CS229752B1 - Gas discharge lamp for active medium especially for lasers for laser amplifiers - Google Patents

Description

Vynález; ' se týká plynové výbojky pro . aktivní prostředí, zejména pro lasery a laserové zesilovače.

Známé plynové výbojky pro aktivní prostředí maa^ hladké válcové a ksilibrované - ·trubice z různých mrteriálů. Tyto plynové výbojky se poxxUívají· ve spojení · s rezonátory se stabilní nebo - i nestabilní konfiguraaí. Při pouUití aktivního prostředí s velkým zesílniím vznikají v důsledku· odlišných ryclh.ostí šíření různých transversálních · elektromagnetických vidů uvnitř optického generátoru nebo zesilovače reflexy^Z Jříf mezní reflexy na hladké válcové stěně trubice. Tím se značně ztěžuje volba vidů, poněvadž pak i vyšší vidy stačí vlivem reflexů na hladké stěně trubice k rozkmitání rezonátoru. Tím vznikne nežádoucí difuzní záření. H.adká plynová výbojka, například padle německého spisu DOS·č. 2,228,263 vcelku očekávaný celkový laserový výkon.

Při použi/tí takového záření, například k opracování maatj/iálu, dochází k podstatně nižší hustotě · energie následkem rozdílných divergencí zářein. Tyto nevýhody jsou menší u známých tenkých trubic, poněvadž je u nich zlepšen poměr vidově omezeného záření k nežádoucímu·difuzní mu záření, takže zesílená záření má vyšší hustotu energie. Nevýhodou známých konstrukcí je poměrně nízký výkon na metr délky trubice · a tedy nezbytná značná délka optických generátorů nebo zesilovačů. Přitom však platí požadavek, aby rezonátory byly co nejkaaší, poněvadž u laserů s velkou stavební délkou se velice těžce

229 752 dosahuje dostatečné stability. V laserových generátorech a zesilovačích s válcovým krystalem jako aktivním prostředím může rovněž dojít к vybuzení vyšších transversálních elektromagnetických vidů, avšak následkem totálního odrazu na rozhraní mezi krystalem a okolím. Tento jev nastá_vá často při vysokém objemovém prosvětlení aktivního krystalu. Záření, které tím vzniká, má značné nevýhody při dalším zesilování a při zaostřování pomocí optických členů.

Plynová výbojka podle vynálezu pro aktivní prostředí, zejména pro lasery a laserové zesilovače, odstraňuje uvedené nevýhody. Podstata vynálezu spočívá v tom, že trubice plynové výbojky má vnitřní povrch tvořený vlnitými, žebrovanými, šroubovicovými a/nebo jinými geometrickými tvary, které mají v radiálním, axiálním nebo obvodovém směru trubice větší rozměr než je vlnová délka zesilovaného záření. Účelně jsou geometrické tvary upraveny napříč к podélné ose trubice

Geometrické tvary na vnitřním povrchu trubice, které střídavě zvětšují a zmenšují tloušíku trubice a zvětšují její povrch, mohou být vytvořeny jako bodové výdutě, jako opakující se prstencové tvary stejné nebo nestejné opakující se tloušťky a velikosti nebo různé tloušťky a velikosti, například jako závity různých rozměrů.

Řešení podle vynálezu umožňuje, aby se uvnitř rezonátoru laseru vytvořilo podle zvolené konfigurace rezoná5

229 752 toru vidově omezené pole záření bez poruch. Při použití výbojky podle vynálezu jako zesilovače působí tato konstrukce jako bezporuchová vidová clona.

Při použití plynové výbojky podle vynálezu vznikají tím, že je vyloučeno nežádoucí difúzní záření, pro obrábění materiálu podstatně zlepšené vlastnosti záření. V důsledku geometrického tvaru trubice plynové výbojky podle vynálezu je výkon na metr plynového výboje vyšší než u dosavadních výbojek, takže lze zmenšit délku rezonátorů laserů a zvýšit výstupní výkon laserového rezonátoru s plynovou výbojkou podle vynálezu.

Tvaru trubice plynové výbojky lze př-xzpůsobit tvar rotačně symetrických krystalů pro lasery v pevné fázi;

takový laser pak generuje vidově omezené záření. Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že v důsledku zvětšeného povrchu trubice se teplota plazma tu sníží a tím se zvýší výstupní výkon na metr plynového výboje.

Plynová výbojka podle vynálezu je použitelná pro stabilní konfiguraci laseru, poněvadž i zde se vytváří čisté vidové omezené pole a tím se dosahuje zlepšeného objemového prosvětlení aktivního prostředí.

Vynález je znázorněn na příkladě provedení na výkrese. Plynová výbojka 2, která je součástí neznázorněného laseru, sestává z trubice 13, jejíž vnitřní povrch je zvlněn

229 752 v pilovitá obvodová žebra. Jinými geometrickými tvary mohou být například bodové výstupky, závitové drážky nebo prstencové drážky. Přes přívod 4 a odvod 5 chladicí kapaliny je trubice 13 chlazena chladivém _3. Uvnitř trubice 13 se vytvoří působením totálně odrazného optického členu 9 a vyvazovacího členu 8 bezporuchové, vidově omezené pole záření. Přitom jsou vidy 10 s příliš velkou divergencí a vznikající nežádoucí difúzní záření absorbovány na stěně trubice 13 a tím se odstraní, takže procházející záření 11 má nepatrné ztráty ohybem a divergence svazku vystupujícího záření 12 je minimální. Přes elektrodové přívody 7 s®.к elektrodámpřivádí potřebné napětí к zapálení výboje v plynu.

Claims (2)

1. Předmět ' vynález, u

   229 752

   1. Plynová výbojka pro aktivní prostředí, zejména pro lasery a laserové zesilovače, vyznačená tím, že trubice (13) plynové výbojky (2) má vnitřní povrch tvořený vlnitými, žebrovanými, šroubovicovými a/nebo jiiými geometrickými tvary, které mjí v . radiálním, axiálním nebo obvodovém směru trubice ' (13) větší rozmě^než je vlnová délka zesilovaného záření.
2. 2. . Plynová výbojka'podle bodu 1, vyznačená tím, že geomeerické tvary . jsou ' upraveny napříč k podélné ose trubice (13).