JPS60128685A - 金属イオンレ−ザ− - Google Patents

金属イオンレ−ザ−

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JPS60128685A
JPS60128685A JP23606183A JP23606183A JPS60128685A JP S60128685 A JPS60128685 A JP S60128685A JP 23606183 A JP23606183 A JP 23606183A JP 23606183 A JP23606183 A JP 23606183A JP S60128685 A JPS60128685 A JP S60128685A
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JP
Japan
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cathode
hollow cathode
anodes
laser
main
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JP23606183A
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English (en)
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JPS6366073B2 (ja
Inventor
Hiromi Kawase
宏海 川瀬
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Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6366073B2 publication Critical patent/JPS6366073B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/031Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation

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】 〔発明の技術分野J 本発明は構造簡易にしてブリュースター窓を金属蒸気t
こよる汚染から確実に保護し得るようVこした金属イオ
ンレーザ−に関する。
し従来技術〕 近年、ホロー陰極放電を用いた金属イオンレーザ−が[
重々提案されている。この種のレーザーはその励起の強
さから多色発振が可能で、現在のところHe−cdイオ
ンンーザ−では12本の発振線が観測されており、その
中には光3原色の赤、青。
緑が含まれ、液体レーザーおよび固体レーザーにみられ
ないすぐれた特色を有し、例えばプリンタ及び複写機の
ような装置への応用が期待されているが、今だ実用の城
に達していないのが実情である。その原因としては種々
考えられるが、主要なものとしてはV−ザー活性領域内
で金属蒸気を扱うため、陰極表面やブリュースター窓に
金・:用蒸気が付着して絶えず初期状態を保つことがで
きず、動作特性に経年変化が起り、出力の安定性を確保
できないためと思われる。特に、V−ザー管としてはブ
リュースター窓を保護するため二股にホロー陰極の両端
からボア内の金属蒸気が散逸しないよう補助陽極による
放電の電気泳動効果を利用して吹き返しを行っているが
、[婁僕ボアと同じ直径をもつ陽光柱放電通路では充分
に吹き返すことができなかった。
そこで、例えばブリュースター窓の手前に金属蒸気の散
逸を防止する凝縮パンフルとしての金属蒸気凝縮部を設
けたものが提案(特開昭57−32689号公報参照)
されているが、このような構造においてはレーザー管自
体が複雑になり組立作業性が悪い上、凝縮部によりレー
ザー管の寸法が長くなるという欠点があった。
〔発明の慨要〕
本発明は上述したような点に鑑みてなされたもので、補
助陽極部の陽光柱放電通路の径をレーザー増幅作用に寄
与する陰極ボア内のグロー領域の直径とはソ等しくなる
ように陰極ボア径より細くして放電直流密度を増し、吹
き返し効果を増すとハう極めて簡単な構成により、金属
蒸気の散逸をより確実に防止し、ブリュースター窓の汚
染を防止するようにした金属イオンレーザ−を提供する
ものである。
〔実施し11〕 以下、本発明を図面にポラ−実施例に基づいて詳i++
+に1況明する。
第1図は本発明に係る金属イオンレーザ−の−実施例を
示す断面図、第2図は同レーザーの要部拡大断面図であ
る。これらの図において、1は塩ガスを封入したレーザ
ー管、2,3はブリュースター窓、4はホロー陰極、5
a、5b、5cは主陽極、6a、6bは補助陽極、Iは
絶縁体、8A、8B は金属イオン発生材料9の溜部、
10は陽光柱放電通路、11はグロー領域、1−2は陰
極暗部、13′は陰極ボア、4′はホロー陰極4の外管
である。
前記ホロー陰極4は、例えばステンレス等からなる導電
性の肉厚パイプで形成されて、その中心孔が前記グロー
領域110発生する陰極ボア13′を構成し、周面に前
記3本の主陽極5a、5b、5cが該陰極4の軸線方向
に等間隔をおいて配役されている。これら主陽極5a、
5b、5cの間隔は比較的狭く、例えば活性長30cm
、ボア径(D) 3.5 Canの場合、2cm程度に
設定される。前記溜部8A、8Bは前記ホロー陰極4の
外周面に中央部の主陽極5bの両側に位置して形成され
た環状溝からなり、これら溜部8A、 8Bに前記金属
イオン発生材料9がそれぞれ収容されている。また、前
記各溜部8A。
8Bは前記ホロー陰極4の陰極ボア13′の表面13に
形成された周方向のスリン) 14A、MBにより前記
グロー領域11と連通されている。このようにすると各
溜部8A、 8Bを前記グロー領域11か−ら実質的に
離すことができ、プラズマの侵入を防止することができ
る。
前記補助陽極6a、6bは前記ブリュースター窓2.3
を保護するだめのもので、前記ホロー陰極40両端にこ
れと同軸接合された絶縁キャンプ15a、15bに前記
絶縁体7を介してそれぞれ配役さ力1、各陽極6a、6
bは両側の前記主陽極5a、5cと離して設けられてい
る。そして、前記各絶縁キャンプ15a、15bの中心
孔16の径d工は前記ボア径りから陰極暗部12の厚み
分を引いた値とはゾ等しい寸法に設定されている。
前記主陽極5a、5b、5cの絶縁体7は、セラミック
等で形成されてその内端が前記ホロー陰極4の陰極面と
はg而−になるように該陰極4の陽極取付用孔(図示せ
ず)に外部から嵌合されてアルゴン溶接等により固着さ
れており、内端面中央には前記各主陽極5a、5b、5
cの挿入端部を収容する凹部1Tが形成されている。前
記各主陽極5a 、 5b 。
5cの内端は、前記絶縁体7の内端縁、換言すればホロ
ー陰極4の陰極面13より前記凹部17内に所定寸法t
だけ引込んでいる。なお、”補助陽画6a、6bの絶縁
体γも同様に形成されている。
前記生湯(iffi 5a 、 5b 、 5cおよび
補助陽!’M6a、6bの上端部は、下端が前記絶縁体
7の上面に形成された凹部に嵌合されたガラス管30に
よってそれぞれ囲繞されている。このガラス管30は前
記各陽極とホロー陰極4の表面との間での放電を防止す
るだめのもので、該ガラス管30と対応する陽極との距
離は陽極の熱膨張による屈曲に対して両者が接触しない
範囲で適宜な寸法に設定保持されている。
次にこのような構成においてレーザー動作について説明
する。
生湯In5a、5b、5c1補助陽極6a、6bおよび
ホロー陰極4との間に所要の電圧を印加し、前記主陽極
5a 、 5b 、 5cと前記ホロー陰極4間に負グ
ロー放電を発生させる。ここで、金属イオン発生材料9
としてcdを用いたHe−Cd レーザーの場合につい
て説明すると、上記負グロー放電の焦損によりcd蒸気
が発生し、これがHe イオンなどの励起粒子によって
高いエネルギー準位へ遷移される。
この場合、前記ホロー陰極4は肉厚パイプで形成されて
いるため、熱伝導および熱容量が大きく、レーザー管1
内の温度分布を均一にするので、異常グロー放′「(L
からアーク放電への移行は防止される。
また、前記主陽極5a、5b、5cはその間隔が狭く設
定されているので、ホロー陰極4の陰極面13をIIe
イオンが絶えずスパッタリングし、該陰極面13の状態
をきれいにする。また、スリット14A、14Bを介し
て陽光柱放電通路12と各溜部8A、8Bを連通し、前
記溜部8A、 8Bをグロー領域11から実質的に離し
ているので、プラズマが各溜部8A、 8Bに入り込む
のを防止することができる。したがって、■I8 イオ
ンのスパッタリングによってcd蒸気が過多になること
がなく、陰極温度のみによってcd蒸気圧を制御できる
利点を有している。
また、絶縁体7の内端面に凹部17を設け、この凹部7
内に生湯(i5a、5b、5cの内端を位置させ、ホロ
ー陰極4より引込めているので、陰極物質の絶縁体の凹
部1Tへの付着凝固を防止する。
すなわち、主陽極5a 、 5b 、 5cを引込める
と、陰極面13と面一にした場合もしくは陰極面13よ
り陽光柱放電通路10内に突出させた場合に比べて、放
電熱で凹部17の内面全体を周囲の陰極温度より高くな
るように焼くと同時にHe イオンでスパッタリングす
るため、cd蒸気および陰極物質の付着が殆んど起らず
、また放電の背後(凹部17の奥側)に入り込もうとす
るcd蒸気は、主陽極5a 、 5b 、 5cの真下
にある陽光柱放電の電気泳動効果によって吹き返し、凹
部奥壁への付着を防止する。したがって、主陽極5a 
、 5b 、 5cとホロー陰極4とが短絡して同屯位
になることがなく、初期状態を良好に維持し、安定な放
電を得ることができる。なお補助陽極6a 、 6bに
ついても同様の作用効果を有する。
また、前記陽極5a、5b、5c、 (ia、5bの引
込み寸法tをあまり大きくすると、陽光柱放電の領域内
に移動縞が発生し、陰極ボア内のグロー放電に、そのゆ
らぎを伝え、レーザー領域が雑音性の多いものとなる。
一方、tを小さくし過ぎると、cd蒸気の吹き返しが悲
くなる。したがって、引込み寸法tとしては2rrrm
程度が最適とされる。
前記各補助陽極5a、jibは絶縁キャップ15a。
15b内における陽光柱放電の電気泳動効果とホロー陰
極4の負グロー放電による吹き返しにより、Cd’72
気の散逸およびこの散逸によるブリュースター窓2,3
への付着を防止するが、この場合本発明においては前述
した通り絶縁キャンプ15a。
1’5bの内径を負グロー領域の径とはソ同じにし、ホ
ロー陰極4中の陰極暗部12に対応するリング人断面積
分をなくしているので、cd蒸気に対する気密性を良好
に保持し得、ブリュースター窓2゜3をより一層保護す
る。また、cd蒸気の散逸が少ないので、ホロー陰極4
の内部全体に亘ってほぼ一様な蒸気密度を確保し得、一
様な放電を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明に係る金属イオンレーザ−は
、補助陽極部の陽光柱放電通路の断面積をホロー陰極部
のボア径より細くして陰極暗部に対応する面積分をなく
したので、金属蒸気の気密性がより一層向上し、金属蒸
気の拡散およびブリュースター窓への付着を防止するこ
とができ、金属蒸気の制御を容易にする。−また、構造
簡易にして製作が容易で、安価に提供し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る金属イオンレーザ−の−5実施例
を示す断面図、第2図は同レーザーの要部拡大1lff
r面図である。 1・・・・レーザー管、2,3・・・・ブリュースター
窓、4・・・・ホロー陰極、5.5a、5b・・・・主
1場極、6a、6b ・・・・補助陽極、7・・・・絶
縁体、8A、8B ・・・・溜部、9・・・・金属イオ
ン発生材料、10・・・・陽光柱放電通路、11・・・
・グロー領域、12・・・・陰極暗部、13′・・・・
陰極ボア。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 負グロー放電を用いてレーザー光を発生させる金属イオ
    ンレーザ−において、主陽極が配設されるホロー陰極の
    端部から補助陽極までの間の陽光柱放電通路の径を、陰
    極ボア径より細くしてボア内に発生するグロー領域の直
    径とはソ等しくしたことを特σにとする金属イオンレー
    ザ−0
JP23606183A 1983-12-16 1983-12-16 金属イオンレ−ザ− Granted JPS60128685A (ja)

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JPS60128685A true JPS60128685A (ja) 1985-07-09
JPS6366073B2 JPS6366073B2 (ja) 1988-12-19

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4794612A (en) * 1985-04-23 1988-12-27 Koito Seisakusho Co. Ltd. Metal ion laser

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS535592A (en) * 1976-07-01 1978-01-19 Xerox Corp Laser
JPS5413903U (ja) * 1977-06-29 1979-01-29
JPS5869970U (ja) * 1981-11-04 1983-05-12 日本電気株式会社 アルゴンレ−ザ管用ガラス管

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