DE1801058A1 - Laseranordnung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipi.-ing. Walter Meissner Dipi.-ing. Herbert Tischer

1 BERLIN 33, HERBERT8TRA8SE 22 MÜNCHEN

Fernsprecher: 8 87 72 37 - Drahtwort: Invention Berlin 1 O Π 1 Γ) C O Postscheckkonto: W. Meissner, Berlin Wert 12282 I O U IUOU Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A.- Q, Depka 36, _t „,-„,... „„ „»„,,.,«.,,, „.» . 1 Beriln+Jalensee Kurförstendamm 130 1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den · HerbertstraBe 22

Üase AO-16939

AMiSBIGAJS OPTICAL OOIÜPOEAl'ION, Souuhbridge, Massachusetts, USA

JLaseranOrdnung

Zusammenfassung der Erfindung:

Laeeranordnungen für das Erzeugen und Verstärken von Laserlicht, wobei jede derartige Anordnung einen länglichen Kern aus einem festen Lasermaterial eingebettet im Inneren einer Umkleidung aus einem festen, lichtdurchlässigen Material aufweist, wobei im Inneren jeder Umkleidung ebenfalls eine Mehrzahl länglicher Blitzlichtröhren-Kammtrn eingebettet ist, die in einem symmetrischen Verhältnis zu dem Kern angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft einstU.cJd.ge Las er an Ordnungen und dgl., wie sie für das Erzeugen oder Verstärken optischer Energie zweckmäßig sind, und der ErfiodungsgegeHstand stellt eine Verbesserung gegenüber der ein stückigen Laser an Ordnung dar, wie sie in der US-Patentschrif t (US-Patentanmeldung SN 539|04l) beschrieben ist.

Die üirfindung betrifft inabeeundere einstückige Laeeranordnungen, die aus festen Materialien gebildet sind, wobei durch dieöe verbesserte Bauart und Anordnung hohe Wirkungsgrade im Betrieü, verbesserte Arbeicscharafcteristika und bessere Wärmeabführung erzielt werden, aia ύ'ιαη bisher möglich war während eines kontinuierlichen oder aohnellen intermittierenden Jlnwendens von im wesentlichen ähnlichen Anordnungen früher Bauarten.

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BAD ORfGfNAt

Die erfind ungsgemäßen Las er an Ordnungen weisen in jedem lalle . ein längliches Hauptkörperteil od*r Komponente auf, die durch einea Kern aua einem festen, verformbaren, durchscheinenden Lasermaterial mit vorherbestimmtem Brechungsindex eingebettet im Inneren eines Umkleidungsmaterials mit praktisch den gleiohen oder angenähert den gleichen Brechungsindex gebildet ist, wobei diese Umkleidung ebenfalls darin eingebettet eine Mehrzahl länglicher hohler Bohrungen aufweist, die symmetrisch um den Kern herum angeordnet sind und sich über die Länge der Komponente benachbart und praktisch parallel zu dem Kern erstrecken und als Kammern für BlitzliohtrÖhreß dergestalt dienes daß in der Laseranordnung eine engerere optische Kopplung, eine stabilirere physikalische Anordnung der Teile sowie eine gleichmäßiger abgeglichene Anordnung bezüglich der thermischen Gradienten im Inneren der Anordnung und eine wirksamerere Anwendung bezäglich des Lumpens der optischen Energie und der Abführung d*r erzeugten Wärme erzielt wird» als dies bisher bei den vorbekanntesa Laseranordnungen mit ein stückigem Aufbau möglich gewesen ist.

Wenn auch einstückige Laseranordnungen, bei denen iß jedem ii'alle ein länglicher Kern aus festem verformbarem Laeermaterial und einer Blitzlichtröhre-Kammer im Inneren einer gemeinsamen Umkleidung aus durchsichtigem verformbarem Material und aßgeorcinet 8eite-an-3ai te zueinander bekannt sind und derartige Anordnungen bereits zu relativ hohen Wirkungsgraden bei dem Betrieb mit guter Wärmeabführung während eines schnellen intermittierenden Laserbe triebet! geführt haben, sind dieselben jedoch noch nicht so zufriedenstellend, wie dies wünschenswert ■erscheint. 90982 I/09S7 - 3 -

BAD ORtGtWAL

•at "% mm

So zeigten z.B. derartige einstückig« LaeeranOrdnungen nach dem Stande der Technik nicht our eine Veränderung der Arbeitsoharakteristika nährend der Benutzung derselben, sondern auoh die Beträge derartiger Veränderungen zeigten unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen und während unterschiedlicher Ben ut zunge zeiten Veränderungen. Weiterhin sei eine relativ hohe Stromdichte für de» Betrieb der einzigen Blitzlichtröhre erforderlich·

Id Gegensatz hierzu «iod die erfindungsgemäßen Bauarten und Anordnungen dergestalt, daß nicht nur die unzweckmäßige Begrenzungen der vorbekannten einstüokigen LaseranOrdnungen Überwunden werdin, sondern sind ebenfalls dergestalt, daß sich eine wesentliche Verbesserung dir Arbeitscharakteristika und der Warmeabstrahlung ergibt.

Ss wurde gefunden, daß das Anwenden einer Hehrzahl genau «liege bildeter und genau bearbeiteter hohler Bohrungen im Inneren des Umkleidungsmateriala der verbesserten Laserkomponente, die als Kammern für die Pumpen der Lichtquelle dienen anstelle einer einzigen Kammer nach dem Stande der Technik und vermit- I tels Einbetten dieser verschiedenen Bohrungen im Inneren des Umkleidungematerials in einer symmetrischen Anordnung um den Kern und eng benachbart, jedoch im Abβtandeverhältηis zueinander und zu dem Kern, wobei jede Kammer so angeordnet ist, daß sich dieselbe im einem allgemein parallelen Verhältnis zu dem Kern erstreckt, man nicht nur einen stabilen und ausgeglichenen Zustand für die verbesserte Laseranordnung erzielt, sondern auch eine wirksamerere Anwendung der zur Verfugung stehenden optischen Pumpenergie erzielt werden kann.

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BAD ORfQINAL

Ss wird nicht nur dieser ausgeglichene beständige Zustand aufrechterhalten, obgleich sich die Temperaturen in Inneren der Anordnung erheblich -verändern können, sondern es kennen auch Materialien unterschiedlicher Eigenschaften zur Anwendung kommen, ohne daß dieser ausgeglichene Zustand beeinflußt wird. Weiterhin «erden alle Seile des Kerns der Laseranordnung einheitlicher durch die Hehrzahl der symmetrisch angeordneten Blitzlichtröhren-» kammern bestrahlt, und es können weiterhin niedrigerere Stromdichten für die Hehrzahl der Blltzliohtröhren angewandt werden.

Ein zusätzlicher Torteil, wie er sich durch das Anwenden der Mehrzahl der symmetrisch angeordneten Blitzlichtröhren ergibt, besteht darin, daß eine größere Gesamtoberfläche für Kühlzwecke vorliegt und dies ist τοη Wichtigkeit, da der größte Seil der im Inneren der Laseranordnung während der Benutzung derselben erzeugten Wärme im Inneren der einzelnen Hohlräume der Blitzlichtröhren erzeugt wird.

Bei einer symmetrischen Anordnung verschiedener Blitzlichtröhren unter Betreiben derselben mit hohen WiederholungegesehwiB_T digksiten kann weiterhin der. Kern des Lasermaterials mit höheren Betriebstemperaturen betrieben werden (da dasselbe vollständiger durch die heißen Blitzlichtröhrsn umgeben ist) und wenn dies der fall ist, wird mehr optische Pumpenergie durch das Lasermaterial absorbiert, bedingt durch eine Verbreiterung

** der Absorptionsbanden des Lasermaterials bei Erhöhen der Te rap e-φ ratur desselben.

^ Nach einer abgewandelten erfindungsgemäßen Ausführungsform

<o wird durch die richtige symmetrische Anordnung der Mehrzahlen
ο -an Blitzlichtröhrenkammern und einem einzelnen Kern des Laser-

• materials und durch richtige Umfangeformung des festen Umklei-

— ς — BAD 0R1&Ä ^A>

dungsmateriais in einer mehr oder weniger ausgekerbten Weise nicht nur eine gate innere Biflektion der optischen Pumpenergie an der äußeren Oberfläche des Umkleidungsiaaterials erzielt, sondern die Anordnung ist auch dergestalt, daß keine einzelne BlitzlihirtojBhre der Gruppe in einem merklichen Ausmaß direkt eine andere BlitzlichtrShre der Röhre "sieht"· Somit wird praktisch keine Absorption der Pumpenergie von einer Blitzlichtröhre durch eine andere Blitzliohtröhre eintreten·

Eine wichtige, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht g somit darin, eine einstückige LaseranOrdnung in form eines relatiT dttnnen, länglichen Hauptkörperteile oder Komponente zu schaffen, die eien mittleren Kern aufweist, welcher aas einem festen, durchscheinenden, verformbaren aktiven Lasermaterial und einer Umkleidung aus einem festen. Licht durchlassenden verformbaren Material in einem umgebenden und hiermit in Berührung stehenden Verhältnis gegenüber den Seitenwandteilen desselben aasgebildet ist, und im Inneren dieses Umkleidungsmaterials ist eng benachbart und praktisch parallel zu dem länglichen Laserkern eis« Mehrzahl an Blitzlichtröhren- ( kammern vorgesehen, die in einer symmetrischen Anordnung am den laserkero herum vorliegen, wodurch physikalische Terzerrungen der Anordnung bedingt durch angleichmäßige Wärmeausdehnang ' optische Verzerrung im Inneren der Anordnung bedingt durofe ^ unterschiedliche Temperaturgradienten in verschiedenen inneren «ο feilen de* Kerne and der UmHeidmng oder dgl.vermieden werden·

^ Mm« weitere der Srfindung zugrundeliegende Aufgabe «esteht «t> darin, bei einer eiastaokigen Leseranordnung dir oben besohrie- ^³ benen Art «ein« mehrzahl an Blitzlichtröhrenkaemern eingebettet im Inn«r«i des iieiaeiduagsmateriale ein· ausreioheode Anzahl

©AD

an Kammern zu schaffen und dieselben relativ zueinander so anzuordnen und zu formen, daß die reflektierenden äußeren Oberflächen des Umkleidungematerials diese Kammern dergestalt umkleiden, daß die Blitzlichtröhren zusammen einheitlicher alle Teile des Laserkerns beleuchten, als dies bisher möglich gewesen ist.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, für eine längliche, einheitliche LaseranOrdnung der k oben angegebenen Art eine äußere Umfangeform oder Konfiguration für das Umkleidungematerial dergestalt zu. schaffen, daß praktisch keine optische Pumpenergie von einer Blitzlichtröhrenkammern direkt zu einer benachbarten Blitzlichtröhrenkammer treten kann«

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei einer einheitlichen Laseranordnung der oben angegebenen Art eine Mehrzahl an symmetrisch angeordneten Blitzlichtröhrenkammern eingebettet im Inneren des Umkleidungematerials dergestalt zu schaffen, daß ein "abgeglichener Zustand erzielt wird, der praktisch frei von physikalischen Verzerrungen bedingt durch WarmeVeränderungen oder dgl. und praktisch frei von optischen Verzerrungen bedingt durch unterschiedliche innere Temperaturgradienten in unterschiedlichen Teilen der Laseranordnung ist, und eine ausreichende Anzahl ^ an Blitzliohtröhrenkammern anzuwenden, durch die es möglich

k> wird, daß die Blitzlichtröhren bei niedrigereren Stromdichten "**- arbeiten, während sie praktisch keine optische Pumpenergie ο

J£ absorbieren, die durch benachbarte Blitzlichtröhren ausgestrahlt wird und spektral besser auf die Pumperfordernisse des Lasermaterials angepaßt IEt₁, wodurch verbesserte Arbeite-

- 7 BAD ORiÖtNAE.

- 7 oharakteristika erhalten Herden können.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise tinter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Jig. 1 iet ein teilweise weggebrochener Seitenaufrlß einer erfin dungegemäßen La«eranordnung.

TIg. 2 iet ein vergrößerter queraeitiger Schnitt im ti es entlichen läng« der Schnittlinie 2-2 nach der flg. 1 in Blickrichtung der Pfeile.

zeigen 'ig· 3» 4 and 5 aind Querechoitteansiohten und/abgewandelten erfindungagemäße Auafiihrungsior»en.

Unter Bezugnahme insbesondere auf die Jig. I und 2 ergibt sich, daß dort eine einstückige erfindungsgemäße Laβerrorrichtung durch das Bezugszeichen 10 wiedergegeben ist, und daß diese Vorrichtung oder Anordnung ein dünnes« längliches Hauptkörperteil oder Komponente 12 gebildet aus einem mittleren Kern 14 aus festem aktivem Lasermaterial und darum angeordnet eine Umkleidung 16 aus festem, Licht durchlassendem Material gebildet ist. Das den Kern bildende Material weist einen virherbestimmten Brechungsindex und das Umkleidungematerial den gleichen oder praktisch nahezu den gleL chen index wie der Kern auf. Vorzugsweise wird dieses feste Lasermaterial GrIaβ sein, wie ein Neodym Spuren enthaltendes Bariumkronen-Laserglas und das umgebende Umkleidung«material wird ein geeigco

° netes, selektives, absorbierendes Glas, wie Samarium Spuren t^ enthaltenden Glas sein, das hiermit zusammenwirkt unter Abaor-

^ bieren optischer Energie bei der Ausstrahlungswellenlänge des ο

*£ Lasermaterials einerseits, während andererseits gute lichten

*° durchlassende Eigenschaften bezüglich der optischen Energie bei dem Pumpwellenlängen des Lasermaterials besitzt.

BAD

Die Elektroden für das Erregen der Blitzliohtröhren sind durch die Bezugszeiohen 15 and 17 in der Pig· I wiedergegeben, and die stark reflektierenden Ueberzüge an den Enden des Laserkerns 14 für das Definieren eines resonanten Haserhohlraums sind durch die Bezugszeichen 19a und 19b angezeigt. Natürlich wird in der üblichen Weise wenigstens einer dieser Ueberzüge gering-* fügig durchlässig sein, wenn dies zweckmäßig ist· Gegebenenfalls könnten andererseits für eine leichtere Ausrichtung und Einstellung in ein paralleles Verhältnis derartige reflektierende endständigt Heberzüge für das festlegen und Begrenzen der Grenzwert· des reeonanten Laserhohlraums außerhalb der Enden der Laserstange längs der mittleren Achse 12a und senkrecht relatiT hierzu angeordnet werden, ^üenn die Anordnung weiterhin als ein Leseverstärker betrieben werden soll und nioht als ein Lasergenerator werden derartige endständige Eefactoren vollständig in Fortfall kommen. In derartigen fällen ist es möglich, da«geneigte endständige Oberflächen mit gesteuertem Winkelgrad so vorgesehen sind, daß sich in schädlicher Weise im Inneren eine Beflektion des Laserliohtes eintritt.

Das Uakleidungsmaterial 16 ist in innigem optischen Kontakt mit den glatten Seitenwandteilen 16 des länglichen Kerns 14 des Lasermaterials über praktisch die gesamte Länge desselben angeordnet, so daß im wesentlichen die gesamte optische Pampenergie, die sich im Inneren des Umkleidungsmaterials 16 in derartigen Sichtungen bewegt, daß ein Auftreffen auf die Zwischenfläche 18 zwischen dem Kern and der Umkleidung erfolgt, hiadurchtritt und in das Lasermaterial eintritt, ohne daß eine merkliche Beflektion an dieser Grenzfläche auftritt*

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Ia Inneren des Umkleidungsnaterials 16» siehe die fig· 2, liegt ebenfalls ein Paar ähnlicher Blitaliohtröhren 20a und 20b υογι die eng benachbart zu den mittleren Kern 14 Torliegen und so angeordnet sind, daß sie sich in Richtungen in wesentlichen parallel zu den Kern erstrecken und man sieht» daß diese Kammern absichtlich so angeordnet sind» daß sie diametral gegenüberliegend zueinander an gegenüberliegenden Seiten des länglichen *-erns 14 vorlegen. Das TJmkleidungsnaterial 16 ist ebenfalls sorgfältig bezüglich dessen Umfangsforn oder Kontour ausgeführt und dessen äußere Seitenwandteile 16a sind glatt " und» siehe das Sezugszeiohen 22» mit einer Schicht eines stark reflektierenden Materials Herzogen, um so die darauf auf treffenden Lichtstrahlen allgemein zurtlok in den lern 14 zu reflektieren. Es wird somit ein abgeglichener Zustand bezüglich der Wärmeausdehnung und dgl· nährend des Betriebs der Jj)POrdnung erzielt. Weiterhin ist zu beachten» daß die Anordnung dergestalt ist» daß der größte Teil der z.B. im Inneren der Blitzlichtröhren 20a erzeugten optischen Energie so gerichtet wird» daß sich eine Bewegung mit geringstmöglicher Beflek- λ tion in Biohtung auf den Kern des Lasernaterials ergibt» die durch den geraden Pfeil A und durch die reflektierenden Pfeile B und C wiedergegeben ist.

Da der größte Seil der im Inneren der einstüokigen Laeeranordnung während des Betriebes derselben erzeugten Energie im S Inneren der BlitSliohtröhrenkammern auftritt, werden die

ro höchsten Temperaturen im Inneren des Umkleidungamaterials 16 ^- in flächen eng benachbart zu diesen Kannern auftreten» während ' Ct in denjenigen feilen des Umkleidungsmaterials, die weiter entfernt von diesen Blitzlicht röhr en sind, niedrigeren Temperaturen ausgebildet werden. Dies ist too besonderem Interesse bei

BAD äÖ

den erfindungsgemäßen einstückigen Lesevorrichtungen oder Anordnungen, bei denen vorgesehen let, daß ein Betrieb dieser Vorrichtungen intermittierend mit hohen Wiederholungsgeschwindigkeiten erfolgen soll und höchste Wirkungsgrade angestrebt werden·

Bei dnstückigen Laseranordnungen nach dem Stande der Technik, wo eine einzige Blitzlichtröhrenkammer zur Anwendung kommt, traten nicht abgeglichene Bedingungen auf· Dies wurde gelegentlich als "Bimetalleffekt" bezeichnet, da zwei verschiedene Materialien für die Ausbildung eines derartigen Zustanies verantwortlich waren· Sie Wärmeausdehnung hat dazu geführt, daß sich der Laserkörper etwas biegt oder verzerrt, während die Anordnung in Betrieb ist. So hat z.B. bei einer JPabry-Perot !Type des Laserhohlraums dieses Biegen die Arbeitsbedingungen nachteilig beeinflußt· Die reflektierenden Oberflächen an den gegenüberliegenden endständigen Oberflächen des Laserkörpers haben nicht ihren ursrünglich genau parallelen Zustand aufrechterhalten und hierdurch haben sich unzweckmäßige Effekte ergeben· Selbst dann, wenn derartige Reflektoren für das Begrenzen des Laserhohlraums von den Enden des länglichen Laserkörpers entfernt und in einem ausgerichteten, gegenüberliegenden Verhältnis außerhalb desselben angeordnet wurden, haben die einstückigen LaseranOrdnungen nach dem Stande der Technik nachteilige Effekte gezeigt, und zwar bedingt durch eine ungleichmäßige Wärmeausdehnung der unterschiedlichen Materialien des Kerns oder der Umkleidung oder einer nioht symmetrischen Konfiguration derselben*

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BAD ORtGINAL

Anhand der inOrdnung nach den Jig. 1 und 2 ergibt eich, daß die BWei Blichtliohtröhren 20a und 20b in ähnlicher Weise benachbart und relatir su den Laserkern 14 angeordnet in einen direkten gegenüberliegenden LagererhäUtnis relatir su dem Kern 14 rorliegen und die Banddicken der benaohbarten Umkleidung sind gleich· Hierdurch ergibt eich, daß in neeentliehen äquiralente Wärneausdehnungebedingungen und dgl·» die die rersohiedenen Seile der Laaeranordnung beeinflussen nährend des Laserbetriebes auftreten und dies unabhängig daron, ob die Blitzlichtröhren der rerechiedenen erfindungsgenAßen Anordnungen gleichseitig oder schnell aufeinanderfolgend betrieben «erden« Obgleich die Warne in Inneren der Umkleidung oder in Inneren des Laserstabes oder in Inneren beider su einen Ausdehnen des festen Kerns und des Umkleidungematerials führen kann, wird trotadem der Kern des Lasernaterials praktisch geradlinig und stabil bleiben und somit wird nur ein sehr geringer, wenn Überhaupt ein Effekt bedingt durch den Wärneaufbau in der Anordnung während schneller Wiederholungsgesohwindigkeiten bei den Setrieb eintreten.

In den Figuren 3 und 4 ist eine abgewandelte erfindungsgemäße Ausfuhrungsforη wiedergegeben. Bei diesen zwei Figuren sind geringfügig unterschiedliche Querschnitte der LaseranOrdnungen gezeigt. In der einen Figur ist eine Gruppe τοη drei Blitzlichtröhren 30a, 30b und 30c in ihrer Anwendung im Inneren der Umkleidung 31 symmetrisch um den Laaerkern 32 herum und getrennt durch tiefe Ausnehmungen 33 wiedergegeben, während in der anderen eine Gruppe τοη vier Kammern 34a, 34b, 34c und 34d im Inneren einer Umkleidung 36, die den Kern 37 umgibt, zur Anwendung kommt, wobei eine entsprechende Trennung durch die

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Ausnehmungen 3Θ erfolgt* ftrotadtit fiadet 1» »tide» Anordnungen ein· Mehreahl as Blltillohtrtthresiktf&ttevn m dt» Iaetrkurptr herum Anwendung* wobei gleiche· Atataaftwttfetfltai· relativ hierzu eow ie gleichem Abfltand toü Müeofebarten 3ft*ek% Bllt*li©htr5h*eaka*«tvtt dt» Gruppe verliegt· BtI beiden abgewandelten AuefUhruDgsforaeB nach dtn fig· 3 und 4 «lud «oiait, nenn man auch nickt isgeo kann» daß dlt«tl.|to j «weile mit diametral gegtoitbevlitgeisdea BlitsliohtyiJh^enkammeri) yereehen «iudj dl«-» aelbea im itl&t? abgtgXlohtisei oder ftfiUBttriftohtfi Aao^dauug der Seile TovgtteheB und Moult «ird Sie färatauedehouag «lüiareiad dt» Betpi*bee der LaeeraöOrdnung saicht stä tin·« Biege» oder res der JjaeerasGrdnuog führen ι mü et «erden keine Xemperatorgradieisteii in uotereeliteällolitii Seilen der ausgebildet, die eloh aoaüüeten aoliädlicli mt den Dauerbetrieb der Anordnung aueivirkeo köantea«

Eine wichtige UeberlegUog besUglioh der Blitslielitrölirenaooraliungen nach den Fig. 3 aod 4 bejaht darauf» daß jede eiozielo© Blitzlichtröhrenkammer praktisch optieoh von. den anderen Kam« mern der Anordnung leoliert iet. Somit wird die optische Pumpenergie, wie sie durch irgendeine der BlitzliohtrÖhrenkammern ausgestrahlt wird, praktisch vollständig in Richtung auf den Laserkern gerichtet, und kein Anteil dieser Energie kann sich in Hichtung auf andere Kammern der Gruppe unter Absorption hierdurch bewegen· Es läßt sich somit sagen, daß bei derartigen Anordnungen keine Blitslichtröhrenkammerngruppe irgendeine andere Kammer der Gruppe "sehen" kann· Andererseits wird ein großer Teil der äußeren freiliegenden Oberfläche de® diese Kammern umgebenden Umkleidungematerials für eine bessere

Wärmeabstrahlung zur' Verfugung stehen.

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BAD ORIGINAL

- 13 Ss kann Jed· vernünftige Anzahl an gewünschten Blitzlichtröhrenkaamern bei dem Erfindungsgegenstand angewandt and in ,

I gleichen Abstandsverhältnie zueinander um einen länglichen Mittleren Laaerktrn and in Inneren de« tJnkleidungsmattrial· desselben angewandt nerden. Sine derartige abgewandilte Anordnung, bei der eine grpßere Anzahl an Blitzliohtröhrenkammern zur Anwendung kommt, iat in der fig· 5 gezeigt. Hier iat eine LaaeranOrdnung unter Anwenden τοη 6 getrennten» ähnlichen Blitzliohtröhrenkaamern 40a-4Of im Inneren der den _Λ

ge- I

mittleren Kern 43 umgebenden Umkleidung 42/zeigt, fahrend die in den flg. 3 und 4 gezeigten Queraohnittaanordnungen relatiy tiefe Ausnehmungen 33 bzw. 38 zwiaohen benachbarten Blitzlicht röhrenkammerAläohen aufweisen, und jede Ausnehmung praktisch gut an ihrem inneren Teil abgerundet ist, um so jede scharfe Winkel oder dgl. zu vermeiden, die zu Sohwächungsebenen im Inneren der UmkleidungsanOrdnung fuhren können, versteht es sich, daß trotzdem diese Ausnehmungen dazu neigen, jede Blitzlichtröhre von benachbarten Blitzliohtröhren an gegenüberliegenden Seiten derselben "abzuschirmen". Somit wird nioht nur I der größte Teil des durch jede Blitzliohtröhre abgestrahlten Lichtes in Richtung auf den Laserkern geführt, sondern es wird ebenfalls praktisoh keine erneute Absorptionder optisohen

C₀ Pumpenergie durch eine benachbarte Blitzliohtröhre eintreten.

^ Bei der abgewandelten Bauart nach der Pig. 5, bei der eine ~» größere Anzahl an Blitzlichtröhrenkammern zur Anwendung kommt,

o findet andererseits ein Auskerbungseffekt Anwendung duroh die

flachen "spitzen¹* Ausnehmungen 44 zwischen benachbarten Blitzliohtröhrenabschnitten. Diese flachen Ausnehmungen unterstützen nicht das Abschirmen einer Blitzliohtröhre gegenüber

- 14 BAD ä

einer benachbarten Blitssliohtrihye tr<rt*d·· auateyistiltirt Umkleidtangematerial benachbart ία diesen fläo&eo ait gen die Befielet ion und da« liebten der Punpenergi· in lieht ong auf den mittleren Kern 42· Andererseits ergibt «loh, aufgrund einer relativ großen Ansah! der Mer in Anwendung kommendes BlitzliohtröhreiikamBern_f daß eine einheitllohevere BeIeachtun& der gesamten Iiaserkern ob er flieht nährend des Betriebes eintritt und es ergibt sich ei»· zweckmäßigerer« llüsorptioo

^ optlsohen Pumpenergie duroh den Kern bedingt ieassSi die breiterung der Absorptionebanden des Laeermateäais bei hb*h@res Temperaturen und man kann siedrigerere StroüSiohteii ivdoei eine bessere spektrale Abglsielia^gswieelieB äms der Blitzlichtröhre und der Pumpenw©ii@Blä3g©n ®rssieit die für das i'n Anwendung kommeaüe Laetriiaterial erforderlich ist bei niedrigen Strei&iichtea und bei aisfcLgen Strosabelastiusgen werden die Bntslichtröhren gegenüber ihrem eigenen Lioht durohsoheinenäer uod werden somit aicirfc In aoMlälioher da« gepumpte Lioht ?ou anderen benachbarten

W der Gruppe absorbiert ₉ die dieselben geg@fe©B€®fslls

Während in der 7ig. 6 eine G-rappe vos üecha kammern in einer eiaazigsa ©instUokigen M>o%ü®umg gezeigt versteht es sich jedooh, daß eine größer® Inaahl &m in einzelnen Anordnungen möglich und praktisch ist« C₀ falls kannten ein Duzend oder sogar noch

n> einzigen las er an Ordnung unter Erzielen "^- angewandt werden. Bei einer derartigen Anorösseg unter Anwendeo ο

^ einer Anzahl an Blithlichtröhren, wiez.B. Jam<snüm won Blitzliohtröhren kann es bevorzugt sein, dieser 12 BlitzlichtrShren abweohselnd oder in

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ge ία betreib·», «le a.B. iwel Gruppen, die Jewell· jede entit* Blitiliohtröhre einschließen» «erden abwechselnd betrieben oder ea «erden drei Gruppen, «Abel jede dritte Röhr· betrieben wird, in Aufeinanderfolgβ sur Wirkung gebracht· Somit «ird eine beeeere Wlraeabfukr und Arbeitaoharakterietika erxielt« | Bei jeder der verschiedenen abgewandelten AusfUhrungaf omen ergibt *loh, daß nicht nor die Äußeren, atark reflektierenden Uebeiettg·, wie der Uebersug 22 in der fig· 2, aus Silber oder Aluminium in eine» in Berührung «teilenden Terhältni« and die äußeren polierten Seitenwandteile 16a dea Umkleidungamaterials angewandt «erden, eondem ebenfalle α» jeden dieser atark reflektierenden UebersUge «ird eine relativ aehwere Sohioht dea metallieohen Materials mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie Kupfer, siehe das Besugaseiohen 24 in der flg. 2 angeordnet, and dieselbe kann in zweckmäßiger Weise hierauf z.B. vermittele elektro* chemischen Siederaohlagen oder dgl« aufgebracht' werden.

Ss versteht aloh natürlich, daß nicht nur die verschiedenen Torteile bedingt durch die hohen Pumpenwlrkungsgrade und hohe Wärmeleitfähigkeit und Wärmeabführung, wie bezüglich der einet üokigen LaseranOrdnung nach der oben angegebenen US-^atentsohrift (US-Patentanmeldung 53t Ο41) erfindungsgemäß erzielt werden, sondern .daß zusätzlich hierzu bedingt durch die Mehrzahl der symmetrisch, angeordneten Blitzlichtröhrenkammern eine "abgeglichene¹¹ Konfiguration und gesteuerte Umrißformen erzielt

_» werden, wodurch keine sogenannten "Bim etall-Biegeffekte" ausge-

ο bildet werden, man weiterhin höhere Arbeitstemperaturen anwenden kann, eine bessere spektrale Abgleichung erzielt wird, größere Wärmeableitung err eic JtLt und bessere Arbeitacharakterstika erzielt werden, als dies nach dem Stand der Technik möglich war.

BAD ORIGINAL

Claims (2)

Patentanwälte Dipi.-ing. Walter Meissner If3 DipWng. Herbert Tischer 1 BERLIN 83, HERBERT8TRA88E 32 MÜNCHEN Fernsprecher: 887 7237 - Drmhtwort: Invention Berlin 1 O Π 1 Π C O Poetecheckkonto: W. Me le· η«r, Berlin Weet 122β9 iwuiuoü ci Bwikkonto: W.Meleener, Berliner Bank A1-O2 Depk« 88, i„__. |W ftQ ,„„. 1NPW., m rfft„ E '' Berlln-Haleneee Kurt Oretendiunin 180 1 BERLIN 83 (GRUNEWALD), den HerbertetrsBe 22 AMERICA! OP(CICAL COBP" , Patentansprüche

1. Laser an Ordnung mit einem relativ dünnen, länglichen Kern, der aus einen featen _t daroliaohelnenden, aktiven Lesormeterial gebildet iat und einer Umkleidung au« einem featen, liohtdureli laaaenden Material, daa in einem angebendes BerUhrungsverhältnis zu den Seitennandteilen de« Kerne vorliegt. ttb©r praktisch die gesamte Länge desselben, wobei daa Laeertaaterial einen vorherbestimmten Breohungaindex und das Umkleidungematerial einen Breohungaindex aufweist, der praktiech gleich demjenigen Laser materials ist, dadurch gekennzeichnet , daa Umkleidungsmaterial eine Mehrsahl an ähnlichen„ länglichen Blitelichtröhrenkamnern auagebildet darin in einem eng benachbarten, jedoch Abatandeverhältni· au dem Kern aufweist und jede derselben ao angeordnet iat, daß aie eich in einer Richtung praktiaoh parallel zu der Achse des Kerne Über die Länge der Umkteidiung erstreckt, diese Mehrzahl der Blitzlichtröhrenkammern im gleichen Abatandsverhältnis um den Umfang herum zueinander um den mittleren Kern so angeordnet sind, ° daß sich eine symmetrische Anodnung relativ zu dem Kern er-

^ gibt, wodurch. Verzerrungen dieser Komponente bedingt durch

^ eine ungleichmäßige Wärmeauedehnung oder dgl. während des

u> Laserbetriebes vermieden wird und eine stark reflektierende

cn ■

"^ Schicht eines Materials an and um die äußere Oberfläche des

Bekleidungsmaterials Über den größeren !Teil der Länge desselben angeordnet ist. -Z-

BAD OHIGINAU

2. Lageranordnung naoh Anspruoh 1, dadurch, gekennzeichnet, daß längsseitige Ausnehmungen in de« Umkleidung»ma*«rial zwisohen den benachbarten Blitzliohtröhrenkiiaern aasgebildet aind und eich über die Länge der Umkleidung erstrecken, die Ausnehmungen dazu dienen, die Uebertragung eines merklichen Betrages an optischer Pumpenergie τοη einer Blitzlioh.trÖhrenkammer χα einer anderen au verhindern.

3· LaseranOrdnung naoh Anspruoh 1, dadaroh gekennzeichnet, daß das Umkleidungematerial gegenüber der optischen Energie bei dea Pumpennellenläagen des Lasermaterlals stark durchscheinend ist, jedoch dasselbe optisohe Energie bei der ausgestrahlten Wellenlänge des Lasermateriala absorbiert·

4· Laser an Ordnung naoh Ansprach 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Anzahl der Blitzliohtröhrenkammern in der Umkleidung ausreiokend groß ist, am alle Oberflächenteile der Seitenwände des Kerns praktisch einheitlich nkt optischer Pumpenergie zu beleuchten und es zu ermöglichest, daß die BIi tzll oh tr öhr en bei relativ niedrigen Stromdiohten betrieben «erden·

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BAD ORIQINAl