DE2230893A1 - Lasergenerator - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BOR^ DIPL-PHYS. DR. MAN ITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL

DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW 2230893

PATENTANWÄLTE

München, den J^ )_m D'ik/Sv - O 2556

COHPAGIIIE G-ElT]JEiILE D¹ELECi¹EIOITE ¹P¹I, rue la Boetie, Paris G,

Frankreich

Lasörgenerator

Die Erfindung betrifft Lasergeneratoren.

Es sind' Lasergenerfctoren bekannt, welche ein aktives Material enthalten, das in einem Hohlraum angeordnet ist, der durch zwei optische Elemente begrenzt ist, die aus zwei Reflektoren bestehen, von denen einer halbdurchlässig ist, wobei diesem aktiven Medium Pumpeinrichtungen zugeordnet sind. Diese Lasergeneratoren können ebenso im Inneren oder außerhalb von dera Hohlraum zusätzliche optische Elemente wie Prismen, Spiegel oder elektrooptische Zellen aufweisen, Liu beispielsweise das von dem Lasergenerator ausgesandte Bündel abzulenken oder seine Intensität zu modulieren,, Diese Lasergoiiera boren weisen im allgemeinen einen Sockel wie eine optische Bank auf, auf welchem sie befestigt sind, und zwar "auf der einen Seite das aktive Medium und auf der anderen

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üeite 'Trägereinrichtungen, auf welchen ein optisches Element angebracht ist, wobei diese Trägereinrichtungen ;.iit mechanischen !Steuereinrichtungen viie Mikrometerschrauben ausgestattet sind, um die Lage dieser optischen Elenente in bezu-j; auf das aktive Medium einausteilen.

Diese Lasei\;eneratoren weisen den Nachteil auf, CIt₁; sie schwer sind und einen großen Raumbedarf besitzen,,. Darübex'hinaiis bewirken Toi.iperatur abweichungen und Vibrationen oft Verstellungen der Anordnung der optischen Elemente in bezug auf das fiktive HodLiuii.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese üchwierickoiben zu überwinden und einen sehr einfachen und robusten Lasergenerator au schaffen, in welchem die optischen Elemente, welche den Hohlraum begrenzen, und diejenigen, welche im Inneren oder außerhalb von diesem Hohlraum angeordnet sind, in ihrer Stellung leicht einstellbar· sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Lasergenerator mit einem Hohl raum, der aus zwei Reflektoren gebildet ist, mit einem in dem Hohlraum angeordneten aktiven Medium,, mit dem aktiven Medium zugeordneten Pumpeinrichtungen und mit einem zwischen dem aktiven Medium und den Reflektoren angeordneten optischen Element, dadurch gekennzeichnet, daß eine Manschette vorgesehen ist, die mechanisch mit dem einen Teil des Hohlraumes zwischen dem aktiven Medium und dem Reflektor umgebenden aktiven Medium zusammenwirkt, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, welche mit der Wand der Manschette zusammenwirkt, um die Lage des optischen Elementes in bezug auf das aktive Medium zu regeln und daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche mit der Wand der Manschette zusammenwirkt, um die Lage des Reflektors in bezug auf das op bische Medium zu regeln.

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Die Erfindung wird., nachfolgend beispielsweise anliand der Zeichnung "beschrieben; in dieser zeigts

eine Ausführungsforia des erfindungsgemäßen Laser-Generators im Jbcialschnitt.

Die Figur stellt teilweise einen Gaslasergenerator dar, welcher eine Entladungsröhre aufweist, die aus einer Kapillarrohre 1 besteht, an deren einem Ende beispielsweise durch Anschweißen ein rohrförmigen Einsatzstück 2 befestigt ist, dessen Achse mit derjenigen der Kapillarrohre 1 zusammenfällt, wobei dieses Einsatzstück ein Fenster 3 aufweist, welches in bezug auf die Achse unter dem Brewster¹schon Winkel geneigt ist.

Ein bearbeiteter Teil 4 der Außenumfangsfläche des Einsatzstückes 2 ist in einer axial en Durchführung 5 eine Manschette eingesetzt. Die Durchführung 5 ist derart ausgebildet,, daß ihr Durchmesser nur sehr geringfügig größer ist als der Durchmesser, der Umfangsfläche 4 derart, daß eine möglichst enge Umschließung erreicht ist. Die Manschette 6 weist auch eine radiale öffnung 7 auf, wobei die Wand der Manschette 6 in Bereich dieser Öffnung 7 derart bearbeitet ist, daß eine sphärische Fläche ü entsteht, deren Krümmungsmittelpunkt vorteilhafterweise auf der Achse 23 des Laserbündels angeordnet ist, welches die Entladungsröhre verläßt. Eine gewölbte Schale 9 ist derart auf die Manschette 6 aufgesetzt, daß die Öffnung 7 abgedichtet ist, wobei ein leil 10 der Oberfläche dieser gewölbten Schale mit der Oberfläche 8 der Manschette derart zusammenwirkt, daß ein Gelenklager gebildet isto Die gewölbte Schale 9 weist eine Durchführung 13 auf, in welcher oin Stift 12 gleiten kann, wobei die Stellung dieses Stiftes in bezug auf die gewölbte Schale 9 mit Hilfe einer Scheibe .!.'oiitc'oleijt wea?den kann, die mit einer -^lockierschräube 15 äusi uf.tattet icto Ein optisches Element, welches in der l?ip;ur aus

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einem Kristall 11 aus deuteriertem Kaliumphosphat bestellt, ist an dem Stift 12 beispielsweise durch Klebung befestigt. Diejenige Seite des Kristalles 11, welche das Laserbündel aufnimmt, ist im wesentlichen im Krümmungsmxttelρunkt der Fläche 8 angeordnet, wobei dieser Kristall 11 mit zwei nicht dargestellten Elektroden ausgestattet sein kann, welche durch Leiter miteinander verbunden sind, die über eine axiale Durchführung des Stiftes 12 mit einem Impulsgenerator verbunden sind, um die Intensität des vom Lasergenerator ausgesandten Bündels zu modulieren.

Die Manschette 6 weist auf der gegenüberliegenden Seite von der Durchführung 5 eine weitere axiale Durchführung 16 auf, wobei die Wand der Manschette 6, welche im Bereich der Durchführung 16 gelegen ist, in der Weise bearbeitet ist, daß eine sphärische Fläche 17 entsteht. Eine Kalotte 16 ist auf der Manschette 6 in der Weise angeordnet, daß die Durchführung 16 abgedeckt ist, wobei ein Teil 19 der Oberfläche der Kalotte 18 mit der Oberfläche 17 der Manschette 6 in der Weise zusammenwirkt, daß ein Drehgelenk gebildet ist. Ein Prisma 21 ist auf der Kalotte 18 in der Weise angebracht, daß eine Öffnung 20 dieser Kalotte abgedeckt ist, und zwar beispielsweise durch Klebung mit einer ihrer Seiten 22, welche optisch in der Weise behandelt ist, daß ein halbdurchlässiger Spiegelausgang des Laserhohlraums entsteht.

Die Teile 1, 2, 6, 9> 12 und 18 sind vorteilhafterweise aus einem durchlässigen Material hergestellt, welches einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, beispielsweise aus Silizium.

Der nicht dargestellte Teil des Lasergenerators kann in bekannter Weise ausgebildet sein: beispielsweise umfaßt die Entladungsrohre, welche am anderen Ende der k-apillarröhi'e durch ein Fenster abgeschlossen ist, welches unter dem

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Brewster'sehen Winkel geneigt ist, zwei Elektroden, welche in Hülsen oder Zellen angeordnet sind, die mit dem Inneren der Röhre in Verbindung stehen, in welcher ein aktives Medium 2A angeordnet ist, welches aus einem ,Gas "besteht. Diese Elektroden sind mit Pumpeinrichtungen verbunden, welche beispielsweise aus einem Hochfrequenz-Spannungsgenerator bestehen_o Ein auf der Achse der Entladungsröhre angeordneter Spiegel verschließt den Laserhohlraum.

Die verschiedenen Eegelmoglichkeiten, welche die Struktur des in der Figur dargestellten Lasergenerators erlaubt, sind folgendes die Anordnung der Flächen des Kristalls 11 aus deuterierbem Kaliumphosphat in bezug auf die Laserbündelachse 2J kann dadurch geregelt werden, daß die gewölbte Schale 9 auf der Manschette 6 von Hand verschoben wird. Die Entfernung des optischen Elementes 11 von der gewölbten Schale ξ) kann geregelt werden, indem der Stift 12 in der öflung 13 der gewölbten Schale 9 bewegt wird, wobei die Stellung dieses Stiftes 12 mit Hilfe der Schraube 15 arretiert werden kann, in gleicher Weise kann die Ausrichtung der Fläche 22 des Prismas 21 in bezug auf das Laserbündel geregelt werden, indem die Kalotte 18 auf der Manschette 6 von Hand bewegt wird. In demjenigen Falle, in welchem die Teile 6, 9 und 18 aus Silizium bestehen, ist es möglich, die Bearbeitung der Kontaktflächen 8, 10, 17 und 19 mit einer derartigen Genauigkeit durchzuführen, daß eine sehr gleichmäßige Gleitbewegung der gewölbten .Schale 9 und der Kalotte 18 auf der Manschette 6 erreichbar ist, wobei die molekulare Anziehung dazu in der Lage'ist, die leile 9 und 18 in ihrer auf der Manschette 6 geregelten Lage zu halten.

Die obige Beschreibung hat gezeigt, daß der erfindungsgemäße Lasergenerator es ermöglicht, auf sehr einfache Weise die Lageregelung von wenigstens einem Reflektor zu erreichen, welcher den Hohlraum begrenzt, sowie eines optischen Elementes,

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das im Inneren dieses Hohlraumes angeordnet ist. Dieser Lasergenerator ist gegen Vibrationen und Temperaturveränderungen äußerst widerstandsfähig. Er weist darüberhinaus den Vorteil auf, die optischen Elemente gegen Staub zu schützen, welche mit dem Laserbündel zusammenwirken. Der kompakte Aufbau dieses Lasergenerators ermöglicht es, daß er industriell gefertigt wird.

Der oben beschriebene Lasergenerator ist ein Gaslaser, es ist jodoch offensichtlich, daß die Erfindung in gleicher Weise auf .Festkörperlaser oder auf !Flüssigkeitslaser· anwendbar ist.

- Patentansprüche -

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Claims (2)

Patentansprüche

1. jLasergenerator mit einem Hohlraum, der aus zwei Reflektoren

gebildet ist, mit einem in dem Hohlraum angeordneten aktiven Medium, mit dem aktiven Medium zugeordneten Pumpeinrichtungen und mit einem zwischen dem aktiven Medium und den Reflektoren angeox^dneten optischen Element, dadurch gekennzeichn e t, daß eine Manschette vorgesehen ist, die mechanisch mit dein einen Teil des Hohlraumes zwischen dem aktiven Medium und dem Reflektor umgebenden aktiven Medium zusammenwirkt, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, welche mit der Wand der Manschette zusammenwirkt, um die Lage des optischen Elementes in bezug auf das aktive Medium zu regeln und daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche mit der Wand der Manschette zusammenwirkt, um die Lage des Reflektors in bezug auf das optische Medium zu regeln.

2. Lasergenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Regelung der Lage des optischen Elementes aus einer gewölbten Schale besteht, welche das optische Element trägt, daß ein Teil der Oberfläche der gewölbten Schale in einer Gleitbewegung mit einem Heil der Oberfläche der Wand der Manschette derart' zusammenwirkt, daß ein Drehgelenk gebildet ist.

.3· Lasergenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichn e t, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Abstand des optischen Elementes von der gewölbten Schale zu regeln.

4c Lasergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e kennz eichne t, daß die Einrichtung zur Regelung der Lage des Reflektors aus einer Kalotte gebildet ist, welche den Reflektor trägt, daß die Kalotte auf der Manschette derart angeordnet ist, daß sie eine öffnung der Manschette bedeckt, daß ein Teil der Oberfläche der Kalotte mit einem Teil der

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Oberfläche der Wand der Manschette in der Weise zusammenwirkt, daß ein Drehgelenk gebildet ist. '

5ο Lasergenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Medium ein in der Entladungsröhre enthaltenes Gas ist und daß das auf der Seite des Reflektors angeordnete Ende der Entladungsröhre in eine Öffnung der Manschette eingepreßt ist.

6ο Lasergenerator nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette, die gewölbte Schale und die Kalotte aus einem Material bestehen, welches mit dem Material identisch ist, aus welchem die Entladungsröhre besteht.

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