JPS6197878A - 金属蒸気レ−ザ装置 - Google Patents
金属蒸気レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6197878A JPS6197878A JP21920184A JP21920184A JPS6197878A JP S6197878 A JPS6197878 A JP S6197878A JP 21920184 A JP21920184 A JP 21920184A JP 21920184 A JP21920184 A JP 21920184A JP S6197878 A JPS6197878 A JP S6197878A
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- JP
- Japan
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- laser
- discharge
- metal vapor
- electrodes
- discharge tube
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- Pending
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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
- H01S3/031—Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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。
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〕
本発明は金属蒸気をレーザ媒質とし、金属粒子のレーザ
発振管窓部への付着を抑えてその長野０化を図った金属
蒸気レーザ装置に関する。
発振管窓部への付着を抑えてその長野０化を図った金属
蒸気レーザ装置に関する。
近時、可視域の発振波長（例えば波長５１０６人、５７
８０人）を持ち、高効率に高いレーザ出力が得られる金
ｒｆＡ（銅）蒸気レーザが、例えば金属ウランの同位体
分離技術に応用されている。
８０人）を持ち、高効率に高いレーザ出力が得られる金
ｒｆＡ（銅）蒸気レーザが、例えば金属ウランの同位体
分離技術に応用されている。
第２図はこの種の金属蒸気レーザを得るレーザ装置の概
略構成を示すもので、レーザ放電管本体１、レーザ共振
器ミラー２，３、バッファガス供給源４、駆８雷源５、
および２系統の真空排気ポンプ６．７とにより構成され
ている。
略構成を示すもので、レーザ放電管本体１、レーザ共振
器ミラー２，３、バッファガス供給源４、駆８雷源５、
および２系統の真空排気ポンプ６．７とにより構成され
ている。
レーザ放電管本体１は、前記真空排気ポンプ７により真
空排気される真空断熱室８を介して設けられ、その内部
を前記真空排気ポンプ６によって真空排気された筒状の
耐熱セラミック管からなるレーザ放電管９、このレーザ
放電管９の両端開口部にそれぞれ同軸に設けられ、前記
駆動電源５から高速繰返しパルス電圧が印加されてパル
ス放電する一対の放電電極（陽極１０と陰極１１）、お
よび前記レーザ放電管９の軸方向に対向して設けられた
ブリゴスター窓１２．１３等を備えて構成される。
空排気される真空断熱室８を介して設けられ、その内部
を前記真空排気ポンプ６によって真空排気された筒状の
耐熱セラミック管からなるレーザ放電管９、このレーザ
放電管９の両端開口部にそれぞれ同軸に設けられ、前記
駆動電源５から高速繰返しパルス電圧が印加されてパル
ス放電する一対の放電電極（陽極１０と陰極１１）、お
よび前記レーザ放電管９の軸方向に対向して設けられた
ブリゴスター窓１２．１３等を備えて構成される。
これらのブリゴスター窓１２．１３を介して、且つ前記
レーザ放電管９を間にして前記レーザ共振器ミラー２．
３が対向して設けられる。また前記バッファガス供給源
４はこのような構成のレーザ放電管本体の前記陽極部、
つまり放電部に、例えばＨｅやＮｅ等のバッファガスを
供給するものである。
レーザ放電管９を間にして前記レーザ共振器ミラー２．
３が対向して設けられる。また前記バッファガス供給源
４はこのような構成のレーザ放電管本体の前記陽極部、
つまり放電部に、例えばＨｅやＮｅ等のバッファガスを
供給するものである。
尚、図中１４は前記真空断熱室８内に設けられた熱遮蔽
板であり、１５は前記レーザ放電管９を外部に対して気
密に支持してなるベローズ体である。
板であり、１５は前記レーザ放電管９を外部に対して気
密に支持してなるベローズ体である。
またレーザ放電管９の内部に示される部材１６は、金属
蒸気源である銅粒あり、１７は絶縁体である。
蒸気源である銅粒あり、１７は絶縁体である。
しかして前記駆動電源５から電圧が数ｋＶ〜十数ｋＶ、
繰返し周波数が数ｋＨｚ〜士数ｋＴｏのパルス電圧を前
記電極１０．１１間に印加すると、上記電極間にパルス
放電が生起され、その放電プラズマの熱によって前記銅
粒１６が蒸気化される。この金属蒸気は前記前記レーザ
放電管９の内部に一様に、例えば１０ 〜１０ ｎ／
ｃｍ３の密度で分布する。この金属蒸気が前記放電プラ
ズマのエレクトロンによって励起され、励起光を発する
。この励起光が前記レーザ共振器ミラー２．３間で共振
増幅されて出力されることになる。
繰返し周波数が数ｋＨｚ〜士数ｋＴｏのパルス電圧を前
記電極１０．１１間に印加すると、上記電極間にパルス
放電が生起され、その放電プラズマの熱によって前記銅
粒１６が蒸気化される。この金属蒸気は前記前記レーザ
放電管９の内部に一様に、例えば１０ 〜１０ ｎ／
ｃｍ３の密度で分布する。この金属蒸気が前記放電プラ
ズマのエレクトロンによって励起され、励起光を発する
。この励起光が前記レーザ共振器ミラー２．３間で共振
増幅されて出力されることになる。
ところが、このような従来のレーザ装置にあっては、放
電熱によって高温に保たれているレーザ放電管９の内部
から、前記放電部のバッファガスり 雰囲気中に前記会式蒸気が拡散してくることがある。こ
のバッフ７ガス雰囲気中に拡散した金属蒸気は、前記ブ
リゴスター窓１２．１３のような低温部に付着し易く、
この結果ブリニスター窓１２．１３を介してレーザ共振
器ミラー２．３に到達するレーザ光示が低下すると云う
不具合を招来した。このことは、レーザ装置の運転時間
の経過に伴ってレーザ出力が低下することを意味し、ま
たレーザ放電管の寿命が短いことを意味しており、その
改善が望まれていた。
電熱によって高温に保たれているレーザ放電管９の内部
から、前記放電部のバッファガスり 雰囲気中に前記会式蒸気が拡散してくることがある。こ
のバッフ７ガス雰囲気中に拡散した金属蒸気は、前記ブ
リゴスター窓１２．１３のような低温部に付着し易く、
この結果ブリニスター窓１２．１３を介してレーザ共振
器ミラー２．３に到達するレーザ光示が低下すると云う
不具合を招来した。このことは、レーザ装置の運転時間
の経過に伴ってレーザ出力が低下することを意味し、ま
たレーザ放電管の寿命が短いことを意味しており、その
改善が望まれていた。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、金属蒸気のブリゴスター窓への
付着を防止して、レーザ放電管の長寿命化と、その安定
なレーザ光出力を可能としだ金属蒸気レーザ装置を提供
することにある。
の目的とするところは、金属蒸気のブリゴスター窓への
付着を防止して、レーザ放電管の長寿命化と、その安定
なレーザ光出力を可能としだ金属蒸気レーザ装置を提供
することにある。
本発明は、その放電部にバッファガスが供給された状態
で、高速繰返しパルス電圧の印加を受けてパルス放電す
る一対の放電電極間に設けられて、上記電極間の放電熱
により蒸気化された金属蒸気が内部に供給される、例え
ば放電管本体に真空断熱層を介して設けられた耐熱性セ
ラミック管からなるレーザ放電管と、このレーザ放電管
の内部に供給された金属蒸気をレーザ媒質としてレーザ
共振路を形成してなるレーザ光を１９る光共撮器とを具
部した金属蒸気レーザ装置において、前記レーザ放電管
と放電電極との間に、該放電電極側に拡散する金属蒸気
を回収する為の、例えばリング状のコールドトラップを
同軸に設けたことを特徴とするものである。
で、高速繰返しパルス電圧の印加を受けてパルス放電す
る一対の放電電極間に設けられて、上記電極間の放電熱
により蒸気化された金属蒸気が内部に供給される、例え
ば放電管本体に真空断熱層を介して設けられた耐熱性セ
ラミック管からなるレーザ放電管と、このレーザ放電管
の内部に供給された金属蒸気をレーザ媒質としてレーザ
共振路を形成してなるレーザ光を１９る光共撮器とを具
部した金属蒸気レーザ装置において、前記レーザ放電管
と放電電極との間に、該放電電極側に拡散する金属蒸気
を回収する為の、例えばリング状のコールドトラップを
同軸に設けたことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。
。
第１図は実施例装置の概略構成を示すもので、前記第２
図に示した従来装置と同一部分には同一符号を付して示
しである。
図に示した従来装置と同一部分には同一符号を付して示
しである。
この実施例装置が特徴とするところは、従来レーザ放電
管９の両端部に設けられていた一対の電極ｉｏ、 １ｉ
を該レーザ放電管９の両端部からそれぞれ離し、且つ上
記端部に同軸に対向して設け、これらの各電極ｉｏ、
ｉｌと前記レーザ放電管９の両端部との間にコールドト
ラップ１８．１９を同軸に設けた点にある。
管９の両端部に設けられていた一対の電極ｉｏ、 １ｉ
を該レーザ放電管９の両端部からそれぞれ離し、且つ上
記端部に同軸に対向して設け、これらの各電極ｉｏ、
ｉｌと前記レーザ放電管９の両端部との間にコールドト
ラップ１８．１９を同軸に設けた点にある。
このコールドトラップ１８．１９は、前記レーザ放電管
９、および電極１０．１１より僅かに大径のリング形状
をなし、前記レーザ放電管９、および電極１０、１１よ
りも低温化されて、例えばレーザ放電管本体１に対して
着脱自在に設けられる。
９、および電極１０．１１より僅かに大径のリング形状
をなし、前記レーザ放電管９、および電極１０、１１よ
りも低温化されて、例えばレーザ放電管本体１に対して
着脱自在に設けられる。
このように構成された本装置を駆動すると、従来装置と
同様に前記放電電極１０．１１間のパルス放電による放
電熱によって、レーザ放電管９内の銅粒１６が蒸気化さ
れ、その金属蒸気がレーザ放電管９の内部に一様に分布
する。そしてこの金属蒸気が前記電極間の放電プラズマ
を受けてレーザ励起され、前記レーザ共振器ミラー２，
３による共振作用を受けてレーザ発振作用を呈する。
同様に前記放電電極１０．１１間のパルス放電による放
電熱によって、レーザ放電管９内の銅粒１６が蒸気化さ
れ、その金属蒸気がレーザ放電管９の内部に一様に分布
する。そしてこの金属蒸気が前記電極間の放電プラズマ
を受けてレーザ励起され、前記レーザ共振器ミラー２，
３による共振作用を受けてレーザ発振作用を呈する。
ところがこの時、前記コールド１〜ラップ１８．１９を
備えた本装置にあっては、レーザ放電管９の内部に分布
した金属蒸気が前記放電電極１０．１１側に流れ出よう
とすると、前記電極ｉｏ、 ｉｉとレーザ放電管９との
間に設けられた低温のコールドトラップ１８．１９よっ
て前記金属蒸気が冷却され、コールドトラップ１８．１
９の表面に付着して凝固する。この結果、金属蒸気は電
極ｉｏ、 ｉ１側に流れ出ること −なしに、上記コ
ールドトラップ１８．１９の表面に捕捉（回収）される
。
備えた本装置にあっては、レーザ放電管９の内部に分布
した金属蒸気が前記放電電極１０．１１側に流れ出よう
とすると、前記電極ｉｏ、 ｉｉとレーザ放電管９との
間に設けられた低温のコールドトラップ１８．１９よっ
て前記金属蒸気が冷却され、コールドトラップ１８．１
９の表面に付着して凝固する。この結果、金属蒸気は電
極ｉｏ、 ｉ１側に流れ出ること −なしに、上記コ
ールドトラップ１８．１９の表面に捕捉（回収）される
。
従って、従来装置のように金属蒸気が電極放電部に流れ
出てブリニスター窓１２．１３に付着し、レーザ出力の
低下を招来させる等の不具合をＩＢ ＜ことがない。故
に長期間に亙って安定なレーザ発振作用を維持させるこ
とが可能となる。
出てブリニスター窓１２．１３に付着し、レーザ出力の
低下を招来させる等の不具合をＩＢ ＜ことがない。故
に長期間に亙って安定なレーザ発振作用を維持させるこ
とが可能となる。
またコールドトラップ１８．１９は、前述したように電
極径等よりも僅かに大きく設定されているので、その表
面に金属蒸気が付着凝固しても、その凝固金属によって
レーザ共振路が狭められるまでには相当な余裕がある。
極径等よりも僅かに大きく設定されているので、その表
面に金属蒸気が付着凝固しても、その凝固金属によって
レーザ共振路が狭められるまでには相当な余裕がある。
故に、この点でも装置の長寿命化を図ることが可能であ
る。またコールドトラップ１８．１９を着脱自在な構成
とすることによって、そのメインテナンスの簡易化をも
図り得り、レーザ媒体（金属蒸気）の源である金属の回
収を容易ならしめる。
る。またコールドトラップ１８．１９を着脱自在な構成
とすることによって、そのメインテナンスの簡易化をも
図り得り、レーザ媒体（金属蒸気）の源である金属の回
収を容易ならしめる。
またコールドトラップ１８．１９は、そのピンチ作用に
よって前記電極間に生じる放電プラズマを電極中心部ま
で送り込む。この結果、電極表面における放電プラズマ
接触面積の拡大を図り、該電極にスポット的な熱負荷が
加わることを防止して、その放電作用の安定化を図り得
る等の効果を奏する。
よって前記電極間に生じる放電プラズマを電極中心部ま
で送り込む。この結果、電極表面における放電プラズマ
接触面積の拡大を図り、該電極にスポット的な熱負荷が
加わることを防止して、その放電作用の安定化を図り得
る等の効果を奏する。
尚、本発明は上述した実施例にのみ限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施す
ることができる。例えば、金属蒸気の供給源となる銅粒
１６等のレーザ放電管９内部への供給法や、電極駆動電
圧の供給法等は、レーザ装置の仕様に応じて定めれば良
いものである。
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施す
ることができる。例えば、金属蒸気の供給源となる銅粒
１６等のレーザ放電管９内部への供給法や、電極駆動電
圧の供給法等は、レーザ装置の仕様に応じて定めれば良
いものである。
以上実施例を介して本発明につき説明したように、本発
明に係る金属蒸気レーザ装置はレーザ放電管と放電電極
との間にコールドトラップを設けて上記レーザ放電管の
内部から飛散する金属蒸気−を凝固させて回収するよう
にしたものである。このコールドトラップにより上記金
属蒸気のブリニスター窓への付着を防止し、またレーザ
媒体源である金属の回収を容易ならしめることが可能と
なる。また同時に上記コールドトラップによって前記電
極間の放電の安定化と、電極自体の保護をも図り得る。
明に係る金属蒸気レーザ装置はレーザ放電管と放電電極
との間にコールドトラップを設けて上記レーザ放電管の
内部から飛散する金属蒸気−を凝固させて回収するよう
にしたものである。このコールドトラップにより上記金
属蒸気のブリニスター窓への付着を防止し、またレーザ
媒体源である金属の回収を容易ならしめることが可能と
なる。また同時に上記コールドトラップによって前記電
極間の放電の安定化と、電極自体の保護をも図り得る。
故に、装置の長寿命化を図り、同時に安定なレーザ発振
作用を行わしめる等の実用上絶大なる効果を奏する。
作用を行わしめる等の実用上絶大なる効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例装置の概略構成図、第２図は
従来装置の概略構成を示す図である。 １・・・レーザ放電管本体、２．３・・・レーザ共振器
ミラー、４・・・バッフ７ガス供給源、５・・・駆動電
源、６．７・・・真空排気ポンプ、８・・・真空断熱室
、１０・・・陽極、１１・・・陰極、１２．１３・・・
ブリニスター窓、１Ｇ・・・銅粒（金属蒸気源） 、１
８．１９・・・コールドトラップ。
従来装置の概略構成を示す図である。 １・・・レーザ放電管本体、２．３・・・レーザ共振器
ミラー、４・・・バッフ７ガス供給源、５・・・駆動電
源、６．７・・・真空排気ポンプ、８・・・真空断熱室
、１０・・・陽極、１１・・・陰極、１２．１３・・・
ブリニスター窓、１Ｇ・・・銅粒（金属蒸気源） 、１
８．１９・・・コールドトラップ。
Claims (4)
- （１）一対の放電電極間に設けられて上記電極間の放電
熱により蒸気化された金属蒸気が内部に供給されるレー
ザ放電管と、このレーザ放電管の内部に供給された金属
蒸気をレーザ媒質としてレーザ共振路を形成してなる光
共振器とを具備した金属蒸気レーザ装置において、前記
レーザ放電管と放電電極との間に金属蒸気回収用のコー
ルドトラップを設けたことを特徴とする金属蒸気レーザ
装置。 - （２）レーザ放電管は、放電管本体に真空断熱層を介し
て設けられた耐熱性セラミック管からなるものである特
許請求の範囲第１項記載の金属蒸気レーザ装置。 - （３）一対の放電電極は、その放電部にバッファガスが
供給された状態で、高速繰返しパルス電圧の印加を受け
てパルス放電するものである特許請求の範囲第１項記載
の金属蒸気レーザ装置。 - （４）一対の放電電極は、筒状のレーザ放電管の両端開
口部にそれぞれ対向して同軸に設けられた筒状電極から
なり、この放電電極とレーザ放電管との間に設けられる
コールドトラップは、上記放電電極およびレーザ放電管
にそれぞれ対向して同軸に設けられたリング状の部材か
らなるものである特許請求の範囲第１項記載の金属蒸気
レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920184A JPS6197878A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920184A JPS6197878A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197878A true JPS6197878A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16731788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21920184A Pending JPS6197878A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 金属蒸気レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197878A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907242A (en) * | 1987-10-10 | 1990-03-06 | Eev Limited | Gas laser apparatus having a low pressure buffer gas |
| CN117300172A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-29 | 西安交通大学 | 一种输出头保护套及金属增材制造的激光器防蒸镀系统 |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP21920184A patent/JPS6197878A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4907242A (en) * | 1987-10-10 | 1990-03-06 | Eev Limited | Gas laser apparatus having a low pressure buffer gas |
| CN117300172A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-29 | 西安交通大学 | 一种输出头保护套及金属增材制造的激光器防蒸镀系统 |
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