DE2333951A1 - Gasentladungslaser und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents
Gasentladungslaser und verfahren zur herstellung desselbenInfo
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Description
PHN. 6428.
Mont/Va/RV. Dr. !'?r:>ert Sthplj
Fai ,t-nlsi) ua Jl
fcimel&r: N. Y. Philips Gioeilampenfabrieken
Akie No.j PHN- 6428
Akie No.j PHN- 6428
Anmeldung vom: 2. Juli 1973
Gasentladungslaser und Verfahren zur Herstellung desselben.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasentladungslaser, bei dem die Reflektorplatten direkt von einem Hohlisolator
getragen werden, wobei die Auflageränder für diese Reflektorplatten
aus je zwei an jedem Ende des Hohlisolators in bezug auf dessen Achse zentriert entgegengesetzt gerichteten, geschliffenen kegeligen Oberflächen
bestehen, derart, dass die Auflageränder im Schnitt stumpf sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren aur
Herstellung eines derartigen Gasentladungslasers.
Eine Bauart der obengenannten Art bildet u.a. den Gegenstand der filteren niederländischen Patentanmeldung 7107211
(PHN. 5645). Es handelt sich hier um einen Infrarotlaser für eine
Wellenlänge von 10,6 /am. Der Durchmesser des Quarzrohres, an dem
die Auflageränder geschliffen sind, beträgt 18 mm und die Länge 2 m.
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Der halbe Spitzenwinkel jeder der kegeligen Oberflächen beträgt 60 - 75°· Die Parallelität der beiden Auflageränder ist genauer
als etwa 30". Für Rohre mit einem erheblich kleineren Durchmesser und einem Innendurchmesser von höchstens einigen Millimetern ist
eine derartige Bauart nicht geeignet, weil bei diesem kleinen Innendurchmesser die kegeligen Oberflächen nicht in einem Aufspannungsvorgang geschliffen werden können.
In der älteren niederländischen Patentanmeldung (PHN. 5644) sind doppelkegelige Auflageränder an einem Quarzrohr
mit einem Durchmesser von 35 mm und einer Länge von 130 mm geschliffen.
Innerhalb dieses Rohres befindet sich ein Quarzrohr mit einem Aussendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 1 mm
und einer etwas geringeren Länge. Das Innenrohr ist durch Querrohre mit Elektrodenräumen ausserhalb des weiten Rohres verbunden. Durch
das enge Rohr verläuft die Entladung eines He-Ne-Lasers für 6328 X.
Im Zusammenhang mit der erzielbaren Verstärkung und der Beschränkung auf einen einzigen transversalen Schwingungsmodus muss für einen
derartigen Laser der Innendurchmesser klein sein. Die Auflageränder am Aussenrohr sind in bezug auf den Kanal im Innenrohr zentriert.
Beim Aufspannen auf die Schleifbank werden die Spitzen in dem Innenrohr
angeordnet, so dass die Schleifränder in bezug auf das Innenrohr zentriert werden. Die beschriebene Bauart macht es notwendig,
Reflektorplatten zu verwenden, deren Durchmesser nicht nur wesentlich grosser als der Durchmesser des Entladungskanals, sondern auch
viel grosser als der Aussendurehmeβser dieses Kanals ist. Dies hat
zur Folge, dass der Preis dieses Gebildes verhältnismässig hoch ist, auch infolge der beiden ineinander liegenden Rohre. Insbesondere für
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die Anwendung in nichtprofessionellen Geräten ist dies nachteilig.
Die Erfindung bezweckt, eine Bauart für einen Gasentladungslaser zu schaffen, die einfach ist und, gleich wie die bekannten
Bauarten, mit einfachen Hilfsmitteln hergestellt werden kann, wodurch der Preis niedrig gehalten werden kann.
Bei einem Gasentladungslaser, bei dem die Reflektorplatten direkt von einem Hohlisolator getragen werden und bei dem
die Auflageränder aus je zwei an einem Ende des Hohlisolators in bezug auf dessen Achse zentriert entgegengesetzt gerichteten, geschliffenen
kegeligen Oberflächen bestehen, derart, dass die Auflageränder im Schnitt stumpf sind, wird nach der Erfindung der Isolator
durch ein enges Glasrohr mit verhältnismässig grosser Wandstärke gebildet, innerhalb dessen die Entladung verläuft, wobei die Enden
dieses Rohres mit gepressten abgerundeten Rändern versehen sind, an denen geschliffene doppelkegelige Auflageränder angebracht sind,
deren Schnitt stumpf ist mit einem Winkel von mehr als 170" und deren Breite kleiner als die der gepressten abgerundeten Ränder ist.
Beim Pressen der abgerundeten Ränder werden Lehren
der gewünschten Form verwendet, die nach der Erfindung mit je einem
mittleren Dorn versehen sind, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Glasrohres ist. Beim Pressen der Ränder
werden die erweichten Enden des Rohres etwas zusammengedrückt und auf den kleineren Durchmesser der Dorne herabgesetzt, wodurch diese
Enden in bezug aufeinander genau ausgerichtet sind. Die Dorne sind etwas kegelig, um Entfernung aus der Lehre zu ermöglichen. Beim
Pressen werden die Enden des Isolators vorerhitzt, bis sie genügend erweicht sind. Die Lehren werden nicht vorerhitzt. Dies hat den Vor-
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ιρηΠΛΤΡΠ
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teil, dass das kapillare Rohr mit einer erheblich grösseren Toleranz
des Innendurchmessers und auch der Geradlinigkeit als ein kapillares Rohr verwendet werden kann, das über die ganze Länge den gleichen
Innendurchmesser wie an den Enden aufweisen würde. Blenden sehr genau definierten Durchmessers, die die Wirkung des Lasers auf einen einzigen
transversalen Modus beschränken, werden in dieser Bauart beim Pressen gebildet. Weiter werden durch den Pressvorgang gleichzeitig
die Enden der Innenseite abgerundet. Diese Abrundungen sind erforderlich, damit das Rohr auf feststehenden Spitzen gedreht werden kann.
Bei einer nichtabgerundeten, scharfen oder bröckeligen Innenseite,
wie sie bei abgeschliffenen Rohrenden entstehen würde, wäre es nicht gut möglich, das Rohr auf den Spitzen zu drehen.
Das Schleifen der stumpfen Auflageränder erfolgt mit
kleinen sich schnell drehenden Steinen, deren Achsen anfänglich die Achse des Rohres senkrecht schneiden. Bei sich langsam drehendem
Rohr werden die Steine an den beiden Enden so nahe an den Pressrändern
angebracht, dass die noch nicht angetriebenen Steine dieser Drehung folgen werden. Die Steine werden dann angetrieben und über
einen Winkel bis zu höchstens 5* in beiden Richtungen um eine Achse
gedreht, die sowohl zu der Achse der Steine als auch zu der Achse des Rohres senkrecht ist und in einem Abstand von der letzteren Achse
liegt, der gleich dem Halbdurchmesser der Spitze des Pressrandes ist. TJm mit den Steinen genügend nahe an die Achse des Rohres zu gelangen
und Spitzen mit nicht zu kleinem Spitzenwinkel verwenden zu können, werden diese Spitzen auf der den Steinen zugekehrten Seite abgeplattet,
Mit der Bauart nach der Erfindung ist eine Auflage genügender Genauigkeit für die Reflektorplatten eines einfachen He-Ne-
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Lasers im sichtbaren Bereich erhalten. Infolge des kleinen Durchmessers
der Auflageränder brauchen auch nur kleine Reflektorplatten grosser Genauigkeit, flach oder hohl, geschliffen zu werden, wodurch
der Preis günstig beeinflusst wird. Die Achse des Lasers steht senkrecht auf den beiden Auflageflächen bis innerhalb 1· und auch die
Parallelität ist besser als 1', was im Zusammenhang mit dem Einbau
in ein Gerät und den dabei auftretenden Biegungskräften genügend ist.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Figuren 1, 2 und 3 eine Anzahl Stufen der Bearbeitung
des Hohlisolators, und
Fig. 4 die Auflageränder mit darauf angebrachtenReflektorplatten.
In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Rohr aus Borsilikatglas mit einer Länge von 23 cm und einem Aussendurchmesser von 9 mm. Dieses
Rohr befindet sich, in Abweichung von der Zeichnung in vertikaler Lage, zwischen zwei parallelen miteinander fluchtenden Presslehren 2,
die mit Hilfe einer nicht dargestellten Druckvorrichtung genau axial
aufeinander zu bewegt werden können. In der Mitte jeder Lehre befindet sich ein mittlerer Dorn 4 mit einem Durchmesser von 1,4 mm» während
der Innendurchmesser der Oeffnung im Rohr 1,7 mm beträgt. Der mittlere
Dorn weist einen halben Spitzenwinkel von 30· auf. Nach genügender
Erweichung der Rohrenden mit Hilfe von Brennern 6 werden die Lehren aufeinander au bewegt, wobei die Pressränder 7 (siehe Fig. 2) gebildet
werden und das zugehörige Ende des Rohres auf einen Durchmesser
von 1,4 mm gebracht und das Ende bei 9 abgerundet wird.
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Fig. 2 zeigt, wie an einem Ende die Spitze 10 in das
Rohr gebracht ist und wie ein Schleifstein 11 mit einer Achse 12 gegen den Pressrand 7 gedruckt ist. Der Schleifstein 11 kann sich
nicht nur mit grosser Geschwindigkeit um seine eigene Achse 12, sondern auch um die zu der Zeichnungsebene senkrechte Achse 13
drehen.
In Fig. 3 ist mit gestrichelten Linien dargestellt, wie mit einem übertrieben gross angegebenen Ausschlag der Stein 11
seine äuseeren Lagen einnehmen kann.
Fig. 4 zeigt, wie die beiden Reflektorplatten auf die
Auflageränder aufgelegt sind. Die Pressränder weisen einen Aussendurchmesser
von 8 mm und eine Höhe von 0,2 mm auf. Die Schleifränder
14 und 15» die je dadurch erhalten sind, dass der Stein 11 über einen
Winkel von 1* gedreht wird, weisen eine Breite von 75/um auf. Von der
H3he des Pressrandes 7 wird dabei etwa 50/um abgeschliffen. Die hohle
Reflektorplatte 16 trägt die dichroitische Schicht 17, während der
flache Reflektor 18 die dichroitieche Schicht I9 trägt. Die Parallelität
der Schnittlinien der Kegelflächen I4 und 15 an den beiden Pressrändern
liegt innerhalb 40"·
Beim Schleifen der Ränder 14 und 15 wird das Rohr 1
mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 Umdrehungen/Min gedreht, während
die Schleifsteine 11 mit einem Durchmesser von 5 m» eine Drehzahl von
54.000 pro Minute aufweisen. Das Schleifen der Auflageränder nimmt etwa 20 Sekunden in Anspruch.
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Claims (6)
- -7- PHN. 6428.PATENTANSPRÜCHE ίGasentladungslaser, bei dem die Reflektorplatten direkt von einem Hohlisolator getragen werden und bei dem die Auflageränder aus je zwei an einem Ende des Hohlisolators in bezug auf dessen Achse zentriert entgegengesetzt gerichteten, geschliffenen kegeligen Oberflächen bestehen, derart, dass die Auflageränder im Schnitt stumpf sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator durch ein enges Glasrohr mit verhältnismässig grosser Wandstärke gebildet wird, innerhalb dessen die Entladung verläuft, wobei die Enden dieses Rohres mit gepressten abgerundeten Rändern versehen sind, an denen geschliffene doppelkegelige Auflageränder angebracht sind, deren Schnitt stumpf ist mit einem Winkel von mehr als 170" und deren Breite kleiner als die der gepressten abgerundeten Ränder ist.
- 2. Gasentladungslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Oeffnung im Glasrohr in der Nähe der Enden kleiner als über den verbleibenden Teil der Länge ist, welche Enden die Transversalmodusstruktur bestimmen.
- 3. Gasentladungslaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Oeffnung im Glasrohr beim Pressvorgang abgerundet sind.
- 4. Verfahren zur Herstellung eines Gasentladungslasers nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Presslehren verwendet werden, die die Form der Pressränder bestimmen und mit je einem mittleren Dorn versehen sind, dessen Durchmesser kleiner als das Innere des Glasrohres ist und der etwas kegelig ist.
- 5. Verfahren zur Herstellung eines Gasentladungslasers nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass Schleif-0 9 8 8 5/0990-8- PHK. 6428.steine verwendet werden, die im Ausgangszustand die PressrSnder berühren und deren Achsen im Ausgangszustand die Achse des Glasrohres senkrecht schneiden und die in beiden Richtungen fiber einen Winkel von höchstens 5* um eine Achse gedreht werden, die sowohl zu der Achse des Steines als auch zu der Achse des Rohres senkrecht ist und die in einem Abstand von der letzteren Achse liegt, der gleich dem halben Durchmesser der Spitze des Pressrandes ist.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dassdie kegeligen Spitzen auf der Seite der Schleifsteine abgeplattet sind.309885/099 0
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