JPH09214027A - 電子線励起レーザ装置 - Google Patents
電子線励起レーザ装置Info
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- JPH09214027A JPH09214027A JP8016323A JP1632396A JPH09214027A JP H09214027 A JPH09214027 A JP H09214027A JP 8016323 A JP8016323 A JP 8016323A JP 1632396 A JP1632396 A JP 1632396A JP H09214027 A JPH09214027 A JP H09214027A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学反射層の膜厚に基づくレーザの発振効率
を高めるとともに、レーザ装置の放熱性を改善してレー
ザの発振効率を高めることを目的とする。 【解決手段】 活性層８と活性層８を挟むように形成さ
れた透過率の異なる第１及び第２の光学反射層より構成
される光共振器２０と、光共振器２０が内部に設置され
た真空容器３と、真空容器３内に設置された光共振器２
０に電子線を照射させる電子銃６とを有し、第１の光学
反射層７が第２の光学反射層９より透過率が高く、かつ
第１の光学反射層７側から電子銃６からの電子線２を照
射させるとともに第１の光学反射層７側からレーザ光１
を出射する構成を有する電子線励起レーザ装置である。
を高めるとともに、レーザ装置の放熱性を改善してレー
ザの発振効率を高めることを目的とする。 【解決手段】 活性層８と活性層８を挟むように形成さ
れた透過率の異なる第１及び第２の光学反射層より構成
される光共振器２０と、光共振器２０が内部に設置され
た真空容器３と、真空容器３内に設置された光共振器２
０に電子線を照射させる電子銃６とを有し、第１の光学
反射層７が第２の光学反射層９より透過率が高く、かつ
第１の光学反射層７側から電子銃６からの電子線２を照
射させるとともに第１の光学反射層７側からレーザ光１
を出射する構成を有する電子線励起レーザ装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導放出を用いた装
置に関するもので、特に電子線励起型半導体レーザに関
するものであり、投射型画像表示装置などのディスプレ
イ分野への応用が関連深いものである。
置に関するもので、特に電子線励起型半導体レーザに関
するものであり、投射型画像表示装置などのディスプレ
イ分野への応用が関連深いものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体をレーザ共振器として用いる半導
体レーザには３つの型があり、それぞれのレーザ効果発
生モードによって注入レーザダイオード、電子線励起レ
ーザまたは光学的励起レーザに区別される。
体レーザには３つの型があり、それぞれのレーザ効果発
生モードによって注入レーザダイオード、電子線励起レ
ーザまたは光学的励起レーザに区別される。
【０００３】上記の３つの型の半導体レーザのうち、電
子線励起レーザの主な利点は、すべてのダイレクトギャ
ップ半導体を使用することを可能とする点であり、特に
注入レーザダイオードの構成が困難であるすべてのダイ
レクトギャップ半導体を用いることは紫外部から赤外部
までに発光波長を広げることを可能とする。
子線励起レーザの主な利点は、すべてのダイレクトギャ
ップ半導体を使用することを可能とする点であり、特に
注入レーザダイオードの構成が困難であるすべてのダイ
レクトギャップ半導体を用いることは紫外部から赤外部
までに発光波長を広げることを可能とする。
【０００４】また、大画面高品位表示装置として、電子
線励起の紫外線面発光レーザ投射管を利用した自発光型
レーザ表示装置が考案された（特開平６−８９０７５
号、特開平６−３０３６２５号）。
線励起の紫外線面発光レーザ投射管を利用した自発光型
レーザ表示装置が考案された（特開平６−８９０７５
号、特開平６−３０３６２５号）。
【０００５】図６は上記表示装置の構成を示す斜視図、
図７は同表示装置に用いられている陰極線管の構成を示
す断面図である。
図７は同表示装置に用いられている陰極線管の構成を示
す断面図である。
【０００６】図６及び図７において、陰極線管のフェー
スプレート５８の内面に発光層５９が配置されており、
この発光層５９が、電子銃６０からの電子ビームの照射
によって励起され、紫外レーザ光を前面に発する。な
お、発光層５９は、膜厚が１００ｎｍ〜１００μｍ程度
の活性層６１とその両側に形成された反射層６２、６３
より構成される光共振器６４から成る。
スプレート５８の内面に発光層５９が配置されており、
この発光層５９が、電子銃６０からの電子ビームの照射
によって励起され、紫外レーザ光を前面に発する。な
お、発光層５９は、膜厚が１００ｎｍ〜１００μｍ程度
の活性層６１とその両側に形成された反射層６２、６３
より構成される光共振器６４から成る。
【０００７】上記活性層６１には、３．１ｅＶ以上のバ
ンドギャップを有するＺｎＳなどのIIb-VI族化合物半導
体、あるいはＭｇＳなどのIIa-VI族化合物半導体、ある
いはＧａＮなどのIII-V 族化合物半導体、あるいはＭｎ
Ｓなどのマンガンカルコゲナイド化合物、もしくはこれ
らの混晶などが主に用いられる。
ンドギャップを有するＺｎＳなどのIIb-VI族化合物半導
体、あるいはＭｇＳなどのIIa-VI族化合物半導体、ある
いはＧａＮなどのIII-V 族化合物半導体、あるいはＭｎ
Ｓなどのマンガンカルコゲナイド化合物、もしくはこれ
らの混晶などが主に用いられる。
【０００８】また上記の電子銃側に設けられた反射層６
２には、膜厚が１００〜５００ｎｍ程度のＡｌ、Ａｇ等
の金属反射鏡が用いられる。
２には、膜厚が１００〜５００ｎｍ程度のＡｌ、Ａｇ等
の金属反射鏡が用いられる。
【０００９】さらに上記のフェースプレート側に設けら
れた反射鏡６３には膜厚が２０〜１００ｎｍ程度のＡ
ｌ、Ａｇ等の金属反射鏡、あるいはＳｉＯ2とＴｉＯ
2や、屈折率の違う２種類の化合物半導体などの組合せ
の多層膜反射鏡などが用いられる。
れた反射鏡６３には膜厚が２０〜１００ｎｍ程度のＡ
ｌ、Ａｇ等の金属反射鏡、あるいはＳｉＯ2とＴｉＯ
2や、屈折率の違う２種類の化合物半導体などの組合せ
の多層膜反射鏡などが用いられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子線励起のレ
ーザは、電子線照射側の光学反射層が厚いために、電子
線が活性層に到達するまでに減衰するという課題があっ
た。ここで、光学反射層を薄くしてやることが容易に考
えられるが、従来の構成では反射率の高い側（透過率の
低い側）から電子線を照射していたため、薄膜化とはい
え、限界があった。
ーザは、電子線照射側の光学反射層が厚いために、電子
線が活性層に到達するまでに減衰するという課題があっ
た。ここで、光学反射層を薄くしてやることが容易に考
えられるが、従来の構成では反射率の高い側（透過率の
低い側）から電子線を照射していたため、薄膜化とはい
え、限界があった。
【００１１】また、従来の電子線励起レーザ装置では、
放熱性が悪く、電子線照射により発生する熱により、発
光層（光学反射層や活性層）が破壊されるという課題
や、レーザの効率が低下する、あるいはレーザしきい値
が高くなる（一般に温度が高くなるとレーザの効率が低
下するとともにしきい値も高くなる）という課題があっ
た。
放熱性が悪く、電子線照射により発生する熱により、発
光層（光学反射層や活性層）が破壊されるという課題
や、レーザの効率が低下する、あるいはレーザしきい値
が高くなる（一般に温度が高くなるとレーザの効率が低
下するとともにしきい値も高くなる）という課題があっ
た。
【００１２】本発明は、このような電子線励起レーザ装
置において、レーザの効率を高めることを第１の目的と
し、レーザ装置の放熱性を高めることを第２の目的とす
るものである。
置において、レーザの効率を高めることを第１の目的と
し、レーザ装置の放熱性を高めることを第２の目的とす
るものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この光学反射層を通り抜
けるまでに電子線のエネルギーが減少するという課題を
解決するために、本発明の電子線励起レーザ装置は、少
なくとも活性層と前記活性層を挟むように形成された透
過率の異なる２種類の光学反射層より構成される光共振
器を有し、透過率の高い方の光学反射層に電子線を照射
し、かつレーザ光を出射する構造とし、電子線照射側の
光学反射層が薄い構造としたものである。
けるまでに電子線のエネルギーが減少するという課題を
解決するために、本発明の電子線励起レーザ装置は、少
なくとも活性層と前記活性層を挟むように形成された透
過率の異なる２種類の光学反射層より構成される光共振
器を有し、透過率の高い方の光学反射層に電子線を照射
し、かつレーザ光を出射する構造とし、電子線照射側の
光学反射層が薄い構造としたものである。
【００１４】また、放熱性が悪いという課題を解決する
ために、電子線照射により発生する熱を光共振器の電子
線を照射しない面を通して放散させるための放熱部材が
設けられている構造としたものである。
ために、電子線照射により発生する熱を光共振器の電子
線を照射しない面を通して放散させるための放熱部材が
設けられている構造としたものである。
【００１５】また、好ましくはこの課題を解決するため
に、放熱部材の少なくとも一部が大気に接している構造
としたものである。
に、放熱部材の少なくとも一部が大気に接している構造
としたものである。
【００１６】また、好ましくはこの課題を解決するため
に、放熱部材内を冷却用流体が流れる構造としたもので
ある。
に、放熱部材内を冷却用流体が流れる構造としたもので
ある。
【００１７】本発明は上記の構成を採用することによ
り、透過率の高い側（言い換えれば、例えば反射層の薄
い側）から電子線を入射させているため、電子線そのも
のの活性層への透過率が高くなるため、効率よくレーザ
を発振させることが可能となる。
り、透過率の高い側（言い換えれば、例えば反射層の薄
い側）から電子線を入射させているため、電子線そのも
のの活性層への透過率が高くなるため、効率よくレーザ
を発振させることが可能となる。
【００１８】また好ましい場合として、放熱部材を付加
することによっても、効率よくレーザを発振させること
が可能となるわけであるが、これは、本発明のように電
子線の入射側とレーザの発振側とを一致させた場合に可
能な構成である。
することによっても、効率よくレーザを発振させること
が可能となるわけであるが、これは、本発明のように電
子線の入射側とレーザの発振側とを一致させた場合に可
能な構成である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る電子線励起レーザ装置について、図１から図５を用い
て説明する。
る電子線励起レーザ装置について、図１から図５を用い
て説明する。
【００２０】（実施の形態１）図１は本発明実施の形態
１における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示した
ものであり、図１において、投射管内を真空に保つため
の真空容器３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進
行方向を変化させ、また光共振器表面に電子線を集束さ
せる作用を行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐ
ための導電性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２
０から構成されている。光共振器２０は電子銃側に設け
られた光学反射層７、活性層８、真空容器側に設けられ
た光学反射層９から構成されている。
１における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示した
ものであり、図１において、投射管内を真空に保つため
の真空容器３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進
行方向を変化させ、また光共振器表面に電子線を集束さ
せる作用を行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐ
ための導電性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２
０から構成されている。光共振器２０は電子銃側に設け
られた光学反射層７、活性層８、真空容器側に設けられ
た光学反射層９から構成されている。
【００２１】光学反射層７、９にはＡｌ、Ａｇ等の金属
反射鏡、あるいはＳｉＯ2とＴｉＯ2多層膜反射鏡や、屈
折率の違う２種類の化合物半導体などの組合せの多層膜
反射鏡（この場合多層膜反射鏡が透過率の低いほうとな
る）などが用いられる。ここで、電子銃側に設けられた
光学反射層７は真空容器側に設けられた光学反射層９よ
り出射されるレーザ光の波長の光に対する透過率を高く
する必要がある。これにより光学反射層７、９に上記の
いずれの材料を用いた場合においても、電子銃側に設け
られた光学反射層７は真空容器側に設けられた光学反射
層９より膜厚が薄い。
反射鏡、あるいはＳｉＯ2とＴｉＯ2多層膜反射鏡や、屈
折率の違う２種類の化合物半導体などの組合せの多層膜
反射鏡（この場合多層膜反射鏡が透過率の低いほうとな
る）などが用いられる。ここで、電子銃側に設けられた
光学反射層７は真空容器側に設けられた光学反射層９よ
り出射されるレーザ光の波長の光に対する透過率を高く
する必要がある。これにより光学反射層７、９に上記の
いずれの材料を用いた場合においても、電子銃側に設け
られた光学反射層７は真空容器側に設けられた光学反射
層９より膜厚が薄い。
【００２２】従って例えば、Ａｇ、Ａｌ等の金属反射鏡
の場合、光学反射層７の膜厚は１０から１００ｎｍ程度
で、光学反射層９の膜厚は１００から５００ｎｍ程度に
なる。
の場合、光学反射層７の膜厚は１０から１００ｎｍ程度
で、光学反射層９の膜厚は１００から５００ｎｍ程度に
なる。
【００２３】また、光学反射層の厚みをコントロールす
るのではなく、光学反射層７をＡｌ、一方光学反射層９
をＡｇとしてやれば、厚みをコントロールすることな
く、透過率を所望の状態に設定することができる。
るのではなく、光学反射層７をＡｌ、一方光学反射層９
をＡｇとしてやれば、厚みをコントロールすることな
く、透過率を所望の状態に設定することができる。
【００２４】活性層８には、可視から紫外のバンドギャ
ップを有する、ＺｎＳなどのIIb-VI族化合物半導体、あ
るいはＭｇＳなどのIIa-VI族化合物半導体、あるいはＧ
ａＮなどのIII-V 族化合物半導体、あるいはＭｎＳなど
のマンガンカルコゲナイド化合物、もしくはこれらの混
晶などが主に用いられる。
ップを有する、ＺｎＳなどのIIb-VI族化合物半導体、あ
るいはＭｇＳなどのIIa-VI族化合物半導体、あるいはＧ
ａＮなどのIII-V 族化合物半導体、あるいはＭｎＳなど
のマンガンカルコゲナイド化合物、もしくはこれらの混
晶などが主に用いられる。
【００２５】上記のように構成された電子線励起レーザ
装置において、電子銃６より加速電圧１０〜１００ｋＶ
で出射された電子ビーム２は、偏向コイル５により光共
振器２０の面に集束され、面上を走査する。そうすれ
ば、電子線により活性層８が励起され、電子銃側の光学
反射層７から面に垂直にレーザ光が出射される。
装置において、電子銃６より加速電圧１０〜１００ｋＶ
で出射された電子ビーム２は、偏向コイル５により光共
振器２０の面に集束され、面上を走査する。そうすれ
ば、電子線により活性層８が励起され、電子銃側の光学
反射層７から面に垂直にレーザ光が出射される。
【００２６】以下では、上記の図１に示す電子線励起レ
ーザの具体的な例について詳細に説明する。
ーザの具体的な例について詳細に説明する。
【００２７】電子銃側の光学反射層７として厚さ３５ｎ
ｍのＡｇの蒸着膜を用い、真空容器側の光学反射層９と
して厚さ２００ｎｍのＡｇ蒸着膜を用いた。活性層８と
して厚さ１５μｍに研磨したＣｄＳを用いた。加速電圧
３０ｋＶに加速された電子ビームを光学反射層７に照射
し、その表面を走査した。この場合のレーザ発振しきい
値電流密度の最小値として６０〜７０A/cm2 であった。
出射された緑色（波長５２６ｎｍ）のレーザ光の光束は
電子ビームの走査に対応して走査された。
ｍのＡｇの蒸着膜を用い、真空容器側の光学反射層９と
して厚さ２００ｎｍのＡｇ蒸着膜を用いた。活性層８と
して厚さ１５μｍに研磨したＣｄＳを用いた。加速電圧
３０ｋＶに加速された電子ビームを光学反射層７に照射
し、その表面を走査した。この場合のレーザ発振しきい
値電流密度の最小値として６０〜７０A/cm2 であった。
出射された緑色（波長５２６ｎｍ）のレーザ光の光束は
電子ビームの走査に対応して走査された。
【００２８】図７に示す従来例において同様の構成をと
るには、電子銃側光学反射層６２を厚さ１００ｎｍ以上
のＡｇ蒸着膜、真空容器側の光学反射層５８を厚さ３５
ｎｍのＡｇ蒸着膜としなければならないが、この場合の
レーザ発振しきい値電流密度の最小値は９０A/cm2 であ
った。
るには、電子銃側光学反射層６２を厚さ１００ｎｍ以上
のＡｇ蒸着膜、真空容器側の光学反射層５８を厚さ３５
ｎｍのＡｇ蒸着膜としなければならないが、この場合の
レーザ発振しきい値電流密度の最小値は９０A/cm2 であ
った。
【００２９】以上のように、本実施の形態の構成をとる
ことにより、電子銃側の光学反射層の厚さを薄くするこ
とが可能となり、これにより電子銃側の光学反射層にお
ける電子ビームの吸収が減少し、活性層を励起する電子
ビームの実質的なエネルギーが増加したことにより、し
きい値電流密度が減少した。
ことにより、電子銃側の光学反射層の厚さを薄くするこ
とが可能となり、これにより電子銃側の光学反射層にお
ける電子ビームの吸収が減少し、活性層を励起する電子
ビームの実質的なエネルギーが増加したことにより、し
きい値電流密度が減少した。
【００３０】（実施の形態２）図２は本発明実施の形態
２における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示した
ものであり、図２において、投射管内を真空に保つため
の真空容器３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進
行方向を変化させ、また光共振器表面に電子線を集束さ
せる作用を行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐ
ための導電性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２
０、および光共振器２０に接するように配置された電子
線照射により発生する熱を放散させるための放熱部材１
０より構成される。本実施の形態では、電子線の入射側
とレーザの発振側とを一致させているため、上記の電子
線の入射側でもレーザの発振側でもない側の光学反射層
側に放熱部材を形成することが可能となる。一方従来の
ような、電子線の入射側とレーザの発振側とが異なる光
学反射層の場合は、放熱部材を形成することは物理的に
不可能である。
２における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示した
ものであり、図２において、投射管内を真空に保つため
の真空容器３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進
行方向を変化させ、また光共振器表面に電子線を集束さ
せる作用を行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐ
ための導電性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２
０、および光共振器２０に接するように配置された電子
線照射により発生する熱を放散させるための放熱部材１
０より構成される。本実施の形態では、電子線の入射側
とレーザの発振側とを一致させているため、上記の電子
線の入射側でもレーザの発振側でもない側の光学反射層
側に放熱部材を形成することが可能となる。一方従来の
ような、電子線の入射側とレーザの発振側とが異なる光
学反射層の場合は、放熱部材を形成することは物理的に
不可能である。
【００３１】なお、光学反射層７、９、活性層８の詳
細、電子ビームの照射の方法、レーザ光の出射方向は上
記の実施の形態１の場合と同様である。
細、電子ビームの照射の方法、レーザ光の出射方向は上
記の実施の形態１の場合と同様である。
【００３２】以下では、上記の図２に示す電子線励起レ
ーザの具体的な例について詳細に説明する。
ーザの具体的な例について詳細に説明する。
【００３３】図２において、電子銃側の光学反射層７と
して厚さ３５ｎｍのＡｇの蒸着膜を用い、真空容器側の
光学反射層９として厚さ２００ｎｍのＡｇの蒸着膜を用
いた。活性層８として厚さ１５μｍに研磨したＣｄＳを
用いた。放熱部材１０として、２ｃｍ角で厚さが１ｃｍ
の銅ブロックを真空容器内に配置し、光共振器２０を銅
ブロック１０に接するように配置した。
して厚さ３５ｎｍのＡｇの蒸着膜を用い、真空容器側の
光学反射層９として厚さ２００ｎｍのＡｇの蒸着膜を用
いた。活性層８として厚さ１５μｍに研磨したＣｄＳを
用いた。放熱部材１０として、２ｃｍ角で厚さが１ｃｍ
の銅ブロックを真空容器内に配置し、光共振器２０を銅
ブロック１０に接するように配置した。
【００３４】加速電圧３０ｋＶに加速された電子ビーム
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は４０〜５０
A/cm 2 であった。
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は４０〜５０
A/cm 2 であった。
【００３５】上記の結果から明らかなように、放熱部材
を設置することにより、電子ビーム照射による光共振器
の温度上昇が抑えられ、しきい値電流密度がさらに減少
した。
を設置することにより、電子ビーム照射による光共振器
の温度上昇が抑えられ、しきい値電流密度がさらに減少
した。
【００３６】なお、放熱部材としては前記銅以外の熱伝
導性の高い金属や、グラファイト、ダイヤモンドなどを
用いても同様に実施可能である。
導性の高い金属や、グラファイト、ダイヤモンドなどを
用いても同様に実施可能である。
【００３７】また、本実施の形態では、図３に示すよう
に、放熱用銅ブロック１０上にＩｎ、ＩｎＧａ、Ｇａ、
ＩｎＨｇなどの低融点金属１２を液体の状態で塗布し、
その上から光共振器２０を押えながら設置することも、
より放熱性を向上させる具体例として考えられる。具体
的には、この低融点金属としては、ＩｎＧａを用いた。
さらに、光共振器２０の側面および電子線入射面の少な
くとも一部を覆い銅ブロック１０に接するように導電ペ
ーストまたは上記の低融点金属１１を液体の状態で塗布
し、硬化させた。
に、放熱用銅ブロック１０上にＩｎ、ＩｎＧａ、Ｇａ、
ＩｎＨｇなどの低融点金属１２を液体の状態で塗布し、
その上から光共振器２０を押えながら設置することも、
より放熱性を向上させる具体例として考えられる。具体
的には、この低融点金属としては、ＩｎＧａを用いた。
さらに、光共振器２０の側面および電子線入射面の少な
くとも一部を覆い銅ブロック１０に接するように導電ペ
ーストまたは上記の低融点金属１１を液体の状態で塗布
し、硬化させた。
【００３８】加速電圧３０ｋＶに加速された電子ビーム
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は３５A/cm2
であった。
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は３５A/cm2
であった。
【００３９】放熱部材と光共振器間を低融点金属を塗布
し熱伝導性が改善されたこと、光共振器の側面および上
面の一部からも放熱するようにしたことにより、電子ビ
ーム照射による光共振器の温度上昇が抑えられ、しきい
値電流密度がさらに減少した。
し熱伝導性が改善されたこと、光共振器の側面および上
面の一部からも放熱するようにしたことにより、電子ビ
ーム照射による光共振器の温度上昇が抑えられ、しきい
値電流密度がさらに減少した。
【００４０】（実施の形態３）図４は本発明実施の形態
３における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示した
ものであり、図４において、投射管内を真空に保つため
の真空容器３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進
行方向を変化させ、また光共振器表面に電子線を集束さ
せる作用を行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐ
ための導電性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２
０、および光共振器２０に接するように配置された電子
線照射により発生する熱を放散させるための放熱部材１
０より構成される。
３における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示した
ものであり、図４において、投射管内を真空に保つため
の真空容器３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進
行方向を変化させ、また光共振器表面に電子線を集束さ
せる作用を行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐ
ための導電性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２
０、および光共振器２０に接するように配置された電子
線照射により発生する熱を放散させるための放熱部材１
０より構成される。
【００４１】ここで上記の実施の形態２に示す電子線励
起レーザ（図２及び図３）と構成が異なるのは、放熱部
材１０の少なくとも一部が大気と接している点であり、
この構成により、放熱部材からの熱放散が促進される。
起レーザ（図２及び図３）と構成が異なるのは、放熱部
材１０の少なくとも一部が大気と接している点であり、
この構成により、放熱部材からの熱放散が促進される。
【００４２】なお、光学反射層７、９、活性層８の詳
細、電子ビームの照射の方法、レーザ光の出射方向は上
記の実施の形態１の場合と同様である。
細、電子ビームの照射の方法、レーザ光の出射方向は上
記の実施の形態１の場合と同様である。
【００４３】以下では、上記の図４示す電子線励起レー
ザの具体的な例について詳細に説明する。
ザの具体的な例について詳細に説明する。
【００４４】図４に示すように、放熱部材１０として厚
さ５ｍｍのＦｅ・Ｎｉ・Ｃｏ合金（コバール）を用い
た。放熱部材１０の真空側の面に光共振器２０を設置
し、片側の面は大気と接している。
さ５ｍｍのＦｅ・Ｎｉ・Ｃｏ合金（コバール）を用い
た。放熱部材１０の真空側の面に光共振器２０を設置
し、片側の面は大気と接している。
【００４５】次に上記の実施の形態２に示す電子線励起
レーザと同様に、放熱部材１０上にＩｎＧａを液体の状
態で塗布し、その上から光共振器２０を押えながら設置
する。さらに、光共振器２０の側面および電子線入射面
の少なくとも一部を覆い放熱部材１０に接するように導
電ペーストを液体の状態で塗布し、硬化させた。放熱部
材１０とガラス製の真空容器３とは低融点ガラス１３に
より接着した。
レーザと同様に、放熱部材１０上にＩｎＧａを液体の状
態で塗布し、その上から光共振器２０を押えながら設置
する。さらに、光共振器２０の側面および電子線入射面
の少なくとも一部を覆い放熱部材１０に接するように導
電ペーストを液体の状態で塗布し、硬化させた。放熱部
材１０とガラス製の真空容器３とは低融点ガラス１３に
より接着した。
【００４６】加速電圧３０ｋＶに加速された電子ビーム
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は３０A/cm2
であった。
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は３０A/cm2
であった。
【００４７】放熱部材の少なくとも一部が大気に接する
構成をとることにより、電子ビーム照射による光共振器
の温度上昇が抑えられ、しきい値電流密度がさらに減少
した。
構成をとることにより、電子ビーム照射による光共振器
の温度上昇が抑えられ、しきい値電流密度がさらに減少
した。
【００４８】（実施の形態４）図５は本発明実施の形態
４における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示し、
図５において、投射管内を真空に保つための真空容器
３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進行方向を変
化させ、また光共振器表面に電子線を集束させる作用を
行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐための導電
性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２０、および
光共振器２０に接するように配置された電子線照射によ
り発生する熱を放散させるための放熱部材１０より構成
される。
４における電子線励起レーザ装置投射管の構成を示し、
図５において、投射管内を真空に保つための真空容器
３、電子線を出射する電子銃６、電子線の進行方向を変
化させ、また光共振器表面に電子線を集束させる作用を
行なう偏向電極５、電子線による帯電を防ぐための導電
性材料薄膜４、レーザ光を発する光共振器２０、および
光共振器２０に接するように配置された電子線照射によ
り発生する熱を放散させるための放熱部材１０より構成
される。
【００４９】放熱部材１０の内部を放熱用流体１４とし
て、水などの液体、または窒素などの気体が流れてお
り、放熱部材からの熱放散が促進される。
て、水などの液体、または窒素などの気体が流れてお
り、放熱部材からの熱放散が促進される。
【００５０】また、放熱用流体１４として液体窒素など
の低沸点の液体や低温の気体を用いると、光共振器を低
温で動作させることができる。
の低沸点の液体や低温の気体を用いると、光共振器を低
温で動作させることができる。
【００５１】なお、光学反射層７、９、活性層８の詳
細、電子ビームの照射の方法、レーザ光の出射方向は上
記の実施の形態１の場合と同様である。
細、電子ビームの照射の方法、レーザ光の出射方向は上
記の実施の形態１の場合と同様である。
【００５２】以下では、上記の図５示す電子線励起レー
ザの具体的な例について詳細に説明する。
ザの具体的な例について詳細に説明する。
【００５３】図５に示すように、放熱部材１０として厚
さ４ｃｍの中空の銅ブロック１０を用いた。銅ブロック
１０とガラス製真空容器３との接続はコバールを銅ブロ
ック１０に溶接した後、低融点ガラス１３を用いて行な
った。放熱用流体１４として、水が銅ブロック１０内を
流れるようにした。
さ４ｃｍの中空の銅ブロック１０を用いた。銅ブロック
１０とガラス製真空容器３との接続はコバールを銅ブロ
ック１０に溶接した後、低融点ガラス１３を用いて行な
った。放熱用流体１４として、水が銅ブロック１０内を
流れるようにした。
【００５４】銅ブロック１０の真空側の面に光共振器を
設置した。上記の実施の形態２における電子線励起レー
ザと同様に、放熱用銅ブロック１０上にＩｎＧａを液体
の状態で塗布し、その上から光共振器２０を押えながら
設置する。さらに、光共振器２０の側面および電子線入
射面の少なくとも一部を覆い銅ブロックに接するように
導電ペーストを液体の状態で塗布し、硬化させた。
設置した。上記の実施の形態２における電子線励起レー
ザと同様に、放熱用銅ブロック１０上にＩｎＧａを液体
の状態で塗布し、その上から光共振器２０を押えながら
設置する。さらに、光共振器２０の側面および電子線入
射面の少なくとも一部を覆い銅ブロックに接するように
導電ペーストを液体の状態で塗布し、硬化させた。
【００５５】加速電圧３０ｋＶに加速された電子ビーム
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は２５A/cm2
であった。
を光学反射層７に照射し、その表面を走査した。この場
合のレーザ発振しきい値電流密度の最小値は２５A/cm2
であった。
【００５６】放熱部材内に放熱用流体が流れることによ
り、電子ビーム照射による光共振器の温度上昇が抑えら
れ、しきい値電流密度がさらに低下した。
り、電子ビーム照射による光共振器の温度上昇が抑えら
れ、しきい値電流密度がさらに低下した。
【００５７】
【発明の効果】電子線励起のレーザにおいて、電子ビー
ム照射面とレーザ光出射面を同一面にしたことにより、
電子ビーム入射側の光学反射層７を薄くすることが可能
となった。光学反射層７中での入射電子ビームのエネル
ギー減衰量が減少し、活性層に到達する実質的な電子ビ
ームの強度が増加することにより、レーザ発振のしきい
値電流密度が減少した。
ム照射面とレーザ光出射面を同一面にしたことにより、
電子ビーム入射側の光学反射層７を薄くすることが可能
となった。光学反射層７中での入射電子ビームのエネル
ギー減衰量が減少し、活性層に到達する実質的な電子ビ
ームの強度が増加することにより、レーザ発振のしきい
値電流密度が減少した。
【００５８】また、１）光共振器に放熱部材を接触させ
ること、２）前記の放熱部材の少なくとも一部を大気に
接触させること、３）前記の放熱部材内に放熱用流体を
流すこと、により電子ビーム照射により発生する熱を効
率的に放散することが可能となった。これにより、光共
振器が損傷する電子ビーム強度が高くなり、またレーザ
発振のしきい値電流密度が減少した。
ること、２）前記の放熱部材の少なくとも一部を大気に
接触させること、３）前記の放熱部材内に放熱用流体を
流すこと、により電子ビーム照射により発生する熱を効
率的に放散することが可能となった。これにより、光共
振器が損傷する電子ビーム強度が高くなり、またレーザ
発振のしきい値電流密度が減少した。
【図１】本発明の実施の形態における電子線励起レーザ
装置投射管の断面図
装置投射管の断面図
【図２】本発明の実施の形態における電子線励起レーザ
装置投射管の断面図
装置投射管の断面図
【図３】本発明の実施の形態における電子線励起レーザ
装置投射管の断面図
装置投射管の断面図
【図４】本発明の実施の形態における電子線励起レーザ
装置投射管の断面図
装置投射管の断面図
【図５】本発明の実施の形態における電子線励起レーザ
装置投射管の断面図
装置投射管の断面図
【図６】従来の自発光型レーザ表示装置の構成を示す斜
視図
視図
【図７】面発光電子線励起レーザ装置投射管の構成を示
す断面図
す断面図
１ 出射レーザ光 ２ 入射電子ビーム ３ 真空容器（ガラス） ４ 導電性材料薄膜 ５ 偏向コイル ６ 電子銃 ７，９ 光学反射層（Ａｇなど） ８ 活性層 １０ 放熱部材（銅ブロックなど） １１ 放熱用導電ペースト １２ 低融点金属 １３ 低融点ガラス １４ 放熱用流体 ２０ 光共振器
Claims (10)
- 【請求項１】少なくとも活性層と前記活性層を挟むよう
に形成された透過率の異なる第１及び第２の光学反射層
より構成される光共振器と、前記光共振器が内部に設置
された真空容器と、前記真空容器内に設置された前記光
共振器に電子線を照射させる電子銃とを有する電子線励
起レーザ装置であって、前記第１の光学反射層が前記第
２の光学反射層より透過率が高く、かつ前記第１の光学
反射層側から前記電子銃からの電子線を照射させるとと
もに前記第１の光学反射層側からレーザ光を出射するこ
とを特徴とする電子線励起レーザ装置。 - 【請求項２】第１の光学反射層が第２の光学反射層より
も膜厚が薄いことを特徴とする請求項１に記載の電子線
励起レーザ装置。 - 【請求項３】第２の光学反射層として誘電体多層膜また
は化合物半導体多層膜を用いることを特徴とする請求項
１に記載の電子線励起レーザ装置。 - 【請求項４】第２の光学反射層の活性層の存在する側と
は反対側に放熱部材が形成されていることを特徴とする
請求項１に記載の電子線励起レーザ装置。 - 【請求項５】光共振器の側面に放熱部材が形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の電子線励起レーザ
装置。 - 【請求項６】放熱部材として低融点金属、導電性ペース
ト、銅、Ｆｅ・Ｃｏ・Ｎｉ合金、グラファイトまたはダ
イアモンドを用いることを特徴とする請求項４または５
にに記載の電子線励起レーザ装置。 - 【請求項７】第２の光学反射層の活性層の存在する側と
は反対側に第１の放熱部材が形成されるとともに光共振
器の側面に第２の放熱部材が形成されており、かつ、前
記第１の放熱部材が銅、Ｆｅ・Ｃｏ・Ｎｉ合金、グラフ
ァイトまたはダイアモンドであり、前記第２の放熱部材
が低融点金属または導電性ペーストであることを特徴と
する請求項１に記載の電子線励起レーザ装置。 - 【請求項８】放熱部材の少なくとも一部が大気に接して
いることを特徴とする請求項４に記載の電子線励起レー
ザ装置。 - 【請求項９】放熱部材内を放熱用流体が流れることを特
徴とする請求項４に記載の電子線励起レーザ装置。 - 【請求項１０】放熱用流体が水等の液体、窒素や空気等
の気体または液体窒素などの低温の液体または気体であ
ることを特徴とする請求項９に記載の電子線励起レーザ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8016323A JPH09214027A (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 電子線励起レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8016323A JPH09214027A (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 電子線励起レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09214027A true JPH09214027A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11913273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8016323A Pending JPH09214027A (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | 電子線励起レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09214027A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008311654A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Trumpf Laser Marking Systems Ag | ガス冷式のレーザ装置 |
| WO2011161775A1 (ja) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | 株式会社日立製作所 | 電子線励起型発光装置 |
| WO2012063585A1 (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | ウシオ電機株式会社 | 電子線励起型光源 |
| JP2012104642A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Ushio Inc | 電子線励起型光源 |
| JP2012104643A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Ushio Inc | 電子線励起型光源 |
| JP2012104641A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Ushio Inc | 電子線励起型光源 |
| WO2012147469A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | ウシオ電機株式会社 | 電子線励起型光源装置 |
| JP5192097B2 (ja) * | 2010-06-03 | 2013-05-08 | 国立大学法人京都大学 | 紫外線照射装置 |
| WO2013145915A1 (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | ウシオ電機株式会社 | 電子線励起型紫外線放射装置 |
| JP2014086648A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Ricoh Co Ltd | レーザ励起レーザ装置 |
-
1996
- 1996-02-01 JP JP8016323A patent/JPH09214027A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008311654A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Trumpf Laser Marking Systems Ag | ガス冷式のレーザ装置 |
| JP5192097B2 (ja) * | 2010-06-03 | 2013-05-08 | 国立大学法人京都大学 | 紫外線照射装置 |
| US8686401B2 (en) | 2010-06-03 | 2014-04-01 | Kyoto University | Ultraviolet irradiation apparatus |
| JP5383912B2 (ja) * | 2010-06-23 | 2014-01-08 | 株式会社日立製作所 | 電子線励起型発光装置 |
| WO2011161775A1 (ja) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | 株式会社日立製作所 | 電子線励起型発光装置 |
| WO2012063585A1 (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | ウシオ電機株式会社 | 電子線励起型光源 |
| JP2012104642A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Ushio Inc | 電子線励起型光源 |
| JP2012104643A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Ushio Inc | 電子線励起型光源 |
| JP2012104641A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Ushio Inc | 電子線励起型光源 |
| US9184559B2 (en) | 2010-11-10 | 2015-11-10 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Electron-beam-pumped light source |
| WO2012147469A1 (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | ウシオ電機株式会社 | 電子線励起型光源装置 |
| JP2012234914A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Ushio Inc | 電子線励起型光源装置 |
| WO2013145915A1 (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | ウシオ電機株式会社 | 電子線励起型紫外線放射装置 |
| JP2014086648A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Ricoh Co Ltd | レーザ励起レーザ装置 |
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