DE1954767A1 - Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers - Google Patents

Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers

Info

Publication number
DE1954767A1
DE1954767A1 DE19691954767 DE1954767A DE1954767A1 DE 1954767 A1 DE1954767 A1 DE 1954767A1 DE 19691954767 DE19691954767 DE 19691954767 DE 1954767 A DE1954767 A DE 1954767A DE 1954767 A1 DE1954767 A1 DE 1954767A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement
laser
lasers
gas lasers
resonator
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
Application number
DE19691954767
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Phys Erben Klaus Dieter
Walter Dipl-Phys Dr Kroy
Walter Dipl-Ing Mehnert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messerschmitt Bolkow Blohm AG filed Critical Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority to DE19691954767 priority Critical patent/DE1954767A1/en
Priority to FR7035510A priority patent/FR2065588B3/fr
Priority to GB5143370A priority patent/GB1280083A/en
Publication of DE1954767A1 publication Critical patent/DE1954767A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/134Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers

Description

Messerßchmitt-BcJlkow-Blohm GmbHMesserßchmitt-BcJlkow-Blohm GmbH

.... , 28. Oktober I969...., October 28, 1969

MünchenMunich

EM 3IO3'
Kre/sp
EM 3IO3 '
Kre / sp

Verfahren und Anordnung zur Leistungsstabilisierung von Infrarot-Gaslasern Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Leistungstabilisierung von Infrarot-Gaslasern, speziell für Infrarot-Hochleistungsgaslaser.The invention relates to a method and an arrangement for power stabilization of infrared gas lasers, especially for infrared high-power gas lasers.

Bisher wurde die Leistung solcher Laser nur durch die Stabilisierung der zugeführten Gas- und Energiemengen geregelt bzw.. konstant gehalten.So far, the power of such lasers has only been achieved through stabilization the supplied gas and energy quantities regulated or kept constant.

Andere Verfahren und Anordnungen entnehmen hierzu dem Ausgangsstrahl einen konstanten Bruchteil der Leistung, messen diesen und beeinflussen dann einen Regelkreis, der die Leistung auf einen konstanten Wert hält bzw. nachregelt. Das erstgenannte Verfahren enthält keine Regelschleife und läßt daher aufgrund von internen Fluktuationen im Laserresonator größere Leistungsschwankungen - und zwar bis zu 5O?6 - zu» Bei dem zweitgenannten Verfahren ist als nachteilig anzusehen, daß ein Teil der Strahlung zur Regelung ausgekoppelt werden muß und somit anderen Zwecken verloren geht. Die effektive Ausgangsleistung wird außerdem dadurch vermindert. Weiterhin sind die Detektoren, die für eine schnelle Regelung nach dieser vorgenannten An-Ordnung notwendig sind, sehr kostspielig und müssen außerdem noch mit flüssigem Stickstoff oder Helium gekühlt werden.Other methods and arrangements can be found in the output beam a constant fraction of the power, measure it and then influence a control loop that controls the power holds or readjusts a constant value. The first-mentioned method does not contain a control loop and can therefore be used from internal fluctuations in the laser resonator larger fluctuations in power - up to 50? the radiation has to be decoupled for regulation and is thus lost for other purposes. The effective output power is also reduced as a result. Furthermore, the detectors are necessary for rapid regulation according to this aforementioned arrangement are necessary, very expensive and also have to be cooled with liquid nitrogen or helium.

109819/1667 BAD ORIGINAL 109819/1667 ORIGINAL BATHROOM

EM 3103 o 28. Oktober 1969EM 3103 o October 28, 1969

Kre/spKre / sp

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren mit einer Anordnung zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln die Ausgangsleistung eines Infrarotgaslaeers zu stabilisieren gestatten. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mittels einfacher, ungekühlter, hoch-Zßitauflösender Detektoren, beispielsweise Fotovervielfacher oder Halbleiterdioden, die Intensität einer im. optischen oder nahen Infrarotbereich liegenden Seitenlinien eines beim W Laserprozeß aktiv beteiligten Gases - beispielsweise bei CO2 Laser des in der Laserstrecke befindlichen Stickstoffes gemessen wird und dieses Meßsignal zur Regelung der Strom- und Spannungsdaten des elektrischen Pumpsystems verwendet wird.The invention has set itself the task of eliminating these disadvantages and of creating a method with an arrangement which allows the output power of an infrared gas laeers to be stabilized with simple means. This object is achieved in that the intensity of an im. optical or near infrared range of a gas actively involved in the W laser process - for example, in the case of a CO 2 laser, the nitrogen in the laser path is measured and this measurement signal is used to control the current and voltage data of the electrical pump system.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird vorgeschlagen, daß im Bereich des Lichtes der Seitenlinien des aktiven Lasergases im Resonator ein Monochromator mit einer Fotodiode angeordnet ist, der ein Verstärker und ein Komparator zugeordnet ist, dessen Ausgangssignal ein Stellglied für die Energieversorgung des Laserresonators beeinflußt· Weiterhin wird vorgeschlagen, ,^.daß als ungekühlter, hoch-zeitauflösender Detektor ein Fotovervielfacher verwendet wird.To carry out this process, it is proposed that in the A monochromator with a photodiode is arranged in the area of the light of the side lines of the active laser gas in the resonator is associated with an amplifier and a comparator, the output signal of which is an actuator for the power supply of the laser resonator. It is also proposed that a photomultiplier be used as an uncooled, high-time-resolution detector is used.

Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Maßnahme sind darin zu sehen, daß mit der bekannten Optik und mit sehr niedrigem Kosten- und Materialaufwand auf der Detektorseite gearbeitet werden kann und außerdem das Detektorsystem keine Kühlung mehr benötigt. Ganz wesentlich jedoch ist, daß die Intensität bestimmter Seitenlinien - beispielsweise beim CO -Laser dieThe advantages of this measure according to the invention are therein too see that worked with the known optics and with very low cost and material expenditure on the detector side and, moreover, the detector system no longer requires cooling. What is essential, however, is that the intensity is more definite Lateral lines - for example with the CO laser the

109819/1667
BAD ORIGiKlXC
109819/1667
BAD ORIGiKlXC

EM 3103 ■ , ■ 28·. Oktober Ί969EM 3103 ■, ■ 28 ·. October 1969

Krfi/sp ,Krfi / sp,

Übergänge des ersten und zweiten positiven Systems von Stiele-.stoff im Bereich 3300 bis 8OOO S - ein Maß für die Änderung der Bcsetzungsdichte der Laserniveaus darstellt, wodurch wiederum diese Intensität ein Maß für die - kurze Zeit später (beispielsweise Millisekunden) - auftretende Lasorausgangs-1eistung ist. Dadurch kann man Regelungsmaßnahmen gegen eine, sich verändernde Leistung schon-vor dem Eintreten dieser nunmehr vorhersehbaren Veränderungen ergreifen, so beispielsweise, für Veränderungen der Strom- und Spannungswerte der Pumpent- ladungj Dies ist ein ganz wesentlicher Vorteil gegenüber den eingangs beschriebenen Anordnungen nach dem Stand der Technik, bei denen ein^Teil der effektiven Ausgangsleistung ausgekoppelt und gemessen wird und dann erst zur Regelung verwendbar ist. Transitions of the first and second positive system of stem substance in the range 3300 to 8000 S - represents a measure for the change in the concentration of the laser levels, whereby this intensity in turn is a measure for the laser output which occurs a short time later (for example milliseconds). 1performance is. This allows you to control measures against, changing power take already-before entering this now foreseeable changes, such as, for changes in the current and voltage values ladungj the Pumpent- This is a very significant advantage over the above-described arrangements of the prior Technology in which a ^ part of the effective output power is decoupled and measured and can only then be used for regulation.

Die Erfindung ist nachfolgend beschrieben und in einem Blockschaltbild schematisch dargestellt, so daß auch hieraus weitere Vorteile und Maßnahmen entnehmbar sind.The invention is described below and shown schematically in a block diagram, so that further Advantages and measures can be taken.

Die erfindungsgeraäße Anordnung setzt sich in Aufbau und Arbeitsweise wie folgt zusammen: Neben der Laserresonatorstrecke 10 mit den Elektroden 11,12 befindet sich ein Monochromator 20 zum Ausblenden einer bestimmten Seitenlinie des seitlich aus dem Resonator 10 austretenden Lichtes tk* Diese Seitenlinie fällt auf eine Intensitätsmeßanordnung 3Q - beispielsweise Fotodiode oder Fotovervielfacher - in der die Intensität des Lichtes in einen elektrischen Meßwert (Spannung oder Strom) umgewandelt wird. Dieser Meßwert wird in einem Verstärker 40The arrangement according to the invention is composed as follows in terms of structure and mode of operation: In addition to the laser resonator section 10 with the electrodes 11, 12 there is a monochromator 20 for masking a certain side line of the light tk * emerging from the side of the resonator 10. This side line falls on an intensity measuring arrangement 3Q - for example photodiode or photomultiplier - in which the intensity of the light is converted into an electrical measured value (voltage or current). This measured value is in an amplifier 40

109819/1ee?109819 / 1ee?

BAD ORIGINAL .BATH ORIGINAL.

EM 31°3 28. Okiober 1969 EM 31 ° 3 October 28, 1969

Kre/sp "- 4 - ._ ' " Kre / sp "- 4 - ._ '"

verstärkt und in einem Komparator 50 rait einem einstellbaren Wert verglichen. Das Differenzausgangssignal 51 des !Comparators 50 wirkt auf ein Stellglied 60t welches die Energieversox'gung 70 'des Laserresonators 10 solange verändert, bis die Meßwertdifferenz im Komparator 50 unter eine gewisse apparativ bedingte Schranke - beispielsweise Rauschsignal - abgefallen ist. Durch Veränderung des einstellbaren Wertes (Spannung oder Strom) im Komparator 50 kann dadurch außerdem die Ausgangsleistung des Lasers in einem gewissen Bereich verändert werden. amplified and compared in a comparator 50 rait an adjustable value. The difference output signal 51 of the comparator 50 acts on an actuator 60 t which changes the energy pollution 70 'of the laser resonator 10 until the measured value difference in the comparator 50 has fallen below a certain device-related limit - for example a noise signal. By changing the adjustable value (voltage or current) in the comparator 50, the output power of the laser can also be changed in a certain range.

/5/ 5

109819/1667
BAD ORfGiNAL
109819/1667
BAD ORfGiNAL

Claims (3)

EM 3103 28vOktober 1969EM 3103 28 v October 1969 PatentansprücheClaims (!.'Verfahren, zur Stabilisierung der Leistung von Infrarotgaslasern, vorzugsweise CO^-Gaslasern, dadurch g e kennzeichne t, daß mittels Detektoren, beispielsweise Fotovervielfacher oder Halbleiterdioden, die Intensität einer im optischen oder nahen Infrarotbereich liegenden Seitenlinie eines beim Laserprozeß aktiv beteiligten Gases, beispielsweise bei COp-Lasern der in der Laserstrecke befindliche Stickstoff, gemessen wird und dieses Meßsignal zur Regelung der Strom- und Spannungsdaten des elektrischen Pumpeystems verwendet wird. (!. 'Process to stabilize the power of infrared gas lasers, preferably CO ^ gas lasers, thereby marking g e t that by means of detectors, for example photomultiplier or semiconductor diodes, the Intensity of a side line lying in the optical or near infrared range of someone actively involved in the laser process Gas, for example the nitrogen in the laser path in COp lasers, is measured and this measurement signal is used to control the current and voltage data of the electrical pump system. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1» dadurch g ekennz ei chne t , daß riser im Bereich des Lichtes (lk) der Seitenlinien des aktiven Lasergasee int Resonator (10) ein Monochromator (20) mit einer Fotodiode (30) angeordnet ist, der ein Verstärker (40) und ein Komparator (5Q) zugeordnet ist, dessen Ausgangssignal ein Stellglied (60) für die Energieversorgung (70) des Laserresonators (lO) beeinflußt.2. Arrangement for performing the method according to claim 1 »characterized g ekennz ei chne t that riser in the area of light (lk) of the side lines of the active Lasergasee int resonator (10) a monochromator (20) with a photodiode (30) is arranged , to which an amplifier (40) and a comparator (5Q) is assigned, the output signal of which influences an actuator (60) for the energy supply (70) of the laser resonator (10). 3. Anordnung nach Anspruch 2» dedireh gekennaeichn e t , daß ale ungekühlter, hoch-zeitaüflösender Detektor (30) ein Fotovervielfacher verwendet wird.3. Arrangement according to claim 2 »dedireh gekennaeichn e t that all uncooled, high-time-resolving detectors (30) a photomultiplier is used. 109819/16S7109819 / 16S7 BAD ORlGlNAl.BAD ORlGlNAl. LeerseiteBlank page
DE19691954767 1969-10-30 1969-10-30 Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers Pending DE1954767A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691954767 DE1954767A1 (en) 1969-10-30 1969-10-30 Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers
FR7035510A FR2065588B3 (en) 1969-10-30 1970-10-01
GB5143370A GB1280083A (en) 1969-10-30 1970-10-29 Method and apparatus for the output stabilisation of infra red gas lasers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19691954767 DE1954767A1 (en) 1969-10-30 1969-10-30 Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1954767A1 true DE1954767A1 (en) 1971-05-06

Family

ID=5749748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691954767 Pending DE1954767A1 (en) 1969-10-30 1969-10-30 Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE1954767A1 (en)
FR (1) FR2065588B3 (en)
GB (1) GB1280083A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2143075B (en) * 1983-05-06 1987-12-09 Coherent Inc Lasers

Also Published As

Publication number Publication date
GB1280083A (en) 1972-07-05
FR2065588B3 (en) 1973-06-08
FR2065588A7 (en) 1971-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19840345B4 (en) Method and device for the quantitative detection of a given gas
EP0095590A1 (en) Method of monitoring a measured quantity
DE1798297B1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE ABSOLUTE DIA
DE19620444A1 (en) Rectifier control system with multiple rectifiers for supplying DC voltage to inverter
DE3715101A1 (en) CONTROL OF INTENSITY AND WAVELENGTH OF A LASER DIODE
DE4122572A1 (en) METHOD FOR OPERATING A LASER DIODE
DE102013201459A1 (en) Method for measuring concentration of gas component in measurement gas, involves detecting intensity light of laser diode after irradiating gas, where current intensity of burst signal corresponds to current value of current-time function
DE1954767A1 (en) Method and arrangement for power stabilization of infrared gas lasers
DE2645223C3 (en) Procedure for regulating the welding arc
DE1060609B (en) Measuring device for precisely determining the size and direction of the movements of an object relative to a fixed reference system
DE3005227A1 (en) GENERATOR FOR GENERATING A STRONG MAGNETIC FIELD AND METHOD FOR OPERATING THE SAME
DE3113591A1 (en) Method for producing a discharge in a gas laser at low voltage
DE2613978C3 (en) Measuring arrangement for checking the surface quality of a workpiece
DE102013218771B3 (en) Method and gas analyzer for measuring the concentration of a gas component in a sample gas
DE2411841B2 (en) Auger electron spectrometer
DE2608996A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR TEMPERATURE MONITORING OF A NUCLEAR REACTOR CORE
DE19527070C1 (en) Welding process with several high energy beams, esp. laser beams
DE1066039B (en)
DE2634590A1 (en) PROCEDURE FOR CONTINUOUS FUNCTIONAL MONITORING OF NUCLEAR RADIATION MEASURING CHANNELS
EP0168700B1 (en) Regulation method for steam generators
DE3512284A1 (en) Method and device for monitoring the density of a gaseous medium in an enclosed space
DE1919258C (en) Process for cleaning rails and device for carrying out the process
DE3330728C2 (en)
DE1448257B2 (en) Differential polarograph
FC et al. Laboratory measurements of excitation coefficients for five transitions in nitrogen V