JPH079399Y2 - イオンレ−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、ガスレーザ管に関する。より詳細には、大電
流の放電により高出力のレーザ出力を得られるセラミッ
ク製細管を有したイオンレーザ管の新規な構成に関す
る。

従来の技術 周知のように、イオン化したアルゴン、クリプトン等の
気体のエネルギー遷移によりレーザ発振を行うイオンレ
ーザは、高出力化を図るためにイオン密度を上げる必要
があり、そのために、セラミック等の絶縁製の材料の細
管内で20Aを越える大電流を流す必要がある。ところ
が、レーザの発振効率は極めて低く、供給される電力の
大半は熱エネルギーとして放散される。従って、細管の
材料および構造は、耐熱性、イオン衝撃に対する耐性、
熱伝導性の面から様々な制約がある。

そのための細管材料としては、一般にセラミック、例え
ば、熱伝導性と電気絶縁性に優れたベリリア（BeO）が
使用されている。

第３図は、セラミック製のレーザ細管を備えた従来のレ
ーザ管の構成を概略的に示す断面図である。

従来のイオンレーザ管においては、セラミックディスク
13と中空セラミックパイプ14とを交互に積層して形成さ
れている。即ち、セラミックディスク13は、中央の放電
孔とその周囲のガスリターン孔とを備えており、放電孔
が１直線上に配列されるようにセラミックディスク13を
配列することによってレーザ細管が形成される。また、
セラミック13の間に中空セラミックパイプ14を配置する
のは、ガスリターン孔の導通を維持するためである。ま
た、これらセラミックディスク13並びにセラミックパイ
プ14は、気密に接合することにより、レーザ細管と共に
真空外囲器をも形成している。

こうして形成されたレーザ細管の両端に、アノード８お
よびカソード９が配置されている。これらアノード８お
よびカソード９は、これらを収容するKVを封着した硼硅
酸ガラス５に接合され、さらに金属製ステム11、11′で
封止されている。この金属製ステム11、11′には、石英
製のブリュースタ窓６が封着されたブリュースタバルブ
７がそれぞれ溶接されており、アノード８とカソード９
に接続する電極10、10′がこの金属製ステム11、11′を
それぞれ気密に貫通している。

第４図は、前述のレーザ細管の構成を更に詳細に描いた
ものである。同図に示すように、セラミックディスク13
は、中空パイプの壁がディスク上下端に設けられたくぼ
みに嵌合するように形成されており、粉末ガラス４等を
用いて加熱融着することにより行われている。

上記のような構造のレーザ管において、アノード８とカ
ソード９の間に電圧を印加することにより、放電孔16に
放電を生じさせてレーザ発振を行う。しかしながら、こ
のイオンレーザ管は、以下に説明する問題点を有してい
た。

考案が解決しようとする問題点 レーザ細管部品の材料としてセラミックが用いられる場
合、セラミックの性質上長尺の部品では充分な寸法精度
が得られないので、厳密な寸法精度を満たすために、一
般に放電細管は短尺の細管部品を組み合せたものが用い
られている。即ち、これが第３図に示したような構成を
採用している所以である。

ところで、前述のように、各セラミックディスクの放電
孔が１直線上に配列されるようにディスクの配置を定め
ると、ガスリターン孔の導通は必ずしも１直線上に配列
されるとは限らない。そこで、前述のような中空セラミ
ックパイプを各ディスクの間に挿入してガスリターン孔
の導通を保っていた。

しかしながら、このような構造の場合、セラミックディ
スクと中空セラミックパイプという２種の部材を作製す
る必要が生じる上、真空外囲器としての各部材の接合箇
所が非常に多くなる。即ち、標準的なイオンレーザ管の
場合で、接合箇所は30〜36ヶ所にも及ぶ。また、このよ
うな構成が、接合部の気密保持の点でも不利であること
はいうまでもない。

そこで、本考案の目的は、生産性の良いセラミックレー
ザ細管を備えた新規なイオン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 上述した従来のイオンレーザ管の問題点を解決するため
の手段として、本発明により、放電路となる貫通孔を中
央にガスリターン孔となる複数の貫通孔を該放電孔の周
囲でそれぞれ備えるセラミックディスクを同軸上で複数
積層して形成された放電路およびガスリターン孔と、該
放電路の両端に配置されたアノードおよびカソードとを
具備するイオンレーザ管において、該セラミックディス
クの各々が、各端面の中央部に形成された略同一形状の
凹部と、該凹部の底部に形成された該放電路用の貫通孔
および該ガスリターン孔用の貫通孔とを備える窒化アル
ミニウム製ディスクであることを特徴とするイオンレー
ザ管が提供される。

作用 本考案によるイオンレーザ管においては、両端面の中央
部に凹部を備えたセラミックディスクを直接積層するこ
とにより、隣接する２個のディスク間に形成される円柱
状の空洞が、従来のイオンレーザ管における中空パイプ
の役割を果たすので、中空パイプを必要としないばかり
か、細管部品間の接合箇所を従来の約半数にまで削減す
ることができる。従って、従来のイオンレーザ管より気
密に優れ、信頼性の高いイオンレーザ管が得られる。ま
た接合箇所の削減により生産性が高いことも特徴として
挙げられる。

実施例 以下に図面を参照して本考案をより具体的に詳述する
が、以下に示すものは本考案の１実施例に過ぎず、本考
案の技術的範囲を何等限定するものではない。

第１図は本考案によるイオンレーザ管の軸方向断面図で
あり、第２図は第１図放電管部の断面拡大図である。

第１図に示されるように、本考案によるイオンレーザ管
は、円筒形の真空外囲器１と、外囲器１内のほぼ両端に
対向して設けられたアノード８とカソード９と、これら
の間に配置され、放電細管12を構成するセラミックディ
スク３から成る。放電細管12の両端は、それぞれKVを封
着した硼硅酸ガラス５に接合され、金属製ステム11、1
1′で封止されている。この金属製ステム11、11′に
は、石英を用いたブリュースタ窓６が封着されたブリュ
ースタバルブ７がそれぞれ溶接されており、アノード８
とカソード９に接続する電極10、10′がこの金属製テム
11、11′をそれぞれ気密に貫通している。

放電細管を構成するディスク３は、外径35mm、幅25mmの
円筒形で、その両端中央部に直径30mm、深さ7mmの凹部
を有し、さらに放電路として中心を貫通する直径2.4mm
の孔が開けられ、それを包囲する同心円状に直径1.8mm
のガスリターン用の孔が複数設けられている。このディ
スクは窒化アルミニウム（AlN）で形成されている。

第２図に示されているように、ディスク３同士は粉末ガ
ラス４と適当な治具（図には示されていない）を用いて
空気中690℃で加熱融着して気密に接合され、隣接する
２つのディスク間に円柱状の空洞15が形成されるように
する。

このような構造を有するレーザ管にアルゴンガスを所定
の量だけ封入すれば、水冷式アルゴンレーザ管が完成す
る。

このように構成されたイオンレーザ管は、隣接するディ
スク間に形成される円柱状の空洞が従来技術によるイオ
ンレーザ管における中空パイプの役割を果たすので、中
空パイプを必要とせず、ディスク間の接合箇所を大幅に
減らし、気密性を高めることになる。

考案の効果 以上説明したように、本考案によるイオンレーザ管は、
細管部品である円筒状のセラミックディスクの両端中央
部に同じ断面積の凹部を設け、これらのディスクを積層
することにより、隣接する２個のディスク間に形成され
る円柱状の空洞が、従来のイオンレーザ管における中空
パイプの役割を果たすので、中空パイプを必要としない
ばかりか、細管部品間の接合箇所を従来の約半数まで削
減することができる。この接合箇所の大幅な削減によ
り、生産性に優れ、また、従来のレーザ管より気密性に
優れ、信頼性の高いイオンレーザ管を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるイオンレーザ管の軸方向断面図で
あり、 第２図は第１図放電管部の断面拡大図であり、 第３図は従来のイオンレーザ管の軸方向断面図であり、 第４図は第３図放電管部の断面拡大図である。 （主な参照番号） １、２……真空管外囲器、３、13……セラミックディス
ク、６……ブリュースタ窓、８……アノード、９……カ
ソード、10,10′……電極、12……放電細管、14……中
空パイプ、15……空洞、17……ガスリターン孔、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】放電路となる貫通孔を中央にガスリターン
   孔となる複数の貫通孔を該放電孔の周囲にそれぞ備える
   セラミックディスクを同軸上で複数積層して形成された
   放電路およびガスリターン孔と、該放電路の両端に配置
   されたアノードおよびカソードとを具備するイオンレー
   ザ管において、 該セラミックディスクの各々が、各端面の中央部に形成
   された略同一形状の凹部と、該凹部の底部に形成された
   該放電路用の貫通孔および該ガスリターン孔用の貫通孔
   とを備える窒化アルミニウム製ディスクであることを特
   徴とするイオンレーザ管。