DE2030113A1 - Laserkopf - Google Patents
LaserkopfInfo
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- DE2030113A1 DE2030113A1 DE19702030113 DE2030113A DE2030113A1 DE 2030113 A1 DE2030113 A1 DE 2030113A1 DE 19702030113 DE19702030113 DE 19702030113 DE 2030113 A DE2030113 A DE 2030113A DE 2030113 A1 DE2030113 A1 DE 2030113A1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
- H01S3/093—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp focusing or directing the excitation energy into the active medium
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
DR MOLLER-BORg. DR. MANITZ · DR DEUFEL
P FINSTERWALD - DIPL-ING. QRXMKOW
• MONCHDf SO, HOBCRT-KOOMm t
18. Juni 1970 Hl/Sv - C 2197
COHFAGHIE GMEHALS D' ELEGTHICITE
5*. rue la Boetie, Paris 8,
Prankreich
Laserkopf
Di« Erfindung bezieht sich auf einen Leserkopf und betrifft
insbesondere einen Laserkopf, der einen zylindrischen Heflektor mit elliptischem Querschnitt aufweist,
der eine Entladungsröhre und einen laseraktiven Stab umgibt,
die jeweils auf den Brennlinien des Heflektors angeordnet
sind. j
Ee sind Laserköpfe bekannt, die die folgenden feile umfaeaen:
- eine Entladungsröhre^ die einen Lichtblitz, entweder
ein kontinuierliches, intensives Licht oder Lichtblitse mit hohen Intensitäten, erzeugen kann,
- einen laseraktiven Stab,
- einen die Röhre und den Stab umgebenden Reflektor zur Konzentration des größeren Teiles des von der Entladungsröhre
ausgesendeten Lichtes auf dezi laseraktiven Stab.
009882/1954
Der Reflektor, der aa Läufigsten verwandet wird und dar die
besten Resultate liefert,wird von einem Gehäuse gebildet, das von
einer reflektierenden Oberfläche mit zylindrischen Formen
elliptischen Querschnitte begrenzt ist, wobei die Entladungsrohre und der Stab jeweils auf den Brennlinien des Reflektors
angeordnet sind. Hit einem solchen Heflektor kann beinahe das gesamte von der Entladungsröhre ausgesendete Licht auf
den aktiven Stab konzentriert werden. Jedoch ist die Herstellung
eines solchen Reflektors schwierig, denn in dar Mechanik ist nur. die Herstellung von Umdrehungste.ilen leicht»
Außsrdem trägt nicht die gesamte Fläche des Reflektors zur
Konzentration des gesamten von der Entladungsröhre ausgesendeten Lichtes auf den aktiven Stab bei.
Der Teil des Heflektors, der am meisten zur Konzentration
des Lichtes beiträgt, ist näherungsweise der Srümungsteil,
der die größten Rrüiimmgsradien. aufweist.
Ziel der Befindung ist di© Schaffung eines Lasertapfes, bei
dem der Reflektor leicht herzustellen ist und nichtsdestoweniger
ebenso oder beinahe so gute Resultat© wie die bekannten zylinder-elliptischem Reflektoren liefert.
Erfindungsgemäß kennzeichnet sich ein Laserkopf mit einem aktiven Stab und einer Entladungsrö hre, die .jeweils entlang
zwei in einem bestimmton Abstand voneinander gelegenen,
parallelen Achsen angeordnet sind, wobei ein aylindrischer Reflektor den »Stab und die Entladungsröhre umgibt,
dadurch daß der Reflektor zumindest einen umdrehungszylindrischen Fläehenteil aufweist, der einem Fiächentail eine»
zylindrischen Reflektors mit elliptischen Querschnitten angeglichen isb, dessen zwei ßcennlinien Ri t der Mittellinie
d*r Röhre bzw. der Mifctellmie dos Stab»3 ineinander
übergehen.
009882/1954
BAD ORIGlNAt ;
Pie Erfindung wird in folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise
beschrieben; in dieser seigt:
■> sehen Punkte und
Fig. 2 eine Querschnitteansicht einer besonderen Aueführungsform
eines Laserkopfes gemäß der Erfindung.
Ellipsen können Bit genügend guter Annäherung konstruiert
werden, indem Teile der Ellipse durch Kreise angenähert werden, die den Radius *—— bsw. -L— haben, wenn a und b die lan- |
gen der Halbachsen der Ellipse sind.
brennpunkte F- und P0 trennt» nit den Parametern a und b
222 dei Ellipse verbindet, ist durch die Formel a ■ b + c
gegeber.
In Pig. 1 ist eine Ellipse £ dargestellt, in der die Krümmungsteile
der Ellipse, die die größten Krümmungsradien aufweisen, die Teile-sind, die sich beiderseits der durch
die zwei Brennpunkte F* und F2 verlaufenden Achse befinden. ™
Diese zwei Krümmungsteile können mit einer genügend guten Annäherung durch zwei Kreisteile C^ und C2 mit dem gleichen
Krümmungsradius H gleich P- angenähert werden. Die
Mittelpunkte R^ und Rg der Kreisbogen C^ und C2 sind auf
der Mittelhalbierenden des Abschnittes F,. und Fp symmetrisch
in bezug auf die durch die zwei Brennpunkte verlaufende Achse gelegen und weisen einen gegenseitigen Abstand von
2D auf.
Wenn 2c der Abstand, der die zwei Brennpunkte F1 und F2
trennt, und R der Krüininungsradlus der Kreisbogen C^ und C2
009882/I954
BAD
ist. sind D und Ii untereinander in Abhängigkeit von c
? p
durch die Besiehung DR » c + D verbunden.
durch die Besiehung DR » c + D verbunden.
-2
pl ο 2 gilt unter Beachtung der Beziehung a i- b ♦ c ebemfalle
für den Krümmungsradius R - bg+c (I).
bg+c
(O bezeichnet den Mittelpunkt der Ellipee) sind eben-
2 2 2
falls gleich -—ξ-2- - b - 0^- ; b kann dann aus diesen
falls gleich -—ξ-2- - b - 0^- ; b kann dann aus diesen
aua
Indem man den für b^(II) erhaltenen Wert in die Gleichung
(I) einaetst, erhält man endgültig die R und D in Abhängigkeit von c verbindende Besiehung:'
DR - c2 + D2·
In Fig. 2 ist in einer Querschnittsansicht eine besondere
Ausführungsform eines Laserkopfes gemäß der Erfindung dargestellt.
Dieser Laser umfaßt «inen aktiven Stab 1, eine Entladungsröhre 2 und einen Reflektor 3, der den Stab 1
und die Röhre 2 umgibt. Der Stab 1 und die Röhre 2 sind parallel zueinander und mit einem Abstand gleich 2cL angeordnet.
Der Reflektor 3 wird von einem Gehäuse gebildet, das in dieser Ausführungsform durch zwei umdrehungszylindrische
Oberflächen/4 und 5 begrenzt ist» deren
konkave Flächen einander zugekehrt siad. Die Mittellinien
der zylindrischen Flächen R^ und R1- sind parallel und mit
gleichem Abstand von der Mittellinie dec Stabes und der
Mittellinie der Entladungsröhre angeordnet; außerdem sind die Mittellinien R^ und Re symmetrisch in bezug auf die
009882/1954
durch die Mittellinien des Stabes und der Bohre definierte Ebene gelegen und der sie trennende Abstand beträgt
Venn Ej1 den Krümmungsradius dieser umdrehungszylindrischen
Flächen angibt, sind die Etameter Rt, Dj1 und Cj1 untereinander
durch die oben hergeleitete Beziehung DjEj1 « cjjr + D^
verbunden.
Der Reflektor 3 ist, wie oben definiert, im wesentlichen
gleich einem zylindrischen Reflektor mit elliptischem Querschnitt,
der mit strichpunktierter Linie E» in der gleichen -.-■
Figur, die die Querschnittsansicht des Heflektors 5 zeigt,
dargestellt ist, wobei die Hittellinien des Stabes 1 und
der Rohre 2 den Art der Brennpunkte der Ellipse Ej4 definieren.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Laserkopireflektors gemäß der Erfindung dargestellt· In dieser besonderen Aueführungeform wird der Heflektor 3 fön zwei
identischen miteinander verbundenen Schalen 6 und 7 gebildet.
Diese zwei BaIbschalen sind in der durch die Hittdlinle des
Stabes 1 und die Hittellinie der Entladungsröhre 2 verlaufenden
Ebene verbunden. Sie können miteinander durch schematisch bei 9 dargestellte Befestigungsmittel befestigt
werden. |
Die identischen Schalen 6 und 7 können leicht in einem
gleichen Teil hergestellt werden, das eine uadrehungizyliodrische
Durchbohrung aufweist j hierzu genügt ·β» das
Teil entlang einer durch zwei Erzeugende der zylindrliehen
Durchbohrung verlaufenden Ebene in Längsrichtung; sü schneiden
und den Schalen eine Tiefe P, (in der Zeichnung
■ niert) zu geben, die so genau wie möglich gleich
ist, wobei Cj1 und Dj1 die oben ausgeführte Definition aufweisen.
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BAD
Die Schalen 6 und 7 werden vorteilhafterweise ane rostfreie·
Stahl hergestellt und man kann, um das Beflektlonavermögen
der konkaven Flächen 4 und 5 su erhöhen, auf diesen eine
reflektierende Schicht 10, beispielsweise eine Qoldachicht
ablagern.
Der Stab und die Entladungsrohre sind in in der Zeichnung nicht dargestellten Lagerstützen befestigt, die selbst alt
den Endflächen des Reflektors 3 fest verbunden sind.
Ein Teil des Zylinder-elliptischem Reflektors, wie er zur
Erläuterung des Standes der Technik beschrieben ist, ist erfindungsgemäB durch einem Reflektor angenähert worden,
der durch zumindest swei undrehungssyllndrische Oberflächenteile
begrenzt ist. Man kann jedoch, wie es oben hergeleitet
worden ist, auch einen Reflektor erhalten, der durch zwei undrehungszylindrische Flächenteile »it desselben
Krümmungsradius r» begrenzt ist, deren Mittelli.nl en
in der durch die Kitt«Ilinien der Bohre und dee Stabes verlaufenden
Ebene, symmetrisch in bezug auf eine in der oben definierten Ebene gelegenen Symmetrieachse und mit gleichem
Abstand von der Hittellinie der Bohre und der Mittellinie des Stabes gelegen sind.
Venn d^ der Abstand ist, der eine der Mittellinien der
uadrehungszylindrischen Oberflächen und die Symmetrieachse trennt, sind r» und d-r untereinander in Abhängigkeit
von dem oben definierten Cj1 durch die Beziehung
In dieser Ausführungaform werden die Flächenteile des
zylinder-elliptischen Reflektors, die die kleinsten
Krümmungsradien aufweisen, mit zwei Teilen der umdrehungs-
009882/1954
BAD ORIGINAL
zylindrischen Flächen angenähert, die den gleichen Krüasningsradiua
r, aufwei
zugewendet sind.
zugewendet sind.
radius rT aufweisen und mit ihren konkaven Flächen einander
Ein solcher Reflektor kann sehr leicht in einen gleichen Metallblock, beispielsweise aus rostfreies Stahl, hergestellt
werden, indem zwei zylindrische Gehäuse ausgeführt werden« der Mittellinienmit einem Abstand von 2 dL angeordnet sind,
und indem das Material, das sich zwischen diesen zwei zylindrischen GehatiRen befindet, in der Weiße weggenommen
wird, daß ein einziges zylindrisches Gehäuse bestimmt wird,
• gelegene
das durch zwei in einem Abstand geringer als 2 ÄX parallele
ebene Wände und durch zwei zylindrische Wände gebildet wird, die einen Krümmungsradius gleich Γχ aufweisen und untereinander did ebenen Wenue verbinden.
- Patentansprüche -
009882/19 54
SAD ORIGINAL
Claims (1)
- Patentanspruch'·Laserkopf alt eines aktiven Stab 1 und einer Eatladungeröhre 2, die jeweils entlang svei parallelen, in eine« bestimmten Abstand Toneinander gelegenen Achsen angeordnet sind, wobei ein zylindrischer Reflektor 3 den Stab and die Entladungsrohre umgibt, dadurch gekenns eichnet* daß der Reflektor (3) zumindest einen umdrehungszylindrischen Flächenteil umfaßt, der einem Flächenteil eines zylindrischen Reflektors mit elliptischen Querschnitt angeglichen ist, dessen zwei Brennlinien mit der Mittellinie der Röhre bzw· der Hittellinie dei> Stabes ineinander übergehen.Laserkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3)von einem Gehäuse gebildet wird, das durch zumindest zwei umdrehungszylindrische flachenteile (4 und 5) mit gleichem Krümmungsradius und einander zugekehrten konkaven Flächen begrenzt ist, wobei die Hittellinien der zylindrischen Flächen parallel in gleichem Abstand von der Hittellinie des Stabes und der Hittellinie der Röhre und symmetrisch in bezug auf die durch die Hittellinien des Stabes und der Röhre verlaufende Ebene angeordnet sind und die jeweilige Position der Hittelliniendurch die Beziehung DjH^ - c ^ + D^ definiert ist, wobei RL die Große der Krümmungsradien, D^ die Größe des Abstandes, der die Hittellinien der zylindrischen Flächen von der oben definierten Ebene trennt«2cL die Größe des Abstandes angibt, der die Hittellinien der Röhre und des Stabes trennt.009882/1954BAD ORIGINAL3· Laserkopf nach Anspruch 1, dadurch g β k e η η s e i c h n · t, daß der Reflektor (3)voa einen Gehäuse gebildet wird ,das durch zumindest awei umdrehungssyliadrische Flächenteile mit gleichen Krümnungaradiua und einander zugewendeten konkaven Flächen begrenzt ist, wobei die Hittellinien der zylindrischen Flächen in der durch die Mittellinien dee Stabes und der Röhre verlaufenden Ebene parallel zu diesen Achsen und symmetrisch in bezug auf eine in der Oben definierten Ebene gelegene Symmetrieachse in gleichem Abstand Ton den Kittellinien des Stabes und der Röhre gelegen sind und die ^eilige Position der Hittellinien durch dieop
Besiehung d·^ r^ «· c% - d ^ definiert ist,wobei mit r^ die Größe des Krümmungsradius, idL die Größe des Abstande«, der die Mittellinien der zylindrischen flächen iron der oben definierten Syeaetrieacb.se trennt, und.2Cj1 die Größe des Abstandes bezeichnet ist, der die Mittellinie der Rohre und die Mittellinie des Stabes trennt.4. Laserkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor zwei umdrehungszylindrische Schalen (6 und 7) aufweist, die in der durch die Hittellinien desStabes und der Röhre verlaufenden Ebene verbunden sind, wo-ο bei die Tiefe der Schalen gleich c L ist·5. laserkopf nach Anspruch 3, dadurch g β k e η η zeichnet, daß der Reflektor aus einem zylindrischen Gehäuse besteht, das von zwei parallelen ebenen Wänden begrenzt iat, die untereinander durch zwei umdrehungszylindrieche Wände verbunden sind, die den gleichen Krünmungsradius rL aufweisen.6. Laaerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;» daß der Reflektor aus rostfreiem Stahl besteht.009882/1954BAD7· laeerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenaaaich net, daß die Oberfläche de· Reflektors alt einer reflektierenden Schicht (10) bedeckt iat.8. laserkopf nach Anspruch 7, dadurch ^ « k « & η t · 1 e h net, daB die reflektierende Schicht aus Gold besteht.009882/1954BAD ORIGINAL
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