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Die Erfindung betrifft einen Gasentladungslaser mit einem Paar verlängerter Hauptvollelektroden, welche in einem Gehäuse eingebaut und an eine Stromversorgung angeschlossen sind. Dabei bilden die verlängerten Hauptvollelektroden einen Volumenentladungsbereich aus. Neben der Seitenoberfläche jeder Hauptelektrode sind mindestens eine Einrichtung zur Ultraviolett-Vorionisation sowie eine Vorrichtung zum Gasdurchpumpen, ein Radiator und ein Strahlenaustrittsfenster aufgebaut. Diese Einrichtungen sind in einem Abstand angeordnet, der größer ist als der Abstand zwischen den Arbeitsflächen der Hauptelektroden.
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Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Quantenelektronik, insbesondere der TE-Gasentladungslaser, zum Beispiel Excimerlaser, Stickstoff-Laser, CO2-Laser, einsetzbar.
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Aus dem
USA-Patent Nr. 4240044 ist ein TE-Laser bekannt. Der Vorionisator der Koronaentladung ist in dieser Einrichtung neben der Seitenfläche einer der Hauptelektroden angeordnet. Der Abstand von der entgegengesetzten Elektrode ist größer als der Abstand zwischen den Arbeitsflächen der Hauptelektroden. Der Vorionisator beleuchtet nur einen Teil der Entladungsstrecke und die Oberfläche von nur einer entgegengesetzten Hauptelektrode. Das ermöglicht nicht, eine stabile Entladung zu erzielen.
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Aus dem
USA-Patent Nr. 6546036 ist ein TE-Laser bekannt, worin die Einrichtungen für die Korona-Vorionisation innerhalb von Sprühelektroden eingebaut sind. Die Arbeitsflächen der Hauptelektroden bestehen aus mehreren Teilen, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Deswegen wird die Pumpentladung zwischen den Hauptelektroden inhomogen und unstabil. Das stellt keine hohe Qualität der Laserstrahlung sicher.
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Aus dem
RU-Patent Nr. 2007100984 ist eine Elektroden-Einrichtung eines TE-Lasers bekannt. In dieser Einrichtung sind die Innenelektroden der Vorionisatoren der Koronaentladung mittels eines Leiters verbunden. Das ermöglicht es, eine Vorionisation des Lasergasgemisches ohne Hochspannungszugänge durch das Gehäuse der Gasentladungskammer zu erreichen.
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Aus dem
JP-Patent Nr. 2004186310 ist ein TE-Laser mit hoher Impulsfolgefrequenz bekannt. In diesem Laser sind Vorionisatoren der Koronaentladung an vier Seiten einer Entladungsstrecke angeordnet. Die Entladungsstrecke ist durch Vollelektroden ausgebildet. Jedoch liegen die Vorionisatoren im Bereich des Gasstroms. Das erhöht den Gasstromwiderstand. Das Gas strömt mit einer hohen Geschwindigkeit und erzeugt lokale Turbulenzen, welche sich in den Bereich der Pumpentladung ausbreiten. Das verhindert die stabile Funktion im Zustand hoher Impulsfolgefrequenz. Die Anordnung der Vorionisatoren unmittelbar im Gasstrombereich in der Nähe der Elektroden kann Störüberschläge zwischen den Hauptelektroden über die Vorionisatoren verursachen. Darüber hinaus wird das elektrische Feld in der Hauptentladungsstrecke durch die Anwesenheit der Vorionisationseinrichtung verzerrt. Dies ist dadurch bedingt, da die Vorionisatoren neben der Hauptentladungsstrecke angeordnet sind, welche durch die Hauptelektroden ausgebildet werden. Das beeinträchtigt wesentlich die Qualität der Volumengasentladung und vermindert die Homogenität des Laserstrahlungsbündels im Querschnitt. Die Vorionisatoren beleuchten nicht nur den Bereich der Volumenentladung, sondern auch die Oberfläche des Isolators, welcher zwischen der Hochspannungselektrode und dem Körper angeordnet ist. Das setzt jedoch eine Vergrößerung der Abmessungen des Lasers voraus.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen TE-Gasentladungslaser herzustellen, welcher im Betriebszustand mit einer hohen Impulsfolgefrequenz wirkungsvoll funktioniert.
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Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der Gasentladungslaser enthält ein Paar verlängerte Hauptelektroden, die in einem Gehäuse eingebaut und an eine Stromversorgung angeschlossen sind. Die Arbeitsflächen der verlängerten Hauptelektroden bilden einen Volumenentladungsbereich aus. Neben der Seitenoberfläche jeder Hauptelektrode sind in einem Abstand von der entgegengesetzten Elektrode, der größer als der Abstand zwischen den Arbeitsflächen der Hauptelektroden ist, angeordnet:
- – mindestens eine Einrichtung zur Ultraviolett-Vorionisation, eine Vorrichtung zum Gasdurchpumpen,
- – ein Radiator und
- – ein Strahlenaustrittsfenster.
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Am Gaseintritt in den Volumenentladungsbereich und am Austritt daraus sind dielektrische Gasstromführungen aufgebaut. Dabei sind mindestens zwei davon mit jeweils einem Spiel zu den Hauptelektroden angeordnet. Die Vorionisationseinrichtungen sind außerhalb des Gasstrombereichs angeordnet. Der Gasstrombereich wird durch die Gasstromführungen so ausgebildet, dass die UV-Strahlung von jeder Vorionisationseinrichtung in den Volumenentladungsbereich durch die Spalte eintritt.
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Die UV-Strahlung tritt von den Vorionisationseinrichtungen in den Volumenentladungsbereich mindestens an zwei entgegengesetzten Seiten ein. Das stellt eine Belichtung der Schattenbereiche sicher, die beim Einsatz von nur einem Vorionisator entstehen. Der Abstand des Vorionisators von der entgegengesetzten Hauptelektrode ist größer als der Elektrodenabstand. Demgemäß ist jede Hauptelektrode mit Vorionisationseinrichtungen versehen. Die UV-Strahlung von den Vorionisationseinrichtungen deckt den Volumenentladungsbereich und die Arbeitsoberfläche der gegenüberliegenden Hauptelektrode ab. Durch diese zwei Umstände wird die Gasionisation über den gesamten Bereich der Volumenentladung einschließlich der Bereiche an den Arbeitsoberflächen der Hauptelektroden sichergestellt. Dadurch werden die Bedingungen für eine gute stabile Volumenentladung geschaffen. Da die UV-Strahlung von den Vorionisatoren in den Volumengasentladungsbereich durch einen Spalt eintritt, ist die Beleuchtung von sonstigen Laserteilen auf ein Minimum gebracht. Das UV-Beleuchtungsniveau der Isolatoroberflächen von den Vorionisationseinrichtungen ist herabgesetzt. Das beseitigt die Überschläge und vermindert die Verluste der an die Hauptelektroden angelegten Energie wegen der Oberflächenableitungen. Dadurch wird ein andauernder Laserbetrieb sichergestellt. Die Gasstromführungen bilden einen homogenen Gasstrom im Volumenentladungsbereich und verringern den Widerstand des Gaspumpungskreises. Die Vorionisationseinrichtungen liegen außerhalb des Bereichs des Hauptgasstroms. Dieser Bereich wird durch die Gasstromführungen und die Arbeitsflächen der Hauptelektroden ausgebildet. Somit garantieren die Vorionisationseinrichtungen nicht die Gasausbreitung mit einer hohen Geschwindigkeit. Das stellt einen Laserbetrieb mit hoher Impulsfolgefrequenz sicher. Die Vorionisationseinrichtungen beleuchten den Volumenentladungsbereich durch Spalte und sind von den Arbeitsoberflächen der Hauptelektroden und den Stromführungen etwas entfernt. Deswegen wird das elektrische Feld im Volumenentladungsbereich nicht verzerrt. Das trägt zur Verbesserung der Entladungshomogenität bei. Das Vorhandensein von elektrisch soliden Gasstromführungen schließt einen eventuellen elektrischen Störüberschlag aus, welcher unter Umständen durch die Vorionisationseinrichtungen eingeleitet werden kann. Im Endeffekt ermöglicht die vorgeschlagene technische Lösung, eine räumlich homogene Volumengasentladung zwischen den Hauptelektroden mit höherer Impulsfolgefrequenz herzustellen, ohne dass Störüberschläge sowohl über die Oberfläche der Isolatoren als auch über die Gasstrecken gebildet werden. Die technische Lösung ermöglicht es auch, einen stabilen Laserbetrieb bei längeren Standzeiten sicherzustellen.
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Die Vorionisationseinrichtungen sind an der Seite des Gasaustritts aus dem Bereich der Hauptvolumenentladung angeordnet. Bei dieser Ausführungsform der vorgeschlagenen technischen Lösung wird das Gas im Volumenentladungsbereich nicht durch Produkte des Vorionisatorbetriebs verunreinigt. Es weist zudem eine hohe Durchschlagfestigkeit auf, weil die Produkte des Vorionisatorbetriebs durch den Hauptstrom nicht in den Volumenentladungsbereich fortgerissen werden. Außerdem ist zwischen den Hauptelektroden und den Gasstromführungen am Gaseintritt in die Entladungsstrecke kein Spiel vorhanden. Das trägt zur Verbesserung der Homogenität des Stroms in der Entladungsstrecke bei. Diese beiden Faktoren bewirken eine bessere Gasvolumen-Pumpentladung, was für die Sicherstellung von hohen Raum- und Spektralkennlinien der Laserstrahlung von großer Bedeutung ist.
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Die Vorionisationseinrichtungen sind an der Seite des Gaseintritts in den Volumenentladungsbereich angeordnet. Bei dieser Anordnung liegen die Spalte zwischen den Stromführungen und den Hauptelektroden im Bereich des von der Pumpeinrichtung in den Volumenentladungsbereich einkommenden Gases. Die Durchschlagfestigkeit dieses Gases ist höher als die Durchschlagfestigkeit des Abgases am Austritt aus dem Volumenentladungsbereich. Das ermöglicht es, die Arbeitsflächen der Vorionisatoren an die Entladungsstrecke näher heranzubringen, ohne Störüberschläge zu verursachen. Dies erhöht die Intensität der Vorionisation im Volumenentladungsbereich, was zum Beispiel für CO2-Laser von Bedeutung ist.
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Eine der Vorionisationseinrichtungen ist an der Seite des Gaseintritts in den Volumenentladungsbereich und die andere Vorionisationseinrichtung an der Seite des Gasaustritts aus dem Volumenentladungsbereich angeordnet. Bei dieser Ausführung wird der Volumenentladungsbereich gleichmäßiger durch die Strahlung der Vorionisatoren im Querschnitt der Volumenpumpentladung beleuchtet. Das ermöglicht es, eine gute homogene Volumenentladung im Querschnitt herzustellen, welche normal zur optischen Achse verläuft. Dementsprechend wird eine gleichmäßigere Energieverteilung innerhalb des Bündels erreicht.
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Die Vorionisationseinrichtungen sind an jeder Seitenfläche der Hauptelektroden aufgestellt. Die Anordnung der Vorionisatoren an vier Seiten des Volumenentladungsbereichs ermöglicht es, eine intensivere und gleichmäßigere Beleuchtung des Volumenentladungsbereichs herzustellen. Dies bewirkt dementsprechend eine gleichmäßigere Energieverteilung im Laserstrahlungsbündel und erhöht den Wirkungsgrad des Lasers.
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Die mit einem Spiel zu den Hauptelektroden eingerichteten Gasstromführungen und die Seitenflächen der Hauptelektroden bilden einen zusätzlichen Gaskanal aus. In diesem Gaskanal ist eine Strahlungseinheit der Vorionisationseinrichtung eingebaut. Der zusätzliche Gaskanal hält die Strahlungseinheit des Vorionisators im Betriebszustand mit hoher Impulsfolgefrequenz aufrecht. Dabei werden die Produkte des Betriebs der Vorionisationseinrichtung abgeleitet und der Arbeitsbereich des Vorionisators abgekühlt.
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Die Vorionisationseinrichtung ist eine Einrichtung zur Vorionisation der Koronaentladung, die eine Innenelektrode und einen Isolator enthält. Die Vorionisationseinrichtung auf der Basis einer Koronaentladung ermöglicht es, eine über die gesamte Länge der Hauptelektroden homogene ionisierende Strahlung im Gasentladungsumfang des Lasers bei einer kompakten und einfachen Bauweise zu erreichen.
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Mindestens eine Vorionisationseinrichtung ist dabei in einer Aussparung aufgebaut. Die Aussparung wird in der Seitenfläche der Hauptelektrode ausgeführt. Das ermöglicht es, die Abmessungen des Elektrodensystems des Lasers zu verringern und folglich die Induktivität des Pumpentladungskreises abzubauen. Das wird den Wirkungsgrad der Umsetzung der elektrischen Energie des Pumpens in die Laserstrahlung erhöhen. Dies ist einerseits allgemein und besonders für die Excimerlaser von Bedeutung.
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Mindestens eine Vorionisationseinrichtung ist in der Längsaussparung aufgestellt. Die Längsaussparung wird in der Seitenfläche der Gasstromführung angeordnet, welche der Seitenfläche der Hauptelektrode zugewandt ist. Das ermöglicht es, die Belichtung von anderen Laserteilen durch die UV-Strahlung minimal zu halten und die Überschlagsmöglichkeit über die Oberflächen der Hochspannungsisolatoren zu beseitigen. Das ist für die Isolatoroberflächen und die Gasstromführungen, die in der Nähe der Hochspannungselektrode mit Pumpentladung angeordnet sind, besonders wichtig.
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Mindestens eine Gasstromführung und der Isolator der Vorionisationseinrichtung sind in Form eines dielektrischen Elements ausgeführt. Bei dieser Ausführung sind der Isolator der Vorionisationseinrichtung und die Gasstromführung in Form eines Elements aus einem Nichtleiterwerkstoff ausgeführt. Die Innenelektrode ist innerhalb dieses Elements eingebaut. Dabei hat die dem Gasstrom zugewandte Seite dieses dielektrischen Elements die Funktion der Hauptgasstromführung. Die der Seitenfläche zugewandte Seite der Hauptelektrode hat die Funktion der Arbeitsfläche des Vorionisators und der Wandung des zusätzlichen Gaskanals zur Ableitung der Produkte der Koronaentladung. Das vereinfacht die Konstruktion des Lasers und vermindert die Probleme der Wärmeableitung von der nahtlos mit der Gasstromführung gekoppelten Arbeitsfläche des Vorionisators.
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Die Innenelektroden der Einrichtungen zur Korona-Vorionisation sind untereinander mittels einer Stromleitung verbunden. In dieser Ausführung ist für den Betrieb der Vorionisatoren kein Anschluss eines zusätzlichen Speisestromkreises für die Vorionisation erforderlich. Es müssen auch keine Hochspannungseinspeisungen durch das Gehäuse ausgeführt werden. Das vereinfacht wesentlich die Konstruktion des Lasers und macht die vorgeschlagene technische Lösung leicht realisierbar.
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Das technische Ergebnis der vorgeschlagenen Lösung ist die Herstellung eines Gasentladungslasers, welcher den Betrieb mit hoher Impulsfolgefrequenz bei hoher Qualität der Laserstrahlung sicherstellt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 den Querschnitt des Lasers. Hier sind die Vorionisatoren der Koronaentladung an der Seite des Gasaustritts aus dem Volumenentladungsbereich angeordnet. Die Vorionisatoren sind in den Aussparungen der Elektroden und in den Gasstromführungen angeordnet,
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2 den Querschnitt des Elektrodensystems des Lasers nach 1 und
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3 den Querschnitt des Elektrodensystems des Lasers. Hier sind die Vorionisatoren der Koronaentladung sowohl an der Seite des Gaseintritts in den Volumenentladungsbereich als auch an der Austrittsseite aufgebaut. Die Vorionisatoren sind mit den Gasstromführungen integriert ausgeführt.
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Die Hauptelektroden 1 und 2 sind in den 1 und 2 mit einer Stromversorgung 3 verbunden. Die Hauptelektroden 1 und 2 sind in ein gasdichtes Gehäuse eingebaut. Das Gehäuse ist durch eine Metallkammer 4 und einen Isolierdeckel 5 ausgebildet. Aus der 1 ist ersichtlich, dass ein Vorionisator einer Koronaentladung (Vorionisationseinrichtung) in der Aussparung der Hauptelektrode 1 in einem Abstand von der Hauptelektrode 2 aufgebaut ist, welcher den Abstand zwischen den Hauptelektroden 1 und 2 überschreitet. Als Außenelektrode der Vorionisationseinrichtung 6 fungiert die Hauptelektrode 1. Die Außenelektrode einer Vorionisationseinrichtung 7 ist die Hauptelektrode 2. Die Vorionisationseinrichtung 7 ist in der Aussparung der Hauptelektrode 2 in einem Abstand von der Hauptelektrode 1 eingebaut, welcher den Abstand zwischen den Hauptelektroden 1 und 2 überschreitet. Gasstromführungen 8 und 9 sind mit Spalten S1 und S2 in Bezug auf die Hauptelektroden 1 und 2 installiert. Die Gasstromführungen 8 und 9 sowie 10 und 11 und die Arbeitsflächen der Hauptelektroden 1 und 2 bilden einen Bereich zur Erzeugung eines homogenen Gasstroms mit hoher Geschwindigkeit aus. Die Gasstromführungen 10 und 11 bilden die Wände eines Konfusors am Eintritt des Gasstroms in den Volumenentladungsbereich D aus. Die Gasstromführungen 8 und 9 bilden einen Diffusor am Austritt aus. Die Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 sind aus dielektrischen Röhren 12 und 14 mit Innenelektroden 13 und 15 ausgeführt. Die Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 sind in einer solchen Stellung in Bezug auf die Hauptelektroden 1 und 2 und die Gasstromführungen 8 und 9 eingebaut, welche die vollständige Belichtung des Volumenentladungsbereichs D durch den jeweiligen Spalt S1 und S2 sicherstellt. Dabei liegt der Volumenentladungsbereich D zwischen den Arbeitsflächen der Hauptelektroden 1 und 2. Die Hauptelektrode 1 ist eine Hochspannungselektrode und ist auf dem Isolierdeckel 5 aufgebaut. Die Hauptelektrode 2 ist geerdet und induktionsarm an die Stromversorgung 3 über gastransparente Stromleitungen 16 und 17 angeschlossen. Eine Pumpvorrichtung des Lasergasgemisches und ein Gasgemischkühler 19 sind im Gehäuse eingebaut. Die Pumpvorrichtung ist in Form von einem Laufrad eines Querstromventilators 18 ausgeführt. Der Kanal F läuft entlang der Arbeitsfläche der Vorionisationseinrichtung 7 und verbindet die Bereiche des Gaspumpkreises mit den unterschiedlichen Gasdrücken. Ein Fenster 20 dient zur Ableitung der Laserstrahlung aus der Gasentladungskammer.
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Nachfolgend ist die Funktionsweise der Einrichtung gemäß 1 und 2 beschrieben. Nach dem Einschalten des Lasers erzeugt die Pumpvorrichtung 18 einen Gasstrom im geschlossenen Gaspumpkreis des Lasers. Die Gasstromführungen 8, 9, 10 und 11 fungieren als Wandungen eines Diffusor-Konfusor-Übergangs. Sie bilden im Volumenentladungsbereich D zwischen den Hauptelektroden 1 und 2 einen homogenen Strom mit einer Geschwindigkeit von über 10 m/Sek. aus. Wird ein Hochspannungsimpuls zwischen der Innenelektrode 13 und der Hauptelektrode 1 sowie zwischen der Innenelektrode 14 und der Hauptelektrode 2 der Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 gegeben, so entsteht an den Arbeitsflächen der Vorionisatoren ein Plasma einer Koronaentladung. Die UV-Strahlung des Plasmas der Koronaentladung beleuchtet durch die Spalte S1 und S2 zwischen den Gasstromführungen und den Hauptelektroden die Entladungsstrecke und die Arbeitsflächen der Hauptelektroden 1 und 2. Dabei wird das Gas im Volumenentladungsbereich D ionisiert. Danach wird eine Spannung an die Hauptelektroden 1 und 2 von der Stromversorgung 3 angelegt. Damit entsteht in der Entladungsstrecke mit dem durch die Strahlung der Koronaentladung ionisierten Gas die Volumengaspumpentladung. Der Volumenentladungsbereich D ist völlig durch die Strahlung der Vorionisatoren an beiden Seiten beleuchtet. Das stellt eine gute homogene Volumenentladung und eine gleichmäßige Energieverteilung innerhalb des Bündels der Laserstrahlung sicher.
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Bei dem nachfolgenden Pumpimpuls wird die oben beschriebene Reihenfolge der Abläufe wiederholt. Da die UV-Strahlung der Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 in den Volumengasentladungsbereich durch die Spalte S1 und S2 einfällt, ist die Beleuchtung von sonstigen Laserteilen auf ein Minimum gebracht. Das UV-Beleuchtungsniveau der Oberflächen der dielektrischen Gasstromführungen 8 und 10 durch die Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 ist vermindert. Das beseitigt die Überschläge und vermindert die Verluste der an die Hauptelektroden 1 und 2 angelegten Energie wegen der Oberflächenableitungen. Dadurch wird ein andauernder Laserbetrieb sichergestellt. Die Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 beleuchten den Volumenentladungsbereich D durch die Spalte S1 und S2 und sind von den Arbeitsoberflächen der Hauptelektroden 1 und 2 und den Gasstromführungen 8 bis 10 etwas entfernt. Deswegen wird das elektrische Feld im Volumenentladungsbereich D nicht verzerrt. Das beeinflusst positiv die Homogenität der Entladung. Das Vorhandensein von elektrisch festen dielektrischen Gasstromführungen schließt die Möglichkeit von Störüberschlägen zwischen den Hauptelektroden 1 und 2 und den Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 aus. Dieser Überschlag tritt gegen die Pumpentladung an. Besonders wichtig ist, dass ein Störüberschlag über das stromabwärts fortgebrachte und im vorigen Pumpimpuls abgenutzte Gasvolumen ausgeschlossen ist. Die Durchschlagfestigkeit dieses Gasvolumens ist durch die Produkte der Pumpentladung herabgesetzt. Das ermöglicht es, die Impulsfolgefrequenz bei derselben Geschwindigkeit des Gasstroms zu erhöhen. Die Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 liegen außerhalb des Bereichs des Hauptgasstroms. Der Bereich des Hauptgasstroms wird durch die Gasstromführungen 8 bis 10 und die Arbeitsflächen der Hauptelektroden 1 und 2 ausgebildet. Somit garantieren die Vorionisationseinrichtungen 6 und 7 nicht die Gasausbreitung mit einer hohen Geschwindigkeit. Das stellt den Laserbetrieb mit einer hohen Impulsfolgefrequenz sicher. Die Gasstromführungen 8 bis 11 sind mit einer glatten Oberfläche ausgeführt, die mit der Oberfläche der Hauptelektroden 1 und 2 nahtlos zusammengefügt ist. Deswegen stellen die Gasstromführungen 8 bis 10 den homogenen Gasstrom im Volumenentladungsbereich D her und verringern den Widerstand des Gaspumpungskreises. Alle diese Merkmale ermöglichen es, bei geringerer Gasstromgeschwindigkeit eine höhere Impulsfolgefrequenz zu erreichen. Das ist sehr wichtig, weil die für die Herstellung des Gasstroms erforderliche Leistung der Stromgeschwindigkeit in der 3. Potenz proportional ist. Somit stellt der vorgeschlagene Laseraufbau einen wirkungsvollen Laserbetrieb mit einer hohen Entladungsgüte im Zustand hoher Impulsfolgefrequenz sicher.
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Gemäß der Ausführungsform nach 3 sind die Gasstromführung und der Isolator der Einrichtung zur Korona-Vorionisation in Form eines einheitlichen dielektrischen Elements 20, d. h. integriert, ausgeführt. Das dielektrische Element 20 ist mit einem Spiel zur Hauptelektrode 2 aufgebaut. Die Innenelektrode 21 der Vorionisation ist neben der Oberfläche P des dielektrischen Elements 20 angeordnet. Die Oberfläche P ist der Seitenfläche der Hauptelektrode 1 zugewendet. Der Spalt wirkt dabei als ein zusätzlicher Gaskanal F. Ähnlich sind Gasstromführungen 22, 24 und 26 mit jeweiligen Innenelektroden 23, 25 und 27 aufgebaut. Die Anordnungsgeometrie der Arbeitsoberflächen P, an denen die Koronaentladung der Vorionisation entsteht, wurde unter der Bedingung gewählt, dass die Totalbelichtung von allen Bereichen der Koronaentladung durch die Spalte die komplette Belichtung des Bereichs der Volumengasentladung sicherstellt.
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Der Ablauf des Laserbetriebs gemäß 3 ist dem oben beschriebenen Ablauf ähnlich. Da die Innenelektroden 21, 23, 25 und 27 der Vorionisation neben der Seitenfläche der Hauptelektrode 1 und 2 liegen, entsteht ausgerechnet in diesem Bereich die größte elektrische Feldstärke. Somit entwickelt sich an der Oberfläche P die Koronaentladung der Vorionisation. Da die Innenelektroden 21, 23, 25 und 27 der Vorionisation von der dem Bereich des Hauptgasstroms zugewandten Oberfläche R entfernt liegen, entsteht darauf keine Koronaentladung. Die Durchschlagfestigkeit der Oberfläche R ist darum wichtig, weil sie zwischen der als Hochspannungselektrode ausgebildete Hauptelektrode 1 und einer Rückstromleitung 16 liegt. Das integrierte dielektrische Element 20 weist eine massive, glatte Oberfläche auf. Das schafft optimale Bedingungen für einen zusätzlichen Gasstrom F zwischen der Seitenoberfläche der Hauptelektrode 2 und der Oberfläche des dielektrischen Elements P. Dabei wird auf dieser Oberfläche das Plasma der Koronaentladung gebildet. Die Anordnung der Vorionisationseinrichtungen 8, 9, 10, 11 an vier Seiten des Volumenentladungsbereichs ermöglicht es, eine intensivere und gleichmäßigere Beleuchtung des Volumenentladungsbereichs D sowohl im Quer- als auch im Längsschnitt des Bereichs der Volumenpumpentladung zu erzielen. Dementsprechend wird die Energieverteilung im Laserstrahlungsbündel unter solchen Bedingungen gleichmäßiger, und der Wirkungsgrad des Lasers nimmt zu.
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Die vorgeschlagene Erfindung kann zum Aufbau von Gaslasern mit hoher Impulsfolgefrequenz, zum Beispiel bei Excimerlasern, eingesetzt werden. Die Gaslaser mit hoher Impulsfolgefrequenz werden in unterschiedlichen verfahrenstechnischen Vorgängen angewendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4240044 [0003]
- US 6546036 [0004]
- RU 2007100984 [0005]
- JP 2004186310 [0006]
