DE2047187A1 - Verfahren zur Leistungssteigerung von Gaslasern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Leistungssteigerung von Gaslasern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

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DE2047187A1 DE19702047187 DE2047187A DE2047187A1 DE 2047187 A1 DE2047187 A1 DE 2047187A1 DE 19702047187 DE19702047187 DE 19702047187 DE 2047187 A DE2047187 A DE 2047187A DE 2047187 A1 DE2047187 A1 DE 2047187A1
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Gunthard Dr.-Ing.; Erben Klaus-Dieter Dipl.-Phys.; 8000 München; Mohr Friedbert Dipl.-Phys. 8461 Fronberg. P Born
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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    • H01S3/02—Constructional details
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Description

Messerschmitt-Dölkow-Blohni GmbH 22.9.1970
München
em 7112
Kre/sp
Verfahren zur Leistunp;K.stei.g;erun.e; von Gaslasern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren ^Ui* Leistungssteigerung von elektrisch angeregten Gaslasern - vorzugsweise CO- Lasern - und einer Anordnung zur Durchführung
fm*
dieses Verfahrens.
Bisher bekannte Gaslaser arbeiten nach dem Prinzip, daß das ruhende oder langsam fließende Gas im Ilpsonatorrauci durch eine elektrische Gasentladung angeregt wird. Hierbei ist die Entladungsstrecke so gewählt, daß der Entladungsstrom parallel zur Ilesonatorachse fließt und den Resonatorraum möglichst vollständig ausfüllt. Weiterhin sind VerfaV-.-p ι bekannt geworden, bei denen zur Erhöhung der Jeistungsausbfcu.ce das Arbeitsgas quer zur Resonatorrchse mit Geschwindigkeiten von ca. 10-100 m/sec duro ■ den Ilesonatorraura strömt. Liese bekannten Verfahren erfordern jedoch -^u große Bauweisen der Laseranordnungen und erbringen für den erforderlichen Aufwand zu kleine I eistungen.
Diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren, sowie hierzu eine Anordnung zu schaffen, womit eine hohe Leistunssausbeute im Verhältnis zur Gerätegröße und ein wesentlich höherer Inversipnsgrad erzielt wird, ist Aufgabe der Erfindung.
Die Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß das Laserarbeitsgas - vorzugsweise ein Gemisch aus CO , λτ , he und H bei einem Druck von ca. 1 bis 50 Torr in einem
2
geschlossenen Kreislauf kontinuierlich umgewälzt wird, so daß der Resonatorraum vorzugsweise mit Unterschallgeschwindigkeit unter gleichzeitiger elektrischer Anregung quer zur Laser- achse durchströmt wird.
2098U/ 1330
em 7112 - 2 - 22.9.1970
Kre/sp
Durch diese elektrische Anregung im und/oder unmittelbar vor dem Resonatorraum wird erreicht, daß angeregte Moleküle vorzugsweise mit Unterschallgeschwindigkeit durch den Gasstrom in den Resonatorraum transportiert werden und die nach der Emission desaktivierten Moleküle ebenso rasch entfernt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens sieht die Erfindung vor, daß in einem in sich geschlossenen, vakuumdichten Strömungskanal quer zur Strömungsrichtung ein Laserrrsonatorraum durchströmbar angeordnet ist, dem ein Hochdruckgebläse, eine Gasentladungsstrecke, sowie ein Wärmetauscher zur Kühlung des Arbeitsgases zugeordnet sind.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß zur Evakuierung des Lasergases dem Stromungskanal über ein Ventil eine Vakuumpumpe geringer Leistung zugeordnet und zur Auffüllung des Arbeitsgases ein Gasreservoir angeordnet ist. Diese Maßnahmen erlauben ein kontinuierliches Abpumpen unbrauchbar gewordenen Gases, sowie ein konstantes Nachfüllen von frischem Arbei t
Die Erfindung zeichnet eich gegenüber dem Stand der Technik durch folgende Vorteile aus:
Durch den schnellen Gasstrom quer durch den Resonator wird k ein hoher Gasdurchsatz und als Folge davon ein hoher Inversionsgrad erreicht, was zur Erzeugung hoher Dauerleistung führt.
Weiterhin bringt die dauernde Wiederverwendung des einmal eingefüllten Gases in dem geschlossenen Kreislauf einen minimalen Gasverbrauch trotz des konstanten Austausches des verbrauchten Gases durch frisches Gas aus dem geschlossenen Reservoir.
Ferner ist zur Gasumwälzung in einem geschlossenen Kreislauf nur ein geringer durch den Strömungswiderstand bedingter Druckabfall von weniger als ca.l Torr zu überwinden,wozu ein Gebläse von relativ niedriger Leistung sowie geringem Gewicht und Volumen ausreicht. Der Gesamtwirkungsgrad des Syntemcs wird durch das Gebläse nicht nennenswert beeinträchtigt.
2098U/1330
em 7112 - 3 - 22.9.1970
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbpispifds beschrieben und gezeichnet, κο daß auch hieraus weitere Vorteile und Maßnahmen entnehmbar sind. Die einzige iigur der Zeichnung if,eigt in schematischer Darstellung den Aufbau der erfindungsgemäßen Laseranordnung.
Die Anordnung besteht aus einein j: e.schlo· - - ;u-n l.'indkantil 10, in dem ein Gebläse 12 und ein LasnrrpRoiiator 13 angeordnet ist. Für einen CO0 - Laser, der für eine Dauerleistung von 1 kW ausgelegt ist, beträgt die G(IiI äse] eistung typischerwei se 10 000 m /h bei einer Drurkdi Tf ereiiK von ι_αι<-π I'rorenl , and die \\ indkanalabmessungen am Ί r.· aato/ betrat ;■■: in etwa für die Länge 1 ca. Im und die Hone h ca. 1 oder mehrere cm. V;,r Inbetriebnahme wird der HaiinJ durch dir I'uiape ik i.ber tin "ventil 15 evakuiert und aus einem Reservoir l6 duxcii ein \ d:( i 1 17 mit dem Arbeitsgas - vorzugsweise ein Ge::.iscn aus CC0, ... < > und H0 bis ?,u einem Druck von ca. 1 - 50 :orr ^ofiillt. Ii ., > lk und r.eservoir l6 können auch da.'.u 7 · .tzt i/erden don Windkanal i.'ährend dec Betriebes kontinuierlich .u>;;upirnpen and nachfüll en.
Zur Inbetriebnahme vird das Gas durch das Gebläse 12 in Umlauf gesetzt (Pfeilrichtung) und über die Elektroden l8 durch eine Gasentladung angeregt. Im Resonat.orrauci \-ii-d I.aserliclit mit Hilfe der liesonatorspiegel 19 und 20 erzeugt und durch den teildurchlnssigen Spiegel 30 als Laserstraiil 21 ausweis oppf] t. Die Anordnung erlaubt auch, den Laser als Verstärker zu betreiben. In diesem Falle iverden die Spiegel 19 und 20 durch Fenster ersetzt. Der Wärmeaustauscher im Strömungskreislauf ist mit 22 bezeichnet,
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ifct es, daß sie in kompakter Bauweise ausgeführt und kleingehalton werden kann,was die Verwendung in der Industrie als Ilaterialbearbeitsmaschine zum Schneiden, Schweißen, Bohren oder Schmelzen etc. ermöglicht. Auch in der Nachrichten-und Radartechnik eignet sich die Erfindung besonders für die Übertragung hoher Informationsdaten.
2098U/1330
BAD

Claims (3)

  1. ϊ ■· ■■■■
    om 7112 22.9.Ι97Ο
    Patentansprüche
    Verfahren zur Leistungssteigerung von elektrisch angeregten Gaslasern, vorzugsweise CO„-Lasern, dadurch g e kennzeichnet , daß das Laserarbeitsgas - vorzugsweise ein Gemisch aus CO , N , He und Il - bei einem Druck von ca- 1 bis 50 Torr in einem geschlossenen Kreislauf kontinuierlich umgewälzt wird, so daß der Resonatorraum vorzugsweise mit Unterschallgeschwindigkeit unter gleichzeitiger elektrischer Anregung quer zur Laserachse durchströmt wird.
  2. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in einem in sich geschlossenen, vakuumdichten Strömungskanal (lO) quer zur Strömungsrichtung ein Laserresonatorrauiü 13) durch-strömbar angeordnet ist, dem ein HochdruckgeblKse (12), eine Gasentladungsstrecke mit Elektroden (l8), sowie ein Wärmetauscher (22) zur Kühlung des Arbeitsgases zugeordnet sind.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Evakuierung des Lasergases dem Strömungskaual ilO) über ein Ventil (15) eine Vakuumpumpe (lA) geringer Leistung zugeordnet und zur Auffüllung des Arbeitegases ein Gasreservoir (l6) angeordnet ist.
    20981 kl 1 330
DE19702047187 1970-09-24 1970-09-24 Verfahren zur Aufrechterhaltung einer hohen Ausgangsleistung bei elektrisch angeregten Gaslasern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2047187C3 (de)

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DE2052731A DE2052731C3 (de) 1970-09-24 1970-10-27 Durch eine Gasentladung anregbarer Gaslaser
FR7132773A FR2107918B1 (de) 1970-09-24 1971-09-10
GB4342871A GB1321765A (en) 1970-09-24 1971-09-17 Electrically excited gas laser apparatus
US00182094A US3829792A (en) 1970-09-24 1971-09-20 Method for the increase of output of gas lasers and apparatus for carrying out the method

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2047187A1 true DE2047187A1 (de) 1972-03-30
DE2047187B2 DE2047187B2 (de) 1974-10-17
DE2047187C3 DE2047187C3 (de) 1976-07-29

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2714666A1 (de) * 1976-04-02 1977-10-13 Atomic Energy Authority Uk Gaslaser
FR2364552A1 (fr) * 1976-09-09 1978-04-07 Max Planck Gesellschaft Procede pour l'exploitation d'un laser a gaz et laser a gaz pour la mise en oeuvre du procede

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DE2714666A1 (de) * 1976-04-02 1977-10-13 Atomic Energy Authority Uk Gaslaser
FR2364552A1 (fr) * 1976-09-09 1978-04-07 Max Planck Gesellschaft Procede pour l'exploitation d'un laser a gaz et laser a gaz pour la mise en oeuvre du procede

Also Published As

Publication number Publication date
DE2052731B2 (de) 1974-05-09
DE2047187B2 (de) 1974-10-17
DE2052731A1 (de) 1972-12-21
FR2107918B1 (de) 1974-05-10
FR2107918A1 (de) 1972-05-12
DE2052731C3 (de) 1974-12-12
US3829792A (en) 1974-08-13
GB1321765A (en) 1973-06-27

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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EF Willingness to grant licences
8339 Ceased/non-payment of the annual fee