JPH0729863U - 金属蒸気レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 最適な横磁界を印加可能であり、レーザ動作
時の発熱による熱膨張の影響でレーザミラーの光軸が変
化するのを低減できる金属蒸気レーザ装置を提供する。 【構成】 レーザミラーを含有するミラー保持手段２０
と、一組のミラー保持手段を連結してレーザ共振器を構
成させるロッド３０と、レーザ細管４１を内部に有し金
属とキャリアガスとが封入された金属蒸気レーザ管４０
とからなる金属蒸気レーザ装置において、前記金属蒸気
レーザ管とロッドの間の空間に、前記金属蒸気レーザ管
に横磁界を与えるようにマグネット７０を保持し、横磁
界の方向への移動手段を有し、前記金属蒸気レーザ管か
らロッドへ与えられる光や熱放射を遮断するマグネット
保持平板６０を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、金属蒸気レーザ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

金属蒸気レーザ装置は、レーザ管内に金属とキャリアガスとを封入し、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装置としては、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、キャリア ガスとしてヘリウムを、金属としてカドミウムを用いてなる陽光柱型のＨｅ−Ｃ ｄレーザ装置が知られている。 このＨｅ−Ｃｄレーザ装置は、波長３２５ｎｍの紫外線や波長４２２ｎｍの短 波長域の可視光線を連続発振することができる。 よって、例えばフォトレジストを感光するための光源、ＣＴにより得られたデ ータを用いて人体の構造や骨の模型を作成する際の光硬化用の光源、螢光分析の ための光源等として、種々の分野での利用が期待されている。

【０００３】 図３は従来の陽光柱型金属蒸気レーザ装置の主要部の説明図である。１はレー ザ共振器を構成するレーザミラーを含有する一方のミラーホルダーである。この ミラーホルダー１は、インバー等の熱膨張係数の小さい３本または４本のロッド ２によって、不図示のもう一式の他方のミラーホルダーと接続されてレーザ共振 器を形成する。３は金属とキャリアガスとが封入された金属蒸気レーザ管、４は 金属蒸気レーザ管３の内部に設けられているレーザ細管であり、５は金属蒸気レ ーザ管３やレーザ細管４に対して、レーザ光出射方向とほぼ垂直な方向に、ほぼ 均一な横磁界を印加するためのマグネットである。また６はカソード部である。 ここで磁界を印加しているのは、例えば特公昭４７−３５１３や特開昭６３− ２５５９８１に開示されているように、磁界の印加がレーザ出力増加、雑音低減 に効果があるからである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の市販されている上記のような金属蒸気レーザ装置においては、マグネッ ト５は直接金属蒸気レーザ管３に接着されていたり、ロッド２に取り付けられて いる。 一般に、金属蒸気レーザ装置はその所望するレーザ光出力等の性能に応じて、 金属蒸気レーザ管３、レーザ細管４の管径や管長、封入するガス条件等のパラメ ータが変化する。一方、印加する磁界はこれらのさまざまなパラメータに応じて 個別の最適値が存在する。よって、先に述べたようにマグネット５を設置すると 磁界が固定されてしまうので、前記のパラメータを変更するたびにそれに適した マグネット５を用意しなければならない。そのため、部品点数が増加しコストア ップとなってしまう。 また、通常ロッド２や金属蒸気レーザ管３の外形は円柱状であるので、横磁界 を所定の方向にほぼ均一に印加できるようにマグネット５を設置するには手間が かかる。

【０００５】 ところで金属蒸気レーザ装置は、その動作時に金属蒸気レーザ管３内部より発 熱し、特に放電用電極のカソード側においては高温が発生する。よって、その放 射熱に伴う温度勾配に起因する熱膨張の差等により、レーザミラーの光軸が変化 する。すなわちレーザ出力が変化するので、光軸再調整のための使用中断時間が 必要となる問題がある。 先に述べたように、レーザ共振器を構成するミラーを含有する一組のミラーホ ルダー１は、こうした熱膨張の影響を低減するために熱膨張係数の小さいロッド ２によって連結されている。 また図２に不図示のファン等の冷却手段により、金属蒸気レーザ管３を冷却し ている。

【０００６】 ところが、このようにレーザ共振器を構成したり、金属蒸気レーザ管３を冷却 しても熱膨張の影響は無視することはできない。それはロッド２にインバー等を 使用しても完全には熱膨張がないわけではないからである。 考案者が市販の金属蒸気レーザ装置の代表例であるＨｅ−Ｃｄレーザ装置を使 用してレーザ光出力の変動を調査したところ、レーザ光出力は最大±２０％の変 動が確認された。尚、この変動値は、レーザ出力の任意の特定の時間帯における 最大値と最小値の平均値を基準にして求めたものである。

【０００７】 そこで本考案はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の 性能を得るために金属蒸気レーザ装置の設計パラメータが変化しても、最適な横 磁界の印加を一種類のマグネットによってなすことが可能であり、また簡便に前 記横磁界を所定の方向にほぼ均一に印加できるように前記マグネット５を設置す ることが可能であり、同時にレーザ動作時の発熱による熱膨張の影響でレーザミ ラーの光軸が変化するのを低減できる金属蒸気レーザ装置を提供することにある 。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案は、レーザミラーを含有するミラー保持 手段と、ミラー保持手段を連結してレーザ共振器を構成させるロッドと、レーザ 細管を内部に有し金属とキャリアガスとが封入された金属蒸気レーザ管とからな る金属蒸気レーザ装置において、前記金属蒸気レーザ管とロッドの間の空間に、 前記金属蒸気レーザ管に横磁界を与えるようにマグネットを保持し、横磁界の方 向への移動手段を有し、前記金属蒸気レーザ管からロッドへ与えられる光や放射 熱を遮断するマグネット保持平板を設置する。

【０００９】 また、前記保持平板は例えばＳＳ４１のような強磁性体材料であることが望ま しい。

【００１０】

【作用】

金属蒸気レーザ管とロッドの間の空間に設置するマグネット保持平板は、平板 にマグネットを保持するので、簡便に横磁界を所定の方向に印加する。 また、前記マグネット保持平板は、横磁界の方向への移動手段を有しているの で、横磁界を与えるよう対面して保持されているマグネット間距離を調整可能で ある。従って、所望の性能を得るために金属蒸気レーザ装置の設計パラメータが 変化しても、最適な横磁界の印加を一種類のマグネットによってなすことが可能 となる。 さらには、前記マグネット保持平板は、金属蒸気レーザ管からロッドへ与えら れる光や放射熱を遮断するように設置されているので、レーザ動作時の発熱によ る熱膨張の影響でレーザミラーの光軸が変化するのを低減する。

【００１１】 前記保持平板が強磁性体材料であれば、横磁界を所定の方向にほぼ均一に印加 できる。

【００１２】

【実施例】

以下に図面に示す実施例に基づいて本考案を具体的に説明する。図１は本考案 の一実施例である金属蒸気レーザ装置を光軸方向から見た概略断面図である。 １０はレーザ装置筐体、２０はレーザ共振器を構成するレーザミラーを含有す るミラーホルダーである。このミラーホルダー２０は、インバー等の熱膨張係数 の小さい３本または４本のロッド３０によって、不図示のもう一式のミラーホル ダーと接続されてレーザー共振器を形成する。４０は金属とキャリアガスとが封 入された金属蒸気レーザ管、４１は金属蒸気レーザ管４０の内部に設けられてい るレーザ細管である。また５０は、レーザ動作時に金属蒸気レーザ管４０を冷却 すための空冷ファンである。 ６０はＳＳ４１製のマグネット保持平板であり、金属蒸気レーザ管を挟んでマ グネット７０が対面するように設置されている。マグネット保持平板６０の長手 方向の長さは、金属蒸気レーザ管４０の長さと同等である。

【００１３】 図２はマグネット保持平板６０の下部の説明図である。 図２に示すようにマグネット保持平板６０の下部６２は折り曲げられ、レーザ 装置筐体１０の底面と接する面に長穴６３が複数個設けられている。この長穴６ ３はレーザ筐体１０の底面に設けられた取り付け穴１１上にあって、ネジ８０に よって取り付けられる。 またマグネット保持平板６０の上部６１は、金属蒸気レーザ管４０からロッド ３０を遮蔽するように折り曲げられている。

【００１４】 マグネット７０は、通常円柱状であるロッド３０や金属蒸気レーザ管４０では なく平板であるマグネット保持平板６０に保持されているので、簡便に横磁界を 所定の方向に金属蒸気レーザ管４０へ印加できる。 また、マグネット保持平板６０は強磁性体材料であるＳＳ４１製であるので、 横磁界をほぼ均一に金属蒸気レーザ管４０へ印加することが可能である。

【００１５】 マグネット保持平板６０は、その下部６２に設けられた長穴６３と、レーザ筐 体１０の底面に設けられた取り付け用ネジ穴１１の相対位置を調整して移動させ ることにより、マグネット間距離ｄを調整する。 すなわち、金属蒸気レーザ管４０に印加する横磁界を任意に調整できるので、 所望の性能を得るために金属蒸気レーザ装置の設計パラメータが変化しても、最 適な横磁界を印加可能である。 従って、１種類のマグネット７０のみで、様々な性能の金属蒸気レーザ装置に 最適な横磁界を印加できるので、部品点数を削減できコストダウンが図れる。

【００１６】 またマグネット保持平板６０は、長手方向の長さが金属蒸気レーザ管４０の長 さと同等であって金属蒸気レーザ管４０とロッド３０の間の空間に設置されてい る。そしてその上部６１は、金属蒸気レーザ管４０からロッド３０を遮蔽するよ うに折り曲げられている。 従って金属蒸気レーザ管４０からロッド３０へ与えられる光や放射熱を遮断あ るいは低減するので、レーザ動作時の発熱の影響によるロッド３０の熱膨張によ ってレーザミラーの光軸が変化するのを低減でき、光軸再調整のための休止時間 を減少させることが可能となる。

【００１７】 考案者が先の市販の金属蒸気レーザ装置の代表例であるＨｅ−Ｃｄレーザ装置 を、本実施例の如く改造してレーザ光出力の変動を調査したところ、レーザ光出 力の変動が最大±２０％から最大±１０％以下に低減したことを確認できた。尚 、この変動値は、レーザ出力の任意の特定の時間帯における最大値と最小値の平 均値を基準にして求めたものである。

【００１８】 尚、図１は本考案の一実施例を示すものであるに過ぎない。 本実施例において、マグネット保持平板６０の位置調整すなわちマグネット間 距離ｄの調整は、マグネット保持平板６０の下部６２に設けられた長穴６３と、 レーザ筐体１０の底面に設けられた取り付け用ネジ穴１１の相対位置を調整して 成していたが、一組のマグネット保持平板６０を例えばリニアガイドのような直 動機構の上に設置して位置調整させてもよい。

【００１９】 また、マグネット保持平板６０の長手方向の長さも必ずしも金属蒸気レーザ管 ４０の長さと同等である必要はなく、ロッド３０の熱膨張によるレーザ光出力の 変動の度合いに応じて、長くても短くてもよく、さらには長手方向において必ず しも連続である必要はない。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の金属蒸気レーザ装置は、金属蒸気レーザ管とロ ッドの間の空間に、前記金属蒸気レーザ管に横磁界を与えるようにマグネットを 保持し、横磁界の方向への移動手段を有し、前記金属蒸気レーザ管からロッドへ 与えられる光や放射熱を遮断するマグネット保持平板を有しているので、簡便に 横磁界を所定の方向に前記金属蒸気レーザ管へ印加することができる。 また、前記マグネット保持平板は、横磁界の方向への移動手段を有しているの で、横磁界を与えるよう対面して保持されているマグネット間距離を調整可能で ある。従って、所望の性能を得るために金属蒸気レーザ装置の設計パラメータが 変化しても、最適な横磁界の印加を一種類のマグネットによってなすことができ る。 さらには、前記マグネット保持平板は、金属蒸気レーザ管からロッドへ与 えられる光や放射熱を遮断するように設置されているので、レーザ動作時の発熱 による熱膨張の影響でレーザミラーの光軸が変化するのを低減することができる 。 特にマグネット保持平板が強磁性体材料であれば、横磁界を所定の方向にほぼ 均一に印加することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である金属蒸気レーザ装置を
光軸方向から見た概略断面図である。

【図２】マグネット保持平板６０の下部の説明図であ
る。

【図３】従来の陽光柱型金属蒸気レーザ装置の主要部の
説明図である。

【符号の簡単な説明】

１０ レーザ装置筐体 １１ 取り付け穴 ２０ ミラーホルダー ３０ ロッド ４０ 金属蒸気レーザ管 ４１ レーザ細管 ５０ 空冷ファン ６０ マグネット保持平板 ７０ マグネット ８０ ネジ ｄ マグネット間距離 １ ミラーホルダー ２ ロッド ３ 金属蒸気レーザ管 ４ レーザ細管 ５ マグネット ６ カソード部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 羽田 博成 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザミラーを含有するミラー保持手段
   と、一組のミラー保持手段を連結してレーザ共振器を構
   成させるロッドと、レーザ細管を内部に有し、金属とキ
   ャリアガスとが封入された金属蒸気レーザ管とからなる
   金属蒸気レーザ装置において、 前記金属蒸気レーザ管とロッドの間の空間に、前記金属
   蒸気レーザ管に横磁界を与えるようにマグネットを保持
   し、横磁界の方向への移動手段を有し、前記金属蒸気レ
   ーザ管からロッドへ与えられる光や放射熱を遮断するマ
   グネット保持平板を有することを特徴とする金属蒸気レ
   ーザ装置。
2. 【請求項２】前記マグネット保持平板が強磁性体材料で
   あることを特徴とする請求項１記載の金属蒸気レーザ装
   置。