DE1639062A1 - Gekuehlte Laseranordnung - Google Patents
Gekuehlte LaseranordnungInfo
- Publication number
- DE1639062A1 DE1639062A1 DE19671639062 DE1639062A DE1639062A1 DE 1639062 A1 DE1639062 A1 DE 1639062A1 DE 19671639062 DE19671639062 DE 19671639062 DE 1639062 A DE1639062 A DE 1639062A DE 1639062 A1 DE1639062 A1 DE 1639062A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- laser
- housing
- arrangement according
- laser rod
- laser arrangement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 18
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
- H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
? . München, den .10. NOV. 1967 *· ' ' W 526 - Dr.Hk/CS
Westinghouse Electric Corporation in Pittsburgh, Pa.,V.St.A.
Gekühlte Laseranordnung
Bei einer Laseranordnung sind der Laserstab und die Pumplichtquelle,
die zur Erregung des Laserstabes dient, im allgemeinen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, das außerdem
Reflexionsflächen aufweist, um das Licht von der Pumplichtquelle auf den Laserstab zu konzentrieren.-Außerdem ist
häufig eine Kühlvorrichtung für den Laserstab und die Licht-r quelle vorgesehen. Eine solcher Kühlvorrichtung ist insbesondere
erforderlich, wenn der Laser größere Leistungen über längere Zeiten abgeben soll. Derartige Laseranordnungen mit
hoher Durchschnittsleistung werden gegenwärtig insbesondere zum Schweißen, zur Metallbearbeitung und zur optischen Entfernungsmessung
benötigt.
Die gegenwärtig verfügbaren Laseranordnungen haben nur einen Wirkungsgrad von etwa 5 %i weshalb der weitaus größte Teil
der aufgewandten Energie in Wärme verwandelt wird, die bei einem Betrieb mit hoher Durchschnittsleistung abgeführt werden
909824/1091
BADOWGfNAL
muß. Insbesondere kommen folgende Kühlaufgaben in Betracht:
1. Kühlung des Laserstabes oder Lasermaterials;
2. Abschirmung des Laserstabes gegen unerwünschte Wärmestrahlung von der Pumplichtquelle;
3. Kühlung der Pumplichtquelle;
4. Kühlung des optischen Kopplungshohlraumes,in welchem das
Licht von der Pumplichtquelle auf den Laserstab gerichtet wird.
Der Laserstab muß aus mehreren Gründen auf einer nicht zu stark schwankenden Temperatur gehalten werden. Besteht der
Laserstab z.B. aus Rubin, so nimmt der Wirkungsgrad oberhalb etwa 70 0C rapide ab. Temperaturschwankungen führen also zu
starken Schwankungen der Ausgangsleistung. Bei einer Erhitzung des Laserstabes leiden ferner die elektrischen oder metallischen
Spiegel, die häufig auf den Stirnflächen des Laserstabes
angebracht sind. Ferner kann sich der Laserstab durch Erwärmung verziehen, wodurch die Parallelität der Spiegel gestört
wird.
Die Lebensdauer der Pumplichtquelle (nachstehend kurz Lampe genannt) ist eine Funktion ihrer Betriebsbedingungen, insbesondere
der Betriebstemperatur. Bei zu hohen Temperaturen verdampfen die Elektroden und schlagen sich auf den Lampenwänden
nieder, wodurch Wirkungsgrad und Lebensdauer der Lampe verringert werden.
90982A/ 1 09 1
Wenn die gesamte von der Lampe ausgehende Strahlung auf den Laserstab gelangt, so kann dieser sich erhitzen, ohne daß die gewünschte
Erregung eintritt. Bekanntlich sind nur ganz bestimmte Wellenlängen imstande, den Laserstab zu erregen, während
die übrigen Lichtwellenlängen nur eine unerwünschte Erwärmung hervorrufen.
ist
SchließlichVes auch erwünscht, den Raum umd-en Laserstab und die Lampe-und zwischen ihnen zu kühlen, um hierdurch die Wärme von dem Laserstab und der Lampe besser abführen zu können.
SchließlichVes auch erwünscht, den Raum umd-en Laserstab und die Lampe-und zwischen ihnen zu kühlen, um hierdurch die Wärme von dem Laserstab und der Lampe besser abführen zu können.
Bisher sind folgende Verfahren zur Kühlung von Hochleistungslasern angewandt worden:
1. Kühlung der Lampe, des Laserstabes und des Kopplungshohlraumes
mit einem Luftstrom;
2. Kühlung der Lampe und des Laserstrahles mit daran befestigten
Kühlrippen und Spülung des Kopplungshohlraumes mit einem Luftstrom;
3. Kühlung der Lampe und des Kopplungshohlraumes mit einem Luftstrom iind Einbettung des Laserstabes in eine umlaufende
Kühlflüssigkeit;
4. Kühlung des Laserstabes und des Kopplungshohlraumes mit einem Luftstrom und Einbettung der Lampe in eine umlaufende
Kühlflüssigkeit;
909824/1091
5· getrennte Flüssigkeitskühlung des Laserstabes und der Lampe und Luftkühlung des Kopplungshohlraumes.
Die Zwangskühlung mit Luft reicht nur bei geringer Durchschnittsleistung
aus. Die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmekapazität der Luft sind zu gering, um die Wärme vom Laserstab
mit einer Geschwindigkeit abführen zu können, die bei höheren Ausgangsleistungen ausreichen würde. Ferner strahlen
die als Pumplichtquelle verwendeten Blitzlichtlampen häufig intensives ultraviolettes Licht aus, das auf Laserstäbe aus
Neodym eine zerstörenden Einfluß hat. Eine Abschirmung ist aber bei Luftkühlung unmöglich.
Die Anbringung von Kühlrippen an den Enden des LaserStabes
hat erhebliche Nachteile, weil in Längsrichtung_des Stabes
starke Temperaturgradienten auftreten, welche den Wirkungsgrad
verschlechtern.
Die Wasserkühlung des Laserstabes und/oder der Blitzlichtlampe führt zur Erhöhung der Lebensdauer der betreffenden
Bauteile und gestattet einen Betrieb mit erhöhter Durchschnittsleistung. Durch die Verwendung getrennter Kühlkammern ergibt
sich aber eine Herabsetzung des Wirkungsgrades in Folge von Reflexionen und Brechungen an den Zwischenflächen der Kammerwandungen
zwischen der Lampe und dem Laserstab. Dies gilt sowohl für die Grenzflächen zwischen Luft und Glas, wie für
die Grenzflächen zwischen Wasser und Glas. Außerdem benötigen die Kammerwände Platz, weshalb der Abstand zwischen der Lampe
909824/1091
und dem Laserstab unter Umständen nicht auf den günstigsten Wert reduziert werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist demgemäß die Bereitstellung einer gekühlten Laseranordnung, bei der Laserstab und Pumplichtquelle
sich in einem Gehäuse mit Reflexionsflächen befinden und bei der Umschließungen der Pumplichtquelle und/oder des Laserstabes
vermieden sind, um so Reflexionen und Brechungen an den Grenzflächen dieser Umschließungen auszuschalten und den
optimalen Abstand zwischen dem Laserstab und der Pumplichtquelle optimal wählen zu können.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das den
Laserstab und die Pumplichtquelle gemeinsam um-schließende Gehäuse mit einer lichtdurchlässigen Kühlflüssigkeit angefüllt
ist.
Hierdurch sind nicht nur Trennwände zwischen dem Laserstab und der Lampe vermieden, sondern die an der Gehäusewand angebrachte
reflektierende Fläche steht auch in wärmeleitender Berührung mit der Kühlflüssigkeit und wird dadurch wirksam
gekühlt.
Bei aner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
reflektierende Fläche an der durchsichtigen Außenwand des Gehäuses angebracht, wodurch sie von der Kühlflüssigkeit nicht
909824/1091
angegriffen werden kann und trotzdem ohne zusätzliche Maßnahmen tjelcühlt wird. ,
Die erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin sind
Fig. 1 ein Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Laseranordnung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Kühlmittelkreislaufs
bei der Anordnung nach Fig. 1 und
Fig. 3 ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen sog. Laserkopf 10, dessen zylindrischer Mantel 12 einen Laserstab 32 und eine zur Erregung der Laserstrahlung
dienende Lampe 42 umschließt. Der Mantel 12 ist an einem Ende mit Schrauben 16 in einer entsprechenden Ausnehmung
18 eines Sockels 14 befestigt. Das andere Ende des Mantels 12 ist mit Schrauben 58 an einer zylindrischen Halterung
56 befestigt.
Brfindungsgemäß ist ein zylindrisches inneres Gehäuse 20 aus
einem durchsichtigen Isoliermaterial, z.B. Glas; innerhalb
des Mantels 12 angeordnet und umschließt den Laserstab 32 und die Lampe 42. Das eine Ende des Gehäuses 20 reicht in eine
innere Ausnehmung 22 des Sockels 14. Eine Zuleitung 88 reicht
909824/ 1091
von außen dux^ch den Sockel 14 in den vom Gehäuse 20 umschlossenen
Pumphohlraum, um die Kühlflüssigkeit zuführen zu können. Zur Flüssiglcextsabdiclitung zwischen dem Sockel 14
und dem Gehäuse 20 ist ein O-Ring 24 in einer Ringnut 26 des Sockels 14 angeordnet. Ferner wird das Gehäuse 20 von einem
Haltering 28 umgeben, der durch eine Mehrzahl von Schrauben gegen den Sockel 14 gedrückt wird, um so den O-Ring 24 gegen
den äußeren Umfang des Gehäuses 20 zu pressen.
In gleicher Weise ist das andere Ende des Gehäuses 20 mit der Halterung 56 verbunden. Auch diese besitzt eine innere
Ausnehmung 6O1 in welche das Ende des Gehäuses 20 eingreift.
Die Flüssigkeitsdichtung besteht ebenfalls aus einem O-Ring 62,
der sich in einer Ringnut 64 an der Halterung 56 befindet und von einem Haltering 66 mit Hilfe von Schrauben 68 gegen
den Umfang des Gehäuses 20 gepreßt wird. Eine Kappe 78 ist mit Schrauben 84 an der Halterung 56 befestigt. Zur Abdichtung
der Kappe dient ein O-Ring 82, der in einer Ringnut 80 sitzt. Die Kappe 78 besitzt einen Auslaß 86, durch welchen die Kühlflüssigkeit
das Gehäuse 20 verlassen kann.
Der Laserstab 32 ist im Mantel 10 mittels einer zylindrischen Halterung 34 befestigt. An diese schließt sich eine Bohrung
36 des Sockels 14 an, durch welche das von dem Laserstab erzeugte kohärente Licht austreten kann. Ein O-Ring 40,' der
von einer Schraubkappe 38 auf die Halterung 34 gedruckt wird, dient zur Flüssigkeitsdichtung des Laserstabes 32. Das andere
90982 4/1091
BAD ORIGINAL
Ende des Laserstabes trägt eine Kappe 41, deren Inneres ebenfalls
mittels eines nicht gezeichneten O-Ringes flüssigkeitsdicht
von dem Pumphohlraum abgesperrt ist.
Zur Halterung der Lampe 42 dient ein Anschlußstift 44 derselben, der in-ein Loch 46 des Sockels 14 hineinragt und dort mittels
einer Schraube 48 festgelegt ist. Am anderen Ende der Lampe.42
befindet sich ein entsprechender Anschlußstift 50,der über einen
Anschlußdraht 72 mit einer Klemme 70 verbunden ist. Die Klemme
ist mittels eines Gewindes 71 flüssigkeitsdicht durch die Halterung 56 durchgeführt. Zur Befestigung des Anschlußdrahtes'
dienen Schrauben 74 und 76.
Zum elektrischen Anschluß an den Sockel 14 ist ein Anschlußleiter 33 in ein entsprechendes Loch 35 des Sockels eingeführt
und mittels einer Schraube 37 dort festgelegt.
Die Außenfläche des Glasgehäuses 20 trägt eine reflektierende Schicht 52 aus Gold, Silber, Aluminium oder dgl., die beispielsweise
aufgedampft ist. Die Keflexionsschicht 52 konzentriert
das von der Lampe 42 erzeugte Licht auf öen Laserstab Die durch das Gehäuse 20 strömende Kühlflüssigkeit kommt nicht
in Berührung mit der Reflexionsschicht 52, wodurch eine
schädliche Beeinflussung derselben vermieden wird. Trotzdem wird die Reflexionsschicht 52 mittels Wärmeleitung durch das
verhältnismäßig dünne Gehäuse 20 wirksam gekühlt. Zum Schutz
909824/1091
der Reflexionsschicht 52 dient ein überzug 54 aus Pyrex-Glas
oder Quarz. Dieser Schutzüberzug ist besonders während des Zusammenbaus nützlich. Die Reflexionsschicht 52 erstreckt sich
im wesentlichen über die ganze Strecke zwischen den Lampenelektroden 44 und 50, auf der die Entladung stattfindet und
Licht erzeugt. Die Endteile des Gehäuses bleiben von der Reflexionsschicht frei, so daß keine Kurzschlußbrücke zwischen
den Klemmen 70 und 33 auftreten kann.
Pig. 2 zeigt schematisch die ganze Laseranordnung. Ein Impulserzeuger
90 legt periodisch einen Hochspannungsimpuls an die Klemmen 70 und 33. Dadurch wird die Blitzlichtröhre 42
periodisch gezündet und erzeugt einen kräftigen Lichtblitz, der auf den Laserstab 32 konzentriert wird. Der Laserstab
wird hierbei in bekannter Weise angeregt, und bei seiner Rückkehr in den Ruhezustand wird ein kohärenter Lichtstrahl
erzeugt, der durch die Bohrung 36 austritt. Es gehen jedoch etwa 95 % der auf den Laserstab 32 konzentrierten Energie
hauptsächlich in Form von Wärme verloren, weshalb die überschüssige Wärmeenergie abgeführt werden muß, wenn höhere
Durchschnittsleistungen erreicht werden sollen. Hierzu wird eine Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, von einer Pumpe
durch den Einlaß 88 in den Kopplungshohlraum innerhalb des Gehäuses 20 geführt und verläßt diesen durch den Auslaß 86.
Die Kühlflüssigkeit strömt dann durch einen Voratsbehälter
und einen Wärmetauscher 96, wo die Wärmeenergie an die Umgebung
909824/1091
- ίο .-
abgegeben wird. Bei einem ausgeführten Beispiel betrug die Eingangsleistung der Lampe 42 etwa 300 ¥ und die Pumpe 94
förderte das Kühlwasser in einer Menge von etwa 4 1 je Minute durch das Gehäuse. Um zu gewährleisten, daß das Kühlwasser
seine Isolationsfähigkeit beibehält und daß keine elektrische Entladung zwischen den Elektroden 46 und 50 über das Kühlmedium
stattfindet, ist zwischen der Pumpe 94 und dem Einlaß 88 ein Entsalzer 98 in den Kreislauf eingebaut. Ein solcher Entsalzer
kann in bekannter Weise eine Kunstharzfüllung besitzen.
Die Wärmeabsorption des Kühlmittels kann verbessert werden, wenn statt Wasser beispielsweise ein flüssiges Silikon
verwendet wird.
Der Mantel 12 besteht beispielsweise aus Preßstoff auf Textilgrundlage,
um eine elektrische Entladung zwischen den Teilen 14 und 70 über den Mantel zu verhindern. Die Halterung 56
besteht aus einem Isoliermaterial, z.B. Nylon oder Teflon, die beide hohe Spannungen aushalten und einen hohen Korrosionswiderstand haben, so daß sie das Kühlmittel nicht verunreinigen
können. Ferner sind beide Stoffe leicht bearbeitbar. Der Sockel 14, der z.B. auf Erdpotential liegt, besteht beispielsweise
aus Edelstahl.
Wie erwähnt, hat das Licht der Lampe 42 einen starken Ultraviolettanteil.
Es wurde festgestellt, daß die Wirksamkeit von
909824/1091
mit Neodym dotierten Laserstäben durch ultraviolettes Licht etwa um den Faktor 2-3 herabgesetzt wird und daß das ultraviolette
Licht auch eine mechanische Beschädigung des Laserstabes 32 hervorruft. In diesem Zusammenhang ist Wasser als
Kühlmittel besonders geeignet, weil es gleichzeitig die unerwünschte
ultraviolette Strahlung absorbiert. Um die Intensität des auf den Laser 32 fallenden ultravioletten Lichtes weiter
zu verringern, kann die Reflexionsschicht 52 aus Silber bestehen und eine Dicke von etwa 500 - 800 Angström haben. "In diesem ■
Falle wird der größte Teil des ultravioletten Lichtes von der Schicht 52 durchgelassen, also nicht auf den L'aserstab 32
reflektiert. Auch der Werkstoff des Gehäuses 20 kann als Filter für unerwünschte Wellenlängen dienen. Soll wie im vorliegenden
Falle das ultraviolette Licht ausgefiltert werden, so macht man das Gehäuse 20 beispielsweise aus einem diese Wellenlängen
durchlassenden Glas; ein solches ist unter dem Namen Nonex bekannt. Es wurden Messungen unter Verwendung eines
mit Neodym dotierten Laserstabes ausgeführt, der eine Länge von 30 cm und einen Durchmesser von 1,3 cm hatte. Dieser Laserstab
hatte in der erfindungsgemäßen Laseranordnung einen Wirkungsgrad von etwa 3 %, während er in einer Laseranordnung
der bekannten Art nur einen Wirkungsgrad von etwa 1 % erreichte.
Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Hier wird statt der spiegelnden Reflexionsschicht 52 ein
909824/1091
BAD ORiGiNAL
diffuser Reflektor 53 verwendet, der beispielsweise aus Pulver von MgO oder MgCO3 besteht, das zwischen das Gehäuse 20 und
ein zweites zylindrisches Gehäuse 21 mit etwa.s größerem Durchmesser eingefüllt ist. Das größere Gehäuse 21 kann aus Glas
oder Kunststoff bestehen. Durch die diffuse Reflexion an dem Pulver 53 wird das Licht von der Lampe 42 gleichmäßig auf den
Raum innerhalb des Gehäuses 20 und damit auf den Laserstab verteilt. Versuche haben gezeigt, daß bei Verwendung dieses
diffusen Reflektors eine gleichmäßigere Erregung des Laserstabes erreicht werden kann, wodurch die erzeugten Laserstrahlen
eine gleichmäßigere Intensitätsverteilung im Querschnitt
und eine minimale Strahldivergenz aufweisen. Ferner wird die
Lebensdauer der Reflexionsflächen verlängert, denn das
Magnesia- oder Magnesitpulver ist außerordnetlieh stabil und
nicht wie dünne Metallschichten gegen Kratzer oder Oxydation
anfällig.
909824/1091
Claims (9)
1. Gekühlte Laseranordnung, bei der Laserstab und Pumplichtquelle
sich in einem mit Reflexionsflächen versehenen Gehäuse befinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
(20) mit einer lichtdurchlässigen Kühlflüssigkeit angefüllt ist. .
2. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Gehäuses (20) mit Zu- und Ableitungen (88,86)
für die Kühlflüssigkeit versehen ist.
3. Laseranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit diejenigen Wellenlängen
des Pumplichtes, die keine Erregung des Laserstabes hervorrufen , nichty&urchläßt.
4. Laseranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) für diejenigen Wellenlängen des Pumplichtes,
welche den Laserstab nicht erregen können, durchlässig ist.
909824/1091
5. Laseranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse für diejenigen Wellenlängen des Pumplicht es,
ι die den Laserstab anregen, durchlässig ist und daß die
Eeflexionsflache (52, 53) sich auf der Außenseite des Gehäuses
befinden.
6. Laseranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reflexionsfläche für diejenigen Wellenlängen des Pumplichtes, welche den Laserstab nicht anregen, mindestens
™ teilweise durchlässig ist.
7. Laseranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Laserstab (32) aus einem mit Neodym dotierten Kristall besteht und daß die Reflexionsfläche (52) aus
einer Silberschicht mit einer Dicke von etwa 500 - 800 Angström besteht.
8. Laseranordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch fc gekennzeichnet, daß die Reflexionsflache (53) das Pumplicht
diffus reflektiert.
9. Laseranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die diffus reflektierende Fläche aus einem Pulver besteht, das zwischen dem Gehäuse (20) und einem dasselbe
umschließenden weiteren Gehäuse (21) angeordnet ist.
903824/1091
10; Laseranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pulver aus MgO oder MgCO_ besteht.
909824/1091
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US59454866A | 1966-11-15 | 1966-11-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1639062A1 true DE1639062A1 (de) | 1969-06-12 |
Family
ID=24379350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19671639062 Pending DE1639062A1 (de) | 1966-11-15 | 1967-11-10 | Gekuehlte Laseranordnung |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3555449A (de) |
| BE (1) | BE706374A (de) |
| DE (1) | DE1639062A1 (de) |
| FR (1) | FR1570455A (de) |
| GB (1) | GB1197506A (de) |
| NL (1) | NL6715409A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3028421A1 (de) * | 1980-07-26 | 1982-02-11 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-wellenleiterlaser |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2119824A2 (en) * | 1970-12-09 | 1972-08-11 | Commissariat Energie Atomique | Divergent beam laser amplifier - employs silicone coolant |
| FR2507385A1 (fr) * | 1981-06-05 | 1982-12-10 | Commissariat Energie Atomique | Tube a eclairs a connexions electriques radiales avec alimentation en gaz |
| US4481633A (en) * | 1982-01-15 | 1984-11-06 | Laser Corporation | Wet-jacket argon-ion laser |
| DE3518300A1 (de) * | 1985-05-22 | 1986-11-27 | Horst E. 7240 Horb Dreier | Schaltgeraet fuer rechnergesteuerte werkzeugmaschinen und messanordnung unter dessen verwendung |
| US4858243A (en) * | 1987-06-12 | 1989-08-15 | Raycon Corporation | Laser pumping cavity |
| IL87370A (en) * | 1988-08-08 | 1992-03-29 | Electro Optics Ind Ltd | Laser pumping cavity |
| KR950006318B1 (ko) * | 1990-07-16 | 1995-06-13 | 미쓰이세끼유 가가꾸고오교오 가부시끼가이샤 | 확산반사체(diffusion reflector) 및 그를 이용한 고체레이저 장치 |
| JP2536706B2 (ja) * | 1991-09-03 | 1996-09-18 | 石川島播磨重工業株式会社 | レ―ザ―発振装置 |
| JP3338974B2 (ja) * | 1995-01-11 | 2002-10-28 | ミヤチテクノス株式会社 | レーザ装置 |
| WO1999002079A1 (en) * | 1997-07-09 | 1999-01-21 | Futureenergy, Corp. | Method and apparatus for heat generation |
| US20050018748A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-01-27 | Ringermacher Harry Israel | Actively quenched lamp, infrared thermography imaging system, and method for actively controlling flash duration |
| US9531148B2 (en) * | 2009-12-29 | 2016-12-27 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Laser resonator gain medium securement |
-
1966
- 1966-11-15 US US594548A patent/US3555449A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-10-20 GB GB47855/67A patent/GB1197506A/en not_active Expired
- 1967-11-10 DE DE19671639062 patent/DE1639062A1/de active Pending
- 1967-11-10 BE BE706374D patent/BE706374A/xx unknown
- 1967-11-14 NL NL6715409A patent/NL6715409A/xx unknown
- 1967-11-15 FR FR1570455D patent/FR1570455A/fr not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3028421A1 (de) * | 1980-07-26 | 1982-02-11 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-wellenleiterlaser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE706374A (de) | 1968-03-18 |
| US3555449A (en) | 1971-01-12 |
| NL6715409A (de) | 1968-05-16 |
| GB1197506A (en) | 1970-07-08 |
| FR1570455A (de) | 1969-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1639062A1 (de) | Gekuehlte Laseranordnung | |
| DE2812283C3 (de) | Laseranordnung mit gekühlter Blitzlampe | |
| DE69202416T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Pulswiederholfrequenz eines kontinuierlich gepumpten Lasers. | |
| DE2658700A1 (de) | Lichtquellensystem | |
| DE69737538T2 (de) | Lasergerät | |
| DE1091234B (de) | Kuehlvorrichtung fuer Niederdruck-Quecksilberdampf-Gasentladungslampen unter erhoehter Belastung | |
| DE69407998T2 (de) | Festkörperlaserbetrieb mit hoher helligheit und mit kaltem burst | |
| DE3880464T2 (de) | Metalldampf-laser-apparat. | |
| DE69130056T2 (de) | Festkörper-Laservorrichtung und Bearbeitungsapparat, welcher dieselbe verwendet | |
| DE1281065B (de) | Optischer Sender oder Verstaerker | |
| DE1170071B (de) | Reflektoranordnung fuer mit selektiver Fluoreszenz arbeitende optische Sender oder Verstaerker | |
| DE1489985B1 (de) | Waermeaustauscher fuer das Festkoerpermedium eines optischen Senders oder Verstaerkers | |
| DE60001064T2 (de) | Vorrichtung zum optischen pumpen eines lasers, die einen zylindrischen reflektor mit polygonalem quernschnitt enthält | |
| DE2525401A1 (de) | Strahlungsquelle hoher intensitaet | |
| DE2134075A1 (de) | Anordnung zum Abdichten des laser aktiven Stabes eines Festkörperlasers | |
| DE3724022A1 (de) | Laservorrichtung und verfahren zum pumpen eines lasers | |
| DE1589116A1 (de) | Blitzroehre fuer Laser | |
| DE1589887B2 (de) | Optischer Sender oder Verstärker | |
| DE1764536B2 (de) | Hochfrequenz-Plasmagenerator | |
| DE2457815A1 (de) | Hochdruckentladungslampe mit metallhalogenid | |
| DE1951702A1 (de) | Kuehlsystem fuer einen Laserkopf | |
| DE2263024C (de) | Kühlanordnung für einen optischen Sender oder Verstärker (Laser) | |
| DE2040362C3 (de) | Optische Anregungseinrichtung für einen optischen Sender oder Verstärker (Laser) | |
| DD265971A1 (de) | Verfahren zur uv-filterung des pumplichtes bei festkoerperlasern | |
| DE2021753C3 (de) | Anregungseinrichtung für einen optischen Sender oder Verstärker |