DE2050309C3

DE2050309C3 - Gaslaser

Info

Publication number: DE2050309C3
Application number: DE2050309A
Authority: DE
Inventors: Erik Algot Taeby Smars (Schweden)
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Linde Sverige AB
Priority date: 1969-10-20
Filing date: 1970-10-13
Publication date: 1974-03-14
Also published as: DE2050309A1; FR2064429A7; GB1325697A; DE2050309B2; US3671883A; FR2064429B3

Description

damit dom eingespeisten Gas eine Geschwindigkeitsknmponente in tangentialer und/oder axialer Richtung, wodurch sich eine Rotationsbewegung für das Gas im Entladungsraum und durch die damit verbundenen Gaswirbel eine Stabilisierung der Gasentladung ergibt. Die dem Gasaustritt dienenden Teilstiicke des Gasentladungsröhre* bestehen bevorzugt aus Metall und können außerdem mit einer Flüssigkeitskühlung versehen sein.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen schematisch gehaltenen Schnitt durch einen Endbereich eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gaslasers.

Am Ende des dargestellten Gasentladungsrohres ist ein Laserspiegel 1 in einem Spiegelhalter 2 so befestigt, daß er sich in üblicher Weise relativ zum Gasentladungsrohr verschieben und verdrehen läßt. Das Gasentladungsrohr selbst ist aus einer Anzahl von Teilstücken 3 und 4 zusammengesetzt, die jeweils altemierend aufeinanderfolgen und von denen die Teilstücke 3 dem Gaseintritt und die Teilstücke 4 dem Gasaustritt dienen.

Jedes der Teilstücke 3 und 4 enthält eine ringförmige Kammer S bzw. 6, von der aus mehrere über den Kammerumfang verteilte öffnungen 7 bzw. 11 in den Entladungsraum des Gasentladungsrohres führen. Die Kammern 5 in den Teilstücken 3 sind über je eine Leitung 8 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Quelle für Gas verbunden; und an die Kammern 6 in den Teilstückcn 4 sind jeweils über etne Leitung 9 in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte Wärmetauscher angeschlossen. Dabei können die Wärmetauscher gleich auch die Gasquelle bilden und das gekühlte Gas über Pumpen oder Geblase in die zu den Teilstückcn 3 führenden Leitungen 8 einspeisen, wodurch dann in an sich bekannter Weise (»Applied Physics Letters«, Bd. 15. Nr. 3, I.August 1969, S. 91 bis 93) ein geschlossener Gaskreislauf entsteht. Die Wände der Teilstücke 4 sind mit einer Flüssigkeitskühlung versehen.

An den Enden des Gascntladungsrohrcs ist jeweils nach dem vom Ende des Gasentladungsrohres her gerechnet ersten Teilstück 3 eine Elektrode 10 eingeschoben, über die der elektrische Strom für die Gasentladung lugeführt wird. Die Elektroden IO sind jeweils /ylinderringförmig ausgebildet, so daß das Gas durch sie hindurchst.vmen kann.

Wie oben erwähnt ist in der Zeichnung nur ein Ende des Gasentladungsrohres dargestellt, das andere Ende ist jedoch in gleicher Weise, nur spiegelbildlich gebaut. Zwischen den Enden des Gasentladungsrohres kann eine unbegrenzte Anzahl von abwechselnd aufeinanderfolgenden Teilstücken 3 für den Gaseintritt und Teilstücken 4 für den Gasaustritt angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: Speiseröhre für die Einspeisung von Helium bzw. von Neon und Sauerstoff angeordnet, die über radial auf die Achse des Entladungsrohres gerichtete Stichleitungen mit dessen innerem in Verbindung stehen. Auf der gegenüberliegenden Seite des Entladungsrohres ist ein ebenfalls parallel zu dessen Achse verlaufender kastenförmiger Absaugkanal angebracht, über den das Gasgemisch kontinuierlich aus dem Entladungsraum des Gasentladungsrohres abgesaugt

1. Gaslaser mit einem Gasentladungsrohr, dem
das Gas bzw. das Gasgemisch des stimulierbaren
Mediums durch eine Anzahl öffnungen in der
Mantelfläche des Entladungsrohres zugeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gasentladungsrohr aus einer Anzahl von gegeneinander abgedichteten ringförmigen Teilstük- 10 wird,
ken (3, 4) zusammengesetzt ist, die als Verbin- Die auf diese Weise erzielbare kontinuierliche

dung zum Entladungsraum des Entladungsrohre? Gasströmung senkrecht zur Achse des Gasentlasymmetrisch um ihren Umfang verteilte Öffnun- dungsrohrcs mit Einspeisung kalten Gases auf einer gen (7 bzw. U) aufweisen und die in zwei Aus- Seite und Absaugung heißen Gases auf der gegen führungsformen vorliegen, von denen die eine (3) 15 überliegenden Seite führt zwar eher als eine bloß.-dem Gaseintritt und die andere (4) dem Gasaustritt dient, und daß die Teilstücke (3 bzw. 4) für
den Gas^^!ntritt bzw. den Gasaustritt längs der
Rohrachse des Entladungsrohres in abwechselnder Reihenfolge angeordnet sind.

2. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Teilstücke (3, 4) je eine ringförmige Kammer (5 bzw. 6) enthalten, die einerseits über die Öffnungen (7 bzw. 11) mit d Eld

Wärmekonvektion oder Wärmediffusion durch ru hendes Gas hindurch nach außen zu den Wänden de-Gasentladungsrohres zu einem gewissen thermische: Ungleichgewicht zwischen den Atomen und Molekt· len des Gases einerseits und den darin vorhandene freien Elektroden andererseits, eine wirklich beach; lieh? Temperaturdifferenz zwischen Gasatomen ur, ■ -molekülen niedriger thermischer Energie einersei; und Elektronen und sonstigen Anregungszustände,-

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dem Entladungsraum des Entladungsrohres'und 25 erheblich höherer thermischer Energie andererseits andererseits mit jeweils einer nach außen führen- läßt sich aber auch mit einer solchen Gasströmung

den Leitung (8 bzw. 9) verbunden sind.

3. Gas'nser nach Anspruch! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (7 bzw. 11) radial gerichtet sind

4. Gaslaser nach ^sprnch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Cfnungen (7) in den dem Gaseintritt dienenden Teilstücken (3) einen Winkel mit der Radialrichtung und/oder mit

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nicht erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Gaslaser der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sich im Gasentladungsrohr ein für di: Erzielung einer hohen optischen Verstärkung un--i damit einer hohen abstrahibaren Laserleistung besonders wirksamer Gasfluß mit starker Abweichung vonthermischen Gleichgewicht zwischen Atomen uno Elk di

einer zur Achse des Gasentladungsrohres senk- 35 Molekülen einerseits und Elektronen andererseits errechten Ebene bilden. gibt.

5. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Die gestellte Aufgabe wirci erfindungsgemäß dadadurch gekennzeichnet, daß die dem Gasaustritt durch gelöst, daß das Gasentladungsrohr aus einer dienenden Teilstücke (4) aus Metall bestehen. Anzahl von gegeneinander abgedichteten ringförmi-

6. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 40 gen Teilstücken zusammengesetzt ist, die als Verbin

dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gasaustritt dienenden Teilstücke (4) mit einer Flüssigkeitskühlung versehen sind.

dung zum Entladungsraum des Entladungsrohres symmetrisch über ihren Umfang verteilte Öffnungen aufweisen und die in zwei Ausführungsformen vorliegen, von denen die eine dem Gaseintritt und die an-

45 dere dem Gasaustritt dient, und daß die Teilstücke

für den Gaseintritt bzw. den Gasaustritt längs der

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaslaser mit Rohrachse des Entladungsrohres in abwechselnder einem Gasentladungsrohr, dem das Gas bzw. das Reihenfolge angeordnet sind.

Gasgemisch des stimulierbaren Mediums durch eine Die erfindungsgemäße Ausbildung des Gascntla-

Anzahl öffnungen in der Mantelfläche des Entla- 5° dungsrohrcs führt zu einem Gasfluß mit hoher Rotadungsrohres zugeführt wird. tionssymmctrie in Kombination mit radialer, axialer

Zur Erzielung einer hohen optischen Verstärkung und möglicherweise tangcntialcr Bewegung des Gaim stimulierbaren Medium eines Gaslasers wie eines ses und sorgt in allen Teilen des Entladungsraumes CGyLascrs ist es notwendig, daß die Moleküle und für eine rasche Zufuhr von kaltem Gas und eine ra-Atomc des Lasergases eine möglichst niedrige ther- 55 seile Abführung von erwärmtem Gas, wodurch sich mische Energie aufweisen, während die Elektronen die abstrahlbare Lascrleistung insgesamt wesentlich und sonstigen Reaktionsprodukte, die durch die Gas- steigert.

entladung auftreten und zur Anregung der Gasatome Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

oder Gasmolckiile führen, einer erheblich hö- dung enthalten die ringförmigen Teilstücke des Gasheren thermischen Energie entsprechen. Zur Errei- 60 entladungsrohres je eine ringförmige Kammer, die chung dieser Abweichung vom thermischen Gleich- einerseits über die öffnungen mit dem Entladungsraum des Entladungsrohres und andererseits mit jeweils einer nach außen führenden Leitung verbunden sind, in den dem Gaseintritt dienenden Teilstücken

gewicht muß das Gas einer fortlaufenden Kühlung unterzogen werden.

Ein Gaslaser der eingangs genannten Art ist in

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»The Physics of Fluids«, Bd. 8, Nr. 9, Sept. 1965, 65 des Entladungsrohres sind die öffnungen entweder

S. 1601 bis 1607, beschrieben. Bei diesem bekannten Laser sind auf einer Seite des Gasentladungsrohres laues dessen Mantel in Achsrichtung verlaufende

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radial gerichtet, oder sie bilden einen Winkel mit der Radialrichtung und/oder mit einer /ur Achse des Gasentladungsrohres senkrechten Ebene und verleihen