CH667556A5

CH667556A5 - HIGH-SPEED GAS LASER OSCILLATOR.

Info

Publication number: CH667556A5
Application number: CH6085/84A
Authority: CH
Inventors: Hidenori Osada; Ryoji Koseki
Original assignee: Amada Eng & Service
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1988-10-14
Also published as: DE3446640A1; DE3446640C2; FR2557742B1; JPH0626263B2; SE8406631D0; FR2614476B1; GB8432724D0; AU603497B2; SE457491B; GB2158635B; SE8406631L; FR2557742A1; CA1267963A; JPS6127693A; KR850005033A; AU577342B2; IL73939A; IT8424169A0; FR2614476A1; IT1177494B

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft einen Hochgeschwindigkeits Gaslaser-Oszillator gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. The invention relates to a high-speed gas laser oscillator according to the preamble of independent claim 1.

In einem Gaslaser-Oszillator tritt der Laser-Verstärkungseffekt in einem Laser-Rohr auf, wo ein Plasma erzeugt wird. Es ist bekannt, dass eine Vergrösserung der Länge des Laser-Rohres eine Vergrösserung der Ausgangsintensität bewirkt, weil damit das Volumen für das Plasma vergrössert wird. Demzufolge sollte zur Vergrösserung des Laser-Ausgangs das Laser-Rohr eines Gaslaser-Oszillators in seiner Länge vergrössert werden. Jedoch führt die Vergrösserung der Länge des Laser-Rohres sowohl zu technologischen Problemen als auch zu Problemen bezüglich des benötigten Raumes. Deshalb werden im allgemeinen mehrere Laser-Rohre parallel zueinander angeordnet und reflektierende Spiegel sind an den Verbindungsstellen zwischen den Rohren angeordnet, um dadurch die Wirkungslänge zu ver-grössern. Dazu ist es auch bekannt, dass in einem Gaslaser-Oszillator durch Kühlung des Laser-Gases die Gesamtheit der Inversion vergrössert und dadurch wird der Wirkungsgrad der Laserschwingung vergrössert. Demzufolge wird im allgemeinen das Laser-Rohr gekühlt oder dann wird das Laser-Gas in einem Wärmeaustauscher gekühlt und dann in das Laser-Rohr mit hoher Geschwindigkeit injiziert. Das Laser-Gas, das durch die elektrische Entladung erwärmt wird, wird unmittelbar zum Wärmeaustauscher zurückgeführt, wo es dann wieder gekühlt wird. Um den Wirkungsgrad in einem Gaslaser-Oszillator zu vergrössern, ist es auch notwendig den elektrischen Wirkungsgrad für die elektrische Leistung für die Injektion zu verbessern. In a gas laser oscillator, the laser amplification effect occurs in a laser tube, where a plasma is generated. It is known that an increase in the length of the laser tube causes an increase in the starting intensity, because this increases the volume for the plasma. Accordingly, the length of the laser tube of a gas laser oscillator should be increased in order to enlarge the laser output. However, increasing the length of the laser tube leads to both technological problems and problems with the space required. For this reason, several laser tubes are generally arranged parallel to one another and reflecting mirrors are arranged at the connection points between the tubes, in order to thereby increase the effective length. For this purpose, it is also known that the totality of the inversion is increased in a gas laser oscillator by cooling the laser gas, and the efficiency of the laser oscillation is thereby increased. Accordingly, the laser tube is generally cooled or then the laser gas is cooled in a heat exchanger and then injected into the laser tube at high speed. The laser gas, which is heated by the electrical discharge, is returned directly to the heat exchanger, where it is then cooled again. In order to increase the efficiency in a gas laser oscillator, it is also necessary to improve the electrical efficiency for the electrical power for the injection.

Herkömmliche Gaslaser-Oszillatoren, bei denen das Gas mit hoher Geschwindigkeit axial fliesst, haben einen Kühler oder einen Wärmeaustauscher um das Laser-Gas im Laser-Rohr zu kühlen und ein Gebläse um das Gas mit hoher Geschwindigkeit in das Rohr zu injizieren und dann das Gas aus dem Laser-Rohr zum Wärmeaustauscher zu führen. Die Längen des Rückführungsweges vom Laser-Rohr zum Wärmeaustauscher oder Kühler sind in den bekannten Gaslaser-Oszillatoren nicht konstant. Das heisst, dass die Widerstände bezüglich des Gasflusses in den verschiedenen Rückführpfaden nicht gleich sind, was zu Ungleichheiten in den Durchflussmengen führt und daher zu Ungleichheiten in der Wärme des Laser-Gases in den verschiedenen Laser-Rohren. Conventional gas laser oscillators in which the gas flows axially at high speed have a cooler or a heat exchanger to cool the laser gas in the laser tube and a fan to inject the gas at high speed into the tube and then the gas lead from the laser tube to the heat exchanger. The lengths of the return path from the laser tube to the heat exchanger or cooler are not constant in the known gas laser oscillators. This means that the gas flow resistances in the different return paths are not the same, which leads to inequalities in the flow rates and therefore inequalities in the heat of the laser gas in the different laser tubes.

Das heisst, dass in den Rohren die ein Laser-Gas erhalten, das mit einer tieferen Geschwindigkeit fliesst als das Gas das in andere Rohre fliesst, die Temperatur höher ist, wodurch die Gesamtinversion reduziert wird und deshalb wird der Laser-Ausgang verringert, was seinerseits zu einer Beeinflussung des Modus des Laserstrahles führt. Die Folge der unterschiedlichen Fliessgeschwindigkeiten des Laser-Gases beim Eintreten in die verschiedenen Laser-Rohre, ist ein Grund des niedrigen Ausganges und Fluktuationen bezüglich des Ausganges aus dem gesamten Gaslaser-Oszillator. This means that in the tubes that receive a laser gas that flows at a lower speed than the gas that flows into other tubes, the temperature is higher, which reduces the total inversion and therefore the laser output is reduced, which in turn leads to an influence on the mode of the laser beam. The consequence of the different flow rates of the laser gas as it enters the various laser tubes is a reason for the low output and fluctuations in the output from the entire gas laser oscillator.

Dazu ist das Gas, das aus den Laser-Rohren eines Gaslaser-Oszillators zum Wärmeaustauscher zurückgeführt wird, eine Art Plasma, weil das Gas durch elektrische Entladungen innerhalb des Laser-Rohres ionisiert wurde. Dies heisst einerseits, dass das Gas elektrisch leitend wird, so dass unnütze elektrische Entladungen, die zum Aufpumpen des Laser-Gases nicht beitragen, zwischen dem Wärmeaustauscher und den Kathoden der Laser-Rohre auftreten, die einen grossen Verlust an elektrischer Energie, die für die Injektion benützt wird, bedeutet. Diese elektrischen Entladungen heizen das Laser-Gas weiter auf und geben eine zusätzliche Belastung des Wärmeaustauschers oder des Kühlers. For this purpose, the gas that is returned from the laser tubes of a gas laser oscillator to the heat exchanger is a kind of plasma, because the gas has been ionized by electrical discharges within the laser tube. On the one hand, this means that the gas becomes electrically conductive, so that useless electrical discharges, which do not contribute to the pumping up of the laser gas, occur between the heat exchanger and the cathodes of the laser tubes, causing a great loss of electrical energy for the Injection is used means. These electrical discharges further heat the laser gas and put an additional load on the heat exchanger or the cooler.

In herkömmlichen Gaslaser-Oszillatoren besteht ein lästiges Problem beim Entfernen und Ersetzen von Elektroden. Für die Stabilität der elektrischen Entladungen und für gute Bedingungen des Flusses des Laser-Gases innerhalb der Laser-Rohre ist es notwendig, dass die Elektroden ringförmig ausgebildet sind. Um den Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und den Elektrodenhaltern zu verringern, sind die Elektroden auf den Elektrodenhaltern aufgeschrumpft, die mit den Laser-Rohren gekoppelt sind. Weil damit jeder Elektrodenhalter vom La-ser-Rohr zu entfernen ist, um die Elektrode zu ersetzen, entsteht das Problem, dass das Laser-Rohr in axialer Richtung verschoben werden muss. In conventional gas laser oscillators, there is an annoying problem in removing and replacing electrodes. For the stability of the electrical discharges and for good conditions for the flow of the laser gas within the laser tubes, it is necessary for the electrodes to be annular. In order to reduce the contact resistance between the electrodes and the electrode holders, the electrodes are shrunk onto the electrode holders, which are coupled to the laser tubes. Because every electrode holder has to be removed from the laser tube in order to replace the electrode, the problem arises that the laser tube has to be displaced in the axial direction.

Weil die bekannten Gaslaser-Oszillatoren die Trägerplatten, die die Laser-Rohre haltern an der Basis befestigt sind, ergibt sich das Problem, dass es schwierig ist die Wärmedeformation der Trägerplatten und umgebenden Partien zu kompensieren. Because the known gas laser oscillators fix the carrier plates that hold the laser tubes to the base, the problem arises that it is difficult to compensate for the thermal deformation of the carrier plates and surrounding areas.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Hochge-schwindigkeitsaxialfluss-Gaslaser-Oszillator zu schaffen, bei dem unerwünschte Temperaturerhöhungen vermieden werden. It is therefore the object of the invention to provide a high-speed axial flow gas laser oscillator in which undesirable temperature increases are avoided.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst. This object is achieved by the measures specified in the characterizing part of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben, um beispielsweise die Fliessgeschwindigkeit des Laser-Gases innerhalb der Laser-Rohre wenigstens angenähert gleich gross zu halten, oder um wenigstens angenähert gleich grosse Rückführwege aus den Laser-Rohren zum Wärmeaustauscher oder Kühler zu bilden, auch wenn die Anzahl der Rohre vergrössert oder verkleinert wird; oder um vorzusehen, dass die elektrischen Entladungen zwischen den Elektroden der Laser-Rohre und dem Wärmeaustauscher unterdrückt werden, um die für die Injektion benötigte elektrische Energie zu verkleinern und um zusätzliche Erwärmung des La-ser-Gases zu unterdrücken, derart, dass die Belastung des Wär5 Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims, for example to keep the flow velocity of the laser gas within the laser tubes at least approximately the same size, or to form at least approximately the same return paths from the laser tubes to the heat exchanger or cooler, too if the number of pipes is increased or decreased; or to provide that the electrical discharges between the electrodes of the laser tubes and the heat exchanger are suppressed in order to reduce the electrical energy required for the injection and to suppress additional heating of the laser gas such that the load on the War5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

667 556 667 556

meaustauschers oder Kühlers vermindert wird; oder um das Entfernen und Ersetzen von Elektroden in den Laser-Rohren leicht und ohne Verschiebung der Rohre in axialer Richtung vornehmen zu können; oder damit auch die Vibration das Gebläses, das zur Zirkulation des Laser-Gases notwendig ist, nicht auf die Laser-Rohre übertragen werden, oder um thermische Deformationen bei den Verbindungen zwischen dem Gebläse und den Laser-Rohren kompensierbar zu machen; oder um die Trägerplatten, die beide Enden der Laser-Rohre tragen, leicht beweglich gestalten zu können, um Expansionen und Kontraktionen der Haltestäbe, die an jeder Trägerplatte befestigt sind, zu kompensieren. exchanger or cooler is reduced; or in order to be able to remove and replace electrodes in the laser tubes easily and without displacement of the tubes in the axial direction; or so that the vibration of the fan, which is necessary for the circulation of the laser gas, is not transmitted to the laser tubes, or in order to compensate for thermal deformations in the connections between the fan and the laser tubes; or in order to make the carrier plates, which carry both ends of the laser tubes, easily movable, in order to compensate for expansion and contraction of the holding rods, which are attached to each carrier plate.

Anhand der Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt: Exemplary embodiments of the invention are explained below with the aid of the drawing. It shows:

Fig. 1 einen Aufriss einer Laser-Werkzeugmaschine mit einem Laser-Oszillator gemäss der Erfindung, 1 is an elevation of a laser machine tool with a laser oscillator according to the invention,

Fig. 2 eine Frontansicht eines Laser-Oszillators gemäss der Erfindung, 2 is a front view of a laser oscillator according to the invention,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Laser-Oszillator gemäss Figur Fig. 3 is a plan view of the laser oscillator according to the figure

2, 2,

Fig. 4 einen Seitenriss von der rechten Seite in Figur 2, 4 shows a side elevation from the right side in FIG. 2,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht gemäss der Schnittstelle V-V in Figur 2, 5 shows a cross-sectional view according to the interface V-V in FIG. 2,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht gemäss der Schnittlinie VIVI in Figur 2 in vergrössertem Massstab, 6 shows a cross-sectional view according to section line VIVI in FIG. 2 on an enlarged scale,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht gemäss der Schnittlinie VII- 7 is a cross-sectional view according to section line VII.

VII in Figur 3 in vergrössertem Massstab, und VII in Figure 3 on an enlarged scale, and

Fig. 8 eine Querschnittsansicht gemäss der Schnittlinie VIII- 8 is a cross-sectional view according to section line VIII -

VIII in Figur 3 in vergrössertem Massstab. VIII in Figure 3 on an enlarged scale.

In Figur 1 bedeutet die Referenzzahl 1 eine herkömmliche Laser-Werkzeugmaschine mit einem Laser-Oszillator 3. Dieser Laser-Oszillator 3 erzeugt einen Laser-Strahl LB in Richtung gegen die Laser-Werkzeugmaschine 1 und befindet sich hinten auf der Laser-Werkzeugmaschine 1. Auch in Figur 1 befindet sich der Laser-Oszillator 3 auf der Laser-Werkzeugmaschine 1, aber der Laser-Oszillator 3 wird nicht nur in Verbindung mit der Laser-Werkzeugmaschine benützt, sondern kann auch für andere Zwecke verwendet werden. In FIG. 1, the reference number 1 denotes a conventional laser machine tool with a laser oscillator 3. This laser oscillator 3 generates a laser beam LB in the direction toward the laser machine tool 1 and is located on the rear of the laser machine tool 1. Also in Figure 1, the laser oscillator 3 is on the laser machine tool 1, but the laser oscillator 3 is not only used in connection with the laser machine tool, but can also be used for other purposes.

Die Laser-Werkzeugmaschine 1 umfasst ein Bett 5, einen vertikalen Träger 7, der senkrecht auf dem Bett 5 steht, und einen oberen Träger 9, der sich über und parallel zum Bett 5 erstreckt und am einen Ende, in freitragender Weise durch den Träger 7 gehaltert ist. Auf dem Bett 5 befindet sich ein Werktisch 11 mit einer grossen Anzahl von Gleitkugeln, die rotierbar angeordnet sind, um ein Werkstück W, das zu bearbeiten ist, in horizontaler Lage zu unterstützen. Ein Bearbeitungskopf 13 befindet sich am freien Ende des obengenannten Querträgers 9, eine Spiegelanordnung 15 und eine Lichtfokussierlinse 17 sind in diesem Bearbeitungskopf 13 untergebracht. Das obengenannte Spiegelsystem 15 reflektiert den Laserstrahl LB, der durch den Laser-Oszillator 3 erzeugt wurde, gegen das Werkstück W. Die Lichtfokussierlinse 17 konzentriert das Licht des Laserstrahles LB und ist derart angeordnet, dass der Laserstrahl LB zusammen mit Sauerstoffgas gegen das Werkstück W gerichtet wird. Damit erhält die Laser-Werkzeugmaschine 1, die gemäss dieser Beschreibung konstruiert ist, den Laserstrahl LB aus dem Laser-Oszillator 3 und ist so ausgebildet, dass der Laserstrahl LB durch eine Lichtfokussierlinse 17 innerhalb des Bearbeitungskopfes 13 gegen das Werkstück W geführt wird. The laser machine tool 1 comprises a bed 5, a vertical support 7 which is perpendicular to the bed 5, and an upper support 9 which extends above and parallel to the bed 5 and at one end, in a cantilever manner through the support 7 is supported. On the bed 5 there is a work table 11 with a large number of sliding balls which are arranged rotatably in order to support a workpiece W which is to be machined in a horizontal position. A processing head 13 is located at the free end of the above-mentioned cross member 9, a mirror arrangement 15 and a light focusing lens 17 are accommodated in this processing head 13. The above-mentioned mirror system 15 reflects the laser beam LB, which was generated by the laser oscillator 3, against the workpiece W. The light focusing lens 17 concentrates the light of the laser beam LB and is arranged such that the laser beam LB is directed against the workpiece W together with oxygen gas becomes. The laser machine tool 1 constructed in accordance with this description thus receives the laser beam LB from the laser oscillator 3 and is designed such that the laser beam LB is guided against the workpiece W by a light focusing lens 17 within the machining head 13.

Um das Werkstück W, das zu bearbeiten ist, zu bewegen und es in eine richtige Position zu bringen, ist die Laser-Werkzeugmaschine 1 mit einem ersten Schlitten 19 ausgerüstet, der frei horizontal beweglich ist und zudem einen zweiten Schlitten 21 aufweist, der mit einer Anzahl Klemmitteln 23 versehen ist, um das Werkzeug W zu halten. Der erste Schlitten 19 ist derart ausgebildet, dass er auf einem Paar Schienen 25, die parallel zueinander auf der Oberseite des Bettes 5 angeordnet sind, frei beweglich ist und frei gegen das Gebiet, wo die Bearbeitung stattfindet und von diesem weg direkt unter dem Bearbeitungskopf 13 durch einen Antrieb bewegt werden kann. Der zweite Schlitten 21 mit den Kiemmitteln 23, ist derart ausgebildet, dass er auf der Oberseite des ersten Schlittens 19 gleiten kann und sich in horizontaler Richtung senkrecht zu den obengenannten Schienen 25 bewegt, wenn er angetrieben wird. Damit wird das Werkstück, das durch die Klemmittel 23 gehaltert wird, mittels des ersten Schlittens 19 und des zweiten Schlittens 21 über den Werktisch 11 zu einer Stelle direkt unter dem Bearbeitungskopf 13 bewegt. In order to move the workpiece W, which is to be machined, and to bring it into a correct position, the laser machine tool 1 is equipped with a first slide 19, which is freely horizontally movable and also has a second slide 21, which with a Number of clamping means 23 is provided to hold the tool W. The first carriage 19 is designed such that it is freely movable on a pair of rails 25, which are arranged parallel to one another on the top of the bed 5, and freely against the area where the machining takes place and away from it directly under the machining head 13 can be moved by a drive. The second carriage 21 with the gill means 23 is designed such that it can slide on the top of the first carriage 19 and moves in a horizontal direction perpendicular to the above-mentioned rails 25 when it is driven. The workpiece, which is held by the clamping means 23, is thus moved by means of the first slide 19 and the second slide 21 over the work table 11 to a location directly below the machining head 13.

In der beschriebenen Anordnung wird das Werkstück W, indem es direkt unter dem Bearbeitungskopf 13 auf dem Werktisch 11 durch Bewegung des ersten Schlittens 19 und des zweiten Schlittens 21 bewegt wird, durch den Laserstrahl LB bearbeitet. Selbstverständlich wird der Laserstrahl LB, der mittels des Laser-Oszillators 3 erzeugt wird, zum Bearbeitungskopf 13 geführt und wie der Pfeil anzeigt durch die Spiegelanordnung 15 nach unten gerichtet. Dann nachdem das Licht durch die Lichtfokussierlinse 17 konzentriert wird, wird der Strahl zusammen mit einem Hilfsgas, wie Sauerstoff, zum Werkstück gerichtet. In the arrangement described, the workpiece W is processed by the laser beam LB by being moved directly under the machining head 13 on the work table 11 by moving the first carriage 19 and the second carriage 21. Of course, the laser beam LB, which is generated by means of the laser oscillator 3, is guided to the processing head 13 and, as the arrow indicates, is directed downwards by the mirror arrangement 15. Then, after the light is concentrated by the light focusing lens 17, the beam is directed to the workpiece together with an auxiliary gas such as oxygen.

Gemäss Figuren 2 bis 5 umfasst der obengenannte Laser-Oszillator 3 einen Unterbau 27, der den gesamten Oszillator trägt, einen Laser-Oszillator 29, der sich auf dem genannten Unterbau 27 befindet, und eine Einstelleinheit 31, die verwendet wird um das optische System der obengenannten Werkzeugmaschine 1 und die Spiegelanordnung im Laser-Oszillator 29 einzustellen. Das heisst der genannte Unterbau 27 besteht aus einer Anzahl rechteckiger Rohre in rechteckiger Form, kastenförmige Trägerplatten 33A und 33B, die rechts und links des Unterbaus angeordnet sind und ihrerseits den obengenannten Laser-Oszillator 29 tragen. Die erwähnte Einstelleinheit 31 kann auf der Trägerplattform 33A ausgangsseitig des Laser-Oszillators 29 angeordnet sein. According to FIGS. 2 to 5, the above-mentioned laser oscillator 3 comprises a substructure 27, which carries the entire oscillator, a laser oscillator 29, which is located on the aforementioned substructure 27, and an adjustment unit 31, which is used for the optical system of the The above-mentioned machine tool 1 and the mirror arrangement in the laser oscillator 29. This means that the substructure 27 consists of a number of rectangular tubes in a rectangular shape, box-shaped support plates 33A and 33B, which are arranged on the right and left of the substructure and in turn carry the above-mentioned laser oscillator 29. The adjustment unit 31 mentioned can be arranged on the carrier platform 33A on the output side of the laser oscillator 29.

Wie Figur 5 deutlich zeigt, ist zum Schutz des gesamten Laser-Oszillators ein Schutzdeckel 35, der den gesamten Laser-Oszillatorteil 29, die Abstimmeinheit 31 usw. abdeckt, über dem genannten Unterbau 27 angeordnet. Ein Frontdeckel 35F und ein hinterer Deckel 35R des Schutzdeckels 35 sind an einem oberen Deckel 35U mittels Scharnieren 27 angeordnet, so dass sie geschlossen und geöffnet werden können, um Unterhaltsarbeiten am Laser-Oszillator 29 und an der Einstelleinheit 31 leicht ausführen zu können. Um die Innenseite des Schutzdeckels 35 zu kühlen, sind Hilfswärmeaustauscher 39 mit Ventir latorflügeln an mehreren Stellen des obengenannten Frontdeckels 35F und des Hinterdeckels 35R angeordnet und zudem sind durchsichtige Fenster 41 mit Acrylscheiben an geeigneten Stellen angeordnet. Damit ist die Luft innenseitig des Schutzdeckels 35 immer gekühlt und mittels des Hilfswärmeaustauschers 39 zirkuliert und dazu kann das Innere durch die durchsichtigen Fenster 41 beobachtet werden. As FIG. 5 clearly shows, to protect the entire laser oscillator, a protective cover 35, which covers the entire laser oscillator part 29, the tuning unit 31, etc., is arranged above the substructure 27 mentioned. A front cover 35F and a rear cover 35R of the protective cover 35 are arranged on an upper cover 35U by means of hinges 27 so that they can be closed and opened in order to be able to easily carry out maintenance work on the laser oscillator 29 and on the setting unit 31. In order to cool the inside of the protective cover 35, auxiliary heat exchangers 39 with ventilator blades are arranged at several points of the above-mentioned front cover 35F and the rear cover 35R, and transparent windows 41 with acrylic panes are also arranged at suitable points. The air inside the protective cover 35 is thus always cooled and circulated by means of the auxiliary heat exchanger 39, and for this purpose the interior can be observed through the transparent windows 41.

Wie Figur 2 zeigt, ist zum Kühlen des Laser-Gases, das aus einer Mischung von He, N2 und CO2 besteht und das aus dem obengenannten Laser-Oszillator 29 abgeführt ist, ein relativ grosser Hauptwärmetauscher 43 in der zentralen Partie des obengenannten Unterbaus 27 angeordnet. Dieser Hauptwärmetauscher 43 hat gebogene Rohre durch die Kühlmittel, wie Kühlwasser fliesst und weist eine grosse Anzahl von Kühlblechen auf. Um die obengenannten Wärmeaustauscher 43 leicht unterhalten zu können, ist eine Basisplatte 45 im Hauptwärmetauscher 43 am Unterbau 27 mittels eines Drehstiftes 47 befestigt, derart, dass dieser nach unten geöffnet und geschlossen werden kann. Damit ist Unterhalt und Beobachtung des Hauptwärmeaustauschers 43 leicht durchzuführen. As FIG. 2 shows, for cooling the laser gas, which consists of a mixture of He, N2 and CO2 and which is removed from the above-mentioned laser oscillator 29, a relatively large main heat exchanger 43 is arranged in the central part of the above-mentioned substructure 27 . This main heat exchanger 43 has bent tubes through which coolants such as cooling water flow and has a large number of cooling plates. In order to be able to easily maintain the above-mentioned heat exchangers 43, a base plate 45 is fastened in the main heat exchanger 43 to the substructure 27 by means of a pivot pin 47 such that it can be opened and closed downwards. Maintenance and observation of the main heat exchanger 43 is thus easy to carry out.

Der oben beschriebene Laser-Oszillator 29 besteht aus mehreren Laser-Röhren 49A und 49B in paralleler Anordnung, wo das Anregungslicht in Resonanz schwingt und verstärkt wird. Die Laser-Rohre 49A und 49B erstrecken sich links und rechts The laser oscillator 29 described above consists of a plurality of laser tubes 49A and 49B arranged in parallel, where the excitation light resonates and is amplified. Laser tubes 49A and 49B extend left and right

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

667 556 667 556

4 4th

nach aussen und deren Enden sind durch vertikale Trägerplatten 51A und 51B gehaltert, die ihrerseits durch die obengenannten Trägerplaten 33A und 33B gehaltert sind. Die obengenannten Trägerplatten 51A und 51B erstrecken sich nach vorne und hinten und stehen senkrecht zur Richtung der Laser-Röhren 49A und 49B und die Trägerplatten 51A und 51B sind mittels einer Anzahl Zugstangen 53, die sich über und unter den Trägerplatten 51A und 51B befinden, zu einer Einheit verbunden. outward and the ends thereof are supported by vertical support plates 51A and 51B, which in turn are supported by the above-mentioned support plates 33A and 33B. The above-mentioned support plates 51A and 51B extend forward and backward and are perpendicular to the direction of the laser tubes 49A and 49B, and the support plates 51A and 51B are closed by means of a number of tie rods 53 which are located above and below the support plates 51A and 51B connected to a unit.

Um thermische Deformationen der Trägerplatten 51A und 51B der Zugstäbe 53 usw. ausgleichen zu können, die durch Temperaturänderungen innerhalb des obengenannten Schutzdeckels 35 entstehen, sind die Trägerplatten 51A und 51B derart montiert, dass sie bezüglich der Trägerplatten 33A und 33B sich leicht bewegen können. Wie am besten aus Figur 6 ersichtlich ist, ist die Trägerplatte 51A nahe bei einem ihrer Enden mit einer nach unten ragenden Einstellschraube 55, die mit der Trägerplatte 33A über einen sphärischen Sitz 57 verbunden ist, wodurch die Einstellschraube leicht kippen kann, verbunden. Nahe beim andern Ende der Trägerplatte 51A ist diese mittels einer Führung 59 und einem Gleitblock 61 verbunden, so dass die thermische Ausdehnung der Trägerplatte 51A in einer Richtung ausgeglichen werden kann. Schliesslich befindet sich in der Mitte der Trägerplatte 51A eine dünne flexible Bolzenschraube 63. Die andere Trägerplatte 51B ist mit der Trägerplatte 33B mittels einer Festführung 65 und einem Gleitblock 67 verbunden, wie Figur 2 zeigt, so dass die Trägerplatte 51B auf der Trägerplatte 33B nach links gleiten kann. In order to compensate for thermal deformations of the support plates 51A and 51B of the tie rods 53 etc., which are caused by temperature changes within the above-mentioned protective cover 35, the support plates 51A and 51B are mounted in such a way that they can move easily with respect to the support plates 33A and 33B. As best seen in Figure 6, the support plate 51A is connected near one end to a downward adjustment screw 55 which is connected to the support plate 33A via a spherical seat 57 which allows the adjustment screw to tilt easily. Near the other end of the carrier plate 51A, this is connected by means of a guide 59 and a sliding block 61, so that the thermal expansion of the carrier plate 51A can be compensated in one direction. Finally, in the middle of the carrier plate 51A there is a thin flexible stud bolt 63. The other carrier plate 51B is connected to the carrier plate 33B by means of a fixed guide 65 and a sliding block 67, as shown in FIG. 2, so that the carrier plate 51B on the carrier plate 33B to the left can slide.

Bei der oben beschriebenen Anordnung geschieht folgendes: Wenn die Zugstangen 53 thermisch in ihrer Längsrichtung deformiert werden, kann die Trägerplatte 51B diese Bewegung aufnehmen, indem sie sich leicht in derselben Richtung bewegt, während die thermische Deformation der Trägerplatte 51A in Längsrichtung sowie geringe Rotationen der gesamten Einheit durch eine Bewegung entlang der sphärischen Schwenkfläche 57 und der Führung 59 aufgenommen werden. Damit bleiben die Trägerplatten 51A und 51B, mit denen beide Enden der Laser-Röhrer 49A und 49B gestützt werden, in ihrer genauen Lage ohne grosse Änderungen die durch thermische Deformation bewirkt sind. With the arrangement described above, when the tie rods 53 are thermally deformed in their longitudinal direction, the support plate 51B can absorb this movement by moving slightly in the same direction, while the thermal deformation of the support plate 51A in the longitudinal direction as well as slight rotations of the whole Unit can be recorded by moving along the spherical pivot surface 57 and the guide 59. Thus, the carrier plates 51A and 51B, with which both ends of the laser tubes 49A and 49B are supported, remain in their exact position without major changes caused by thermal deformation.

Gemäss Figuren 2 bis 5 sind die Laser-Röhren 49A und 49B für die Zufuhr von Gas in der Innenseite mit einem Gaszirkula-tionstreibsystem 69 verbunden und um das Laser-Gas, das durch elektrische Entladungen innerhalb der Laser-Röhren 49A und 49B aufgewärmt ist zu kühlen, sind die Laserröhren 49A und 49B mit dem obengenannten Hauptwärmetauscher 43 verbunden. Damit erhält das Gaszirkulationstreibsystem 69 Laser-Gas das im Hauptwärmeaustauscher 43 gekühlt ist und leitet dieses den Laser-Röhren 49A und 49B zu. Z.B. kann die Gasbewegung mittels eines Rootsgebläses durchgeführt werden. Der Antrieb 69 wird oben aus dem Hauptwärmeaustauscher 43 mittels einer Anzahl Vibrationsdämpfer 71 gehalten. According to FIGS. 2 to 5, the laser tubes 49A and 49B for the supply of gas on the inside are connected to a gas circulation drive system 69 and around the laser gas which is warmed up by electrical discharges inside the laser tubes 49A and 49B cool, the laser tubes 49A and 49B are connected to the above-mentioned main heat exchanger 43. The gas circulation drive system 69 thus receives laser gas which is cooled in the main heat exchanger 43 and feeds it to the laser tubes 49A and 49B. E.g. the gas movement can be carried out using a Roots blower. The drive 69 is held at the top of the main heat exchanger 43 by means of a number of vibration dampers 71.

An der oberen Partie der obengenannten Gaszirkulationseinheit 69 befindet sich ein Hilfswärmeaustauscher 73 um die Wärme zu entfernen, die durch die Gaszirkulationsvorrichtung 69 erzeugt wird und um die geeignete Kühlung des Laser-Gases das den Laser-Röhren 49A und 49B zugeführt wird, sicherzustellen. Der Hilfswärmeaustauscher 73 kann beispielsweise ein Wärmeaustauscher sein, bei dem Kühlwasser verwendet wird und in diesem Falle hätte er die Form eines Kastens. Mehrere Verbindungsrohre 75 sind vertikal auf der Oberfläche angeordnet und zusätzliche Löcher sind durch kreisförmige Deckel 77 zugedeckt, die zur Aufnahme zusätzlicher Laser-Röhren dienen. Die Basen der Verbindungsröhren 79 sind horizontal an beiden Seitenflächen des Hilfswärmeaustauschers 73 verbunden und dort befinden sich zusätzliche Löcher, die mittels Deckel 81 verdeckt sind, so dass zusätzliche Laser-Rohre aufgenommen werden können. Die anderen Enden der obengenannten Verbindungsrohre 79 erstrecken sich bis nahe an die beiden Enden der At the top of the above gas circulation unit 69 there is an auxiliary heat exchanger 73 to remove the heat generated by the gas circulation device 69 and to ensure proper cooling of the laser gas supplied to the laser tubes 49A and 49B. The auxiliary heat exchanger 73 can be, for example, a heat exchanger using cooling water and in this case it would have the shape of a box. A plurality of connecting tubes 75 are arranged vertically on the surface and additional holes are covered by circular covers 77, which are used to hold additional laser tubes. The bases of the connecting tubes 79 are connected horizontally on both side surfaces of the auxiliary heat exchanger 73 and there are additional holes which are covered by a cover 81, so that additional laser tubes can be accommodated. The other ends of the above-mentioned connecting pipes 79 extend close to both ends of the

Laser-Rohre 49A und 49B, wo sie mittels Vibrationsabsorber 83 mittels Träger 85 gehaltert sind, die auf den genannten Tragstützen 33A und 33B befestigt sind. Damit werden die Vibrationen der Gaszirkulationseinrichtung 69 nicht auf den Unterbau 27 oder auf Trägerplatten 33A und 33B übertragen. Laser tubes 49A and 49B, where they are held by means of vibration absorbers 83 by means of supports 85, which are fastened on said support supports 33A and 33B. The vibrations of the gas circulation device 69 are therefore not transmitted to the substructure 27 or to carrier plates 33A and 33B.

Um das Laser-Gas, das aus der obengenannten Gaszirkulationsvorrichtung 69 entnommen wird und den Laser-Röhren 49A und 49B zugeführt wird, sind die obengenannten Verbindungsrohre 75 mit den Laser-Rohren 49A und 49B nahe an deren Zentren verbunden. Die Enden der Verbindungsrohre 79 sind an beiden Enden der Laser-Rohre 49A und 49B über vertikal befestigte Verbindungsrohre 87 verbunden. Im Detail gesagt sind die Laser-Rohre 49A und 49B in drei Teile unterteilbar, ein Mittelrohr 89 und Endrohre 91 und 93. Die Verbindungsrohre 75 sind mit den Zentralrohren 89 verbunden und die Verbindungsrohre 79 sind mit den Endrohren 91 und 93 über Verbindungen 95 verbunden, die aus kreisförmigen Stücken aus flexiblen Silikonkautschuk bestehen, verbunden. Dadurch werden Vibrationen der Gaszirkulationsvorrichtung 69 nicht auf die Laser-Rohre 49A und 49B übertragen und geringe Verschiebungen in jeder Richtung, bezüglich der gegenseitigen Lage der Verbindungsrohre 75 und 87 und der Laser-Rohre 49A und 49B werden durch die flexiblen Verbindungen aufgenommen. Around the laser gas, which is taken out from the above-mentioned gas circulation device 69 and supplied to the laser tubes 49A and 49B, the above-mentioned connection tubes 75 are connected to the laser tubes 49A and 49B close to their centers. The ends of the connecting tubes 79 are connected at both ends of the laser tubes 49A and 49B via vertically fixed connecting tubes 87. In detail, the laser tubes 49A and 49B can be divided into three parts, a central tube 89 and tailpipes 91 and 93. The connecting tubes 75 are connected to the central tubes 89 and the connecting tubes 79 are connected to the tailpipes 91 and 93 via connections 95, which consist of circular pieces of flexible silicone rubber. As a result, vibrations of the gas circulation device 69 are not transmitted to the laser tubes 49A and 49B, and slight displacements in each direction with respect to the mutual position of the connecting tubes 75 and 87 and the laser tubes 49A and 49B are absorbed by the flexible connections.

Um elektrische Entladungen in den Laser-Rohren 49A und 49B zu erzeugen, sind Paare von positiven und negativen Elektroden an mehreren Stellen in den Laser-Rohren 49A und 49B angeordnet. Um das Laser-Gas, das durch die elektrischen Entladungen in den Laser-Rohren 49A und 49B erwärmt wurde, zu kühlen, sind die Laser-Rohre 49A und 49B mit dem obengenannten Wärmeaustauscher 43 verbunden. Damit sind in den obengenannten Verbindungen 95 Anoden eingebettet, wie weiter unten erläutert wird. Zwischen den Mittelrohren 89 und den Endrohren 91 und 93 der Laser-Rohre 49A und 49B, befinden sich Gasrückführleitungen 97 von denen die oberen Enden P-förmig ausgebildet sind und die unteren Enden sind mit dem Hauptwärmeaustauscher 43 über Balge verbunden, die mit den mittleren Rohren 89 und den Endrohren 91 und 93 über Elektrodenanordnungen 99 verbunden sind. Damit fliesst das Laser-Gas, das aus der Gaszirkulationsvorrichtung 69 über den Hilfswärmeaustauscher 73 zu den Laser-Rohren 49A und 49B fliesst, zurück zum Hauptwärmetauscher 43 über den Rückflussweg 97 und nachdem es im Hauptwärmetauscher 43 gekühlt ist, über die Gaszirkulationsvorrichtung 69 zum Hilfswärmeaustauscher 73 und dann zurück zu den Laser-Rohren 49A und 49B. To generate electrical discharges in the laser tubes 49A and 49B, pairs of positive and negative electrodes are arranged at multiple locations in the laser tubes 49A and 49B. In order to cool the laser gas heated by the electrical discharges in the laser tubes 49A and 49B, the laser tubes 49A and 49B are connected to the above-mentioned heat exchanger 43. 95 anodes are thus embedded in the above-mentioned connections, as will be explained further below. Between the center tubes 89 and the end tubes 91 and 93 of the laser tubes 49A and 49B, there are gas return lines 97, the upper ends of which are P-shaped and the lower ends are connected to the main heat exchanger 43 via bellows, which are connected to the middle tubes 89 and the end pipes 91 and 93 are connected via electrode arrangements 99. The laser gas that flows from the gas circulation device 69 via the auxiliary heat exchanger 73 to the laser tubes 49A and 49B thus flows back to the main heat exchanger 43 via the return flow path 97 and, after it has cooled in the main heat exchanger 43, via the gas circulation device 69 to the auxiliary heat exchanger 73 and then back to laser tubes 49A and 49B.

Gemäss Figur 7 sind die Enden der Endrohre 91 der Laser-Rohre 49A und 49B durch die Trägerplatte 51A über zylindrische Endhalter 101 gehalten. Nahe der Enden befinden sich zylindrische Ausbuchtungen 91P die nach unten vorstehen. Die obengenannten Verbindungen 95 sind mit diesen Ausbuchtungen 91P gekoppelt. Zylindrische Anodenhalter 105, die nadeiförmige Anoden 103 enthalten, sind in das Innere dieser Ausbuchtungen 91P eingesetzt. Elektrisch isolierende Schutzrohre 107, die die Anoden 103 umgeben, sind in die Anodenhalter 105 eingeschraubt. Die oberen Enden der Anoden 103 stehen bis zu den oberen Enden der Schutzrohre 107 vor. According to FIG. 7, the ends of the end tubes 91 of the laser tubes 49A and 49B are held by the carrier plate 51A via cylindrical end holders 101. Near the ends are cylindrical protrusions 91P that protrude downward. The above-mentioned connections 95 are coupled to these bulges 91P. Cylindrical anode holders 105 containing needle-shaped anodes 103 are inserted inside these bulges 91P. Electrically insulating protective tubes 107, which surround the anodes 103, are screwed into the anode holders 105. The upper ends of the anodes 103 protrude up to the upper ends of the protective tubes 107.

Über den oberen Enden der Verbindungsrohre 87, die in die Verbindungen 95 von unten eingesetzt sind, befinden sich ringförmige Federscheiben 109, derart, dass die Federscheiben von den gegenseitigen Enden durch die Ausbuchtungen 91P und die Verbindungsrohre 87 innerhalb der Verbindungen 95 komprimiert werden. Elektrische Leitungswickel 111 sind federnd zwischen diesen Federscheiben 109 und den Anodenhaltern 105 eingesetzt. Above the upper ends of the connecting tubes 87, which are inserted into the connections 95 from below, are annular spring washers 109, such that the spring washers are compressed from the opposite ends by the bulges 91P and the connecting tubes 87 within the connections 95. Electrical cable coils 111 are resiliently inserted between these spring washers 109 and the anode holders 105.

Die oben beschriebene Anordnung erlaubt eine relative Verschiebung zwischen den Endrohren 91 und den Verbindungsrohren 87 und verhindern eine Übertragung der Vibration der Gaszirkulationsvorrichtung 69 auf die Laser-Rohre 49A und 49B. The arrangement described above allows relative displacement between the end pipes 91 and the connecting pipes 87 and prevents transmission of the vibration of the gas circulation device 69 to the laser pipes 49A and 49B.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

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65 65

5 5

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Die Endrohre 93 der Laser-Rohre 49A und 49B sind durch die Trägerplatte 51B in gleicher Weise getragen, wie die Endrohre 91. Weil die Struktur der Verbindungen 95 gleich ist wie die oben beschriebene Struktur, kann eine detaillierte Erläuterung unterbleiben. The tailpipes 93 of the laser tubes 49A and 49B are supported by the carrier plate 51B in the same way as the tailpipes 91. Because the structure of the connections 95 is the same as the structure described above, a detailed explanation can be omitted.

Wie aus Figuren 2 bis 5 deutlich wird, sind die obengenannten Kathodenanordnungen 99 durch Haltespalten 113 gehaltert, die ihrerseits durch die Zugstangen 53, die die linke und rechte Trägerplatte 51A und 51B zusammenhalten, getragen. Eine Anzahl Traglöcher 113H in den Halteplatten 113 dienen zur Aufnahme einer grösseren Anzahl Laser-Rohre und die minimale Anzahl von Kathodenanordnungen 99 sind in die Traglöcher 113H eingesetzt. As is clear from FIGS. 2 to 5, the above-mentioned cathode arrangements 99 are held by holding gaps 113, which in turn are carried by the tie rods 53, which hold the left and right carrier plates 51A and 51B together. A number of support holes 113H in the holding plates 113 serve to receive a larger number of laser tubes and the minimum number of cathode arrangements 99 are inserted in the support holes 113H.

Wie Figur 8 zeigt sind die Kathodenanordnungen 99 derart aufgebaut, dass die ringförmigen Kathoden 115 sehr leicht entfernt und ersetzt werden können. Das heisst, beidseits von jeder Kathode 115 befinden sich zwei Halterringe, von denen ein erster Halterring 117, in den das Endrohr 91 der Laser-Röhren 49A und 49B eingesetzt ist und einen zweiten Halterring 119, in den das obere Ende des Gasrückführweges 97 eingesetzt ist. Die Kathode 115 und beide Halterringe 117 und 119 sind mittels einer Anzahl Bolzenschrauben 121 zusammengeschraubt, um dadurch den Übergangs widerstand zu vermindern. Dichtungsringe 125, in die O-Ringe 123 eingesetzt sind, sind beidseits beider Halterringe 117 und 119 mittels Schrauben 127 angeschraubt. Damit kann das Entfernen und Ersetzen von Kathoden 115 leicht durch Entfernung der Schrauben 127 und 121 durchgeführt werden. As FIG. 8 shows, the cathode arrangements 99 are constructed in such a way that the ring-shaped cathodes 115 can be removed and replaced very easily. That is, on both sides of each cathode 115 there are two holder rings, of which a first holder ring 117, into which the end tube 91 of the laser tubes 49A and 49B is inserted, and a second holder ring 119, into which the upper end of the gas return path 97 is inserted . The cathode 115 and both holder rings 117 and 119 are screwed together by means of a number of stud screws 121, in order to thereby reduce the contact resistance. Sealing rings 125, into which O-rings 123 are inserted, are screwed on both sides of both holder rings 117 and 119 by means of screws 127. With this, the removal and replacement of cathodes 115 can be easily carried out by removing the screws 127 and 121.

Wie schon erläutert wurde, befinden sich innerhalb der Laser-Rohre 49A und 49B mehrere Stellen, wo elektrische Entladungen durch Paare von Anoden 103 und Kathoden 115 erzeugt werden. Das Laser-Glas, das durch diese elektrischen Entladungen innerhalb der Laser-Rohre 49A und 49B aufgewärmt wird, wird durch die obengenannten Gasrückführwege 97 zum Hauptwärmetauscher 43 zurückgeführt. Die Längen der Gas-rückführleitungen 97 sind wenigstens angenähert untereinander gleich, so dass die Durchflussmenge an Laser-Gas in den Laser-Rohren 49A und 49B in etwa die gleiche bleibt, auch wenn die Anzahl Laser-Rohre vergrössert wird. Um das Laser-Gas, das durch die elektrischen Entladungen innerhalb der Laser-Rohre 49A und 49B ionisiert wurde zu neutralisieren, wurde ein geeignetes Kontaktmittel in den Rückführweg 97 eingesetzt. Das heisst in jedem Rückführweg 97 befindet sich eine ausgeweitete Stelle 129 und innerhalb dieser ausgeweiteten Stelle 129 befindet sich ein bienenwabenförmiger aktivierter Aluminiumkatalysator, der beispielsweise Platin enthalten kann. As already explained, there are several locations within the laser tubes 49A and 49B where electrical discharges are generated by pairs of anodes 103 and cathodes 115. The laser glass, which is warmed up by these electrical discharges within the laser tubes 49A and 49B, is returned to the main heat exchanger 43 through the above-mentioned gas return paths 97. The lengths of the gas return lines 97 are at least approximately equal to one another, so that the flow rate of laser gas in the laser tubes 49A and 49B remains approximately the same, even if the number of laser tubes is increased. In order to neutralize the laser gas that was ionized by the electrical discharges within the laser tubes 49A and 49B, a suitable contact means was inserted into the return path 97. That means that in each return path 97 there is an expanded location 129 and within this expanded location 129 there is a honeycomb-shaped activated aluminum catalyst which can contain platinum, for example.

In der beschriebenen Anordnung wird der Katalysator in jeder Gasrückführleitung 97 mittels des Laser-Gases aufgewärmt, wodurch die Wirkung des Katalysators vergrössert wird. Das Laser-Gas, das durch die erweiterten Stellen der Gasrückführ-leitungen 97 mit dem Katalysator fliesst, wird durch die Wirkung des Katalysators neutralisiert und fliesst dann zurück zum Hauptwärmeaustauscher 43 als neutrales Gas. Daher werden schädliche elektrische Entladungen, die andererseits zwischen den Kathoden 115 und dem Hauptwärmeaustauscher 43 entstehen, unterdrückt, wodurch der gesamte Wirkungsgrad des Oszillators vergrössert wird. In the arrangement described, the catalyst in each gas return line 97 is heated by means of the laser gas, which increases the effectiveness of the catalyst. The laser gas that flows through the expanded locations of the gas return lines 97 with the catalyst is neutralized by the action of the catalyst and then flows back to the main heat exchanger 43 as a neutral gas. Therefore, harmful electric discharges that are generated between the cathodes 115 and the main heat exchanger 43 are suppressed, thereby increasing the overall efficiency of the oscillator.

Um eine Resonanz und eine Verstärkung des Lichtes, das durch elektrische Entladungen innerhalb der genannten Laser-Rohren 49A und 49B erzeugt wird, zu bilden, ist eine Ausgangsspiegelanordnung 131 und eine hintere Spiegelanordnung 135 so angeordnet, dass die Ausgangsspiegelanordnung 131 mit einem Ausgangsspiegel sich am einen Ende des Laser-Rohres 49A befindet, während sich die hintere Spiegelanordnung 135 mit einem geeigneten Ausgangsdetektor 133 und einem reflektierten Spiegel auf derselben Seite des Laser-Rohres 49B befindet. An den anderen Enden der Laser-Rohre 49A und 49B sind gegensinnig gebogene Spiegelanordnungen 137 vorhanden, die den Erregungslichtpfad um 90° biegen. Die Ausgangsspiegelanordnung 131 und die hintere Spiegelanordnung 135 sind auf der Trägerplatte 51B mittels Bälgen befestigt, so dass deren Ausrichtung frei einstellbar ist, während jede Biegespiegelanord-5 nung 137 auf der Trägerplatte 51B mittels Bälgen befestigt ist, so dass deren Ausrichtung ebenfalls frei eingestellt werden kann und die beiden Biegespiegelanordnungen sind untereinander durch Bälge verbunden. In order to form a resonance and an amplification of the light which is generated by electrical discharges within the aforementioned laser tubes 49A and 49B, an output mirror arrangement 131 and a rear mirror arrangement 135 are arranged such that the output mirror arrangement 131 with an output mirror is at one End of the laser tube 49A, while the rear mirror assembly 135 is on the same side of the laser tube 49B with a suitable output detector 133 and a reflected mirror. At the other ends of the laser tubes 49A and 49B there are mirror assemblies 137 which are bent in opposite directions and which bend the excitation light path by 90 °. The output mirror assembly 131 and the rear mirror assembly 135 are attached to the support plate 51B by bellows so that their orientation is freely adjustable, while each bending mirror assembly 137 is attached to the support plate 51B by bellows so that their alignment can also be freely adjusted and the two bending mirror arrangements are connected to one another by bellows.

In Figur 7 ist zur Einstellung der Ausrichtung der Ausgangs-lo spiegelanordnung 131 ein geeigneter Flansch 131F auf der Spiegelanordnung 131 angeordnet. Es sind eine Anzahl Einstellschrauben 139 in diesen Flansch 131F eingeschraubt und auch eine Anzahl Einstellschrauben 141 sind in die Trägerplatte 51A eingeschraubt und Spannfedern 143 sind zwischen jedes Paar 15 Einstellschrauben eingesetzt. Mikrometer 145 sind an mehreren Stellen des oben beschriebenen Flansches 131 angeordnet und die Spindel 145F jedes Mikrometers 145 stützt sich gegen einen Block 147 ab, der mit der Trägerplatte 51A verbunden ist. In FIG. 7, a suitable flange 131F is arranged on the mirror arrangement 131 for adjusting the alignment of the output mirror arrangement 131. A number of adjustment screws 139 are screwed into this flange 131F, and a number of adjustment screws 141 are also screwed into the support plate 51A, and tension springs 143 are inserted between each pair of 15 adjustment screws. Micrometers 145 are located at several locations on the flange 131 described above, and the spindle 145F of each micrometer 145 is supported against a block 147 which is connected to the carrier plate 51A.

Indem jede Ausgangsspiegelanordnung 131 immer gegen ei-20 ne Trägerplatte 51A mittels der Spannfedern 143 vorgespannt ist und weil jede Spindel 145F jedes Mikrometers 145 gegen einen Block 147 anstösst, kann durch Einstellung jedes Mikrometers 145 auf eine bestimmte Stellung die Ausrichtung der Ausgangsspiegelanordnungen 131 eingestellt werden und Fein-25 einstellung des Winkels des innen angeordneten Spiegels ist ebenfalls möglich. Since each output mirror assembly 131 is always biased against a support plate 51A by means of the tension springs 143 and because each spindle 145F of each micrometer 145 abuts a block 147, the alignment of the output mirror assemblies 131 can be adjusted by setting each micrometer 145 to a specific position and Fine adjustment of the angle of the inside mirror is also possible.

Die oben beschriebene hintere Spiegelanordnung 135 und die Biegespiegelanordnung 137 sind auf den Trägerplatten 51A und 5ÌB mit ähnlichen Anordnungen wie diejenige der Aus-30 gangsspiegelanordnung 131 montiert. Die Montagestellen sind auswechselbar, so dass bei grösserer Anzahl von Laser-Rohren die Stellen wo die Spiegelanordnungen montiert sind frei auswechselbar sind um die vergrösserte Anzahl von Laser-Rohren auszurichten. The rear mirror assembly 135 and the bending mirror assembly 137 described above are mounted on the support plates 51A and 5ÌB with similar arrangements to that of the exit mirror assembly 131. The assembly points are interchangeable, so that with a larger number of laser tubes, the locations where the mirror arrangements are mounted can be freely exchanged in order to align the increased number of laser tubes.

35 In Figuren 2 bis 4 bestehen die obengenannten Befestigungssektionen 31 aus einem Helium-Neon-Laser-Oszillator 149, einem Prisma 151, einem Strahldämpfer 153 usw. Der Helium-Neon-Laser-Oszillator 149 wird zur Einstellung der Spiegel in der obengenannten Ausgangsspiegelanordnung 131, der hinte-40 ren Spiegelanordnung 135 und der Biegespiegelanordnungen 137 im Laser-Oszillator 29 und zur Ausrichtung des optischen Systems in der beschriebenen Laser-Werkzeugmaschine 1 verwendet. Wie aus Figur 2 deutlich hervorgeht, ist der Helium-Neon-Laser-Oszillator 149 vertikal an einem Traghalter 155, 45 der an der Trägerplatte 33A befestigt ist, gehaltert. Das Prisma 151 dient zur selektiven Brechung des Laserstrahles aus dem Helium-Neon-Laser-Oszillator gegen jedes Laser-Rohr 49A und 49B in der oben beschriebenen Laser-Oszillatoranordnung 29 oder gegen die Laser-Werkzeugmaschine 1. In diesem speziellen so Beispiel ist er beweglich bezüglich des Schnittpunktes des Laserstrahls aus dem Helium-Neon-Laser-Oszillator 149 und dem Laserstrahl LB aus dem Laser-Oszillator 29 angeordnet. Der oben genannte Strahldämpfer 153 kann den Laserstrahl LB aus der Ausgangsspiegelanordnung 131 im Laser-Oszillator 29 55 blockieren. Er ist bezüglich des Laserstrahls LB zwischen der Ausgangsspiegelanordnung 131 und dem Prisma 151 frei in den Strahl hinein und aus diesem hinaus beweglich. 35 In FIGS. 2 to 4, the above-mentioned fastening sections 31 consist of a helium-neon laser oscillator 149, a prism 151, a beam damper 153 etc. The helium-neon laser oscillator 149 is used to adjust the mirrors in the above-mentioned output mirror arrangement 131 , the rear-40 ren mirror assembly 135 and the bending mirror assemblies 137 in the laser oscillator 29 and used to align the optical system in the laser machine tool 1 described. As clearly shown in FIG. 2, the helium-neon laser oscillator 149 is held vertically on a support bracket 155, 45 which is fastened to the carrier plate 33A. The prism 151 is used for the selective refraction of the laser beam from the helium-neon laser oscillator against each laser tube 49A and 49B in the above-described laser oscillator arrangement 29 or against the laser machine tool 1. In this particular example, it is movable arranged with respect to the intersection of the laser beam from the helium-neon laser oscillator 149 and the laser beam LB from the laser oscillator 29. The above-mentioned beam damper 153 can block the laser beam LB from the output mirror arrangement 131 in the laser oscillator 29 55. It is freely movable into and out of the beam with respect to the laser beam LB between the output mirror arrangement 131 and the prism 151.

Aus der obigen Erläuterung sind die Durchflussmengen des Laser-Gases in jedem Laser-Rohre infolge der parallel angeord-60 neten Rückführleitungen aus den verschiedenen Laser-Rohren wenigstens angenähert gleich und der Temperaturanstieg des Laser-Gases in jedem Laser-Rohr kann angenähert gleich gehalten werden. Als Folge davon ergibt sich ein konstanter Laserausgang. From the above explanation, the flow rates of the laser gas in each laser tube are at least approximately the same due to the parallel return lines from the various laser tubes, and the temperature rise of the laser gas in each laser tube can be kept approximately the same . As a result, there is a constant laser output.

65 Weil in jeder Gasrückführleitung ein Katalysator zur Neutralisierung des Laser-Gases, das durch die elektrischen Entladungen ionisiert wurde, vorhanden ist, ist das Laser-Gas, das in den Hauptwärmeaustauscher zurückgeführt wird, neutral und 65 Because there is a catalyst in each gas return line to neutralize the laser gas that has been ionized by the electrical discharges, the laser gas that is returned to the main heat exchanger is neutral and

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6 6

ein hoher Wirkungsgrad bezüglich der zugeführten Leistung ist ohne Verluste infolge elektrischer Entladungen gleichgehalten. a high efficiency in terms of the power supplied is maintained without losses due to electrical discharges.

In der beschriebenen Erfindung können die Kathoden sehr leicht entfernt und ersetzt werden und die Trägerplatten und andere Trägerteile, die die Laser-Rohre stützen, können sich leicht bewegen und thermische Expansionen und Kontraktionen zu kompensieren. Überdies werden Vibrationen nicht auf die Laser-Rohre übertragen, so dass eine Genauigkeit beibehalten s werden kann. In the described invention, the cathodes can be removed and replaced very easily, and the carrier plates and other carrier parts that support the laser tubes can move easily and compensate for thermal expansion and contraction. Moreover, vibrations are not transmitted to the laser tubes, so that accuracy can be maintained.

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3 Blätter Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Gas laser oscillator with high-speed axial gas flow, characterized by a main heat exchanger (43) for cooling laser gas, a circulation system (69) which is mounted on top of the main heat exchanger (43) and connected to it, a number of laser tubes (49A, 49B), which are arranged parallel to one another and connected to the circulation system (69), and a number of gas return lines (97) for connecting said laser tubes (49A, 49B) to said main heat exchanger (43).

2. Gas laser oscillator according to claim 1, characterized by a catalyst in the return lines (97) for neutralizing the ionized gas from the laser tubes (49A, 49B).

3. Gas laser oscillator according to claim 2, characterized in that the lengths of the gas return lines (97) are at least approximately the same.

4. Gas laser oscillator according to claim 1, characterized in that all laser tubes (49A, 49B) are connected to the same main heat exchanger (43), and that connections (95) made of flexible material at least between the connecting tubes (75, 87) and the circulation system (69) and the laser tubes (49A, 49B) are arranged.

5. Gas laser oscillator according to claim 1, characterized by a holder (33A, 33B, 51A, 51B, 57, 59, 61) for laser tubes (49A, 49B) for limited free movement due to expansion and contraction of this holder and others Parts due to heat changes.

6. Gas laser oscillator according to claim 1, characterized in that the electrodes are arranged in rings around the laser tubes, and that a pair of electrode holders are carried by the laser tubes to clamp the electrodes therebetween (Fig. 8).