DD141737B1 - Verfahrung zum regenerieren von gasentladungslasern - Google Patents

Description

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Stahnsdorf, den 27. 4. 1983

Titel der Erfindung

Verfahren zum Regenerieren von Gasentladungslasern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Gasentladungslasern mit Heliumfüllung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bekannten Edelgaslasern, deren laseraktive Gasfüllung Heliumanteile enthält, ist die Laserleistung abhängig vom Gesamtgasdruck und von den Partialdrücken der Gasbestandteile im Entladungsrohr. Für den Gesamtgasdruck wie für die Partialdrücke im Entladungsrohr gibt es einen Wert, bei dem maximale Laserleistung erreicht wird. Abweichungen von auch nur einem dieser Werte bewirken einen Leistrongsabfall des Lasers, der bis zum Totalausfall führen kann.

Es ist bekannt, daß sich bei Betrieb eines Gaslasers die Druckverhältnisse im Resonarorraum verändern und der Wirkungsgrad verschlechtert. Das hat verschiedene Ursachen. Die Temperaturerhöhung und das elektrische PeId führen zu einer Änderung der Gaszusammensetzung und zu einer Diffusion von Gasanteilen zur Kathode.

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Sin Mittel zum Regulieren des Gasdruckes bei abgeschmolzenen Gaslasern ist eine Gasreservekammer.

Diese Maßnahme ist jedoch nur ungenügend geeignet, die Minderung des Wirkungsgrades abgeschmolzener Gaslaser bei Betrieb zu verhindern und die Lebensdauer des Entladungsrohres heraufzusetzen, weil sich die Zusammensetzung des Arbeitsgases bei Betrieb bleibend durch Ausdiffusion von Helium verändert· Durch diese naturbedingte und an sich unvermeidliche Helium-Ausdiffusion ergeben sich mit der Zeit Verringerungen der Strahlungsleistung und schließlich völliges Aussetzen der Laserstrahlung bei noch vorhandener Gasentladung·

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezweckt die Erhöhung der Lebensdauer von Gasentladungslasern mit Heliumfüllung, die Verlängerung ihrer Betriebsdauer unter Bedingungen maximaler Laserleistung und die Regeneration von durch Heliumausdiffusion unbrauchbar gewordenen Entladungsrohren·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Altern eines abgeschmolzenen Gaslasers aufzuhalten, indem die Ausdiffusion von Helium durch den Glaskörper des Gasentladungsrohres verhindert oder stark verringert wird.

Es sollen Entladungsrohre, deren Heliumdruck unter den optimalen Druck gesunken ist, regeneriert werden· Dabei •vird der Effekt ausgenutzt, da3 Helium merklich durch Gläser diffundiert.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Entladungsrohr mit einem Regenerierungsbehälter umgeben wird. In den entstehenden, das Entladungsrohr umschließenden Hohlraum wird Helium geleitet, bis etwa ein Heliumpartialdruck wie im Rohrinneren erreicht ist. Danach ist der Regenerierungsbehälter vakuumdicht gegen die Außenatmosphäre abzuschließen·

Erfindungsgemäß werden Gasentladungsrohre regeneriert, wenn ihre Strahlungsleistung durch Heliumausdiffusion reduziert wurde oder verloren gegangen ist.

Hierzu wird der Regenerierungsbehälter mehrere Stunden lang mit reinem Helium von ungefähr Atmosphärendruck gefüllt. Die Gasentladung im Laserrohr ist zu Beginn dieser Regenerierung zu zünden und während der ganzen Regenerierungszeit aufrechtzuerhalten.

Infolge des Unterschiedes der Heliumpartialdrücke außerhalb und innerhalb des Gasentladungsrohres wird Helium in das Rohrinnere eindiffundieren und der Heliumpartialdruck im Rohrinneren wieder anwachsen.

Wegen der großen Partialdruckdifferenz zwischen innen und außen diffundiert während dieser Regenerierung in der Zeiteinheit sehr viel mehr Helium in das Rohrinnere ein, als während der normalen Alterung Helium ausdiffundierte. Dadurch nähert sich der neliumanteil im Lasergas relativ schnell wieder dem Sollwert. Mit Hilfe einer Strahlungsleistungsmessung ist das Anwachsen der Laserstrahlungsleistung beobachtbar und der Zeitpunkt des llaxinums der Strahlungsleistung zu ermitteln, bei den die Strahlungsleistung beginnt, '.vieder abzusinken.

Sobald die Laserleistung ihrer, .MaximaГ,ѵегτ erreicht hat, ist der Regenerierungsvorgang dadurch abzubrechen, daß der Laserkopf aus der Heliumatmosphäre genommen und normaler Atmosphäre-ausgesetzt wird.

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An einem Beispiel soll das Regenerieren von Gasentladungsiasern erläutere werden.

Ein Gasentladungslaser 7/ird in ein Regenerierungsgefäß, beispielsweise eine Plastikhülle, gegeben, so daß das Entladungsrohr einschließlich. Laserkopf im Hohlraum liegen. Ein Strahlungsleistungsniesser ermöglicht die Bestimmung der Laserleistung. Der Regenerierungsprozeß wird durch die Füllung des Hohlraumes mit Helium von ca. einer Atmosphäre und durch Zündung der Gasentladung im Entladungsrohr des Gasentladungslasers eingeleitet und ist bei Erreichen der Maximalleistung beendet·

Claims (2)

2110 7 4 Erf indungsanspruch.

1. Verfahren zum Regenerieren von Gasentladungslasern, dadurch, gekennzeichnet, daß "bei einem durch Helium-Ausdiffusion gealterten oder ausgefallenen Entladungsrohr ein dieses umgebender Hohlraum so lange mit reinem Helium von Atmosphärendruck gefüllt wird, bis sich bei gezündeter Gasentladung der der·normalen Laserleistung entsprechende Heliumpartialdruck im Entladungsrohr wieder eingestellt hat·

2· Verfahren nach Hct· 1, -dadurch gekennzeichnet, daß das Anwachsen des Heliumpartialdruckes im Inneren des Entladungsrohres beim Regenerieren und das Erreichen des Normalwertes bestimmt werden, indem bei abgestimmtem optischen Resonator und gezündeter Gasentladung während der ganzen Regenerierungszeit die Laserleistung gemessen wird·