DE1589576B1 - Optischer Sender (Laser) mit kristallinem stimulierbarem Medium - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen optischen Sender (La- Stromzufuhr (sogenannte Thetapinche) einen Einser) mit kristallinem stimulierbarem Medium, dessen schnürungs- oder Pincheffekt auszunutzen, wobei optische Anregung mittels einer elektrodenlosen, jedoch zusätzlich stabilisierende Magnetfelder überinduktiv erregten Gasentladung in einem das stimu- lagert sind.

lierbare Medium umgebenden, durchsichtigen, hohl- 5 Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Senders zylindrischen Entladungsrohr mit toroidförmiger kann dadurch erhöht werden, daß das Entladungs-Gasentladung durchgeführt wird. rohr mehrere stimulierbare Medien um die Drehachse

Man kennt bisher hauptsächlich zwei optische verteilt aufnimmt.

Sender mit kristallinem stimulierbarem Medium, zu Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfin-

dessen optischer Anregung (Pumpen) von der Frei- io dung besteht darin, daß die in der Drehachse angesetzung einer beispielsweise in einer Kondensator- ordnete Funkenstrecke in Höhe der stimulierbaren batterie gespeicherten elektrischen Energie Gebrauch Medien im inneren Zylinder des drehsymmetrischen gemacht wird. Stromwegs untergebracht ist.

Der in Fig. 1 gezeigte erste bekannte optische Dabei wird der Wirkungsgrad des Senders durch

Sender oder Laser hat als stimulierbares Medium 15 Verkürzung der Leitungsverbindungen verbessert, einen zylindrischen Stab 1 aus Rubinkristall, dessen Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläu-

Endflächen 2 und 3 parallel sind, wobei die eine voll- tert. Es zeigt

ständig reflektierend, die andere 95% reflektierend ist. Fig.l schematisch den ersten bekannten opti-

Ein z. B. mit Xenon gefülltes, wendeiförmiges Gas- sehen Sender (Laser), dessen kristaUines Stimulierentladungsrohr 4 mit an den beiden Enden einge- 30 bares Medium durch eine Gasentladung in einem schmolzenen Elektroden bestrahlt impulsweise den dieses umgebenden wendeiförmigen Entladungsrohr Stab 1, wobei auf diesen ein zylindrischer Spiegel 5 optisch angeregt wird,

das Licht konzentriert. Fig. 2 schematisch den zweiten bekannten opti-

Der in Fig. 2 gezeigte zweite bekannte optische sehen Sender (Laser), dessen kristallines stimulier-Sender oder Laser hat ein hohlzylindrisches Gas- 25 bares Medium von einem hohlzylindrischen Gasentladungsrohr 6, z. B. aus Glas oder Quarz, das von entladungsrohr umgeben ist, das Metallringelektrozwei parallelgeschalteten Metall-Ringelektroden 7 den trägt,

umgeben ist. Der das stimulierbare Medium bildende F i g. 3 schematisch eine erste Ausführungsform

Stab 1 ist in dem inneren Zylinder 8 des Gas- des optischen Senders (Lasers) der Erfindung, entladungsröhre 6 und koaxial zu diesem angeordnet. 30 Fig. 4 schematisch eine zweite Ausführungsform In diesem bekannten Sender sucht der durch die des optischen Senders (Lasers) gemäß der Erfindung, Entladung hervorgerufene Einschnürungs- oder bei welcher die Funkenstrecke in Höhe des hohl-Pincheffekt das Plasma von der Innenwand des zylindrischen Entladungsrohrs angeordnet ist. äußeren Zylinders des Gasentladungsrohrs 6 zu ent- Die in Fig. 3 dargestellte erste Ausführungsform

fernen. Das hat den Nachteil, daß sich das Plasma 35 des erfindungsgemäßen Senders (Lasers) kann in einerseits an der Wand des inneren Zylinders 8 zu- einem hohlzylindrischen Gasentladungsrohr 6 mehsammenzieht und andererseits mit den beiden par- rere Stäbe 1 aus einem kristallinen stimulierbaren allelen Endflächen des Gasentladungsrohrs 6 in Be- Medium umschließen (Fig. 3 zeigt zwei). So kann rührung kommt (Endverluste), was eine Aufheizung man mehrere Stäbe 1 gleichzeitig optisch anregen, des Gasentladungsrohrs 6 unter Abkühlung des Pias- 40 was den Gesamtwirkungsgrad erhöht, mas zur Folge hat. Außerdem läßt dieser Sender eine Das Entladungsrohr 6 ist von einem koaxialen,

Abstrahlung elektromagnetischer Energie nach außen topfförrnig-flächenhaft ausgebildeten Stromleiter 9 zu. Dadurch ergibt sich insgesamt ein schlechter Wir- (z. B. aus Kupfer) umfangen, der mit einer Elektrode kungsgrad des Senders. 10 einer Funkenstrecke 11 verbunden ist, die am

Ähnliche Schwierigkeiten treten bei einem bekann- 45 anderen Ende vom Stromleiter 9 durch eine Wand 13 ten dritten optischen Sender (Laser) der eingangs ge- isoliert ist.

nannten Art auf (vgl. österreichische Patentschrift Die Funkenstrecke 11 löst bei Funkenentladung

229 909). einen Stromstoß aus, der sich im Stromleiter 9 längs

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese Schwie- eines schleifenförmigen Stromwegs 12 ausbreitet. Der rigkeiten zu überwinden. 50 Stromweg 12 folgt der Mantelfläche des inneren Zy-

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das toroid- linders 8 des Entladungsrohrs 6, setzt sich radial auf förmige Entladungsrohr mit achsparallel angeord- der Deekfiäche des Stromleiters 9 fort und folgt dann netem stimulierbarem Medium von einem koaxialen der Mantelfläche des äußeren Zylinders des Enttopfförmig-fiächenhaft ausgebildeten Stromleiter um- ladungsrohrs 6 usw. Dieser Stromstoß erzeugt im fangen wird, der im Impulsbetrieb über einen durch 55 Entladungsrohr 6 ein Plasma und bewirkt bei diesem Funkenentladung eingeleiteten, längs eines schleifen- gleichzeitig einen ioroidförmigen Einschnürungsförmigen Stromwegs verlaufenden Stromstoß einen effekt, so daß das Plasma vorteilhafterweise von der toroidförmigen Einschnürungs-Effekt bewirkt. . gesamten Innenfläche des Entladungsrohrs 6 gelöst

Durch den toroidförmigen Einschnürungs-Effekt wird. Es ergibt sich dadurch nur eine geringe Aufheiwird vorteilhafterweise ein Ablösen des Entladungs- ^o zung des Entladungsrohrs 6 durch das Plasma, so plasma von der gesamten Innenfläche des Entla- daß dessen "Wätmeverluste gering gehalten werden, dungsrohres erreicht, was die Wärmeverluste des Eine solche koaxiale Anordnung bietet außerdem

Plasmas beträchtlich verringert. im Vergleich zum zweiten (F i g. 2) bekannten Sender

Demgegenüber war es bisher lediglich für sich aus den Vorteil, daß keine elektromagnetische Energie der Kernfusionsforschung bekannt (vgl. Ergebnisse 65 in die Umgebung abgestrahlt wird. Die in der die der exakten Naturwissenschaften, Bd. 34, 1962, Funkenentladung speisenden Kondensatorbatterie geSpringer-Verlag, S. 105,117) für toroidförmige, durch speicherte Energie wird also vollkommen im Arbeitssymmetrische Entladungsräume mit topfförmiger volumen des vom Entladungsgas eingenommenen

Raumes gehalten. Diese koaxiale Form gestattet die Erzielung eines höheren Wirkungsgrades und geringer Verluste trotz der Funkenstrecke 11, die die Entladung auslöst.

Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Senders nach Fig. 4 ist die Funkenstrecke 11 in Höhe des hohlzylindnschen Entladungsrohrs 6 angeordnet, was auf Grund der kürzeren Leitungsverbindungen einen noch besseren Wirkungsgrad gewährleistet.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Optischer Sender (Laser) mit kristallinem stimulierbarem Medium, dessen optische Anregung mittels einer elektrodenlosen, induktiv erregten Gasentladung in einem das stimulierbare Medium umgebenden, durchsichtigen, hohlzylindnschen Entladungsrohr mit toroidförmiger Gasentladung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das toroidförmige Entladungsrohr (8) mit achsparallel angeordnetem stimulierbarem Medium (1) von einem koaxialen topfförmig-flächenhaft ausgebildeten Stromleiter (9) umfangen wird, der im Impulsbetrieb über einen durch Funkenentladung (11) eingeleiteten, längs eines schleifenförmigen Stromwegs (12) verlaufenden Stromstoß einen toroidförmigen Einschnürungs-Effekt bewirkt.

2. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsrohr (8) mehrere stimulierbare Medien (1) um die Drehachse verteilt aufnimmt.

3. Optischer Sender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Drehachse angeordnete Funkenstrecke (11) in Höhe der stimulierbaren Medien (1) im inneren Zylinder des drehsymmetrischen Stromwegs (12) untergebracht ist.

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