用してレーザ発振を起こさせ
るものである。

現在において、実用化されている金属蒸気レーザ管とし
ては、放電の陽光柱部分を用いてレーザ発振させるいわ
ゆる陽光柱型があり、具体的には、ヘリウムとカドミウ
ムを用いてなる陽光柱型金属蒸気レーザ管（以下「ヘリ
ウム−カドミウムレーザ管」という。）が知られてい
る。

このヘリウム−カドミウムレーザ管は、例えば波長325n
mの紫外線を連続発振することができ、また波長442nmの
短波長域の可視光線も連続発振することができることか
ら、近年需要が増加し、例えばレーザプリンター、ホロ
グラフィー、フォトプロッター、カラースキャナーなど
の光源として種々の分野で利用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のヘリウム−カドミウムレーザ管に
おいては、カドミウムの収容容器がガラス製であるた
め、熱容量が大きく、このためカドミウムを蒸発させる
ために要する加熱時間が長くなり、迅速なレーザ発振を
行うことができない。また使用の度毎に動作金属を加熱
処理するため、ガラス製収納容器の加熱、冷却が繰返し
て行われることとなり、その結果動作金属とガラスとの
熱膨張係数の差によりガラスに歪が生じ破損しやすい。
また動作金属の加熱に際しては収納容器がガラス製であ
るため均一な温度で加熱することが困難であり、動作金
属を迅速に蒸発させることができない。

〔考案の目的〕

本考案は以上の如き事情に基いてなされたものであっ
て、その目的は、簡単な構造により、動作金属を少ない
エネルギーで効率的に加熱することができて迅速にレー
ザを発振させることができる金属蒸気レーザ管を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の金属蒸気レーザ管は、少なくともガラス製筒体
と動作金属収納用の金属製筒体とが組合せられて構成さ
れた封体と、当該封体内にその筒軸に沿って伸びるよう
位置されたガラス製細管とを具えてなり、前記動作金属
収納用の金属製筒体は、当該金属製筒体に隣接する中央
側のガラス製筒体の径よりも小径の筒部と、当該筒部の
少なくとも前記中央側のガラス製筒体側の一端部に設け
た、レーザ光の通過口を有する蓋部とを有してなり、当
該蓋部に前記中央側のガラス製筒体の一端部および前記
ガラス製細管の拡開された一端部が気密に融着されてい
ることを特徴とする。

〔考案の作用効果〕

本考案の金属蒸気レーザ管によれば、簡単な構造によ
り、動作金属を少ないエネルギーで効率的に加熱するこ
とができて迅速にレーザを発振させることができる。

すなわち、封体の一部を動作金属収納用の金属製筒体に
より構成し、当該金属製筒体内に動作金属を収納するの
で、動作金属の収納部がガラス製である場合に比して格
段に熱的耐久性が大きくなり、加熱、冷却の繰り返しに
対して破損等の事故が発生せずきわめて安定である。

しかも金属性筒体の筒部が中央側のガラス製筒体の径よ
り小径であるので、当該金属製筒体の熱容量を小さくす
ることができ、迅速な加熱が可能となるうえ、少ないエ
ネルギーで動作金属を十分に蒸発させることができ、ま
た加熱温度を容易に均一化することができるので、動作
金属を一様に蒸発させることができる。

そのうえ金属製筒体の少なくとも一端部に蓋部を設け、
当該蓋部に中央側のガラス製筒体の一端部を気密に融着
したので、両者の接続が簡単であるうえ、当該金属製筒
体と中央側のガラス製筒体の材質を互いに熱膨張係数の
揃ったものを選択することにより耐熱性の十分な気密接
続性が得られる。

さらに金属製筒体の蓋部にはガラス製細管の拡開された
一端部を気密に融着したので、当該ガラス製細管の保持
固定が簡単であるうえ、金属製筒体に収納された動作金
属の蒸気をガラス製細管内に迅速に導入することがで
き、レーザ光の発振を一層迅速に行なうことができる。

〔考案の具体的構成〕

以下、本考案の構成を具体的に説明する。

第１図は、本考案に係る金属蒸気レーザ管の一例を示す
説明用断面図である。この例の金属蒸気レーザ管は内部
共振器型でかつ外部陰極型の構造のものである。同図に
おいて、10は封体、20は陰極部材の収納器、30Aは一方
の金属製蓋部材、30Bは他方の金属製蓋部材、40A,40Bは
共振器用ミラー取付け用保持筒体、50は封入ガス供給器
である。

封体10は長尺な筒状の形態を有し、一端側のガラス製筒
体13、動作金属収納用の金属製筒体12、中央側のガラス
製筒体11、封入ガス供給器接続用の金属製筒体14、他端
側のガラス製筒体15がこの順に互いに気密に融着されて
接続されて構成されている。各ガラス製筒体は例えばコ
バールガラスよりなり、各金属製筒体は例えばコバール
金属よりなる。斯かる組合せによれば、ガラスと金属と
の融着が容易で、しかも熱膨張係数が揃っているので十
分な気密性が得られる。

60はガラス製細管であり、封体10内にレーザ発振路Ｐを
形成するためのものである。このガラス製細管60は、詳
細は後述するが拡開された一端部61が動作金属収納用の
金属製筒体12に気密に融着され、他端部62が封体10の筒
軸に沿って伸びるよう配置されている。63はガラス製細
管60を保持するためのサポータである。

動作金属収納用の金属製筒体12は、第２図に詳細に示す
ように、当該金属製筒体12に接続される中央側のガラス
製筒体11の径よりも小径の筒部71と、この筒部71の一端
部および他端部にそれぞれ設けた、その中央にレーザ光
の通過口73Aおよび73Bを有する蓋部72Aおよび72Bとを有
してなり、一方の蓋部72Aに中央側のガラス製筒体11の
一端部およびガラス製細管60の拡開された一端部61が気
密に融着され、他方の蓋部72Bに一端側のガラス製筒体1
3の端部が気密に融着されている。

74Aおよび74Bはそれぞれ蓋部72Aおよび72Bは周縁部に形
成された環状の突縁部であり、これらの突縁部74Aおよ
び74Bがそれぞれ中央側のガラス製筒体11および一端側
のガラス製筒体13の筒壁に埋設された状態で気密に融着
されている。75Aおよび75Bはそれぞれ蓋部72Aおよび72B
の対向する一面側に形成された環状の突縁部であり、こ
れらの突縁部75Aおよび75Bが筒部71の一端部および他端
部に嵌合された状態で銅ロウ等によりロウ接されて固定
されている。

動作金属収納用の金属製筒体12の内部には、動作金属80
として例えばカドミウムが収納されている。

90はヒーターである。このヒーター90は、第２図に示す
ように、金属製筒体12の筒部71の外周および蓋部72Aお
よび72Bの対向面を覆うよう設けられた鍔部を有するガ
ラス製の絶縁筒体91の外側に配置され、このヒーター90
のさらに外側に保温材92が配置されている。ヒーター90
としては、例えばニクロム線等の抵抗線を用いることが
でき、金属製筒体12の筒部71の長さ方向の全体にわたっ
て巻回配置されている。ガラス製の絶縁筒体91は、第３
図に示すように、その筒軸方向に沿った面により２分割
された筒体部分91Aおよび91Bを連結することにより組立
てることができる。

一端側にガラス製筒体13および他端側のガラス製筒体15
の外端部にはそれぞれ例えばコバール金属よりなる金属
製筒部材30A,30Bが気密に融着され、これらの金属製蓋
部材30A,30Bにそれぞれ共振器用ミラー取付け用保持筒
体40A,40Bが接続固定されている。31A,31Bはレーザ光の
通過口である。一方の金属製蓋部材30Aが陽極とされ、
他方の金属製蓋部材30Bが補助陽極とされる。これらの
取付け用保持筒体40A,40Bの内部には、それぞれ共振器
用ミラー（図示せず）が気密に固定されている。

18A,18Bは封体10の両端側に設けられたガラス製の放電
路規制用筒体であり、金属製蓋部材30A,30Bに融着され
て固定されている。

陰極部材の収納器20は、ガラス管21と、その一端を気密
に塞ぐ金属製の蓋部材22とよりなり、ガラス管21の他端
が枝管23を介して封体10のガラス製他端側筒体15に気密
に連通するよう接続されている。この枝管23の先端はガ
ラス管21の内部に突出した状態とされ、金属蒸発の第１
の付着部24が形成されている。25は例えばアルミニウム
よりなる一端が閉じられた筒状の陰極部材である。この
陰極部材25はガラス管21内の一端側に配置され、例えば
コバール金属よりなる蓋部材22に接続固定されて保持さ
れている。枝管23が接続された他端側のガラス製筒体15
により金属蒸気の第２の付着部26が形成されている。27
は放電規制用のガラス製筒体である。

封体10の内部には、例えばヘリウムガスが封入されてい
る。この封入ガスはレーザの発振に伴って動作金属80の
蒸気が筒体に付着する際トラップされて減少するので、
封入ガス供給器50により適宜封体内に封入ガスが補充さ
れる。このような補充を行なうことにより、レーザを長
時間にわたり連続的に安定に発振させることができる。

この例の封入ガス供給器50は、二重管構造であって、ガ
ラス製の内管51と、ガラス製の外管52と、圧力センサー
53と、接続用の枝管54とにより構成されている。枝管54
は例えば可撓性を有するニッケル製パイプよりなり、金
属製筒体14に気密に連通するよう接続されている。内管
51は、温度によりヘリウムガス透過率が変化する例えば
石英ガラスよりなり、その内部には例えば100〜200Torr
程度のヘリウムガスが充填されている。封体10内のヘリ
ウムガス量は、圧力センサー53により検知され、その検
知信号に基いて、外管52の外側に配置した加熱制御装置
（図示せず）により内管51が温度制御され、封体10内の
ヘリウムガス量が一定となるように内管51内の高圧のヘ
リウムガスが当該内管51を透過して封体10内に補充され
る。

以上の実施例によれば、封体10の一部を動作金属収納用
の金属製筒体12により構成し、当該金属製筒体12内に動
作金属80を収納するので、動作金属の収納部がガラス製
である場合に比して格段に熱的耐久性が大きくなり、加
熱、冷却の繰り返しに対して破損等の事故が発生せずき
わめて安定である。

しかも金属製筒体12の筒部71が中央側のガラス製筒体11
の径より小径であるので、当該金属製筒体12の熱容量を
小さくすることができ、迅速な加熱が可能となるうえ、
少ないエネルギーで動作金属を十分に蒸発させることが
でき、また加熱温度を容易に均一化することができるの
で、動作金属80を一様に蒸発させることができる。

そのうえ金属製筒体12の両端部にそれぞれ蓋部72A,72B
を設け、一方の蓋部72Aに中央側のガラス製筒体11の一
端部を気密に融着し、他方の蓋部72Bに一端側のガラス
製筒体13の端部を気密に融着したので、金属製筒体12の
中央側のガラス製筒体11および一端側のガラス製筒体13
との接続が簡単であるうえ、当該金属製筒体12と中央側
のガラス製筒体11および一端側のガラス製筒体13の材質
を互いに熱膨張係数の揃ったものを選択することにより
耐熱性の十分な気密接続性が得られる。

さらに金属性筒体12の一方の蓋部72Aにはガラス製細管6
0の拡開された一端部61を気密に融着したので、当該ガ
ラス製細管60の保持固定が簡単であるうえ、金属製筒体
12に収納された動作金属80の蒸気をガラス製細管60内に
迅速に導入することができ、レーザ光の発振を一層迅速
に行なうことができる。

そして、金属製筒体12の筒部71が小径であるので、中央
側のガラス製筒体11と一端側のガラス製筒体13との間に
形成された凹所にヒーター90を収納配置することがで
き、コンパクトな構造とすることもできる。

結局、上記構成の金属蒸気レーザ管によれば、簡単な構
造により、動作金属を少ないエネルギーで効率的に加熱
することができて迅速にレーザを発振させることができ
る。

なお、本考案においては、上記実施例に限定されず、種
々変更が可能である。

例えば、第４図に示すように、動作金属収納用の金属製
筒体12の外端側に気密に固定する一端側のガラス製筒体
13の径は当該金属製筒体12の筒部71の径より若干大きい
かもしくは同程度であってもよい。このような構成とす
るときには、金属蒸気レーザ管の全体を一層小型化する
ことができる。

また、例えば共振器用ミラーの代わりにブリュースター
窓を設けて、いわゆる外部共振器型の構造としてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る金属蒸気レーザ管の一例を示す説
明用断面図、第２図は動作金属収納用の金属製筒体を拡
大して示す説明用断面図、第３図はガラス製絶縁筒体の
組立説明図、第４図は本考案に係る金属蒸気レーザ管の
他の例を示す説明用断面図である。 10…封体 11…中央側のガラス製筒体 12…動作金属収納用の金属製筒体 13…一端側のガラス製筒体 14…封入ガラス供給器接続用の金属製筒体 15…他端側のガラス製筒体 18A,18B…放電路規制用筒体 20…陰極部材の収納器、25…陰極部材 30A,30B…金属製蓋部材 50…封入ガス供給器、60…ガラス製細管 71…筒部、72A,72B…蓋部 80…動作金属、90…ヒーター

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともガラス製筒体と動作金属収納用
   の金属製筒体とが組合せられて構成された封体と、当該
   封体内にその筒軸に沿って伸びるよう位置されたガラス
   製細管とを具えてなり、 前記動作金属収納用の金属製筒体は、当該金属製筒体に
   隣接する中央側のガラス製筒体の径よりも小径の筒部
   と、当該筒部の少なくとも前記中央側のガラス製筒体側
   の一端部に設けた、レーザ光の通過口を有する蓋部とを
   有してなり、 当該蓋部に前記中央側のガラス製筒体の一端部および前
   記ガラス製細管の拡開された一端部が気密に融着されて
   いることを特徴とする金属蒸気レーザ管。