DE1951267A1 - Laser-Anordnung - Google Patents

Description

DR. MÜLLER - BORE DIPL.-INQ. GRALFS 1951267 DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL

PATENTANWÄLTE

Müncnen, den 26. Sept. 1969

Hl/th - G 2085

Compagnie Generale (!'Electricity -, rue la Bo^tie, Paris &, Frankreich

Las er-Anordnung

Die Erfindung betrifft einen Laserkopf (T§te Laser), im folgenden Laser-Anordnung genannt.

Es sind Laser-Anordnungen bekannt, die ein zwischen den Spiegeln eines PeiOt-I'abry-Holilraumes angeordnetes, anregbares, aktives Medium umfassen.

Die am meisten verwendeten Laser sind Gaslaser und J'esticürperlaser,

Uas aktive fredium eines Gaslasei^s ist üblicherweise in oinoiu zylindrisciien Rohr enthalten, das an jeder seiner Enaen durch dünne Brewstex^Platten geschlossen ist, und wird durcii eine elektrische Entlaauug angeregt.

IJfVij fu:trvo liediuiu eines i'esticörperiasers hat ublichei'v/eise αχό i'Orju eines zylindrischen Stabes, der einer Entladungslampe zugeordnet ißt.

BaD 0R!Glf4AL

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©RAUNSOHWiio, am wjnmimmn · «(o«wj »mvt m MÖNCHEN zst, «οββητ^οοΗ-βτη, % ff «Mio asumo

Die Entladungslampen sind entweder um den oder längs des Stabes angeordnet; ein Reflektor umgibt die beiden oben genannten Elemente und konzentriert das Haximum der Leuchtenergie auf den Stab.

Die Reflektoren haben oft elliptischen oder zylindrischen Querschnitt, wobei die Lampe und der Stab dann das Haximum des Hamas in dem Inneren des Reflektors einnehmen. Bei einem elliptischen Reflektor nehmen der Stab ur_d die Lampe Jeweils die Brennlinien des Reflektors ein.

fe Es ist bekannt, daß die Gaslaser im allgemeinen kontinuierlich betrieben werden, während die Festkörperlaser vorzugsweise im Pulsbetrieb durch KodLilation des Gütefaktors- des Perot-Fabry-Hohlrauris arbeiten. In bestimmten fällen kann man aktive Festkörper-Materialien in einem Laser oenutzen, der kontinuierlich oaer in Relaxation betrieben wird, indem men den Gütefaktor des Hohlraums konstant hält.

Da die Laser mehr und mehr in der Industrie angewendete Arbeitsinstrumente- geworden sind, ist es eriordei'lich, so wenig wie möglich Betätigungen oder Juachstellungen ausführen zu müssen, wenn-man zum Austausch eine ε defekten Elementes gezwungen ist, beispielsweise wenn die- Entladungslampe ' verbraucht ist oder wenn die Flächen eines Stabes gereinigt oder nachpoliert werden müssen.

Siel der Erfindung ist die Schaffung einer. LasGr-rt bei dei· die Reparaturen und Wartungsarbeiter, durch jeglicher Notwendigkeit einer wiederholten Eine* teilung perot«-*'abry-Hoßlraums leichter eussuf uhren ?;ir+a,.. *-.

BAD ORiGINAL

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Laser-Anordnung

4 *

mit aktivem Festkörper-Iiaterial öder einem aktiven gasförmigen Katerial, in der die Elemente, wie die Stäbe oder Entladungsröhren, gegen Verunreinigung durch die UmgebungsatmoSphäre geschützt sind.

Sie hat ebenso eine in Relaxation betriebene Laser-Anordnung zum Ziel, b'ei der keine Nachstellungen der Spiegel bei der Gelegenheit von Reparatur- oder Wartungsarbeiten notwendig sind._%

Gegenstand der Erfindung ist eine Laser-Anordnung, die sich dadurch auszeichnet, daß sie eine Einfassung mit einem Deckel umfaßt, auf dessen innerer Oberfläche eine das aktive 'i'eil des Lasers tragende Halterung befestigt ist, wobvi öffnungen in den seitlichen Wänden der Einfassung vorgesehen sind, um die Befestigung von transparenten oder nicht transparenten optischen Teilen zu ermöglichen, die sich gegenüber den Enden des aktiven Laserteils befinden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung bt-schrieben; in dies·?!· ist ein Schnitt einer Laser-Anordnung gemäi: der Erfir.cung im auseinandergenommenen Zustand geaeigi.

Der Laser gemäß der Erfindung umfaßt einen Perot-Fabry-Hohlraum, der von zwei Spiegeln ". und 2 gebildet ist; der Spiegel 1 ist halbtransparent und kann aus einer Mehrzahl von ebenen Dioptern bestehen. Der Spiegel 2 ist ein totalreflektierender Spiegel, der beispielsweise aus einem "cotalreflektierenden Prisma oder eineL. pvrsniidenfurnigen, gleichschenkligen prisma, dessen seitliche- flächen untereinander senkrecht sind, bestehen kann.

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BAD ORIGINAL

Erfindungsgemäß sind die Spiegel 1 und 2 in definierter Weise in Öffnungen 2 und 3 angeordnet, die auf dem gleichen Träger 3 ausgebildet sind. In der dargestellten Ausführungsform weist der Träger 3 die Form einer parallelepipedisehen Einfassung auf, die eine Öffnung 4- besitzt.

Ein Deckel 5 mit Abmessungen, die denen der Öffnung 4 entsprechen, haltert das aktive Laser-Medium ebenso wie dessen zugeordnete Anregungsmittel. Das aktive Material ist an seinem Platz beispielsweise durch einen Halterungs- Wk bogen 6 gehalten, der einen Reflektor '/ trägt, in welchem entsprechend den bekannten Methoden ein Stab 6 und eine Entladungslampe 9 befestigt sind.

Gemäß der Erfindung ist die Positionierung des Stabes in Bezug auf den Deckel 5 ic der Weise definiert, daß der Stab 8, wenn der Deckel 5 auf den Träger 3 beispielsweise geschraubt ist, auf der optischen Achse des durch die beiden.Spiegel 1 und 2 bestimmten Perot-Fabry-Hohlraums zentriert ist.

Das dargestellte Ausiührungsbeispiel zeigt eine Festkörperlaser-Anordnung, die in Relaxation oder kontinuierlich P in dem Fall von YAG-Lasern betrieben wird; ebenso kann man aber das aktive Medium des Festkörperlasers durch die Röhre eines Gaslasers ersetzen, wobei dieser dann kontinuierlich betrieben wird, d. h. mit einem konstanten Gütefaktor des Hohlraums.

Obgleich die Erfindung mit Bezug auf Festkörperlaser oder Gaslaser, die in Relaxation oder kontinuierlich betrieben werden, beschrieben ist, läßt sie sich genauso sowohl auf

BAD ORiGiNAL

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Laser mit flüssigem aktiven Material als auch auf Laser anwenden, die im Pulsbetrieb arbeiten, vorausgesetzt, daß man mit Präzision die Stellung eines Drehspiegel-Trägers "beispielsweise in Bezug auf den Rahmen 3 definieren kann.

In diesem Falle ist der in der französischen Patentanmeldung beschriebene Träger fest an diesem Rahmen 3 am Ort des Spiegels 2 befestigt. Es ist einerseits klar, daß die Erfindung auf Laser anwendbar ist, die in Inpulsen durch Modulation der Güte des optischen Hohlraums mit anderen Mitteln als sich drehenden mechanischen Teilen betrieben werden.

Es ist andererseits möglich, den oben beschriebenen Aufbau bei einer Laser-Verstärkerstufe einer Verstärkerkette zu verwirklichen, insbesondere wenn diese Stufe durch einen geschlossenen Kreis gebildet ist, in dem ein Eingangs-Laserimpuls mehrere Male das Material durchläuft, bevor er zu dem Eingang der folgenden Stufe zurückgeschickt wird.

Andererseits kann die Erfindung mit besonderem Vorteil bei · Verstärkerketten angewendet werden, die Stufen umfassen, von denen jede durch einen Stab aus aktivem Material zugeordnet zu einer Leuchtentladungsröhre gebildet ist, die aber keinen Perot-Fabry-Hohlraum umfassen. Bei diesen

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Verstärkerketten ist es für den Schutz der Stäbe gegen die thermischen Wirkungen des durch die vorhergehende Stufe verstärkten Bündels erforderlich, daß dieses Bündel durch eine afokale optische Einrichtung hindurchgeht, die dessen Durchmesser vor seinem Eintritt in die folgende Stufe Irergröfiert.

Erfindungsgemäß können einer oder die zwei Spiegel 1 und 2 durch eine Linsen-Kombination ersetzt werden, die ein oder zwei afokale optische Systeme bilden.

Insbesondere kann man eine Verstärkerstufe verwirklichen, die an ihrem Ausgang eine fest an dem Hahnen '-j, angebrachte afokale Einrichtung umfaßt, während an den Eingang eine transparente Platte angeordnet ist, welche gegen Staub und äußere Wirkstoffe des Inhaltes der Verstärkeranordnung schützen soll.

Bei Verstärkerstufen können die Spiegel 1 und 2 ebenso ersetzt werden sowohl durch "cransparente dünne Platten, welche allein dazu dienen, den !Rahmen J abzudichten, als auch durch spezielle optische dünne Platten wie Polarisatoren oder dünne Platten, die unter dem Brewster-Winkel * angeordnet sind.

- Patentansprüche -

BAD

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Claims (1)

1. _ η ι

   Pat entanspr. ücüe

   Laser-Anordnung, dadurch gekennz eich.net, daß sie eine Einlassung mit einem Deckel umfaßt, .auf dessen inneren Oberfläche eine den aktiven Teil des Lasers tragende Halterung befestigt ist, xrobei Öffnungen in den Seitenwänden der Einfassung vorgesehen sind, uia.öie Befestigung von optischen Teilen zu ermöglichen, die sich gegenüber den Enden des aktiven Laserteils befinden sollen.

   Laser-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das aktive Teil des Lasers einen Reflektor umfaßt, der an der Halterung befestigt ist, wobei der Reflektor einen Stab aus aktivem Material und das zugeordnete optische Pumpmittel umgibt.

   Laser-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k-e η η ζ eiciine t, daß der aktive Teil des Lasers eine Gasrohre umfaßt.

   Laser-Anqrdnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil des Lasers eine Gasrohre nit aktiver Flüssigkeit umfaßt.

   Laser-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Teile Spiegel sind, die den optischen Hohlraum des Lasers definieren.

   BAD ORSGiNAL

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   ir. ί:or-üiiorci^.uii(j nc.\cu Annpruch >, däauroi: j ο k ' ii η :.'. ο i Ci: η ο ΐ, α.·.·]. einer der Spiegel direkt -*^::n der 'viand befetrLijj. ist', in der aie inn; sprechende üi'inuii[j

   V· li-'iser-itiiorunun·.; im cn üiiüprucii ;, ur-aurcj- £ ^G -- ^{( n n} :; e i c h η c t,. or..; einer der Spicrel .-j*., ac-r V/'-iia, ill ul-i uie eUui30i'cu--oJi(ii Li.±'nuni_' * ii^eordnoi- ist, mittels r inochMiiscn b.v.·' jlici·.· η ;ii~ richtung r. . .«..-r.üi[_"t 1ζ>ύ.

   ι_. χ," ί-^ι·-Λ.ηοΓ<α»^;ιη^; naci. ^nspi-ucü ^. ciauurci^ [; < ι: >. η η ζ (t i c h Ii c ΰ, α;:., dir ji.c.c.l ::oneji::.b'ir is π. ·

   V-. L.-ißci'-Ancrmranr nach Anspruch Ί , uadui-cn c ^e ΐ^: '-- η η - ζ < i c L η <:■ t, ü: ;: -jlr- Z₁Ii₁L'--i-.rv.u^ eicht ire.

   10. Laser-AiiortuiunG nach Ansjiruci. Ί , '.ladurch g e k t η η ?; c i c h :i c t, u;·^ aic ov-iiischen Teile- tr'Anepi³rente isinganGS- .nid Ausg-.ui^selemente iur üae Laserbündel, des den aktiven Teil durchquert, aarstellen.

   11. Laser-AnorcUiUng nach Anspruch ^O, dadurch g e i: <i η η ^ zeichnet, daß eines der transparenten Elemente

   ■ ein afokales optisches System ist.

   12. Laser-Anordnung nach Anspruch 1C, dadurch g e I: e η η zeichnet, daß eines der transparenten Elemente eine dünne Brewster-Platte ist.

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