DD141737B1

DD141737B1 - METHOD FOR REGENERATING GAS DISCHARGING LASERS

Info

Publication number: DD141737B1
Application number: DD21107479A
Authority: DD
Inventors: Hansjoachim Dipl-Phys Herbst
Original assignee: Herbst Hansjoachim Dipl Phys
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1979-02-19
Publication date: 1984-03-07
Also published as: DD141737A1

Description

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Stahnsdorf, den 27. 4. 1983Stahnsdorf, 27. 4. 1983

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zum Regenerieren von GasentladungslasernMethod for regenerating gas discharge lasers

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Gasentladungslasern mit Heliumfüllung.The invention relates to a method for regenerating gas discharge lasers with helium filling.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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.In the known noble gas lasers whose laser-active gas filling contains helium fractions, the laser power is dependent on the total gas pressure and on the partial pressures of the gas constituents in the discharge tube. For the total gas pressure as well as for the partial pressures in the discharge tube, there is a value at which maximum laser power is achieved. Deviations from even one of these values cause Leistrongsabfall the laser, which can lead to total failure.

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.It is known that change the pressure conditions in the resonator and the efficiency deteriorates when operating a gas laser. This has different causes. The temperature increase and the electrical pressure lead to a change in the gas composition and to a diffusion of gas components to the cathode.

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Sin Mittel zum Regulieren des Gasdruckes bei abgeschmolzenen Gaslasern ist eine Gasreservekammer.Sin A means for regulating the gas pressure in the case of molten gas lasers is a gas reserve chamber.

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·However, this measure is insufficient to prevent the reduction in the efficiency of molten gas laser in operation and to increase the life of the discharge tube, because the composition of the working gas during operation permanently changed by outdiffusion of helium · By this natural and inevitable helium outdiffusion Reductions in the radiant power and finally complete exposure of the laser radiation with the gas discharge still present occur over time.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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·The invention aims at increasing the lifetime of helium-filled gas discharge lasers, extending their service life under conditions of maximum laser power, and regenerating helium outdiffusion unusable discharge tubes.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to stop the aging of a molten gas laser by the outdiffusion of helium is prevented or greatly reduced by the glass body of the gas discharge tube.

Es sollen Entladungsrohre, deren Heliumdruck unter den optimalen Druck gesunken ist, regeneriert werden· Dabei •vird der Effekt ausgenutzt, da3 Helium merklich durch Gläser diffundiert.It is intended to regenerate discharge tubes whose helium pressure has fallen below the optimum pressure. In doing so, use is made of the effect that helium diffuses noticeably through glasses.

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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·According to the invention, this object is achieved in that the discharge tube is surrounded by a regeneration tank. Helium is passed into the resulting cavity enclosing the discharge tube until about a helium partial pressure is reached, as in the interior of the tube. Thereafter, the regeneration tank is vacuum-tight to close against the outside atmosphere ·

Erfindungsgemäß werden Gasentladungsrohre regeneriert, wenn ihre Strahlungsleistung durch Heliumausdiffusion reduziert wurde oder verloren gegangen ist.According to the invention, gas discharge tubes are regenerated when their radiant power has been reduced or lost by helium outdiffusion.

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.For this purpose, the regeneration tank is filled for several hours with pure helium of approximately atmospheric pressure. The gas discharge in the laser tube should be ignited at the beginning of this regeneration and maintained throughout the regeneration period.

Infolge des Unterschiedes der Heliumpartialdrücke außerhalb und innerhalb des Gasentladungsrohres wird Helium in das Rohrinnere eindiffundieren und der Heliumpartialdruck im Rohrinneren wieder anwachsen.As a result of the difference in helium partial pressures outside and inside the gas discharge tube, helium will diffuse into the interior of the tube and the helium partial pressure inside the tube will grow again.

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.Because of the large partial pressure difference between inside and outside, much more helium diffuses into the interior of the tube during this regeneration in the time unit than helium diffused out during normal aging. As a result, the neliumanteil in the laser gas relatively quickly approaches the target value. With the aid of a radiation power measurement, the increase of the laser radiation power is observable and the time of the maximum power of the radiation power at which the radiation power begins to sink again.

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.Once the laser power of their, .MaximaГ has reached ѵег τ, the regeneration process should be stopped in that the laser head removed from the helium atmosphere and normal atmosphere is-exposed.

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An einem Beispiel soll das Regenerieren von Gasentladungsiasern erläutere werden.An example will explain the regeneration of gas discharge gases.

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·A gas discharge laser 7 / ird placed in a regeneration vessel, such as a plastic wrapper, so that the discharge tube including. Laser head lie in the cavity. A Strahlungsleistungsniesser allows the determination of the laser power. The regeneration process is initiated by the filling of the cavity with helium of about one atmosphere and by ignition of the gas discharge in the discharge tube of the gas discharge laser and is terminated when the maximum power is reached.

Claims

2110 7 4 Claim for information.

1. A method for regenerating gas discharge lasers, characterized in that "in an aged by helium outdiffusion or failed discharge tube, a surrounding cavity is filled with pure helium of atmospheric pressure until at the ignited gas discharge of the normal laser power corresponding helium partial pressure has readjusted in the discharge tube ·

Method according to Hct · 1, characterized in that the increase of the helium partial pressure in the interior of the discharge tube during regeneration and the attainment of the normal value are determined by measuring the laser power with tuned optical resonator and ignited gas discharge during the entire regeneration time.