JPH0797684B2 - 常温型多重反射セル - Google Patents
常温型多重反射セルInfo
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- JPH0797684B2 JPH0797684B2 JP62170287A JP17028787A JPH0797684B2 JP H0797684 B2 JPH0797684 B2 JP H0797684B2 JP 62170287 A JP62170287 A JP 62170287A JP 17028787 A JP17028787 A JP 17028787A JP H0797684 B2 JPH0797684 B2 JP H0797684B2
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- JP
- Japan
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- container
- mirror
- room temperature
- multiple reflection
- mirrors
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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
-
- 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
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はUF6（６フッ化ウラン）等の長波長赤外域に吸
収帯を持つ物質を利用した、同位体分離法に利用される
ラマンレーザーを出力する常温型多重反射型セルに関す
る。
収帯を持つ物質を利用した、同位体分離法に利用される
ラマンレーザーを出力する常温型多重反射型セルに関す
る。
（従来の技術） 同位体化合物の気体にレーザー光を照射して、振動励起
させ、分離反応を誘起し、生成物中に同位体を分離する
分子法がある。同位体分離を実現するため、上記レーザ
ーとして、特に、分子のラマン散乱によるシフト（誘導
ラマン効果）により、励起レーザーの波長を可変して赤
外線波長域で発振するラマンレーザーが好適である。
させ、分離反応を誘起し、生成物中に同位体を分離する
分子法がある。同位体分離を実現するため、上記レーザ
ーとして、特に、分子のラマン散乱によるシフト（誘導
ラマン効果）により、励起レーザーの波長を可変して赤
外線波長域で発振するラマンレーザーが好適である。
ラマンレーザーの特徴は波長可変が容易で、分子固有の
遷移により発振波長が固定し易く、しかも飽和強度が大
きい利点がある。しかし、ラマンレーザーの利得係数
は、ラマン活性媒質気体（パラ水素ガス）が常温状態で
は回転準位の分子数密度差が小さいため大きくできな
い。このため、多重反射ミラーを用いて実効媒質長を長
しく、更に、活性媒質を冷却して利得係数を上げて効率
的な光子変換が行われている。第４図は、従来から用い
られている冷却型多重反射セルの側面断面図である。こ
の装置は、外筒41、中間筒42、内筒43の三重セル構造か
ら成り、内筒43には一対の銅製ミラー44,45が設置さ
れ、活性媒質が充填されている。中間筒42と内筒43の間
には液体窒素45が供給され内筒43を冷却している。外筒
41と中間筒42の間は断熱槽である。
遷移により発振波長が固定し易く、しかも飽和強度が大
きい利点がある。しかし、ラマンレーザーの利得係数
は、ラマン活性媒質気体（パラ水素ガス）が常温状態で
は回転準位の分子数密度差が小さいため大きくできな
い。このため、多重反射ミラーを用いて実効媒質長を長
しく、更に、活性媒質を冷却して利得係数を上げて効率
的な光子変換が行われている。第４図は、従来から用い
られている冷却型多重反射セルの側面断面図である。こ
の装置は、外筒41、中間筒42、内筒43の三重セル構造か
ら成り、内筒43には一対の銅製ミラー44,45が設置さ
れ、活性媒質が充填されている。中間筒42と内筒43の間
には液体窒素45が供給され内筒43を冷却している。外筒
41と中間筒42の間は断熱槽である。
本発明者等は、ラマン利得の精密な検討を行い、第３図
に示すような常温型多重反射セルを用いて鋭意研究を重
ねた結果、励起入力を上げ、かつ、活性媒質の密度を上
げると常温ガス状態でも充分ラマン発振が可能であるこ
とを確認した。この常温型多重反射セルは一対の反射鏡
31、32の間隔を一定に保持するインバーロッド33を有す
る光学フレーム34を内筒35内に有し、常温においてもミ
ラー間隔が変化しないように配慮されている。
に示すような常温型多重反射セルを用いて鋭意研究を重
ねた結果、励起入力を上げ、かつ、活性媒質の密度を上
げると常温ガス状態でも充分ラマン発振が可能であるこ
とを確認した。この常温型多重反射セルは一対の反射鏡
31、32の間隔を一定に保持するインバーロッド33を有す
る光学フレーム34を内筒35内に有し、常温においてもミ
ラー間隔が変化しないように配慮されている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ウラン濃縮を目的として、装置を大型化
して高出力化しようとすると、第３図に示す構成では長
時間安定しない問題があった。これは、大型化によって
光学フレームあるいは内筒自体の伸縮量がわずかな温度
変化に対しても無視できない程増大するためである。ま
た、インバーは活性媒質を触媒作用によって化学変化さ
せ、主媒質に悪影響を及ぼす問題があった。更に、光学
用フレームを用いたミラー保持装置は、構造が複雑なた
め、ビーム経路に障害となるほこり等の除去が困難な欠
点があった。
して高出力化しようとすると、第３図に示す構成では長
時間安定しない問題があった。これは、大型化によって
光学フレームあるいは内筒自体の伸縮量がわずかな温度
変化に対しても無視できない程増大するためである。ま
た、インバーは活性媒質を触媒作用によって化学変化さ
せ、主媒質に悪影響を及ぼす問題があった。更に、光学
用フレームを用いたミラー保持装置は、構造が複雑なた
め、ビーム経路に障害となるほこり等の除去が困難な欠
点があった。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点は、 レーザー媒質が充填される容器の両端部を連結して、こ
の容器の圧力変形を抑える連結部材、 前記容器内に設置されたミラー間隔を温度変化によらず
一定に維持するインバー材料から形成され、前記容器外
に設置されたミラー間隔維持手段、 前記容器のミラー間に介在され、前記容器の熱寸法変化
と前記ミラー間隔維持手段の熱寸法変化との差を吸収す
る第１の伸縮部材、および 前記容器の一端部と前記ミラーの間に介在され、前記連
結部材の熱寸法変化と前記容器全体の熱寸法変化の差を
吸収する第２の伸縮部材を備えて構成される本発明の常
温型多重反射型セルを用いることにより解決される。
の容器の圧力変形を抑える連結部材、 前記容器内に設置されたミラー間隔を温度変化によらず
一定に維持するインバー材料から形成され、前記容器外
に設置されたミラー間隔維持手段、 前記容器のミラー間に介在され、前記容器の熱寸法変化
と前記ミラー間隔維持手段の熱寸法変化との差を吸収す
る第１の伸縮部材、および 前記容器の一端部と前記ミラーの間に介在され、前記連
結部材の熱寸法変化と前記容器全体の熱寸法変化の差を
吸収する第２の伸縮部材を備えて構成される本発明の常
温型多重反射型セルを用いることにより解決される。
（作 用） 温度が上昇すると、ラマン活性媒質が充填される容器お
よびこの容器の圧力変形を阻止する連結部在が熱膨張す
るが、ミラー間隔はインバー材料からなるミラー間隔維
持手段により維持される。容器および連結部材の熱膨張
は、容器のミラー間に介在された第１の伸縮部材および
容器の端部とミラー間に介在された第２の伸縮部材によ
って吸収される。温度が下降した場合でも、同様にして
容器変形およびミラー間隔の変化が防止される。
よびこの容器の圧力変形を阻止する連結部在が熱膨張す
るが、ミラー間隔はインバー材料からなるミラー間隔維
持手段により維持される。容器および連結部材の熱膨張
は、容器のミラー間に介在された第１の伸縮部材および
容器の端部とミラー間に介在された第２の伸縮部材によ
って吸収される。温度が下降した場合でも、同様にして
容器変形およびミラー間隔の変化が防止される。
（発明の効果） 本発明の常温型多重反射セルは温度や圧力変化に対し
て、ミラー間隔および対面精度を高精度に維持できる。
このため、装置の大型化が可能になりラマン変換の利得
係数も大幅に増大できる。従って、同位体分離を実現す
る高出力化が容易となる。また、インバー材料が直接ラ
マン活性媒体に接触することがないのでラマン活性媒質
に悪影響を及ぼすことがない。さらに、複雑な構成のミ
ラーを保持装置が別体として容器内に内蔵されることが
ないので容器内を清浄に保つことができる。
て、ミラー間隔および対面精度を高精度に維持できる。
このため、装置の大型化が可能になりラマン変換の利得
係数も大幅に増大できる。従って、同位体分離を実現す
る高出力化が容易となる。また、インバー材料が直接ラ
マン活性媒体に接触することがないのでラマン活性媒質
に悪影響を及ぼすことがない。さらに、複雑な構成のミ
ラーを保持装置が別体として容器内に内蔵されることが
ないので容器内を清浄に保つことができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。第１図に実施例として具体的構造を示す。内部にレ
ーザー媒体が充填される容器は、二つの円筒部分１、２
を含む。円筒部分１の端部は第１のジャバラ３を介し
て、一方の反射鏡４を取り付ける反射鏡取付部５に固着
されている。他方の反射鏡６を取り付ける反射鏡取付部
７は円筒部分１の他方の端部に固着されている。円筒部
分２の一方の端部は取付部分５に固着されており、他方
の端部は第２のジャバラ８を介して容器端壁９に接続さ
れている。一方の反射鏡取付部５の端部は容器の外部に
張り出しており、この張出部と、他方の反射鏡取付部７
および円筒部分２に固定されたフランジ10との間にイン
バー材料からなるインバーロッド11が張り伸ばされてい
る。容器端壁９の端部とフランジ10との間は容器の圧力
変形を抑える連結部材が設けられている。
る。第１図に実施例として具体的構造を示す。内部にレ
ーザー媒体が充填される容器は、二つの円筒部分１、２
を含む。円筒部分１の端部は第１のジャバラ３を介し
て、一方の反射鏡４を取り付ける反射鏡取付部５に固着
されている。他方の反射鏡６を取り付ける反射鏡取付部
７は円筒部分１の他方の端部に固着されている。円筒部
分２の一方の端部は取付部分５に固着されており、他方
の端部は第２のジャバラ８を介して容器端壁９に接続さ
れている。一方の反射鏡取付部５の端部は容器の外部に
張り出しており、この張出部と、他方の反射鏡取付部７
および円筒部分２に固定されたフランジ10との間にイン
バー材料からなるインバーロッド11が張り伸ばされてい
る。容器端壁９の端部とフランジ10との間は容器の圧力
変形を抑える連結部材が設けられている。
ラマンレーザー励起用のレーザービーム（例えばCO2レ
ーザー光）は入力窓13から入り、ミラー４面上に光軸上
から外れてあけた貫通孔を通して対面する一方のミラー
６に導入し、向かい合う２個のミラー間をｎ回（例えば
25回）往復しラマン変換を起こして、出射側のミラー６
上にあけた貫通孔からミラー対を通過して、出力窓14か
らラマン光として出力される。このようなビームの軌跡
はミラー対の間隔Ｌによって大きく変化する。
ーザー光）は入力窓13から入り、ミラー４面上に光軸上
から外れてあけた貫通孔を通して対面する一方のミラー
６に導入し、向かい合う２個のミラー間をｎ回（例えば
25回）往復しラマン変換を起こして、出射側のミラー６
上にあけた貫通孔からミラー対を通過して、出力窓14か
らラマン光として出力される。このようなビームの軌跡
はミラー対の間隔Ｌによって大きく変化する。
ジャバラ3,8を設置せず、インバーロッド11に直接内圧
による力が加わる場合、インバーロッド11の伸びすなわ
ちミラー間距離Ｌの圧力による変位Δ11は次式で与えら
れる。
による力が加わる場合、インバーロッド11の伸びすなわ
ちミラー間距離Ｌの圧力による変位Δ11は次式で与えら
れる。
Ｆは内圧によりインバーロッドにかかる圧力、Ｋはイン
バーロッドのバネ定数である。
バーロッドのバネ定数である。
例えば内圧が、大気圧（0kg/cm2）から2kg/cm2に上昇し
た場合、上式よりミラー間距離の変位は、Δ11＝0.3mm
となる。これにより出力孔のビームの位置が数mm以上移
動するためビームの再調整を要する。第１図に示す常温
型多重反射セルの構造においてはジャバラ3,8が内圧に
よるセル全体の伸びを吸収するため、ミラー間距離の変
位は内圧を2kg/cm2の場合でも0.3μｍと上記構造をとら
ない場合に比べて、1000分の１以下となり極めて微小で
ある。このため出力ビーム位置の変動は無視できる。
た場合、上式よりミラー間距離の変位は、Δ11＝0.3mm
となる。これにより出力孔のビームの位置が数mm以上移
動するためビームの再調整を要する。第１図に示す常温
型多重反射セルの構造においてはジャバラ3,8が内圧に
よるセル全体の伸びを吸収するため、ミラー間距離の変
位は内圧を2kg/cm2の場合でも0.3μｍと上記構造をとら
ない場合に比べて、1000分の１以下となり極めて微小で
ある。このため出力ビーム位置の変動は無視できる。
更に、第１図に示す常温型多重反射セルの構造におい
て、常温変化によるタイロッド12及び円筒部分1,2の変
位はジャバラ3,8によって吸収されるためミラー間距離
Ｌの変位はインバーロッド11の変位に等しくなる。
て、常温変化によるタイロッド12及び円筒部分1,2の変
位はジャバラ3,8によって吸収されるためミラー間距離
Ｌの変位はインバーロッド11の変位に等しくなる。
温度変化がΔθ（℃）の場合のインバーロッドの温度に
よる変位Δ12は次式で与えられる。
よる変位Δ12は次式で与えられる。
Δ12＝α・１・Δθ ここで、インバーの線膨張係数α＝0.6×10
-6（℃-1）、インバーロッドの長さ１＝3.5（ｍ）、室
温変化Δθ＝15℃とすると、インバーロッドの変位、す
なわちミラー間の変位はΔ12＝0.03（mm）となる。
-6（℃-1）、インバーロッドの長さ１＝3.5（ｍ）、室
温変化Δθ＝15℃とすると、インバーロッドの変位、す
なわちミラー間の変位はΔ12＝0.03（mm）となる。
ここで、インバーロッドの代わりに通常のタイロッド
（SUS304製）を使用した場合を考えると、SUS304の線膨
張係数は、αSUS304＝10.44×10-6（℃-1）であるか
ら、ミラー間距離Ｌの変位は、Δ12＝0.524（mm）とな
り、インバーロッドを使用した場合の約15倍になる。
（SUS304製）を使用した場合を考えると、SUS304の線膨
張係数は、αSUS304＝10.44×10-6（℃-1）であるか
ら、ミラー間距離Ｌの変位は、Δ12＝0.524（mm）とな
り、インバーロッドを使用した場合の約15倍になる。
第１図に示す常温型多重反射セルの構造において、セル
内圧及び温度によるミラー間距離の変化は充分小さいこ
とから、本構造は有効であることがわかる。
内圧及び温度によるミラー間距離の変化は充分小さいこ
とから、本構造は有効であることがわかる。
第２図にレーザー光の相対入力強度に対するレーザー光
の相対出力強度を示す。曲線Ａは第３図に示された従来
の常温型多重反射セルを用いた場合の結果を示し、曲線
Ｂは第１図に示される本発明の常温型多重反射セルを用
いた場合の結果を示す。第２図から分かるように本発明
の常温型多重反射セルを用いると、強い入力に対しても
ブレークダウンを生じることなく高効率で強い出力を発
生することが可能になる。
の相対出力強度を示す。曲線Ａは第３図に示された従来
の常温型多重反射セルを用いた場合の結果を示し、曲線
Ｂは第１図に示される本発明の常温型多重反射セルを用
いた場合の結果を示す。第２図から分かるように本発明
の常温型多重反射セルを用いると、強い入力に対しても
ブレークダウンを生じることなく高効率で強い出力を発
生することが可能になる。
第１図は、本発明の一実施例を示す多重反射型セルの断
面図、 第２図は、多重反射型セルへのレーザー光の相対入力強
度と相対出力強度との関係を示すグラフ、 第３図は、従来の常温型多重反射セルの断面図、 第４図は、従来の冷却型多重反射セルの断面図。 （符号の説明） 1,2……円筒部分、３……第１のジャバラ 4,6……反射鏡、5,7……反射鏡取付部 ８……第２のジャバラ、９……容器端壁 10……フランジ、11……インバーロッド、 12……タイロッド、13……入力窓、 14……出力窓、31,32……反射鏡、 33……インバーロッド、34……光学フレーム、 35……内筒、41……外筒、42……中間筒、 43……内筒、44,45……ミラー。
面図、 第２図は、多重反射型セルへのレーザー光の相対入力強
度と相対出力強度との関係を示すグラフ、 第３図は、従来の常温型多重反射セルの断面図、 第４図は、従来の冷却型多重反射セルの断面図。 （符号の説明） 1,2……円筒部分、３……第１のジャバラ 4,6……反射鏡、5,7……反射鏡取付部 ８……第２のジャバラ、９……容器端壁 10……フランジ、11……インバーロッド、 12……タイロッド、13……入力窓、 14……出力窓、31,32……反射鏡、 33……インバーロッド、34……光学フレーム、 35……内筒、41……外筒、42……中間筒、 43……内筒、44,45……ミラー。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−125687（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−116257（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−83067（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】レーザー媒質が充填される容器（１、２）
の両端部（９、10）を連結して、この容器の圧力変形を
抑える連結部材（12）、 前記容器（１、２）内に設置されたミラー（４、６）間
隔を温度変化によらず一定に維持するインバー材料から
形成され、前記容器外に設置されたミラー間隔維持手段
（11）、 前記容器（１、２）のミラー間（４、６）に介在され、
前記容器（１）の熱寸法変化と前記ミラー間隔維持手段
（11）の熱寸法変化との差を吸収する第１の伸縮部材
（３）、および 前記容器の一端部（９）と前記ミラー（４）の間に介在
され、前記連結部材（12）の熱寸法変化と前記容器
（１、２）全体の熱寸法変化の差を吸収する第２の伸縮
部材（８）を備えて構成される常温型多重反射セル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170287A JPH0797684B2 (ja) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | 常温型多重反射セル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62170287A JPH0797684B2 (ja) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | 常温型多重反射セル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6413784A JPS6413784A (en) | 1989-01-18 |
| JPH0797684B2 true JPH0797684B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=15902153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62170287A Expired - Lifetime JPH0797684B2 (ja) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | 常温型多重反射セル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797684B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001057288A1 (en) | 1999-08-04 | 2001-08-09 | General Electric Company | Electron beam physical vapor deposition apparatus and viewport therefor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198477U (ja) * | 1981-06-11 | 1982-12-16 | ||
| JPS6012779U (ja) * | 1983-07-05 | 1985-01-28 | 株式会社 三栄水栓製作所 | 水栓 |
-
1987
- 1987-07-08 JP JP62170287A patent/JPH0797684B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001057288A1 (en) | 1999-08-04 | 2001-08-09 | General Electric Company | Electron beam physical vapor deposition apparatus and viewport therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6413784A (en) | 1989-01-18 |
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