DE2002423A1 - Lasergenerator - Google Patents

Description

dr. MÜLLER-BORE dipl-phys. dr. MANITZ

DlPL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW

PATENTANWÄLTE

ii, den 20. 1. 1970 i-i/ch - O 2139

GOMPAGNIE GrEWEfLAiB D¹ELEG¹I¹AIOI¹I¹E

, Rue la Boetio, 75 Paris 8, Frankreich

Lasergenerator

Die Erfindung "betrifft Laser für Holekulargas, insbesondere OQp-Laser.

Seit der Erfindung der ersten Laser hat die Technik sich ständig weiterentwickelt und die Herstellung einer großen Anzahl von Lasergeneratoren ermöglicht, die auf verschiedenen Wellenlängen mit immer größerer Leistung emittieren. Nachdem es gelungen war, eine stimulierte Daueraussendung auf zwei Schwingungsubergangen des COp-MoIeküls durchzuführen, erzielte iaan einen weiteren großen Fortschritt mit der Entdeckung, daß es von Vorteil ist, dem GOp ein Gas wie Stickstoff oder Helium zuzufüg_en.

Danach hat man sich großformatigen Lasern zugewandt. Ihre ßiesenausmasse haben die Techniker veranlaßt, andere, vorteilhaftere Lösungen zu suchen, wie sie insbesondere mit den getriggerten pulsierenden COp-Lasern mit neuen Molekülarver Stärkermedien, beispielsweise Gaszusamraensetzungen mit

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Di. MANtTZ, Or. DEUFEl, Dlpl.-Ιης. FINSTERWAID ΟίρΙ.-Ιπς. QI)KMKOW

β München 22, Robeit-Koch-StraB« 1, Telefon (0811) 225110/227508, Telex S-22050 mbpat 7 Stullgatt-Bad Cannslatt, MaikUtroB«

T«le(on (0711) 567261

CO₂, N₂O und Halogeiihydroxyd erzielt werden.

Der Wirkungsgrad der bekannten kleinen C0₂-Laser beträgt zur Zeit nicht mehr als 15 bis 20 %. Das das Lasermedium bildende Gasgemisch, das in einer Laserröhre fließt, setzt sich aus drei Gasen, nämlich "CO₂, Stickstoff and Helium, im Jeweiligen Volumenverhältnis von 1-4-10 zusammen. Der Gesamtdruck im Innern der ßöhre grenzt an 30 Torr, und die Austrittsgeschwiidigkeit der Gase übersteigt nicht JO m/s.

Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines COp-Lasergenerators mit besserem Wirkungsgrad und hoher Energieerzeugung bei einem Honlraumbedarf von geringer Länge.

Andere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Lasergenerators hervor.

Der COp-Laser besteht aus einer Entladeröhre, bei der der Abstand der Elektroden untereinander 'Ungefähr 20 bis 40 cm beträgt und deren Innendurchmesser bei 6 mm liegt.

Vorteilhafterweise ist die Laserröhre mit einer doppelten Umkleidung aus Pyrex versehen, die einen Wasserkühlkanal bildet. An den Enden des aus dem Entladehaarröhrchen gebildeten Mittelteils befinden sich die Gaszu- und -aogänge, die beiden Erregungselektroden und die beiden Stützköpfe der Spiegel des Perot-Jfabry-Hohlraums.

Der gesamte Lasergenerator ist auf einer Optikbank aus Granit angebracht. Ein Ende des Haarröhrchens ist mit Saugpumpen

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verbunden, die den Gasumlauf ermöglichen, "und das andere Ende ist an eine Gasquelle angeschlossen. Her Perot-Fabry-Hohlraum besteht aus zwei konkaven Spiegeln: einein Spiegel mit Totalreflexion und einem Krümmungsradius von 4 in, bestehend aus einem Ständer aus mit einer Goldschicht überzogenem, nicht oxydierendem Stahl, und einem Spiegel aus Germanium mit einem Krümmungsradius von 6 m für eine Übertragang von nahezu 44 °/o.

Die Gasquellen bestehen aus Hochdruckflaschen, an deren Ausgang. Druckreduzierventile angebracht sind. Diese ^Flaschen können COp, Stickstoff und Helium in verschiedener Menge liefern. Dieser im Strom arbeitende Laser, kann beispielsweise mit drei Saugpumpen verbunden werden, die parailelgeschaltet werden können und in der Laserröhre Ausflußgeschwindigkeiten des Gasgemisches von mehreren zehn Metern, pro Sekunde gewähr!eisten.

Die Feststellung der Laserstrahlung und die II?«sung der Leistung erfolgt mitteis einer kalibrierten und an pin ilillivoltmeter angeschlossenen Ho 1.1-I¹Ii erjno säule..

Die durch die Zelle erhaltene Energie muß durch einen Höchstwert begrenzt vrerdeix. Wenn die Aucetrchl-ir.g des GG₂-Lasers au stark ist, ist die Verwendung eines .Abschwächungssystems nötig, das zwischen dem Aus gangs spiegel und der I'iollzelle angebracht wird, Das Abschwäch-uiigssystem kann aus einer nach zwei ia Winkel von 7 »5° zueinaiider stehenden Strahl .en geschnittenen Drehscheibe und aus einem Stapel dünner Gernaniumplatten bestellen, die so angeordnet sind, daß sie eine Perct-ffabry-Wirkung ausschließen} die auf diese Weise erzielte Abschwächung beträgt ungefähr 60 i/o.

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BAD ORIGINAL

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Leistung der verschiedenen Gase des aktiven Laser-Gasgemisches 2 1 pro Minute für 0O₂, 4 1 pro Minute für Stickstoff und 40 1 pro Minute für Helium beträgt, wobei die Fließgeschwindigkeit in der Röhi'e selbst bei über 100 m/s liegt. Die Erregungsparameter sind für den den Lasergenerator durchlaufenden Strom von ungefähr JO Milliamperefbei einer Spannung von 10 kV. Der Innendruck der Röhre beträgt ungefähr 50 bis 60 Torr.

Die Höchstaussendeleistung mit dem erfindungsgemäßen Laser beläuft sich auf ungefähr 100 W,' das ergibt einen über 25 % liegenden Wirkungsgrad.

Die Laser mit Entladeröhren von kleinem Durchmesser und einer Hohlraumlänge von ungefähr 1 m ermöglichen eine stimulierte Quer-Monomode-Laser-Aussendung.

Derartige Laser können besonders gut im Fernsprechwesen bei relativ großer Entfernung und in der verarbeitenden Industrie angewandt werden.

-Patentanspruch-

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Lasergenerator bestehend aus einer Entladeröhre, die von einein Gasstrom, der zumindest Kohlendioxyd, Stickstoff und Helium enthält, durchlaufen wird,

   mit zwei der Entladeröhre zugeordneten Spiegeln, die einen optischen Resonanzhohlraum bilden und , _: mit einer Vorrichtung, die es ermöglicht, einen Teil der im Hohlraum entstandenen Gasmenge austreten zu lassen, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß das Gasgemisch aus Kohlendioxyd, Stickstoff und Helium im Volumenverhältnis von etwa eins, zwei bzw. zwanzig unter einem Druck von ungefähr 60 Torrs besteht, wobei die Geschwindigkeit des Gasstromes im Innern der Röhre höher als 100 in pro Sekunde ist.

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