JPS63199471A - 金属蒸気レ−ザ発振管 - Google Patents
金属蒸気レ−ザ発振管Info
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- JPS63199471A JPS63199471A JP3285687A JP3285687A JPS63199471A JP S63199471 A JPS63199471 A JP S63199471A JP 3285687 A JP3285687 A JP 3285687A JP 3285687 A JP3285687 A JP 3285687A JP S63199471 A JPS63199471 A JP S63199471A
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- JP
- Japan
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- tube
- cooling water
- inner tube
- ceramic inner
- discharge
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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)
- Electromagnetism (AREA)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、金属蒸気レーザ発振管に関する。
（従来の技術）
従来の金属蒸気レーザ発振管を第３図に示す。
図中符号１は耐熱性にすぐれたセラミックス製内管であ
り、その内部は放電室２を成している。この放電室２に
はガス供給系３からＨｅ、Ｎｅ等の放電用バッファガス
が供給されると共にロータリーポンプ４により、排気さ
れる。また、放電室２の両端にはそれぞれ陽極５と陰極
６が設置されている。この陽極５と陰極６間に設けられ
たパルス高電圧電源７からのパルス二極放電により、プ
ラズマが発生する。このパルス二極放電は、パルス高電
圧電源７から印加される電圧が数ｋＶ〜１０数ｋＶ、繰
返し周波数が数ｋＨｚ〜１０数ｋＨｚの高電圧パルスか
らなる。セラミックス製内管１内には金属粒子８が配置
されており、この金属粒子８が放電プラズマと接触する
ことにより、セラミックス製内管１が極めて高温状態に
加熱される。
り、その内部は放電室２を成している。この放電室２に
はガス供給系３からＨｅ、Ｎｅ等の放電用バッファガス
が供給されると共にロータリーポンプ４により、排気さ
れる。また、放電室２の両端にはそれぞれ陽極５と陰極
６が設置されている。この陽極５と陰極６間に設けられ
たパルス高電圧電源７からのパルス二極放電により、プ
ラズマが発生する。このパルス二極放電は、パルス高電
圧電源７から印加される電圧が数ｋＶ〜１０数ｋＶ、繰
返し周波数が数ｋＨｚ〜１０数ｋＨｚの高電圧パルスか
らなる。セラミックス製内管１内には金属粒子８が配置
されており、この金属粒子８が放電プラズマと接触する
ことにより、セラミックス製内管１が極めて高温状態に
加熱される。
そして、この金属粒子８が蒸発することにより、レーザ
媒質となる金属蒸気が生成される。また、この金属蒸気
はセラミックス製内管１内に１０１４〜１．０１５ｎ
／ ｃｎＩの密度で一様に分布しており、放電プラズマ
中の自由電子により、励起されることによって、その金
属特有の波長の光を発光する。
媒質となる金属蒸気が生成される。また、この金属蒸気
はセラミックス製内管１内に１０１４〜１．０１５ｎ
／ ｃｎＩの密度で一様に分布しており、放電プラズマ
中の自由電子により、励起されることによって、その金
属特有の波長の光を発光する。
この光は、ブリュースタ窓９を通して、セラミックス製
内管］の両端に置かれた出力ミラー１０と全反射ミラー
１］とから構成される光共振器によって増幅された後、
出力ミラー１０側よりレーザ光となって出力される。ま
た、セラミックス製内管１は両端側において、周方向に
巻装されたＯリング１２、ベローズ１３を介して、上記
セラミックス製内管１と同心状に配設された外管１４に
支持されている。さらに、外管１４とセラミックス製内
管１との間はロークリポンプ１５により排気され、真空
断熱室１６を成している。また、セラミックス製内管１
の外周には、断熱材１７が巻装されている。一方、外管
１４の途中には陽極５側と陰極６側とを電気的に分離す
るだめの絶縁管１８が設けられている。セラミックス製
内管１は、１５００℃程度にまで昇温するため熱により
、線膨張を起こす。ベローズ１３はセラミックス製内、
管１の管軸方向の動きに自由度を持たせて、この線膨
張を吸収するためのものである。また、Ｏリング１２は
真空断熱室１６と放電室２とをシールするためのもので
あるが、セラミックス製内管１と接しているために高温
となる。そこで、冷却水による冷却方法が採られている
。すなわち、冷却水は導入管１９により、外部から供給
され、０リング１２の外周部に設けられた冷却水路２０
を通って、排出管２１から外部に排出される。この導入
管１９及び排出管２１もセラミックス製内管１の熱によ
る線膨張を吸収するため、焼きなまし処理を施して柔軟
性を持たせた銅パイプを大きな曲率でコイル状に成形し
たものを用いている。
内管］の両端に置かれた出力ミラー１０と全反射ミラー
１］とから構成される光共振器によって増幅された後、
出力ミラー１０側よりレーザ光となって出力される。ま
た、セラミックス製内管１は両端側において、周方向に
巻装されたＯリング１２、ベローズ１３を介して、上記
セラミックス製内管１と同心状に配設された外管１４に
支持されている。さらに、外管１４とセラミックス製内
管１との間はロークリポンプ１５により排気され、真空
断熱室１６を成している。また、セラミックス製内管１
の外周には、断熱材１７が巻装されている。一方、外管
１４の途中には陽極５側と陰極６側とを電気的に分離す
るだめの絶縁管１８が設けられている。セラミックス製
内管１は、１５００℃程度にまで昇温するため熱により
、線膨張を起こす。ベローズ１３はセラミックス製内、
管１の管軸方向の動きに自由度を持たせて、この線膨
張を吸収するためのものである。また、Ｏリング１２は
真空断熱室１６と放電室２とをシールするためのもので
あるが、セラミックス製内管１と接しているために高温
となる。そこで、冷却水による冷却方法が採られている
。すなわち、冷却水は導入管１９により、外部から供給
され、０リング１２の外周部に設けられた冷却水路２０
を通って、排出管２１から外部に排出される。この導入
管１９及び排出管２１もセラミックス製内管１の熱によ
る線膨張を吸収するため、焼きなまし処理を施して柔軟
性を持たせた銅パイプを大きな曲率でコイル状に成形し
たものを用いている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、この導入管および排出管は長期使用すると、
熱サイクルによって、銅パイプ自身の柔軟性がなくなり
、硬化して、線膨張の吸収がスムーズに行われなくなり
、セラミックス製内管に大きな負荷かかかり、熱応力に
よりセラミックス製内管が破損する。また、銅パイプを
コイル状に成形しているため、構造が大型化、複雑化す
るという問題がある。
熱サイクルによって、銅パイプ自身の柔軟性がなくなり
、硬化して、線膨張の吸収がスムーズに行われなくなり
、セラミックス製内管に大きな負荷かかかり、熱応力に
よりセラミックス製内管が破損する。また、銅パイプを
コイル状に成形しているため、構造が大型化、複雑化す
るという問題がある。
本発明は、上記のような欠点に鑑みてなされたものであ
り、セラミックス製内管の線膨張の吸収をスムースに行
い、かつ構造を簡素化、小型化した金属蒸気レーザ発振
管を提供することを目的とする。
り、セラミックス製内管の線膨張の吸収をスムースに行
い、かつ構造を簡素化、小型化した金属蒸気レーザ発振
管を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、０リング及びベローズを介して外管に支持し
、かつ金属粒子が内部に配置されたセラミックス製内管
内に、放電用バッファガスを供給し、セラミックス製内
管の両端に設けられた陽極と陰極間に高電圧を印加する
ことにより放電プラズマを形成して、金属粒子を蒸気化
し、蒸気化された金属粒子を放電プラズマ中の自由電子
により励起して、レーザ発振を行う金属蒸気レーザ発振
管において、０リングの外周部に設けられた冷却水路に
冷却水を供給する導入管及び冷却水を排出する排出管の
少なくとも一部をベローズ管により構成したことを特徴
とする金属蒸気レーザ発振管に関する。
、かつ金属粒子が内部に配置されたセラミックス製内管
内に、放電用バッファガスを供給し、セラミックス製内
管の両端に設けられた陽極と陰極間に高電圧を印加する
ことにより放電プラズマを形成して、金属粒子を蒸気化
し、蒸気化された金属粒子を放電プラズマ中の自由電子
により励起して、レーザ発振を行う金属蒸気レーザ発振
管において、０リングの外周部に設けられた冷却水路に
冷却水を供給する導入管及び冷却水を排出する排出管の
少なくとも一部をベローズ管により構成したことを特徴
とする金属蒸気レーザ発振管に関する。
（作 用）
放電室の両端に設けられた陽極と陰極の間にプラズマが
発生すると、セラミックス製内管内に配設された金属粒
子が放電プラズマと接触することにより、セラミックス
製内管が極めて高温状態に加熱され、セラミックス製内
管は線膨張を起こすけれども、この線膨張はベローズ部
で吸収され、上記線膨張が導入管および排出管によって
阻止されることがない。
発生すると、セラミックス製内管内に配設された金属粒
子が放電プラズマと接触することにより、セラミックス
製内管が極めて高温状態に加熱され、セラミックス製内
管は線膨張を起こすけれども、この線膨張はベローズ部
で吸収され、上記線膨張が導入管および排出管によって
阻止されることがない。
（実施例）
以下、添附図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。第１図において、図中符号１は耐熱性にすぐれ
たセラミックス製内管であり、その内部は放電室２を成
している。この放電室２にはガス供給系３からＨｅ、Ｎ
ｅ等の放電用バッファガスか供給されると共にロータリ
ーポンプ４により、排気される。また、放電室２の両端
にはそれぞれ陽極５と陰極６が設置されている。この陽
極５と陰極６間に設けられたパルス高電圧電源７からの
パルス二極放電により、プラズマが発生する。このパル
ス二極放電は、パルス高電圧電源７から印加される電圧
が数ｋＶ〜１０数ｋＶ、繰返し周波数が数ｋＨｚ〜１０
数ｋＨｚの高電圧パルスからなる。セラミックス製内管
１内には金属粒子８が配置されており、この金属粒子８
が放電プラズマと接触することにより、セラミックス製
内管１が極めて高温状態に加熱される。そして、この金
属粒子８が蒸発することにより、レーザ媒質となる金属
蒸気が生成される。また、この金属蒸気はセラミックス
製内管１内に１０１４〜１０１５ｎ／ｃ〃！の密度で一
様に分布しており、放電プラズマ中の自由電子により、
励起されることによって、その金属特有の波長の光を発
光する。この光は、ブリュースタ窓９を通して、セラミ
ックス製内管１の両端に置かれた出力ミラー１０と全反
射ミラー１１とから構成される光共振器によって増幅さ
れた後、出力ミラー１０側よりレーザ光となって出力さ
れる。また、セラミックス製内管１は両端側において、
周方向に巻装されたＯリング１２、ベローズ１３を介し
て、上記セラミックス製内管１と同心状に配設された外
管１４に支持されている。さらに、外管１４とセラミッ
クス製内管１との間はロークリポンプ１５により排気さ
れ、真空断熱室１６を成している。また、セラミックス
製内管１の外周には、断熱祠１７が巻装されている。一
方、外管１４の途中には陽極５側と陰極６側とを電気的
に分離するための絶縁管１８が設けられている。セラミ
ックス製内管１は、１５００℃程度にまで昇温するため
熱により、線膨張を起こす。ベローズ１３はセラミック
ス製内管１の管軸方向の動きに自由度を持たせて、この
線膨張を吸収するためのものである。また、Ｏリング１
２は真空断熱室１６と放電室２とをシールするためのも
のであるが、セラミックス製内管１と接しているために
高温となる。そこで、冷却水による冷却方法が採られて
いる。すなわち、冷却水は導入管１９により、外部から
供給され、０リング１２の外周部に設けられた冷却水路
２０を通って、排出管２１から外部に排出される。上記
構成は前述従来装置と全く同一であるが、本発明におい
ては、第２図に示すように、導入管１９及び排出管２１
にはセラミックス製内管１の熱による線膨張を吸収する
ため、伸縮可能なベローズ部２２を有するベローズ管を
使用する。
明する。第１図において、図中符号１は耐熱性にすぐれ
たセラミックス製内管であり、その内部は放電室２を成
している。この放電室２にはガス供給系３からＨｅ、Ｎ
ｅ等の放電用バッファガスか供給されると共にロータリ
ーポンプ４により、排気される。また、放電室２の両端
にはそれぞれ陽極５と陰極６が設置されている。この陽
極５と陰極６間に設けられたパルス高電圧電源７からの
パルス二極放電により、プラズマが発生する。このパル
ス二極放電は、パルス高電圧電源７から印加される電圧
が数ｋＶ〜１０数ｋＶ、繰返し周波数が数ｋＨｚ〜１０
数ｋＨｚの高電圧パルスからなる。セラミックス製内管
１内には金属粒子８が配置されており、この金属粒子８
が放電プラズマと接触することにより、セラミックス製
内管１が極めて高温状態に加熱される。そして、この金
属粒子８が蒸発することにより、レーザ媒質となる金属
蒸気が生成される。また、この金属蒸気はセラミックス
製内管１内に１０１４〜１０１５ｎ／ｃ〃！の密度で一
様に分布しており、放電プラズマ中の自由電子により、
励起されることによって、その金属特有の波長の光を発
光する。この光は、ブリュースタ窓９を通して、セラミ
ックス製内管１の両端に置かれた出力ミラー１０と全反
射ミラー１１とから構成される光共振器によって増幅さ
れた後、出力ミラー１０側よりレーザ光となって出力さ
れる。また、セラミックス製内管１は両端側において、
周方向に巻装されたＯリング１２、ベローズ１３を介し
て、上記セラミックス製内管１と同心状に配設された外
管１４に支持されている。さらに、外管１４とセラミッ
クス製内管１との間はロークリポンプ１５により排気さ
れ、真空断熱室１６を成している。また、セラミックス
製内管１の外周には、断熱祠１７が巻装されている。一
方、外管１４の途中には陽極５側と陰極６側とを電気的
に分離するための絶縁管１８が設けられている。セラミ
ックス製内管１は、１５００℃程度にまで昇温するため
熱により、線膨張を起こす。ベローズ１３はセラミック
ス製内管１の管軸方向の動きに自由度を持たせて、この
線膨張を吸収するためのものである。また、Ｏリング１
２は真空断熱室１６と放電室２とをシールするためのも
のであるが、セラミックス製内管１と接しているために
高温となる。そこで、冷却水による冷却方法が採られて
いる。すなわち、冷却水は導入管１９により、外部から
供給され、０リング１２の外周部に設けられた冷却水路
２０を通って、排出管２１から外部に排出される。上記
構成は前述従来装置と全く同一であるが、本発明におい
ては、第２図に示すように、導入管１９及び排出管２１
にはセラミックス製内管１の熱による線膨張を吸収する
ため、伸縮可能なベローズ部２２を有するベローズ管を
使用する。
しかして、放電室２の両端に設けられた陽極５と陰極６
間にプラズマが発生すると、セラミ、ソクス製内管１内
に配設された金属粒子８が放電プラズマと接触すること
により、セラミックス製内管１が極めて高温状態に加熱
され、セラミックス製内管１は線膨張を起こすけれども
、この線膨張による前記導入管１９および排出管２１と
の相対位置の変化は、ベローズ部２２で吸収され、上記
線膨張が導入管１９および排出管２１によって阻止され
ることがない。
間にプラズマが発生すると、セラミ、ソクス製内管１内
に配設された金属粒子８が放電プラズマと接触すること
により、セラミックス製内管１が極めて高温状態に加熱
され、セラミックス製内管１は線膨張を起こすけれども
、この線膨張による前記導入管１９および排出管２１と
の相対位置の変化は、ベローズ部２２で吸収され、上記
線膨張が導入管１９および排出管２１によって阻止され
ることがない。
−−〇 −
〔発明の効果〕
本発明は」一連のように、０リングの外周部に設けられ
た冷却水路に冷却水を供給する導入管及び冷却水を排出
する排出管にベローズ管を使用することにより、セラミ
ックス製内管の熱による線膨張をスムーズに吸収でき、
セラミックス製内管にかかる負荷を軽減でき、セラミッ
クス製内管の破損を防ぎ、装置を長寿命化することがで
きる。また、構造を簡素化、小型化することができる等
の効果を奏する。
た冷却水路に冷却水を供給する導入管及び冷却水を排出
する排出管にベローズ管を使用することにより、セラミ
ックス製内管の熱による線膨張をスムーズに吸収でき、
セラミックス製内管にかかる負荷を軽減でき、セラミッ
クス製内管の破損を防ぎ、装置を長寿命化することがで
きる。また、構造を簡素化、小型化することができる等
の効果を奏する。
第１図は本発明における一実施例の説明図、第２図は本
発明における一実施例の要部拡大断面図、第３図は従来
技術の説明図である。 １・・・セラミックス製内管、２・・・放電室、３・・
・ガス供給系、４・・・ロータリーポンプ、５・・・陽
極、６・・・陰極、７・・・パルス高電圧電源、８・・
・金属粒子、９・・・ブリュースタ窓、１０・・・出力
ミラー、］１・・・全反射ミラー、１２・・・０リング
、１３・・・ベローズ、］４・・・外管、１５・・・ロ
ークリポンプ、１６・・・真空断熱室、１７・・・断熱
材、１８・・・絶縁管、１９・・・導入管、２０・・・
冷却水路、２１・・・排出管、２２・・・ベローズ部。 出願人代理人 佐 藤 −雄 処３図
発明における一実施例の要部拡大断面図、第３図は従来
技術の説明図である。 １・・・セラミックス製内管、２・・・放電室、３・・
・ガス供給系、４・・・ロータリーポンプ、５・・・陽
極、６・・・陰極、７・・・パルス高電圧電源、８・・
・金属粒子、９・・・ブリュースタ窓、１０・・・出力
ミラー、］１・・・全反射ミラー、１２・・・０リング
、１３・・・ベローズ、］４・・・外管、１５・・・ロ
ークリポンプ、１６・・・真空断熱室、１７・・・断熱
材、１８・・・絶縁管、１９・・・導入管、２０・・・
冷却水路、２１・・・排出管、２２・・・ベローズ部。 出願人代理人 佐 藤 −雄 処３図
Claims (1)
- １、Ｏリング及びベローズを介して外管に支持し、かつ
金属粒子が内部に配置されたセラミックス製内管内に、
放電用バッファガスを供給し、セラミックス製内管の両
端に設けられた陽極と陰極間に高電圧を印加することに
より放電プラズマを形成して、金属粒子を蒸気化し、蒸
気化された金属粒子を放電プラズマ中の自由電子により
励起して、レーザ発振を行う金属蒸気レーザ発振管にお
いて、Ｏリングの外周部に設けられた冷却水路に冷却水
を供給する導入管及び冷却水を排出する排出管の少なく
とも一部をベローズ管により構成したことを特徴とする
金属蒸気レーザ発振管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285687A JPS63199471A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 金属蒸気レ−ザ発振管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285687A JPS63199471A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 金属蒸気レ−ザ発振管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63199471A true JPS63199471A (ja) | 1988-08-17 |
Family
ID=12370482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3285687A Pending JPS63199471A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 金属蒸気レ−ザ発振管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63199471A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0726593A1 (en) * | 1995-02-13 | 1996-08-14 | Applied Materials, Inc. | A high power, plasma-based, reactive species generator |
| US5895548A (en) * | 1996-03-29 | 1999-04-20 | Applied Komatsu Technology, Inc. | High power microwave plasma applicator |
| WO2001020953A1 (en) * | 1999-09-15 | 2001-03-22 | Nanotechnologies, Inc. | Method and apparatus for producing bulk quantities of nano-sized materials by electrothermal gun synthesis |
| US6472632B1 (en) | 1999-09-15 | 2002-10-29 | Nanoscale Engineering And Technology Corporation | Method and apparatus for direct electrothermal-physical conversion of ceramic into nanopowder |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP3285687A patent/JPS63199471A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0726593A1 (en) * | 1995-02-13 | 1996-08-14 | Applied Materials, Inc. | A high power, plasma-based, reactive species generator |
| US5892328A (en) * | 1995-02-13 | 1999-04-06 | Applied Komatsu Technology Inc. | High-power, plasma-based, reactive species generator |
| US5895548A (en) * | 1996-03-29 | 1999-04-20 | Applied Komatsu Technology, Inc. | High power microwave plasma applicator |
| WO2001020953A1 (en) * | 1999-09-15 | 2001-03-22 | Nanotechnologies, Inc. | Method and apparatus for producing bulk quantities of nano-sized materials by electrothermal gun synthesis |
| US6472632B1 (en) | 1999-09-15 | 2002-10-29 | Nanoscale Engineering And Technology Corporation | Method and apparatus for direct electrothermal-physical conversion of ceramic into nanopowder |
| US6580051B2 (en) | 1999-09-15 | 2003-06-17 | Nanotechnologies, Inc. | Method and apparatus for producing bulk quantities of nano-sized materials by electrothermal gun synthesis |
| US6653591B1 (en) | 1999-09-15 | 2003-11-25 | Nanotechnologies, Inc. | Method and apparatus for direct electrothermal-physical conversion of ceramic into nanopowder |
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