DE2224008B2 - Gas-Laser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaslaser der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art, wie er aus IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-4 (1968), 11, S. 908 bis 911 bekannt ist.

Metallionenlaser, z. B. Cadmiumionenlaser, gehören zu den wirksamsten und brauchbarsten Lasern, die im sichtbaren Bereich des Spektrums emictieren. Die Laser nutzen im Regelfall eine Penning'sche Stoßreaktion oder eine loncnaustauschreaktion aus, die durch eine elektrische Entladung in einem Gasgemisch aus dem aktiven Metalldampf und Helium oder Neon erzeugt wird. Bei der Penning'schcn .Stoßreaktion tritt eine Kollision metastabil angeregter Helium- oder Neonatome mit neutralen Metalldamofatomen auf, wobei letztere ionisiert werden. Das ionisierte Metallatom bleibt im angeregten Zustand, und die Oberschußenergie wird durch die bei der Ionisation freigesetzten Elektronen abgeführt.

UiTi einen optimalen Wirkungsgrad in Metallioneniasern zu erzielen, muß der Metalldampf über den größten Teil der Länge der Entladungsstrecke im wesentlichen einheitlich verteilt sein. Zu diesem Zweck wurden beispielsweise eine große Anzahl von das Metall in

ίο fester oder flüssiger Form enthaltenden Seitenkammern in kurzen Abständen voneinander längs des Entladungsrohres angeordnet; vgL AppL Phys. letters Bd. 13 (1968), Nr. 5, S. 169-171. Diese Seitenkammern und der Entladungsbereich des Rohrs wurden dann erhitzt, und zwar in der Regel durch getrennte, individuell steuerbare Heizeinrichtungen, um einen Teil des Metalls zu verdampfen und die Entladungsstrecke auf der Betriebstemperatur zu halten. Zur Schaffung einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung von Metallionen in der Entladungszone zwischen der Anode und der Kathode ist es auch aus Electronics, 4. August 1969, S. 177, 179 bekannt, nur ein extern geheiztes Reservoir für das Metall in der Nähe der Anode anzuordnen und die auftretenden kataphoretischen Effekte (= Substanztransport unter Einwirkung eines elektrischen Feldes) zur Verteilung des Metalldampfes auszunutzen.

Die bekannten Metallionenlaser hatten jedoch eine nur begrenzte Lebensdauer für die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Metalldampfverteilung. Die Ver-

jo schlechterung beginnt nach langen Dauerbetriebsperioden. Außerdem sind die Laser wegen der Röhrenansätze und der externen Beheizungsanordnungen häufig kompliziert aufgebaut und daher kostspielig. In den meisten Fällen führt dieser komplizierte Aufbau auch zu

J5 Handhabungs- und Bedienungsschwierigkeiten.

Ein weiteres Problem bei den bekannten Metallionenlasern besteht in der Entladungserwärmung, welche mit zunehmender Entladungsstromstärke zunimmt. Die Entladungserwärmung kann statistische und unkontrol-

«) lierbare Metallmengen aus den Reservoiren verdampfen und kai.η die ursprünglich gleichmäßigen Metalldampfverteilungen stören. Dieses Verhalten macht die Steuerung und Einstellung der äußeren Heizanordnungen während des Betriebs relativ schwierig. Hierher gehört auch beispielsweise der aus IEEE )ournal of Quantum Electronics QE-4 (1968), S. 908 bis 911 bekannte Gaslaser, bei dem Joddampf als der aktive Dampf zunächst von einer äußeren, an einen Rohransatz angeschlossenen Quelle in das Entladungsrohr eingebracht wird. Zum Erhalt bester Emissionsverhältnisse soll dann dieser Dampf im Gleichgewicht stehen mit weiterer, im Entladungsgefäßinnern befindlichem verdampfbarem Material, nämlich mit Jodkristallen, die an der Gefäßinnenwandung in ringförmiger Verteilung niedergeschlagen sind. Nachteilig bei der bekannten Laseranordnung ist aber, daß zunächst eine zusätzliche äußere Quelle für den aktiven Dampf nebst benötigter Quellentemperatursteuerung erforderlich ist und weiterhin die Verhältnisse insofern unkontrollierbar schwanken, als die Anzahl der Jodkristalle, sowie deren Größe und Verteilung auf der Entladungsgefäßinnenwandung ebenfalls unkontrollierbar schwanken.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Anordnung so zu treffen, daß keine äußere Quellen für das aktive Dampfmaterial, ebenso auch keine zusätzlichen äußeren !Beheizungen für die Erzeugung des aktiven Dampfes erforderlich sind, also die Entladungserwärmung hierfür heranzuziehen, gleichwohl aber sicherzustellen, daß

keine statistische und unkontrollierbare Schwankungen in der angestrebten Gleichförmigkeit der Verteilung des aktiven Dampfes längs der Entladungsstrecke auftritt

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist für den einleitend beschriebenen Laser im Kennzeichen des -, Anspruchs 1 angegeben.

Erfindungsgemäß bildet daher auf genau definierten Abschnitten längs der Entladungsstrecke das Dampfquellenmaterial selber die seitlichen Begrenzungsflächen für die Gasentladung. Es wird daher durch die _u) Gasentladung erwärmt und kann wegen der solcherart definierten Verhältnisse auch entsprechend definiert verdampfen, wobei die Verdampfungsgeschvvindigkeit sehr einfach durch die Entladungsstromstärke geregelt werden kann. Die Anordnung ermöglicht des weiteren ι <s auf sehr einfache Weise einen unerwünschten Niederschlag des verdampften aktiven Materials an anderen Stellen der Innenwandung längs der Entladungsstrecke, da auv.-h diese Stellen durch die Entladung hinreichend warm gehalten werden können, um einen Niederschlag zu verhindern.

Besonders einfach läßt sich dieses dadurch erreichen, daß die das verdampfbare aktive Material enthaltenden oder aus diesem bestehenden Ringelemente durch hohlzylindrische Glieder, deren Innendurchmesser kleiner ist als der der zentralen öffnung der Elemente, längs der Entladungsstrecke gehalten werden. Hierdurch wird die Entladungsstromdichte im Bereich der Ringele ienie, aus denen das aktive Material abc' , mmicr als längs des übrigen Teils der Entladungsstrecke, so daß » sich dort die Begrenzungswände der Gasentladung stärker erwärmen und einem unerwünschten Materialniederschlag entgegenwirken.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt jϊ

F i g. 1 eine schematische Schnittansicht eines Laserrohrs, das in der Wechselwirkungszone zwischen Gasentladung und gasförmigem aktiven Mediu..i eine alternierende Folge von rohrförmigen Abstandshaltern und das aktive Material enthaltenden Ringelementen 4<> aufweist,

F i g. 2 eine Schrägansicht eines Ringelements des Lasers nach Fig. I, das bei körperfestem aktiven Material aus diesem selbst besteht,

F i g. 3 eine Schrägansicht eines abgewandelten Ringelements, das für nicht körperfeste aktive Materialien geeignet ist.

Der in F i g. 1 dargestellte Laser weist ein oder mehrere Ringelemtnte (14; 34) auf, die aus einem verdampfbarer, aktiven Material bestehen Gder letzteres in Hohlzonen enthalten. Die Ringelemente haben zentrale öffnungen, welche Abschnitte der Laser-Wechselwirkungszone bilden. Die durch die Stärke des zugeführten Entladungsstroms steuerbare Entladungswärme verdampft Teile des Materials aus den Ringelementen und bewirkt eine einheitliche Verteilung und eine stabile Steuerung des aktiven Dampfes über den größten Teil der Wechselwirkungszone.

Bei verdampfbaren aktiven Medien in körperfester Form, z. B. Cadmium, werden diese Ringelemente (14,4 bis 14/^aus dem aktiven Material selbst hergestellt. Sie bilden dann starre, in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnete Abschnitte des Innenraums der Entladungsröhre. Für aktive Medien, wie Selen oder Schwefel, welche in der Regel flüssig oder pulverförmig vorliegen, weist jedes Ringelement (344 bis Ϊ4Ο) c'"i. das aktive Material enthaltenden Gehäuse auf. jedes Gehäuse hat wie die Festkörperelemente eine zentrale Öffnung, die mit den übrigen entlang des Innenzylinders des Entladungsrohrs ausgerichtet ist, wobei jedoch, anders als bei den Festkörperelementen das Gehäuse eine Perforation zum Rohrinnenraum aufweist. Durch die Perforation kann das aktive Material in dampfförmigem Zustand in das Rohr eindringen.

Die für eine stabile Ausgangsleistung des Lasers bei gegebenem Entladungsstrom erforderliche Aufheizzeit kann durch Verringerung des Abstandes z-.vischen den aktiven Ringelementen 14, 34 im Entladungsrohr 11 beträchtlich verkürzt werden. Dadurch verringert sich die Diffusionszeit für die erforderliche Konzentration des aktiven Dampfes im Entladungsbereich, in dem stimulierte Emission auftritt.

Bei dem an Hand F i g. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Cadmiumionenlaser mit rohrförmigen Abstandshaltern ISA bis 15E und mehreren ringförmigen Cadmiumelementen 14/4 —14£ die hintereinander in ein Außenrohr 11 eingesetzt und mit dieser fest verbunden sind, wobei das Außenrohr nur Seitenarme zur Aufnahme einer Kathode 19 und einer Anode 16 aufweist, welche die notwendige Entladung bewirken. Es werden keine äußeren Heizanordnungen und keine anderen Seitenarme bzw. Ansätze zur Bildung von Reservoirs für das Cadmium benötigt. Alternativ können ringförmige Kathoden- und Anodenelemente in die Röhre eingesetzt werden, wodurch Seitenarme vollständig fortfallen und eine billige und kompakte Laseranordnung ermöglicht wird.

Das Außenrohr 11. das außer zur Aufnahme des Gasgemisches aus aktivem Dampf zur Aufnahme eines HiIFs- oder Puffergas dient, besteht aus Quarz- oder Hochtemperaturglas und weist Quarz-Endfenster 12 und 13 in einer antiparallelen Brewster-Winkel-Orientierung auf. Die rohrförmigen Abstandshalter 15,4— 15£" bestehen ebenfalls aus Quarz oder Hochtemperaturglas und bilden zusammen mit den Ringelementen 14A bis 14D äquidistante Abschnitte der Laserbohrung längs der Entladungsstrecke des Rohres 11. Die Entladung im Gasgemisch wird von einer üblichen Anregungsschaltung bewirkt, welche eine Reihenschaltung aus einer Anode 16, einem Widerstand 17, einer Spannungsquelle 18 und einer Kathode 19 umfaßt.

Die stimulierte Emission wird durch die Entladung ausgelöst, welche das aus den Ringelementen 14 verdampfte Cadmium ionisiert. Der Gradient des elektrischen Feldes längs der Entladungsslrecke bewegt die positiven Cadmiumionen in Richtung des Bereichs der Kathode 19. Es werden metastabil angeregte Heliumatome gebildet, welche eine Besetzungsumkehr im ionisierten Cadmium fördern, und zwar offensichtlich durch eine Stoßreaktion, bei der geeignet erhöhte Energieniveaus des Cadmiumions besetzt werden und die Überschußenergie des metastabilen He-Zustands freien Elektronen mitgeteilt wird. Die stimulierte Strahlungsemission kann sich nun bei der Resonanzwellenlänge ergeben.

Die Erwärmung des Cadmiumringelements durch die Entladung führt zu einer gleichmäßigen Verteilung des Cadmiumdampfs über den größten Teil der Entladungsstrecke. Daher ist auch die stimulierte Emission über den größten Teil des Rohres gleichmäßig, und es wird ein optimaler Wirkungsgrad erreicht. Außerdem ermöglicht der aus Abschnitten zusammengesetzte Laser eine stabile Steuerung des Cadmiumdampfdrucks durch einfache Eins'.ellung des Entladungsstroms. Dadurch werden die Probleme, die den meisten bekannten, heizungsgesteuerten, mit Reservoiren versehenen Cad-

miumionenlasern anhaften, ausgeräumt. Diese Probleme bestehen vor allem darin, daß die durch die Entladung erzeugte Wärme eine gleichmäßige Cadmiumverteilung insbesondere bei hohen Entladungsströmen stört. )

Der beschriebene Laser kann durch geeignete Wahl der den optischen Resonator bildenden Reflektoren 21 und 22 so betrieben werden, daß er ein brauchbares Ausgangssignal bei 44!,6 nm oder bei 325,0 nm oder bei beiden Wellenlängen entwickelt. Die Reflektoren μ können als dielektrisch belegte Mehrschichtreflektoren oder als reflektierende Prismen (nicht gezeigt) ausgeführt sein. Sie können auch im Inneren des Rohres 11 angebracht sein. In jedem Falle ist einer der Reflektoren wie üblich teildurchlässig, um ein Auskoppeln eines Teils ,; der kohärenten Strahlung zu ermöglichen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 hat das Rohr 11 einen Innendurchmesser von etwa 10,0 mm. Die Cadmium-Ringelemente 14 und die Abstandshalter 15 passen genau in die lichte Weite des Rohrs 11. Dadurch 21; wird verhindert daß die elektrische Entladung längs der Innenwand des Rohres 11 verläuft und außerdem wird eine stabile Halterung der Einsätze im Rohr 11 gewährleistet. Andererseits ist es zweckmäßig, die Einsätze mit ausreichendem Spiel auszuführen, um den r> Zusammenbau zu erleichtern und der thermischen Expansion Rechnung zu tragen, die während des Hochtemperaturbetriebs auftreten kann. Außendurchmesser von angenähert 9,5—9,8 mm für die Cadmiumringelemente 14 und die Abstandhalter 15 können für .':> beide Zwecke geeignet sein. Der Durchmesser der Innenbohrung der Abstandshalter 15 wird entsprechend der gewünschten Laserbohrung, beispielsweise bei etwa 2.0 mm gewählt. Die Abstandshalter 15 haben, mit Ausnahme des Abstandshalters 15£ eine Länge von j> etwa 6.0 cm.

Die Cadmiumringelemente 14, deren Aufbau am besten aus F i g. 2 erkennbar ist werden aus reinem Cadmium der gewünschten Isotopen-Mischung. vorzugsweise aus dem Isotop CD 114, oder aus natürlichem w Cadmium hergestellt. Letzteres ist billiger, führt jedoch zu einer gewissen Verstärkungseinbuße. Die Ringelemente 14 sind etwa 6.0 mm lang und haben einen um etwa 1,0 mm größeren Innendurchmesser als die Innenbohrung der Abstandhalter 15. Dies ermöglicht, daß nach langen Dauerbetriebsperioden ein Cadmiumniederschlag bei den Ringelementen 14 deswegen entstehen kann, weil jedes Cadmiumringelement mit Ausnahme des der Anode am nächsten liegenden Elements 14D. auch als Senke und nicht nur als Quelle dient, und zwar auf Grund eines kataphoretischen Transportes der positiven Cadmiumionen in Richtung Kathode.

Die Cadmiumringelemente 14, die alle in der in F i g. 1 dargestellten Weise mit derselben größeren Innenbohrung versehen sind, vermeiden alle schädlichen Auswirkungen eines Cadmiumniederschlages längs der Entladungsstrecke. Alternativ können die Innenbohrungsdurchmesser der Ringelemente 14 von dem Bohrungsdurchmesser für das Element 14D(2,0 mm) progressiv bo zu einem Maximaldurchmesser von etwa 3.0 mm bei dem Element 14/4 vergrößert werden. Tatsächlich ist kein Schema für den Betrieb des Lasers wesentlich, jedoch sind beide Schemata für die Entwicklung eines stabilen, ununterbrochenen Ausgangssignals über große M Lebensdauer wirksam.

Es ist bekannt daß Cadmiumdampf nach via Kataphorese erfolgtem Durchtritt durch die Entla dungszonc des Cadmiumlasers wieder kondensiert und sich vorzugsweise an den kälteren Stellen des Rohrs niederschlägt, d. h. beim dargestellten Laser im Bereich unter der Kathode 19. Um zu verhindern, daß sich dort das Cadmium niederschlägt und die Entladung gegebenenfalls stört, kann es erwünscht sein, diesen Bereich in der gezeigten Weise durch eine Heizquelle 24 und eine Heizwicklung 25 unabhängig zu erwärmen. Dadurch wird bewirkt, daß sich das Cadmium außerhalb der Entladungszone und in der Nähe des die Kathode 19 enthaltenden Seitenarms niederschlägt Überdies kann es vorteilhaft sein, einen relativ kalten Seitenarm (nicht dargestellt) an den Kathodenseitenarm anzusetzen, in dem das verbrauchte Cadmium gesammelt wird. Diese Anordnungen können wahlweise verwendet werden, denn es gibt bereits im Stande der Technik andere wirksame Einrichtungen, mit denen ein Niederschlag von verbrauchtem Cadmium in unerwünschten Bereichen der Entladungsröhre verhindert werden kann und die weder eine getrennte Heizquelle noch zusätzliche Seitenarme benötigen.

Das oben beschriebene Laserrohr, das aus 5 Abstandshaltern ISA—15£"und 4 Cadmiumringelemenlen 14/4 — 14D aufgebaut ist stellt eine effektive Entladungslänge von 26.4 cm (4 χ 6,0 cm + 4 χ 6,0 mm) zur Verfügung, da die Bohrung des Abstandshalters 15£ auf Grund der zur Kathode gerichteten Kataphorese kein Cadmium enthält Deshalb hat Abstandhalter 15E vorzugsweise geringere Länge als die anderen Abstandhalter, um eine maximale effektive Entladungslänge zu erreichen.

Im Betrieb wird der Dampfdruck des Cadmiums in der Röhrenbohrung in erster Linie durch die Temperatur des verdampfbaren Cadmiumringelements 14 bestimmt. Die Entladungserwärmung wird im Regelfall so gewählt, daß sie die Ringelemente 14 gleichmäßig auf etwa 150-300⁰C je nach der Stärke des der Röhre zugeführten Entladungsstroms, erwärmt Diese Temperaturen reichen aus, um die für ein brauchbares Ausgangssignal des Lasers notwendigen Cadmium-Dampfdrücke im Laser zu erzeugen. Dabei sind keine zusätzlichen Cadmium Reservoire oder äußere Heizvorrichtungen erforderlich.

Typische Betriebsparameter bei dem oben beschriebenen Cadmiumionenlaser mit vier aus natürlichem Cadmium bestehenden Ringelementen 14 sind die folgenden: Bei einem Heliumpartialdruck von etwa mbar hat der Laser einen Entladungsstrom-Schwellenwert von angenähert 50,0 mA. Bei einem Entladungsstrom von 60,0 mA betrug die Aufwärmzeit 2—3 Minuten bis zum Erhalt einer stabilen maximalen Ausgangsleistung und die Röhrenlebensdauer 1000 Stunden oder mehr, während denen die Entladung und Ausgangsleistung im wesentlichen gleichmäßig waren. Der Cadmiumpartialdruck erreichte einen geschätzten stabilen Wert in der Größenordnung von 13 - 10~³ mbar. Eine Ausgangsleistung von etwa 7j0 mW bei 441.6 Nanometer oder von etwa ZO mW bei 325.0 Nanometer wurde erreicht

F i g. 3 zeigt ein Ringelement 34. das aktives Material in nicht körperfester Form aufweist und mit Löchern bzw. Perforation zum Erhalt einer ausreichend genauen Kontrolle der Verdampfungsgeschwindigkeit des aktiven Mediums versehen ist Zu den nicht-körperfesten Materialien gehören flüssige, granulatförmige und pulverförmige Stoffe. Außerdem verdampfen einige körperfeste Materialien zu unregelmäßig, wenn sie nicht in einem mit Löchern versehenen Gehäuse aufgenom-

men sind. In I i g. 5 dargestellten Kiiigcletneiiic $4 können /. Ii. als Elemente 34 I— 54/Jdie Ringclcmcnic 14 Λ — 141)bei dem Laser gemäß 1'i g. I ersetzen.

Das Ringelenient 54 weist ein hohles Gehäuse 55 aiii', ilas ihm die erforderliche starre Kaumform verleiht. Das "> Cieliiiiise 55 isl mit verdampfbarem aktiven Material 56 gefüllt. Kin Durchmesser Xl, der mit dem Wechsekvirkiingsbereich des Lasers in Verbindung steht, kann zum Rillen des Gehäuses 55 mit aktivem Material beiuit/t werden. Größe und Form des Gehäuses 55 sind geeignet in gewählt, um das aktive Material 5h im nicht erwärmten Zustand zu begrenzen und bei Verdampfung in die Entladungsz.one eiii/iileilen. Als Durchbruch 57 kann ein einziger durchgehender dünner Schlitz vorgesehen sein, der sich längs des Unifangs der Innenwand des η Gehäuses 55 in der dargestellten Weise erstreckt, oder es kann eine Keihe kleiner Löcher vorgesehen sein. Auch können statistisch verteilte Durchlasse vorgesehen sein, wenn das »Gehäuse« beispielsweise durch eine sehwamnianige oder poröse Struktur ahnliche derjeni ·" gen einer Keramikfrilte gebildet isl, die mit dem aktiven Material imprägniert ist.

I5ei dem in Fig. 5 dargestellten Auslühiiingsbeispicl ist das Gehäuse 55 aus Aluminium hergestellt und nachträglich mit dem verdampfbaien aktiven Material gefüllt. Typische flüssige aktive Materialien, die zur Verwendung in ilen Elementen 54 geeignet sind, sind Quecksilber oder Selen, Ferner könnten auch Schwefel oder Phosphor, die in der Kegel in Pulverform vorliegen, verwendet werden Die (irölie und Form des Ringele- u> mems 54 können denjenigen des Kingelements 14 entsprechen.

Wenn notwendig, kann die Temperatur der aktiven Ringelemente 14 oder 54 im Laser gemäß Fig. 1 eingestellt werden, wenn die durch den Fnlladungs- i> strom hervorgerufene Erwärmung zu groll oder ungenügend ist. Fine Kühlrippe au der Außenseite des Rohrs Il der Fig. 1, die bei jedem aktiven Flemcnt 14 oder 54 angeordnet ist. würde deren Temperatur um ein gewisses Mall herabsetzen; eine Isolierung des gesain- i" ten Bohrungsbereichs würde dessen Betriebstemperatur und damit den Dampfdruck des aktiven Materials heraufsetzen.

In der Regel wird die Lebensdauer des Lasers in erster Linie durch die Aufbrauchgesihwindigkeit des )■> aktiven Materials der Ringelemenle 14 oder 54 bestimmt, fiel dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erschöpft sich das der Anode am nächsten gelegene I lenient (Element MDoiler 54/JJ¹ am schnellsten, da ihm kein aktiver Dampf vom Bereich der Anode 16 zugeführt wird. Aus früheren Studien läßt sich die Lebensdauer des beschriebenen Cadmiumioneiilasers auf etwa 500—K)OO Stunden pro Gramm Cadmium schätzen. Demgemäß kann die Größe (d. h. länge) der aktiven Ringelemenle aus der notwendigen Lebensdauer des Lasers bestimmt werden.

Obwohl die Ausfuhrungslorm nai.li F i g. I vier aktive Kingelemente zeigt, kann sich die Zahl der verwendeten aktiven Ringcleniente in der Praxis in weitem Umfang ändern. So ist beispielsweise ein lonenlaser mit nur einem Ringelement in der Nähe der Anode realisierbar. Kataphoretischer Transport der aus dem Ringelenient in Richtung der Kathode verdampften aktiven Ionen vermag dabei eine ausreichend gleichmäßige lonemserteilting zu erzeugen. Fs gibt jedoch drei grundsätzliche Vorteile, die für die Verwendung mehrerer, in gegenseitigem Abstand längs des Laser-Wechscluirkiingsbereichs angeordneten aktiven Ringdeuicnle sprechen.

I macht diese Anordnung eine größere Menge an aktivem Material im Laser verfügbar, wodurch die Lebensdauer des Lasers vergrößert wird;

2. miniinalisiert diese Anordnung die Dilliisionszeit des aktiven Materials aus den cntladungsbeheiztcn F.lement 14 ;>der 54 in die Laserbohruiig und verkiir/t dadurch die erforderliche Aufwärmzeit; und

i stabilisiert diese Anordnung den Entgasungsstrom und verringert dadurch die Anforderungen an die Steuerung der Stromzufuhr.

Aus den obigen Erläuterungen wird klar, daß die Aufwäriiiz.eiten, die Röhrenlebensdauern und die gerinnbaren Ausgangsleistungen bei einem Laser mit einer aus mehreren Segmenten aufgebauten Bohrung variiert und gegenüber denjenigen des dargestellten Ausführungsbeispiels wesentlich verbessert werden können, so können die einzelnen Parameter wie llilfsgas-Partialdruck, Durchmesser der Entladungsbohrung. Rohrlänge, ferner Größe. Form und Abstand der aktiven Elemente, variiert werden, um die jeweils gewünschten Charakteristiken des Lasers zu erhalten. Die optimale Abstimmung der Parameter kann experimentell bestimmt werden.

I Iierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !.Laser mit

   — einem gasförmigen aktiven Medium,

   — einem verdampfbaren Materialvorrat als eine Quelle für das gasförmige aktive Medium.

   — einer Gasentladungsstrecke als der Anregungsenergielieferant für das gasförmige aktive Medium und

   — einem die Wechseiwirkungszone zwischen Gasentladung und gasförmigem aktiven Medium begrenzenden rohrförmigen Behälter,

   — wobei das verdampfbare Material an der Behälterinnenwandung angeordnet und der Gasentladung ausgesetzt ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   — der Behälter (11) im Bereich der Wechseiwirkungszone mit hohlzylindrischen Gliedern (15) ausgekleidet ist, zwischen denen sich wenigstens ein Ringelement (14; 34) befindet, das entweder aus dem verdampfbaren Material (14) selbst besteht oder ein hohles Gehäuse (35) aufweist, das zur Aufnahme eines nicht in körperfester Form vorliegenden (z. B. pulverförmigen) verdampfbaren Materials (36) geeignet ist, wobei das Gehäuse mit öffnungen (37) für den Austritt des verdampften Materials in die Wechselwirkungszone versehen ist.
2. 2. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (14; 34) den größeren Innendurchn asser als die hohlzyündrischen Glieder (15) hat.
3. 3. Laser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gegenwart mehrerei', je durch hohlzylindrische Glieder (15) getrennter Ringelemente (14; 34) das der Ga^entladungskathode nächst benachbarte den größten Innendurchmesser hat.
4. 4. Laser nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gegenwart mehrerer Ringelemente (14; 34) diese in je gleichern Abstand voneinander längs der Wechselwirkungszone angeordnet sind.
5. 5. Laser nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (14) aus Cadmium als das verdampfbare Material besteht.