DE1816075A1 - Gaslaser mit Kuehlmantel - Google Patents

Description

• Gaslaser mit Kühlmantol Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gaslaser mit einem in einem metallischen Gehäuse zwischen Resonatorspiegeln untergebrachten, das stimulierbare gasförmige Medium enthaltenden Entladungsrohr.
• Beim Betrieb von Gaslasern stellt die gleichmäßige Wärmeabfuhr vom Entladungsrohr (Kapillare mit Kathodenansatz) zur Außenwandung des Gehäuses eines der Hauptprobleme dar. Dies ist von besonderer Bedeutung bei hohen Anforderungen an die Konstanz der Strahlrichtung und des Grundmodenbetriebs bei Verwendung des Gaslasers zu Leitstrahlzwecken oder als optisches FrequenznormalO Konventionellerweise bedient man sich eines Lüfters im Gehäuse in Verbindung mit entsprechenden Luftschlitzen, der die Außenluft ansaugt und an der Kapillare und den anderen Einbauten entlangstreichen läßt.
• Eine derartige Lösung ist für Laborlaser geeignet, jedoch nicht für solche, die unter rauhen;,- äußeren Bedingungen, wie sie im Berg-,- Tief und Hobhbau -herrschen, eingesetzt werden sollen Unter solchen Bedingungen besteht immer die Gefahr, daß Staub, Schmutz und Feuchtigkeit in das Gerät eindringen, Dies kann S zum Verstauben der Browster-Fenster und zur Verschlechterung der Reflektivität der Resonatorspiegel und damit zur Gefährdung der Laserfunktion führen. Ferner verschschtert die eindringende Feuchtigkeit die Isolation der Spannungsversorgung des Hochspannungsteils. Dies kann zu Überschlägen und damit zum Ausfall des Geräts fuhren Um einen wirksamen Schutz und eine wirkliche Garantie für die Betriebssicherheit gewährleisten zu können, ist ein absolut dichtes Gehäuse erforderlich0 Derartige Gehäuse in schlagwettergeschützter Ausführung sind für den Bergbau Bedingung.
• Fur diese dichten Geräte muß jedoch die Forderung erfüllt werden, daß sich der Laser nicht zu stark erwärmtO Eine zu starke Erwärmung gefährdet die Kittungen des Laserrohre, wie auch die Bauelemente der Hochspannungsversorgung für die Gasentladung.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestcllt, ein derartiges einfach aufzubauendes Gehäuse zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Gaslaser der eingangs erwähnten Art gemaß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Entladungsrohr eng von einer rohrförmigen Metallhülse umgeben ist, welche durch Metall stege mechanisch und thermisch mit dem metallischen Gehäuse verbunden ist. Vorzugsweise sind dabei die innere Metallhülse und das Gehäuse aus einer gleichen Anzahl von Rohrsegmenten aufgebaut, wobei jeweils ein Segment der Metallhülse und ein Gehäusesegment mit dem sie verbindenden Metall steg ein einstückiges Teil darstellen0 Um eine besonders gute Wärmeabfuhr von der Metallhülse zum Gehäuse zu erzielen, ist in iterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Metallstege axial und radial angeordnete, sich über die gesamte Länge der Metallhülse erstreckende Platten sind.
• Im allgemeinen sind die Resonatorspiegel in entsprechenden Fassungen über Haltestäbe gehaltert, welche parallel zum Entladungsrohr verlaufen. Damit diese nicht durch Wärmeleitung der Luft schicht im Bereich sxrischen Metallhülse uid Gehäuse bzw. durch Wärmestrahlung von der Hülse miterwärmt werden, wobei die Justierung unkontrolliert verschoben horde, ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die zwischen der -Metal Xhülse und dem Gehäuse angeordneten Haltestäbe für die Resonatorspiegel mit einem wärmeisolierenden Mantel umgeben sind0 Anhand des in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Dabei æeigt: Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Laseranordnung; Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines zum Aufbau einer derartigen Anordnung dienenden Metallteils0 In Figur 1 ist mit 1 die Kapillare des Entladungsrohres bezeichnet? welche eng von einer Metallhülse 2 umgeben ist, die über metallische Querstege 9 mechanisch und thermisch mit dem rohrförmigen metallischen Gehäuse 4- verbunden ist.- Die Metallhülse und das Gehause sind dabei aus Segmenten 7 aufgebaut; von denen eines in Figur 2 im einzelnen dargestellt ist Durch das Aneinanderfügen von drei Metallteilen gemäß Figur 2, die vorzugsweise als Gußstucke, beispielsweise aus Aluminiumguß hergestellt sein können, läßt sich in einfacher Weise das in Figur 1 im Schnitt gezeigte Gehäuse aufbauten, Ein Aufbau aus einzelnen Segmenten, wobei selbstverständlich auch zwei oder mehr als drei Segmente gewählt werden könnten, hat den Vorteil, daß das Gehäuse zusammen mit der Metallhülse in einfacher Weise um das Entladungsrohr gelegt werden kann, Bei einem einstückigen Aufbau ergäbe sich nämlich in vielen Fällen aufgrund des Kathodenansatzes und der das Entladungsrohr abschließenden Brewster-Fenster größeren Durchmessers die Notwendigkeit, den Abstand zwischen der Kapillare und der Metallhülse relativ groß werden zu lassen, um das Entladungsrohr einschieben zu können. Dies bedeutet Jedoch insofern einen Nachteil, als man im Interesse einer guten WärmeabSuhr von der Kapillare des Entladungsrohres zur MetallhUlse danach streben wird, diese möglichst dicht um die Kapillare anzuordnen. Die Warme, die in der Laserkapillare durch die Gasentladung erzeugt wird, wird durch Wärmestrahlung auf die Metallhülse übertragen, die zur besseren Absorption an ihrer der Kapillare zugewandten Oberfläche geschwärzt isto Die Wärmc fließt über die fletallstege zur Gehäuseoberfläche ab und wird dort im Austausch mit der Außenluft abgeführt Ein Teil des Wärmeübergangs von der Kapillare zur Netallhülse erfolgt auch durch Wärmeleitung über die dünne eingeschlossene Luftschicht, In Figur 1 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Resonatorspiegel extern vor und hinter dem Entladungsrohr angeordnet sind, wobei zur Halterung dieser Spiegel geeignete Fassungen dienen, die durch Haltestabe 8 miteinander verbunden sind Um eine Dejuseierung des Resonators infolge Erwärmung der zwischen der Metallhülse und dem Gehäuse angeordneten Haltestäbe zu vermeiden, sind diese jeweils mit einem wärmeisolierenden Mantel 9 umgeben Die Verbindung der einzelnen Segmente, die auch durch Verkleben, Löten oder Verschleißen erfolgen könnte, geschieht vorteilhafterreise über lösbare Schraubverbindungen, so daß ein Wechsel des Entladungsrohres in einfacher Weise durch Öffnen der Schraube möglich ist0 Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Schraubverbindung aus einem mit Hilfe einer Schraube 10 anziehbaren Winkelstück 11, welches mit einer Nase 12 in eine entsprechende Nut 13 am angrenzenden Segment eingreift, Bei dem oben beschriebenen Aufbau eines Gaslasers ist zu beachten, daß die Zündung der Gasentladung in der Kapillare nicht mehr, wie allgemein meist üblich,¢'apafxtiv über einen um die Kapillare gewendelten Zünddraht erfolgen kann, da der Zündimpuls über die beträchtliche Kapazität Kapillare-Metallhülse, die auf Erdpotential liegt, abfließen würde. Die Zündung erfolgt deshalb in Ausgestaltung der Erfindung induktiv mit Hilfe eines Impul-tJbertragers, dessen Sekundürwicklung in Serie mit der Entladungsstrecke liege, Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte insbesondere eine andere Aufteilung in Segmente sowie eine andersartige Schraubverbindung der Segmente untereinander gewählt werden, Des weiteren wäre es für spezielle Anforderungen auch möglich, die Metallsegmente gemäß Figur 2 doppelwandig, d,b, hohl, auszubilden und sie von einer geeigneten Kühlflüssigkeit durchströmen zu lassen, 2 Figuren 5 Patentansprüche

Claims (5)

1. Patentansnrüche 1.
2. Gaslaser mit einem in einem metallischen Gehäuse zwischen Resonatorspiegeln untergebrachten, das, stiuulierbare gasförmige Medium enthaltenden Entladungsrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsrohr (1) eng von einer rohrförmigen Metallhülse (2) umgeben ist, welche durch Metallstege (3) mechanisch und thermisch mit dem metallischen Gehäuse (4) verbunden ist0 2 Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gelrennzeichnet, daß die Metallhülse (2) und das Gehäuse (4) aus einer gleichen Anzahl von Rohrsegmenten (7) aufgebaut sind, wobei jeweils ein Segment der Metallhülse und ein Gehavusesegment mit dem sie verbindenden Metall steg ein einstückiges Teil darstellen.
3. 30 Gaslaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fiIetallstege (3) axial und radial angeordnete, sich über die gesamte Länge der Metallhülse (2) erstreckende Platten sind.
4. 4. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Metallhülse (2) und dem Gehäuse (4) angeordnetc Haltestäbe (8) für die Resonatorspiegel mit einem wärmeisolierenden Mantel (9) umgeben sind.
5. 5. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zündung der Entladung ein Impulsübertrager vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung in Serie mit der Entladungsstrecke liegt.