DE2338502A1

DE2338502A1 - Entladungsgefaess fuer einen gaslaser

Info

Publication number: DE2338502A1
Application number: DE19732338502
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Kindl; Heinz Westermeier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-07-30
Filing date: 1973-07-30
Publication date: 1975-02-20
Also published as: GB1481709A; US3916337A; IT1017371B

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8 München 2 3 α JDL 1973

Berlin und München Wittelsbacherplatz 2

vpA 73/1146

Entladungsgefäß für einen Gaslaser

Zusatz zu Patentanmeldung P 2 136 989.1 (VPA 71/1119)

Die Erfindung betrifft ein Entladungsgefäß für einen Gaslaser mit Elektroden zur Erzeugung einer Gasentladung, wo-"bei auf einen isolierenden Abschnitt des Entladungsgefäßes eine zur Bildung eines Strombegrenzungswiderstandes dienende Widerstandsschicht aufgebracht ist.

Im Hauptpatent (Patentanmeldung P 2 136 989.1) ist zur Schaffung einer einfachen, unverlierbaren Zusammenfassung von Entladungsgefäß und dem bei allen Gasentladungsröhren notwenigen Strombegrenzungswiderstand vorgeschlagen worden, bei einem Entladungsgefäß für einen Gaslaser mit einem eine Laserkapillare bildenden Rohrabschnitt und Elektroden zur Erzeugung einer Gasentladung auf einen isolierenden Abschnitt der Außenwand der Laserkapillare eine zur Bildung eines Strombegrenzungswiderstandes dienende Widerstandsschicht aufzubringen.

Bei einem derartigen Entladungsgefäß werden zusätzliche Bauelemente für die Kontaktierung und Halterung des Strombegrenzungswiderstandes nicht benötigt, kann außerdem der Strombegrenzungswiderstand zur Verhinderung von Plasmaschwingungen in unmittelbarerNachbarschaft zur Anode angebracht werden und können vor allem die verschiedensten Laser-

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röhren mit dem gleichen Netzgerät betrieben werden. Darüberhinaua beansprucht die erfindungsgemäße Maßnahme praktisch keinen Raum.

Es hat sich herausgestellt, daß zur Erzielung der genannten Vorteile Weder die Widerstandsschicht stets auf die Außenwand der Laserkapillare aufzubringen ist, noch daß das Entladungsgefäß überhaupt mit einer Laserkapillare versehen sein muß.

Daher wird in'überordnender Weiterbildung der Lösung der Hauptanmeldung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einem Entladungsgefäß der eingangs genannten Art der die Widerstandsschicht tragende Abschnitt ein beliebiges kurzschluß- und durchschlagssicheres Wandungsteil des Entladungsgefäßes ist, ausgenommen die Außenwand einer gegebenenfalls vorhandenen Laserkapillare.

Bei einem erELndungsgemäßen Entladungsgefäß ist der Vorteil eines raumsparend mit dem Gaslaser vereinigten Strombegrenzungswiderstands stets gewahrt, unabhängig davon, auf welchem isolierenden Abschnitt des Entladungsgefäßes die Widerstandsschicht aufgebracht ist; zu beachten ist nur, daß die Gefahr eines Kurzschlusses oder eines Überschlags, beispielsweise einer Gasentladung zwischen der Widerstandsschicht und der Kathode des Entladungsgefäßes, durch ausreichende Isolationsstrecken ausgeschlossen ist. Vorzugsweise ist die Widerstandsschicht in unmittelbarer Nähe der Anode angeordnet,um Plasmaschwingungen zu verhindern.

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Der Unabhängig von der gewählten speziellen Position der Widerstandsschicht erzielte Vorteil einer Raumersparnis fällt besonders ins Gewicht bei kompakten, auf Raumgewinn ausgelegten Gaslaserausführungen mit integrierten Resonatorspiegeln.

Hat ein Entladungsgefäß einen eine Laserkapillare bildenden Rohrabschnitt und sind die Elektroden zur Erzeugung der Gasentladung so ausgebildet, daß eine im Inneren des Entladungsgefäßes angeordnete Kaltkathode die Laserkapillare über einen Großteil ihrer Länge umgibt und eine Anode sich außerhalb des Entladungsgefäßes befindet, so ist besonders günstig die Widerstandsschicht auf der Außenseite des Entladungsgefäßes angebracht. Bei dieser Anordnung ist die Widerstandsschicht hochspannungsmäßig von der Kathode vollständig isoliert, ergeben sich keinerlei Kontaktierungsschwierigkeiten und ist jegliche Berührung mit der unter Unterdruck stehenden Gefäß-Füllung vermieden.

Anhand von in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen eines Gaslasers mit Laserkapillare soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Einander entsprechende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Entladungsgefäßes im Längsschnitt,

Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der Figur 1 in einer teLweise weggebrochenen Draufsicht.

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In Figur 1 ist mit 1 ein aus Glas bestehendes Entladungsgefäß bezeichnet, in dessen einem Boden 2 eine ebenfalls aus Glas bestehende, mit einer kommunizierenden öffnung 3 versehene Laserkapillare 4 vakuumdicht eingeglast ist. Innerhalb des Entladungsgefäßes 1 umgbt eine hohlzylindrische Kaltkathode 5 die laserkapillare 4. Die Kaltkathode 5 ist über eine Zuleitung 17 mit der - nicht dargestellten - Hochspannungsversorgung verbunden. Eine ringförmige Anode 6 ist von außen in,den Boden 2 des Entladungsgefäßes 1 eingeglast, und zwar koaxial zur Laserkapillare 4. Die Anode 5 trägt auf ihrer dem Entladungsgefäß 1 abgewandten Ringseite eine einen Spiegel 7 halternde Spiegelfassung 8. Die Spiegelfassung 8 ist dabei zu Justierzwecken - wie aji sich aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 007 939 bekannt - mit einer plastisch verformbaren, rundumlaufenden Zone 9 geringer Wandstärke versehen und mit einer darübergeschobenen Hülse vor versehentlichen mechanischen Einwirkungen geschützt. Spiegel 7 ist teildurchlässig und als Auskoppelspiegel vorgesehen; ihm gegenüber befindet sich ein zweiter, total reflektierender Spiegel 11. Spiegel 11 wird über eine Führungsglocke 12 in richtiger, paralleler Lage zu Spiegel 7 gehalten und mittels einer Feder 13 dem freistehenden Ende der Laserkapillare 4 angedrückt. Für weitere Herstellungs- und Anordnungseinzelheiten der beschriebenen Gaslaserausführung sei auf die deutsche Offenlegungsschrift 1 934 414 verwiesen.

Zur Strombegrenzung der im Bereich der Brennspannung bekanntlich einen negativen differenziellen Widerstand aufweisenden Gasentladung ist der üblicherweise vorgesehene ohmsche Vorwiderstand (Strombegrenzungswiderstand) als Widerstandsschicht der Außenwand des Entladungsgefäßes 1 aufgebracht, und zwar an dessen anodenseitigenEnde. Die Widerstandsschicht 14 ist einerseits über eine leitende, beispielsweise aus Leitlack

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bestehende Gefäßmanschette 15 und deren Anschluß 16 mit der Hochspannungsversorgung verbunden und reicht andererseits an die ringförmige Anode 6. Zur Verbesserung ihrer Haftfestigkeit könnte die Widerstandsschiclit 14 eingebrannt oder eingesintert werden. Als Schichtmaterial kommt dabei beispielsweise ein Höchstohmwiderstand aus einem Sohicshtgemischlack auf Kohlenstoffbasis infrage, den man dureh Tauchen oder Streichen aufbringt und dann bei maximal 210° G einbrennt.

Grundsätzlich sollte der Strombegrenzungswiderstand su Vermeidung von Plasmaschwingungen räumlich nahe der Anode angeordnet sein. Hierzu braucht man jedoch di® Widerstandsschicht 14 nicht unbedingt an die Anode 6 angrenzen zu lassen, sondern kann sie stattdessen - solange nur Plasma schwingungen nicht auftreten - an ihrem enodenseitigen Ende ebenfalls mit einer leitenden Gefäßiaansohett© 18 abschließen und sie über einen Tioiter 19 mit der Anode β elektrisch verbinden (Figur 2). Eine derartige Abwandlung mit einem verbleibenden Zwischenraum zwischen Anode 6 und Widerstandsschicht 14 empfiehlt sich bei Ga si as er aus.füll«=· rungen, die mit hoher Zündzuverlässigkeit arbeiten sollen.

• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So braucht ein erfindioigsgemäßes Entladungsgefäß weder aus Glas zu bestehen,, noch einen kapillaren Rohrabschnitt zu haben. Auch kann die Widerstandsscliicht. an anderen isolierenden Abschnitten des Entladtmgsgefäßes aufgebracht sein und ist es nicht notwendig, die beiden Elektroden als gefäßinnere Kaltkathode und als gefäßäußere Ringanode auszubilden.

2 Figuren

5 Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.\Entladungsgefäß für einen Gaslaser mit Elektroden zur Erzeugung einer Gasentladung, wobei nach Patent (Patentanmeldung P 2 136 389.1) auf einen isolierenden Abschnitt des Entladungsgefäßes eine zur Bildung eines Strombegrenzung:?.™ Widerstandes dienende Widerstandsschicht aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Widerstands schicht (14) tragende .Abschnitt ein beliebiges kurzschluß- und durchschlagssicheres Wandungsteil des Entladungsgefäßes (1) ist, ausgenommen die Außenwand einer gegebenenfalls vorhandenen Laserkapillare (4).

2. Entladungsgefäß nach Anspruch 1, dadviroh. gekennzeichnet, daß die Widerstandsa^Jiicnt (14) umnitt^rfairr an eine als Anode (6) dienend·» Elektrode reicht»

3· Entladungsgefäß nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wideratandssehiclit (14) durch leitende Gefäßmanschetten (15»18) beidseitig abgeschlossen und über einen Leiter (19) mit der Anode (6) elektrisch verbunden ist, wobei zwischen der /node (6) und der ihr benachbarten Gefäßmanschette (18) ein Zwischenraum verbleibt.

4« Entladungsgefäß naoh einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Entladungsgefäß (1) mit einem eine Laserkapillare (4) bildenden Rohrabschnitt, einer die Laserkapillare (4) über einen Großteil ihrer Länge umgebenden, innerhalb des Entladungsgefäßes (i) befindlichen Hohlkathode (5) und einer außerhalb des Entladungsgefäßes (1) befindlichen Anode (6) sich die Widerstandsschicht (14) auf der Außenwand des Entladungsgefäßes (1) befindet.

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5. Gaslaser mit einem Entladungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Entladungsgefäß (1) Resonatorspiegel (7, 11) des Gaslasers integriert sind.

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