DE2156101A1 - Lasergenerator-Anordnung - Google Patents

Description

LASERGENERATOR-ANORDNUNG

Die Erfindung betrifft eine Lasergenerator-Anordnung, insbesondere eine solche, die ein in der Regel festes aktives Material aufweist, das mit einer optischen Pumpvorrichtung, beispielsweise einer Lampe oder einer Entladungsröhre, gekoppelt ist, und zwar beispielsweise durch einen Reflektor, der um das Material und dessen Pumpvorrichtung angeordnet ist.

Bekanntlich umfasst ein Lasergenerator in der Regel ein aktives Medium, das in einem Fabry-Pe'rot-Hohlraumresonator untergebracht ist, der aus zwei Spiegeln besteht, von denen f der eine das Licht teilweise reflektiert und teilweise durchlässig ist, damit ein Teil des Lichts aus dem Hohlraumresonator austreten kann. Das aktive Medium ist einer Pumpvorrichtung, beispielsweise einer Entladungsröhre, zugeordnet, die Lichtblitze abgibt. Um eine von der Entladungsröhre abgegebene maximale Lichtmenge auf dem aktiven Medium zu konzentrieren, d.h. um die Kopplung des aktiven Mediums mit der Entladungsröhre zu verstärken, wird das aktive Medium und die Röhre von

einem Reflektor umgeben.

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Es gibt mehrere Arten von Reflektoren, insbesondere:

- zylindrische Reflektoren mit elliptischem Querschnitt, wobei das aktive Material und die Entladungsröhre auf den beiden Brennlinien des elliptischen Zylinders angeordnet sind;

- zylindrische Reflektoren mit kreisrundem Querschnitt, wobei das aktive Material und die Entladungsrohre ein Maximum des Innenraums einnehmen.

Die Wände der Reflektoren reflektieren das Licht entweder vollkommen, sofern sie beispielsweise aus einer Goldschicht bestehen, oder aber sie streuen es, wenn sie beispielsweise aus einer Magnesiumoxidschicht bestehen, die in einer Hülle mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt verfestigt ist.

Wenn das aktive Material beispielsweise durch das von der Entladungsröhre ausgesandte Licht optisch gepumpt wird, ist die gesamte Energiemenge ziemlich gross, und lediglich ein geringer Teil dieser Energie wird zum optischen Pumpen des aktiven Materials verwendet. Der Rest der Energie wird hauptsächlich in Wärme umgewandelt, die abgeführt werden muss, um zu verhindern, dass thermische Beanspruchungen und Verformungen, insbesondere des aktiven Materials, auftreten, wenn dieses stabförmig ist. Aufgrund derartiger Verformungen kann der Lasergenerator keine stimulierte Emission mehr bewirken.

Zur Abfuhr der Kalorien bestehen mehrere Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit besteht darin, den Innenraum

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des Reflektors mit einem Kühlmedium zu bespülen und auf diese Weise den aktiven Stab und die Entladungsröhre darin einzutauchen. Da jedoch der Abstand, der das aktive Material, die Entladungsrohre und den Reflektor voneinander trennt, nicht an allen Stellen der gleiche ist, erfolgt die Kühlung, insbesondere diejenige des aktiven Materials, nicht auf einheitliche Weise.

Dieser Nachteil wird dadurch behoben, dass um das aktive Material eine Hülle vorgesehen wird, wodurch zwischen dem aktiven Material und der Innenwand der Hülle ein ring- ι ' förmiger Raum von gleichbleibender Starke entsteht, und dass in diesem ringförmigen Raum der Umlauf eines Kühlmittels erfolgt. Auf diese Weise ist die Kühlung des aktiven Materials im wesentlichen einheitlich. Es wurde festgestellt, dass es zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Betriebs der Entladungsröhre notwendig ist, diese auf die gleiche Weise wie den aktiven Stab zu kühlen.

Derartige Lasergeneratoren eignen sich jedoch nicht für die industrielle Verwendung, und sie haben insbesondere " keinen starren und kompakten Aufbau.

Die Erfindung hat die Beseitigung dieser Nachteile zum Ziel.

Gegenstand der Erfindung ist eine Lasergenerator-Anordnuag, bestehend aus einem aktiven Stab, der in einem ersten Raum untergebracht ist, dessen Querschnitt im wesentlichen ahnlich dem Querschnitt des aktiven Stabs ist, um

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zwischen der Wand des Stabs und der Wand des ersten Raumes einen ringförmigen Raum mit im wesentlichen konstantem Durchmesser zu bilden, aus einer Entladungsröhre, die in einem zweiten Raum untergebracht ist, dessen Querschnitt im wesentlichen ähnlich dem Querschnitt der Entladungsröhre ist, um zwischen der Aussenwand der Entladungsröhre und der Wand des zweiten Raums einen ringförmigen Raum mit im wesentlichen konstantem Durchmesser zu bilden, sowie aus einer reflektierenden Schicht, die einen Reflektor bildet, der den Stab und die Entladungsröhre umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Räume in einem transparenten Block enthalten 'sind und die reflektierende Schicht mindestens um einen Teil der äusseren Seitenfläche des Blocks herum angeordnet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung enthält die Beschreibung an Hand einer Zeichnung, in der die Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt entsprechend der Linie BB der Fig. 2 bzw. einen Querschnitt entsprechend der Linie AA der Fig. 1 einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Lasergenerator-Anordnung darstellen.

In der Fig., in denen ein AusfUhrungsbeispiel einer Lasergenerator-Anordnung in verschiedenen Schnittrichtungen veranschaulicht ist, sind gleiche Teile mit den gleichen Ziffern bezeichnet.

In der Beschreibung ist als Lasergenerator sowohl ein oszillierender Lasergenerator, d.h. ein solcher mit einem aktiven Stab, der im Hohlraumresonator angeordnet und einer

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Pumpvorrichtung zugeordnet ist, zu verstehen als auch ein verstärkender Lasergenera.tor, d.h. ein solcher mit einem aktiven Stab, der nur einer Pumpvorrichtung zugeordnet ist, wie dies aus der Schnifctzeichnung 2 hervorgeht.

Der Laserkopf besteht aus einem Block 1 aus transparentem Material und ist in der Regel zylindrisch. Dieser Block hat zwei Räume 2 bzw. 3» die aus zwei Bohrungen bestehen, in denen der aktive Laserstab 4 bzw. die Entladungsröhre 5 untergebracht sind. In der Regel handelt es sich bei den Querschnitten des Stabs und der Entladungsröhre um kreisförmige Querschnitte, und die Räume 2 und 3 werden von Bohrungen kreisrunden Querschnitts gebildet, deren Abmessung etwas grosser als die Abmessung des einen der beiden Teile, d.h. des Stabs bzw. der Entladungsröhre ist, die darin untergebracht werden sollen, so dass zwischen der Aussenwand des betreffenden Teils und der Innenwand der Bohrung ein ringförmiger Raum entsteht, wie beispielsweise die mit 6 bzw. 7 bezeichneten Räume, deren Durchmesser im wesentlichen konstant ist.

Die beiden Hohlräume können im Übrigen zwei Zufuhrungsleitungen 8 bzw. 9 und zwei AbfUhrungsleitungen 10 bzw. 11 für das Kühlmedium aufweisen. Da die ringförmigen Räume 6 und 7 im wesentlichen eine konstante Länge auf der Gesamtlänge der beiden Teile aufweisen, kann das durch sie hindurchfliessende Medium die Teile gleichmässig kühlen.

Der Block 1 mit seinen beiden in den Hohlräumen 2 und 3 untergebrachten Teilen ist in einem Reflektor angeordnet, der

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beispielsweise aus einer reflektierenden Schicht bestehen kann« Um einen kompakteren Lasergenerator zu erzielen und die reflektierende Schicht zu schützen, insbesondere vor in der umgebenden Atmosphäre enthaltenen Oxydationsmitteln, ist der Block 1 so bearbeitet, dass er den gleichen Querschnitt wie der Reflektor aufweist, in dem der Block untergebracht werden soll. So kann der Reflektor dadurch erzielt werden, dass auf der Seitenfläche des Blocks eine infolge Reflektion zurückstrahlende Schicht 12, beispielsweise eine Goldschicht, oder eine infolge Diffusion z\irücks fcrahlende Schicht, beispielsweise eine Magnesiumoxidschicht, die auf dem Umfang verfestigt ist, vorgesehen wird. Diese reflektierende Schicht kann im übrigen durch einen in der Pig. nicht veranschaulichten Aussenmantel geschützt werden.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel hat die den Reflektor bildende reflektierende Schicht 12 die Form eines Rotationszylinders. Die Erfindung gilt jedoch ebenfalls für Lasergeneratoren, bei denen der Reflektor beispielsweise die Form eines Zylinders mit elliptischem Querschnitt hat und der Stab und die Röhre auf den Brennlinien des elliptischen Zylinders angeordnet sind. Im letzteren Fall ist der transparente Block so geschliffen, dass die Seitenfläche eine zylindrische Fläche mit elliptischem Querschnitt ist, wobei die Achsen der beiden Räume auf den Brennlinien verlaufen und die reflektierende Schicht ebenfalls unmittelbar auf der Seitenfläche angeordnet ist.

-Patentansprüche-2 0 a82 3/ 0 9 P ^

Claims (2)

1. Patentansprüche

   1 .) Lasergenerator-Anordnung, "bestehend aus einem aktiven Stab, der in einem ersten Raum untergebracht ist, dessen Querschnitt im wesentlichen ahnlich dem Querschnitt des aktiven Stabs ist, um zwischen der Wand des Stabs und der Wand des ersten Raumes einen ringförmigen Raum mit im wesentlichen konstantem Durchmesser zu bilden, aus einer Entladungsröhre, die in einem zweiten Raum untergebracht ist, dessen Querschnitt im wesentlichen ahnlich dem Querschnitt der Entladungsröhre ist, um zwischen der Aussenwand der Entladungsröhre und der _t | Wand des zweiten Raums einen ringförmigen Raum mit im wesentlichen konstantem Durchmesser zu bilden, sowie aus einer reflektierenden Schicht, die einen Reflektor bildet, der den Stab und die Entladungsröhre umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Räume (2,3) in einem transparenten Block (1) enthalten sind und die reflektierende Schicht (12) mindestens um einen Teil der äusseren Seitenflache des Blocks herum angeordnet ist.
2. 2. Lasergenerator-Anordnung nach Anspruch 1, |

   dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Schicht (12) auf der äusseren Seitenfläche des Blocks (1) aufgebracht ist.

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