JPS5921083A - 炭酸ガス・レ−ザ− - Google Patents

炭酸ガス・レ−ザ−

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Publication number
JPS5921083A
JPS5921083A JP12016683A JP12016683A JPS5921083A JP S5921083 A JPS5921083 A JP S5921083A JP 12016683 A JP12016683 A JP 12016683A JP 12016683 A JP12016683 A JP 12016683A JP S5921083 A JPS5921083 A JP S5921083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
laser
container
enclosure
gain medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP12016683A
Other languages
English (en)
Inventor
ロバ−ト・アイ・ラドコ
ジエ−ムズ・ダブリユ−・バ−ニ−
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Raytheon Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raytheon Co filed Critical Raytheon Co
Publication of JPS5921083A publication Critical patent/JPS5921083A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザー装置に関し、更に詳細には、レーザ
ー包囲体内に存在する強い電界から触媒粉末を絶縁し、
レーザー利得媒体を励起するのに使用される一対の電極
間の放電によって生じる衝撃波から触媒媒体を保護する
と同時に、利得媒体が触媒と充分に接触し得る触媒容器
を備えたレーザー装置に関する。
CO2レーザーの能動媒体は二酸化炭素、窒素、ヘリウ
ムのガス混合体、時にはその他のガス、例えば一酸化炭
素又はキセノンを混合したガスである。ガスの中で電気
放電が生じると、能動媒体を励起して、そのいくつかの
成分は解離する。特にCO2はCOと酸素に解離する。
このガスの解離によって能動媒体の体積が減少してしま
い、これが封市CO2レーザーの故障の主要原因となる
。
ガスの解離の有害な影響を軽減する試みが、例えば、大
量のガスを貯えて使用したり、解離した成分の触媒作用
を利用したりして行なわれた。
CO2レーザーにおいて最も使用される技術は、解離し
た成分の再結合を促進させるために触媒を使用する。一
酸化炭素及び酸素は室温では再結合しないが、ある条件
の下である触媒が存在すると再結合する。白金は良く知
られた触媒であるが、密封したCO2レーザーには適さ
ない程上昇した温度でレーザーを動作させる必要がある
。市販されている酸化マンガン(MnO2)と酸化第一
銅との混合、例えばホプカライト(Hopcalite
)が触媒として使用されることがある。その最大の問題
は、触媒粉末がレーザー包囲体全体に分散してしーザー
の効率を低下させてしまうことで、特に触媒粉末の一部
が光学系の上に堆積すると問題である。
1978年6月のAppl.Phys.Letters
 32(11)に掲載されたR.B.Gibson等の
「SealedMultiatmosphere CO
2TEA レーザー:Seed−Gas compat
ible system using unheate
doxide catalyst」には、触媒粉末を主
要レーザー包囲体の外側に閉じ込めて、触媒粉末を通過
したガスを循環するように送り込む必要のあるレーザー
装置が示される。
本発明は、レーザー包囲体内に存在する強い電界から触
媒粉末を絶縁し、レーザー利得媒体を励起するのに使用
される一対の電極間の放電によって生じる衝撃波から触
媒を保獲すると同時に、利得媒体が触媒と充分に接触し
得る触媒容器を提供する。その容器は導電性の固体ハウ
ジングと利得媒体に対しては透過性を内部の触媒に対し
ては不透過を示す伝導性カバーとから形成される。容器
は放電領域に近接する領域にある主レーザー包囲体内に
配置されて、放電によって形成される解離成分と触媒と
が充分に接触するようにされる。より望ましくは、容器
は電極の1つと接触した状態にある。このような構成に
よって、放電によって電極に発生される熱が容器を介し
て触媒に伝達され、再結合速度を上昇させる。
本発明を以下実施例に従って詳細に説明する。
第1A〜1C図を参照すると、封鎖型CO2横方向電界
大気圧(TEA)レーザー10が示される。包囲体12
は、利得媒体13と2つの主電極14及び16を収容す
るのに使用される。電極14は包囲体12の一方の壁に
取り句けられ、そこからネジ20及びスペーサ18によ
って離される。電極16は包囲体12の反対側の壁にネ
ジ20によって取り付けられその壁からスペーサ22及
び触媒容器40によって離される。スペーサ18の相対
的大きさ、スペーサ22及び触媒容器40の大きさは、
電極14と16の間隔を規定し、特定の応用における条
件に適合するように所定の間隔に選定される。触媒容器
40は樋状ハウジング26とエンド・カバー28とから
形成される。ハウジング26は固体導電性材料。例えば
アルミニウムから作られ、カバー28は所定の大きさの
開口を有する導電性材料、例えば所定の大きさのメッシ
ュを有するステンレス鋼スクリーンから作られる。
カバー28の機能は後述するが、ここでは、カバー28
は利得媒体13又はその成分がそこを自由に通過でき、
触媒に対してはその最小粒子でさえも容器から外に通過
しないようにすることを述べるにとどめる。触媒容器4
0は、ハウジング26のベースを一方の電極の裏面に固
定し、また、ハウジング26の縁、カバー28及びスペ
ーサ22にも固定することによって、レーザー包囲体1
2の内部に組立てられる。これは、例えば、レーザー包
囲体12、ハウジング26、カバー28及び電極16の
対応する孔にネジ20でしめることによって完成する。
スペーサ24は、カバー28とハウジング26の内側表
面との間に堅固性を加え、容器40の内容物をネジ孔か
ら封止するために使用される。スペーサ22はカバー2
8と包囲体12の壁との間に使用され、利得媒体13が
カバー28を通過して循環できるように充分な体積即ち
空間を維持する。酸化マンガン及び酸化第一銅の混合、
例えばホプカライトが触媒として使用される。この触媒
は固まっていない粉末状でも適当な大きさのペレットに
固めたものでもよい。触媒容器40及び電極16は利得
媒体が循環して容器40のカバー28に接触し得るよう
にする。容器40の力バー28は触媒粉末が通過せず利
得媒体が透過するようなメッシュ・サイズを有する。こ
うして、利得媒体13はカバー28に入り込み触媒粉末
30と接触できるが、触媒粉末30の最も小さい粒子で
もカバー28を通過できず、利得媒体13の中に入れず
、レーザーの精緻な光学素子の上に粒子が堆積すること
がない。典型的には、40マイクロメータのメッシュ・
サイズが使用される。
電極14と16との間の放電を生じさせるために放電制
御装置60が設けられて利得媒体13が励起され、レー
ザー・パルスが発生される。共振器モードで使用される
ときは、全反射ミラー50が包囲体12の一方の端のレ
ーザー10の光学軸上に配置され、部分的に透過性のミ
ラー52が包囲体12の反対側の光学軸上に配置される
。別の応用例では、ミラー50及び52が光学的出力窓
で置換され、その面が光学軸に対してブルースター角で
配置され、出力レーザー・パルスの極性が周知の如く制
御される。
レーザーの作動中、強い電界が存在すると触媒ペレット
30は細分化され、触媒粉末に分散効果が生じる。これ
によってレーザーの動作は減勢され、特に粉末がレーザ
ー包囲体12内の光学素子に堆積されると低下が著しい
。電極14及び16間に生じる電気放電は、前述したよ
うな有害な影響を触媒に与える衝撃波を発生する。ハウ
ジング26及びカバー28は、ときどきファラデー・ケ
ージと呼ばれる導電性のかごを形成し、レーザー包囲体
内に存在する強い電界の分散効果から触媒30を保護す
ることが分った。容器40は、また、主電極14及び1
6間の放電によって生じる衝撃波から触媒30を保護し
、容器40内の触媒粒子の量が減少するのを防止する。
主要電極14及び16間の放電によって生じるガスの乱
流は、放電領域に近接して配置されたとき利得媒体13
と触媒30との適切な接触をもたらすのに充分であるこ
とが理解できる。包囲体12の側壁の1つと電極16と
の間に延びる容器40の位置は、また、容器40を取り
付けるのが簡単であるという利点を有する。ネジ20及
びスペーサ22及び24を使用することによって、容器
40を強固にそして確実に取り付けることができる。
放電制御装置60は、電極14と16との間の放電に対
してエネルギを与え、その反復速度を選択的に制御する
。電気放電の反復速度はレーザー包囲体内の温度を決定
する変数の1つである。触媒粉末のMnO成分は、レー
ザーの低反復速度動作の間に生じる低い温度範囲でより
有効となり、CuO成分は高反復速度動作の間に生じる
高い温度範囲でより有効となる。それが結合して、より
広い温世範囲に亘って解離したガスの触媒作用を有効に
し、パルス反復周波数の選択にいくらか自由度を与える
。反作用波数は、また、放電によるガス解離速度が触媒
による再結合速度を超えることができないという事実に
よって制限される。
第1A図及び第1B図に示すように、触媒容器40は電
極16と接触している。この配置によって電極16から
の熱が容器40に伝達され、そして次に触媒30に伝わ
る。これによって触媒30の温度は上昇し、触媒が再結
合速度に効力を発する。電極14と16との間の放電は
電極に熱を発生する。もし直流放電が使用されるとする
と、カソードかアノードよりも多く熱を発生する。そし
て最大再結合速度を達成するため、第1A図に示す電極
16のように触媒容器40はカソードと接触しなければ
ならない。直流放電でない場合には、容器40の位置は
、電極の一方に有効な熱結合がされていれば、即ち、熱
伝導によってそれ程問題ではない。
本発明の実施例に対し、各種の変更が本発明の範囲内に
おいて可能であることは当業者には明らかである。例え
ば、容器40の実際の位置と特定形状は特定の包囲体に
合うように変更することができる。容器40はほぼ放電
領域において一方の電極に熱的に結合していればよい。
従って、本発明は前述した実施例に限定されるものでは
ない。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明の一実施例のレーザー装置の断面図で
ある。 第1B図は第1A図の線1B−1Bに浴った断面図であ
る。 第1C図は第1A図に示す実施例に使用される触媒容器
の上面図である。 (符号説明) 12:包囲体     13:利得媒体14、16:電
 極  8、22:スペーサ30:触媒      4
0:容器 60:放電制御装置 特許出願人 レイセオン・カンパニー 代理人 弁理士 湯浅恭三 (外4名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 利得媒体と、 前記利得媒体を取りまく密封されたレーザー包囲体と、 前記包囲体内に配置される触媒と、 前記レーザー包囲体内に生じる電界及び衝撃波から前記
    触媒を保護する装置であって、その表面の少なくとも一
    部が前記利得媒体を透過し前記触媒を通過させない導電
    性容器から成る装置と、から構成されるレーザー装置。
JP12016683A 1982-07-02 1983-07-01 炭酸ガス・レ−ザ− Pending JPS5921083A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39458382A 1982-07-02 1982-07-02
US394583 1982-07-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5921083A true JPS5921083A (ja) 1984-02-02

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ID=23559567

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12016683A Pending JPS5921083A (ja) 1982-07-02 1983-07-01 炭酸ガス・レ−ザ−
JP3554491U Granted JPH04125465U (ja) 1982-07-02 1991-05-20 炭酸ガス・レーザー

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JP3554491U Granted JPH04125465U (ja) 1982-07-02 1991-05-20 炭酸ガス・レーザー

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JP (2) JPS5921083A (ja)
DE (1) DE3323856A1 (ja)
FR (1) FR2529721B1 (ja)
GB (1) GB2123206B (ja)

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Publication number Publication date
DE3323856A1 (de) 1984-01-05
JPH0543490Y2 (ja) 1993-11-02
GB8314093D0 (en) 1983-06-29
FR2529721B1 (fr) 1986-10-31
GB2123206A (en) 1984-01-25
GB2123206B (en) 1986-04-09
FR2529721A1 (fr) 1984-01-06
JPH04125465U (ja) 1992-11-16

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