JPS61100983A

JPS61100983A - イオンレ−ザ管

Info

Publication number: JPS61100983A
Application number: JP22171884A
Authority: JP
Inventors: Norio Takahashi; 鷹觜　紀雄
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-10-22
Filing date: 1984-10-22
Publication date: 1986-05-19

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】（産業上の利用分野）本発明は、シリコンカーバイト製細管を備えたイオンレ
ーザ管に関する。

（従来の技術およびその問題点）イオンレーザは、イオン化された希ガスのエネルギーレ
ベル間の遷移によって、レーザ発振を行なわせるもので
あり、可視域においてワット台の大出力連続発振が得ら
れる唯一のガスレーザなので、ラマン分光、ホログラフ
ィ−などの光源として広く用いられている。しかし、希
ガスのイオン化エネルギーが高いため、レーザ細管内に
数１０アンペアにおよぶ大電流アーク放電を行なわせる
必要がある。そのため第２図（ａ）、　（ｂ）に示すよ
うに中央に穴の設けられたグラファイトディスク群４゜
５．６を並べ中央穴１１の列をもりてレーザ細管とする
ものが用いられている。さらに６〜９　ｋＷにおよｄｃ
熱をレーザ細管外部に放出させるため、管外部に冷癲水
を通すなどして冷却している。しかし、グラファイトデ
ィスク群４．５．６のレーザ細管部１１で発生した熱は
グラファイトディスク部４．５．６を熱の伝導によシ、
加熱し、赤熱化（９００〜１３００℃Ｂ）する。そして
グラファイトディスク群の熱放射面１０からの放射熱は
直接外部に放出できるが熱放射面１０の面積Ｓは（１）
式で表わされる。

５＝ｔ−ｄ・π　　　・・・・・・（１）ｔ：グラファ
イトディスクの厚さ、　　ｄ：グラファイトディスクの直径π：円周率グラファイトディスクの厚さｔ　＝　５　ｍｌ　、直径
ｄ＝３０正の時、熱放射面１０の面積Ｓ＝４７１−であ
るため、レーザ細管部１１の温度が上昇し、２０００℃
Ｂにも達する。そのため、長時間使用していると、レー
ザ細管部１１のグラファイトが粉末となってくずれる。

レーザ細管部１１の穴径は放電形状にそって徐々に大き
くなシ、グラファイト粉末がグラファイトディスク群４
．５．６　　の間に積って７ノード３とカソード７間の
絶縁抵抗を劣化させる。

そして７ノード３とカソード１間の放電開始に悪影響を
与え放電しにくくなる。またレーザ細管部１１の穴径が
大きくなることによシ、アーク放電の電流密度が低下し
、レーザ出力の減少や、レーザ発振子−ドがＴ　Ｅ　Ｍ
　ｏ　ｏモードを維持できなくなるという問題がある。

また、排気工程においてグラファイトディスク群４．５
．６を高周波加熱してガス出しを実施した場合、レーザ
管ｌと熱放射面１０が全面的に接触しているため、レー
ザ管１を通して外気に熱が伝導するためレーザ管１に石
英管を使用してもグラファイトディスク群４．５．６の
レーザ細管部１１の温度としては９００〜１３００”Ｑ
Ｂ程度に制限されてしまう。このため、レーザ細管部１
１の温度が２０００℃Ｂにも達した時にはグラファイト
ディスク群４．５．６に吸蔵されていた不純ガスの放出
があ）レーザ出力の減少やグラファイト粉末の発生によ
る７ノード３、カソード１間の絶縁劣化となる問題があ
る。

本発明の目的は、上記の問題点を除去し、長期間にわた
って放電開始しやすい、安定な出力を得ることのできる
イオンレーザ管を提供することである。

（問題点を解決するための手段）レーザ管外囲器内にシリコンカーバイドディスク群より
なるレーザ細管を有するイオンレーザ管において、シリ
コンカーバイドディスクの外周部の両面を斜めに切削し
、この切削部の両面に一対の金属リングを設けた複合体
をセラミ、り製外囲器内に絶縁リングを介して複数個継
続して配置し、外囲器と金属リングを固着したことを特
徴とする。

（実施例）第１図の一実施例について本発明の詳細な説明する。ア
ルミナセラミ、り外囲器１２内にアルミナ絶縁りング１
３“、金属リング１４′ドロー材１７、タングステン製
アノード１６．金属リング１４とロー材１７、アルミナ
絶縁リング１３′、金属リング１４′ロー材１７、シリ
コンカーバイトディスク１５、金属リング１４０−材１
７の順で、７ノード及びシリコンカーバイトディスク群
１５を組込み、アルミナセラミック外囲器１２をカソー
ド７側を上にして９００℃〜１０００℃のロー付炉に入
れ加熱する。このようにカソード７側を上にして加熱し
ているため、絶縁リング１３“、金属リング１４′、ア
ノード１６、金属リング１４、絶縁リング１４等のレー
ザ管構成部品は、自重によシ加熱状態である程度密着し
、ロー材１７がとけてアルミナ外囲器１２と金属リング
１４．１４’とがロー材される。その後、ロー付炉から
取シ出し冷却すると、今まで膨張していたアルミナセラ
ミック外囲器１２、絶縁リング１３“、　１３’、　１
３、金属リング１４．１４’は収縮し、熱膨張係数の小
さいシリコンカーバイトディスク１５は熱膨張係数が小
さい分だけ収縮が少ないので金演リング１４．１４’と
密着する。タングステン製アノード１６も同様に熱膨張
係数が小さいので金属リング１４．１４’とよく密着す
る。よって、アノード１６以上のような構成によシ、ア
ノード１６とカソード７間の放電による熱は、レーザ細
管部１１からシリコンカーバイトディスク群１５、熱伝
導面１９、金属リング１４．１４’、アルミナセラミッ
ク外囲器１２を通して伝導されアルミナセラミック外題
器１２の外を流れる冷却水（図には示していない）にす
みやかに伝導されるので効率よく発熱を放出することが
できる。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によれば、レーザ細管部の温
度上昇は熱伝導による放散によシ数１００℃程度ときわ
めて低くおさえることができ、長時間使用してもタング
ステン製７ノード、シリコンカーバイトディスク群は劣
化しない。従って、レーザ細管部の穴径は変化せず、シ
リコンカーバイトディスク群のスパッタも発生しないの
で長期間にわたって放電開始しやすい、レーザ出力の安
定な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図は本発明のイオンレーザ管を示す断面図、第２図
（ａ）は従来のイオンレーザ管の軸断面図、第２図（ｂ
）は従来のイオンレーザ管のグラファイト部品部の横断
面図である。１・・・・・・レーザ管、２，２′・・・・・・光学窓
、３・・・・・・アノード、　４．５．６　　・・・・
・・グ２ファイトディスク群、７・・・・・・カノード
、８．９．１８・・・・・・ガスリターンパス、１０・
・・・・・熱放射面、１１・・・・・・レーザ細管部、
１２・・・・・・アルミナセラミック外囲器、１３゜１
３’、１３”・・・・・・アルミナ絶縁リング、１４．
１４’・・・・・・金属リング、１５・・・・・・シリ
コンカーバイトディスク群、１６・・・・・・タングス
テン製アノード、１７・・・・・・ロー材、１９・・・
・・・熱伝導面。

Claims

【特許請求の範囲】

アノードとカソード間にシリコンカーバイドディスク群
よりなるレーザ細管を有するイオンレーザ管において、
前記シリコンカーバイドディスクの外周部の両面を斜め
に切削し、この切削部の両面に一対の金属リングを設け
たシリコンカーバイドディスクと一対の金属リングとの
複合体を外囲器内に絶縁リングを介して複数個縦続して
配置し、外囲器と前記金属リングとを固着したことを特
徴とするイオンレーザ管。