DE2352650A1 - Vorrichtung mit elektrisch angeregter gasstroemung - Google Patents

Description

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AVCO CORPORATION, GREENWICH, CONN. / USA

Vorrichtung mit elektrisch angeregter Gasströmung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer gesteuerten Entladung,, um ein gasförmiges Arbeitsmedium molekular anzuregen,, mit einer Wände aufweisenden und einen Hohlraum bildenden Einrichtung«, wobei der Hohlraum einen darin angeordneten Arbeitsbereich

mit einer Gaszuführeinrichtung¹zur Erzeugung eines Stromes des gasförmigen Arbeitsmediums durch den Arbeitsbereich und mit einer Einrichtung, die eine ionisierende Strahlung im Arbeitsbereich hervorruft, um das durch den Arbeitsbereich strömende Arbeitsmedium zu ionisieren.

Eine derartige Vorrichtung umschliesst Hochenergiegasströmungsgeräte, wie beispielsweise Laser, bei denen das gasförmige lasernde Medium angeregt wird, damit durch die kombinierte Wirkung von einer ionisierenden Strahlung und einem elektrischen Feld eine stimulierte Strahlungsemision entsteht.

Auf dem Gebiet der Gaslaserteohnik wurden in den vergang enen Jahren erhebliche Portschritte erzielt, die zu Laserbauweisen mit höherer Energie und grösserem Wirkungsgrad führten. Die Gase, wie Neon, Krypton, Argon, Helium und Mischung derselben, sowie andere Gase, wie beispielsweise Kohlendioxid und Stickstoff, rufen in einem breiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums Laseroszillationen hervor. Ein weites Spektrum von Gasen und Drücken wird bei den heutigen Lasern eingesetzt.

Die Mechanik der meisten Gaslaser einschliesslich der Gasströmungslaser ist gegenwärtig zufriedenstellend bekannt. Das Augenmerk richtet sich gegenwärtig hauptsächlich auf die Anregung des lasemden Gases auf ein Energieniveau, bei dem die Emiaion von Photonen möglich ist, und damit die stimulierte Emi^.on von kohärentem Licht innerhalb eines.Laserhohlraumes als Folge der Energie stattfindet, die vorzugsweise dem lasernden Gas über die

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Nahresonanzkollision mit einem vibratorisch angeregten Treibgas überführt wird. Eine Gaslaserbauart,, der grosse Aufmerksamkeit geschenkt wird, ist der Stickstoff-Kohlendioxidlaser. Bei dieser Gaslaserart wird der Stickstoff auf das erste Schwingungsniveau angeregt und wird die Energie in das obere-Laserniveau des Kohlendioxids vorzugsweise überführt, so dass eine Besetzungsinversion entsteht, die die Laseremision unterstützt« Die EmisäLon von Photonen durch das Kohlendioxid bedingt, dass defesen Moleküle die Energie des unteren Laserniveaus annehmen und die Moleküle in diesem Energieniveau rasch über Gaskollisionen in den Grundzustand zerfallen.

Beim gegenwärtigen Stand der Hochenergiegaslasertechnik resultiert das Lasern (bei dem es sich um die kohärente stimulierte Emission von Lichtenergiequanten handelt) einer Substanz aus derjenigen.Substanz, die auf einem hohen, nicht im Gleichgewicht befindlichen Energiezustand, als Folge der Kollisionen mit einem Treibgas gebracht wurde, das auf ein schwingendes Energieniveau angeregt ist, welches sich eng einem Energieniveau der lasernden Substanz anpasst. . ■ ■■

Das Verfahren zum Anregen des Treibgases kann entsprechend den besonderen Auslegungsparametern eines bestimmten Lasers variieren. So kann die elektrische Anregung in irgendeiner der zahlreidien Formen eingesetzt werden. Eine bekannte Form ist die Radiofrequenz anregung; eine weitere ist die direkte Plasmastromanregung, und eine dritte bekannte Form stellt die Mikrowellenanregung dar. Eine vierte Form benützt einen Elektronenstrahl. Zusätzlich

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ist es möglich,das Treibgas anzuregen, indem es zur Absorption von intensivem Licht einer Frequenz gebracht wird, die dem Abstand de s^-> tiefliegenden Schwingungs-Energieniveaus des Treibgases entspricht.

Bei herkömmlichen, elektronenstrahlangeregten Gasstromgeräten erwies"sich die Massenströmung als ausreichend, um die gesamte verbrauchte und im Gas durch elektrische Entladung abgelagerte Energie wegzuführen. Bezeichnenderweise steht der elektrische Entladungsstromdichtenvector im wesentlichen quer zum Gasströmungsvector und zur optischen Adise. Bei.derartigen Geräten wurde festgestellt, dass flache massive Kathoden nicht zufriedenstellend sind, da die Entladung in Stromabwärtsrichtung verdrängt wird, wo sie das Gas im gewünschten Bereich, beispielsweise dem Arbeitsbereich und/oder dem optischen Hohlraum, nicht wirkungsvoll anregen kann. Dieser Effekt ist wenigstens teilweise eine Folge des Umstandes, dass das E - Verhältnis (das Verhältnis des elektrischen Feldes ⁿ zur Gasdichte) im Kathodenfallbereich dazu neigt, wesentlich grosser als das E - Verhältnis an der positiven Säule zu werden; typisch wird es hoch genug, um eine wesentliche lokale Selbstionisation zu bedingen. Die Selbstionisation, die weitestgehend durch lokale Verhältnisse gesteuert wird, wird durch den Gasstrom stromabwärts befördert. Darüber hinaus,und dies ist wichtiger, werden, da die vorgenannten lokalen Ionisationsbereiche relativ zur Gasströmung eine .nur geringe oder gar keine Geschwindigkeit besitzen, erwärmt, was wiederum zu einem Anstieg des E - Verhältnisses führti mit diesem Anstieg ist eine weit§re Selbstionisation verbunden. Die zuvor beschriebenen

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Effekte bedingen ausser einer Verzerrung der positiven Säule ein unstabiles Entladungsverhalten und Lichtbogenbildung.

Demgegenüber wurde von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung festgestellt, dass Elektroden, die sich durch die Gasgrenzschicht und in den Hauptstrom des Gasflusses durch den Arbeitsbereich erstrecken, die zuvor genannten mit den herkömmlichen Elektroden verbundenen Nachteile beseitigen. Die so angeordneten Elektroden schaffen lokale stationäre Bereiche mit hohen für einen zufriedenstellenden Elektrodenbetrieb günstigen E - Verhältnissen, Diese lokalen stationären Bereiche ⁿ werden nicht stromabwärts getragen, da die hohen lokalen Felder durch stationäre geometrische Effekte anstelle von Effekten durch sich bewegendes Gas beherrscht sind. Darüber hinaus weisen sie im Vergleich zum Stand der Technik, da die durch diese Elektroden geschaffenen lokalen Bereiche stationär sind, eine hohe Geschwindigkeit relativ zum Gasfluss auf und sind damit durch den Gasfluss wirkungsvoller gekühlt.

Erfindungsgemäss wird die Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung dergestalt verbessert, dass eine weitere Einrichtung vorgesehen ist, um eine Spannung quer über im wesentlichen den gesamten Arbeitsbereich anzulegen, wobei diese Einrichtung ein Paar einander gegenüberliegend angeordnete netzartige oder unterteilte Elektroden enthält, die innerhalb der den Hohlraum bildenden Einrichtung in Abstand zu ■ dieser angeordnet und so positioniert und ausgebildet sind, dass das Arbeitsmedium durch die Elektroden strömt.

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Die Elektroden weisen vorzugsweise jeweils eine Vielzahl von elektrisch verbundenen schmalen stangenartigen Bereichen auf, die in Abstand zueinander liegen und im Hauptgasstrom angeordnet sind. Die Ausrichtung der Stangen kann zur Plussachse oder Richtung und/oder zur Achse quer zur Plussrichtung erheblich variieren. Bezüglich der Ausrichtung bei den Anoden ist eine grössere Freizügigkeit zulässig als bei den Kathoden. Für die Anoden, bei denen im Gegensatz zu den Kathoden faktisch jede Ausrichtung möglich ist, ist es wünschenswert, dass der Winkel zwischen der Plussrichtung und den Achsen des Hauptteiles der stangenartigen Bereiche bei wenigstens etwa ^5° liegt. Der Unterschied zwischen den Anoden und Kathoden ist im wesentlichen durch den Unterschied irn Anodenfall und Kathodenfall bedingt, wie sie beispielsweise in folgender Veröffentlichung definiert und im Detail erklärt sind: "Gaseous Conductors: Theory and Engineering Applications", New York, Dover Publications, I958, James D. Cobine. Bei den Kathoden .ist die lokale Selbstionisation viel deutlicher aufgrund des höheren Kathodenfalls ausgeprägt'. Sofern die Stangen oder stangenartigen Bereiche im allgemeinen unter rechten Winkeln zur Flussrichtung angeordnet sind, bilden sie vorzugsweise eine (nicht notwendigerweise flache) Ebene, die an ihrem abstromseitigen Ende enger an der Viand anliegt als an ihrem aufstromseitigen Ende.

Die Konfiguration, der Elektroden ist vorzugsweise bei einem Lasergerät asymmetrisch, um Linseneffekte zu vermeiden. Die Anodenelektrode kann somit mehr oder weniger in Plussrichtung orientierte stangenartige Elenente

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(welche ein Kühlmittel für Hochenergiegeräte aufnehmen können) verwenden, wahrend die Kathodenelektrode mit stangenartigen Elementen versehen werden kann, die eine mehr oder weniger wellenförmige Konfiguration aufweisen und mehr oder weniger quer zur Plussrichtung ausgerichtet sind.

AuführungsforiBen der Erfindung werden anhand der Zeichnung nahefolgend näher· erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise weggebroehene Ansicht der Elektrodeneinrichtung in einem Lasergerät,

Fig. 2 und 3 vergrösserte Drauf- bzw. Seitenansichten der in Fig. 1 gezeigten Kathodenelektrode,

Fig. 4 und 5 vergrösserte Drauf- bzw. Seitenansichten der in Pig. I gezeigten Anodenelektrode,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine andere Anodenkonfiguration ähnlich der nach Fig. 4,

Fig. 7 und 8 vergrösserte Drauf- bzw. Seitenansichten einar weiteren Anodenkonfiguration,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine unterteilte Kathodenelektrode mit einer Vielzahl von Stiften, und

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Pig. 10 eine geschnittene Seitenansicht längs der Schnittlinie 10-10 nach Fig. 9.

In Fig. 1 ist als Beispiel ein Lasergerät gezeigt, in dem die Elektroden angeordnet sind. Onschon die Erfindung in Verbindung mit einem Lasergerät beschrieben wird, versteht es sich, dass sie darauf nicht begrenzt ist und in gleicher Weise bei solchen Vorrichtungen angewendet werden kann, die,obschon sie eine grundsätzlich ähnliche Bauweise aufweisen, für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. So kann es sich beispielsweise um Vorrichtungen zur Erzeugung von Ozon oder anderen chemischen Reaktionen handeln, bei denen eine gesteuerte elektrische Entladung ausgenutzt wird.

Der Laser weist das allgemeine Bezugszeichen 10 auf und umfasst eine Gehäuse oder eine entsprechende Einrichtung 11, die einen Arbeitsbereich 12 bildet. Ein gasförmiges Lasermedium 1-3, wie beispielsweise Argon, Xenon, Krypton oder Mischungen aus C0_p, Np und He, wird dem Arbeitsbereich über den Gaseinlass 14 zugeführt und aus dem Arbeitsbereich über den Gasauslass 15 abgeleitet. Der Arbeitsbereich 12 ist lediglich der Vereinfachung halber im wesentlichen rechteckförmig dargestellt. Er weist einander gegenüberliegende Seitenwände 16 und 17 aus einem passenden elektrisch nichtleitenden Material auf, welche Spiegel 18 und 19 auf-zweckmässige" Weise aufnehmen und halten können, An die Seitenwände sind die einander gegcnuberlxegenden Kopf- und Bodenwände 21 und 22 aus elektrisch nichtleitendem Material befestigt, wobei die Boclenwand 22 mit einer

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Öffnung 23 versehen ist, die sich im wesentlichen über den Abstand zwischen den Spiegeln 18 und I9 erstreckt, und eine Elektronenkanone 2¹I- aufnimmt, durch die ein breitflächiger Elektronenstrahl in den"Arbeitsbereich über ein unperforiertes Elektronenfenster 25 eingeführt wird. Der in der hochevakuierten Elektronenkanone erzeugte Elektronenstrahl ist so wirksam, dass das Hochdruckgas im Arbeitsbereich 12 für nachfolgenden beschriebenen Zweck ionisiert x^rird.

Im Arbeitsbereich wird die Energie der freien Elektronen, die im Gas durch die Ionisation des Elektronenstrahls entstehen, auf einem bestimmten Niveau durch ein elektrisches Feld zwischen den-einander gegenüberliegenden Elektroden 26 und 27 gehalten, die an eine nichtgezeigte Hochspannungsgleichstromquelle angeschlossen sein können. Eine derartige Quelle kann kapazitive Entladungsmittel aufweisen, die durch eine Energiespeisung geladen und durch entsprechende Trigger^- oder Zeitgeber schaltungen betätigt vier den.

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Nach Hindurchtreten der Elektronen durch das gasdichte Elektronenfenster 25 der Elektronenkanone 2¹I-, gelangen die Elektronen durch die maschenartige Anodenelektrode 27, die in Abstand von der Wand 15 durch diese oberhalb des Elektronenfensters 25 getragen wird. Die Anode 27 hat vorzugsweise einen"Querschnittsbereich, der im wesentlichen dem des Arbeitsbereiches entspricht, und erstreckt sich zwischen den Spiegeln 18 und I9 parallel zur Richtung des Gasflusses und ist im Hauptstrom des durch den Arbeitsbereich fliessenrden Gases so ausgerichtet, dass das abstromseitige Ende

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der Anode 27 enger an der Wand 15 liegt als ihr aufstromseitiges Ende. Die genannte Devergens der maschenartigen Anodenelektrode 27 (ebenso wie die ähnliche Divergens der Kathodenelektrode 26) ermöglicht es, dass das durch den Arbeitsbereich fliessende Gas über jedes Teil der Elektrode strömt und hierbei eine Kühlwirkung ausübt, so dass irgendeine Tendenz zur Erwärmung an der Elektrode verringert wird. Auf diese Weise erfolgt die Ionisation des Arbeitsmediums im wesentlichen darüber. Um die Möglichkeit einer unerwünschten Aufheizung insbesondere bei Hochenergiefällen vielter zu verringern, sind die Elektroden vorzugsweise in Form von hohlen Kupferrohren ausgebildet, die an eine Druckquelle für ein Kühlmedium, wie beispielsweise Wasser, angeschlossen werden.

Die in Fig. 1, 4 und 5 gezeigte Anode 27 ist mit hohlen Sammel- oder Verteilungselementen 28 und 29 versehen, die durch hohle Kupferverbindungsrohre 3I verbunden sind. Die Rohre Jl stehen dabei längs der Länge der Verteilungselemente in Abstand voneinander. Die Rohre 31sdurch die ein Kühlmedium strömt, sind weiter unter einem Winkel zur Flussrichtung des Gases durch den Arbeitsbereich angeordnet. Während die Ausrichtung der Rohre nicht kritisch ist, hat sich ein Winkel von generell etwa 45° für Laser anwendungsf alle als zufriedenste und erwiesen. Eine Ausrichtung der schmalen El ektronene letnent e parallel zur optischen Achse wird vorzugsweise vermieden. Das Kühlmedium wird der Anodenelektrode über eine Kupferzufuhrleitung 32 zugeführt, und über die Kupferleitung 33 abgeleitet. Die Anodenelektrode ist fet an der Wand 15 mittels Konsolen oder Abstandhaltern 34 angebracht. Der

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elektrische Anschluss erfolgt zweckmässig über das Kupfer-Wasser-Rohr. Die Ausrichtung der Verbindungsrohre unter einem Winkel zur Gasflussrichtung, wie zuvor beschrieben, ist zur Verringerung der Linsenbildung oder Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften des Mediums vorteilhaft und verbessert im Vergleich zu längen schlanken parallelen Elementen die Strahlqualität. Die Abstandshaltung der Verbindungsrohre ermöglicht, obschon dennoch eine gleichförmige Entladung gegeben ist, nicht nur die Kühlung _rf durch den Gasfluss, sondern schafft weiter eine minimale Beeinträchtigung des Elektronenstrahls, der durch die Anodenelektrode in den Arbeitsbereich gelangt, wo er das dadurch strömende Gas ionisiert.

Die in Fig. 1, 2 und 5 gezeigte Kathodenelektroäe 26 wird fest durch an der gegenüberliegenden Wand angebrachte Tragorgane gehalten und ist mit einem QuerSchnittsflächenbereich versehen^ der dem der Anode gleichkommt. Sie ist in ähnlicher Weise für den gleichen Zweck wie in Verbindung mit der Anodenelektrode erklärt angeordnet. So divergieren die Anoden- und Kathodenelektrode in Richtung des Gasflusses zueinander. Die Kathodenelektrode 26 vielst jedoch, wie dargestellt, eine Vielzahl von Kup.ferrohrleitungselementen 35 auf, die voneinander in Abstand gehalten .und irn wesentlichen quer zur Gasströmungsrichtung und damit im allgemeinen parallel zur optischen Achse angeordnet sind. Wesentlich ist es, darauf hinzuweisen, dass die lange, enge, die zuvorgenannte Elemente bildende Rohrleitung 35 nicht gerade, sondern mit einer Vielzahl von kontinuierlichen Krümmungen versehen ist, wenn sie die Länge des Arbeitsbereiches zwischen den Spiegeln über-

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quert. Somit wird eine "wellige" Elektrode geschaffen, die am besten aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Die welligen Elemente 35 sind an einen Kühlmitteleinlass-und -auslassverteiler 3β und 37 abgeschlossen. Die Elektrode 26 ist fest mit der Wand 21 durch Tragorgane 28 verbunden. Das Element 35a, welches ausserhalb des Betriebsbereiches des Laserstrahls angeordnet ist, kann, wie gezeigt, gerade sein.

Um die Strahlqualität bei Lasergeräten zu verbessern, ist es vorteilhaft, dass die Konfiguration der Anoden-und Kathodenelektrode in bezug aufeinander, wie beispielsweise in Pig. 1 dargestellt, asymetrisch ist. Weiter ist es vorteilhaft, dass die Elektroden für Lasergeräte der in Fig. 2 und 3 gezeigten Kathodenbauweise keine langen schlanken Bereiche parallel zur optischen Achse im Betriebsbereich des Laserstrahles bieten. Andere Konfigurationen sind dem Fachmann natürlich geläufig und im Schutzbereich der Erfindung eingeschlossen.

Obschon in manchen Fällen die Zufuhr eines Kühlmedlums zur Änodenelektrode freigestellt ist, ist die Vorsehung eines Kühlmediums für die Kathode oftmals generell notwendig. Bei Hochenergiebetrieb wird die Zufuhr eines Kühlmediums zu beiden Elektroden dringend empfohlen. Dadurch wird irgendeins Tendenz der Elektroden verringert, eine unerwünschte Ionisation zu erzeugen und im Fe-Il der Vorsehung einer Elektrode nahe dem Elektronenfenster verringert die Aufrechterhaltung eines Elektrodenbetriebs bei niedriger Temperatur die Aufheizung des Elektronenfensters, w.as zu einem frühzeitigen oder nicht vor aus sehbaren

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' Versagen des Elektronenfensters führen kann.

Obsehon die Elektroden typischerweise im vjesentliehen aus Gründen einer einfacheren Herstellung eben sind, können sie auch in Richtung des Gasflusses, gemäss Fig. 5> gekrümmt sein. Dies erleichtert die Anwendung und den Durchlass eines kreisförmigen Laserstrahls im optischen Hohlraum. Obsehon ferner scharfe Ecken an den Elektroden aufgrund ihrer Neigung zur Bogenbildung zu vermeiden sind, braucht das Element 35a ausserhalb des Arbeitsbereiches des Laserstrahls im optischen Hohlraum nicht notwendigerweise unter einem Winkel angeordnet oder ge- · krümmt sein. Wegen der Erwärmung des, Mediums bei Hindurchtreten durch den Arbeitsbereich, ist jedoch die beschriebene Divergens der Elektroden ein praktisches Erfordernis, falls das E' - Verhältnis konstant gehalten werden soll; dabei bedeuten E das elektrische Feld, und η die Dichte des Mediums. Wenn das Medium durch den Arbeitsbereich strömt und durch die elektrische Entladung·erwärmt wird, nimmt seine"Dichte ab. Um daher das E- Verhältnis auf einem konstanten'Wert zu halten ⁿ müssen die Elektroden bei Abnahme der Dichte in einem gewissen Masse divergieren. Die Gleichförmigkeit der Entladung im Arbeitsbereich hängt von E - Verhältnis ab, so "dass natürlich bei nichtkonstantem E - ⁿVerhältnis keine gleichförmige Entladung eintreten ⁿ wird. Da die Entladung die Besetzungsinversion im Laser erzeugt, versteht es sich, dass eine gleichförmige Entladfung über grosse Volumina wünschenswert ist und die Strahlqualität entsprechend dem Masse negativ beeinflusst wird, wie eine nicht gleichförmige Entladung vorliegt. Demzufolge ergibt sich, dass die Divergens der Elektroden ein vorteilhaftes Merkmal darstellt.

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Bei Lasern mit hoher Plussrate kann es aufgrund der Tendenz, dass die Entladung stromabwärts geblasen wird, sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Elektroden über eine ausreichende Wegstrecke versetzt werden, so dass die Entladung an der gewünschten Stelle im Arbeitsbereich stattfindet.

In Fig. 6 ist eine andere Elektrodenkonfiguration dargestellt, die im wesentlichen derjenigen nach Fig. 4 ähnelt. Nach Fig. 6 ist eine Kupferleitung 41 zur Aufnahme und Ableitung eines Kühlmittels so ausgebildet, dass eine Reihe von relativ kurzen, unter einem Winkel von etwa 45° verlaufenden Schleifen 42 entsteht. Der Abstand der die Schleifen bildenden Arme ist nicht kritisch und sollte nur so sein, dass in Verbindung mit der gegenüberliegenden Elektrode eine gleichförmige Entladung im Arbeits-r hereich stattfindet. StahlverStärkungsstangen 4;> und 44 können, wie gezeigt, an die Schleifenbögen und an die Endbereiche der Rohrleitung angelötet X'/erden. Die Elektrode kann divergierend in Abstand von ihrer Tragwand durch entsprechende, nichtdargestel^Lte, Tragorgane gehalten wer» den, wobei die Tragorgane sowohl an den Stahlstangen als auch an der Wand-befestigt siijtd. Hierbei ist die erforderliche Kompensation für die Expansion und Kontraktion der verschiedenen Komponenten zu berücksichtigen.

In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Modifikation dargestellt, bei der die Elektrode mit parallel zur Gasströmungsrlciitung und damit quer zur optischen Achse eine.s Laseis angeordneten Verbindungsteilen 45 versehen ist. Sofern die Erwärmung nicht bedeutend ist, können die

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Verbindungsteile 45 aus schmalen Stahlstangen bestehen, die nahe ihren Enden an parallele Hauptstangen 46 und angelötet oder gesehweisst sind. Ständer (Standoffs) 48, die mit den Hauptstangen 46 und 47. verschweigst sind, tragen die Elektrode in Abstand von ihrer Wand. Die Enden der Verbindungsstangen 45 sind, wie dargestellt, vorzugsweise abgebogen, so dass an den Enden der Verbindungsstangen gekrümmte Oberflächen vorliegen* Dies erweist sich nützlich, um eine Lichtbogenbildung zu vermeiden.

In den-Fig. 9 und 10 ist eine Elektrode der Stiftbauweise dargestellt, die zufriedenstellend gearbeitet hat, Die Elektrode kann im gezeigten.Fall Stife 51 oder dergleichen aus Wolfram mit geringem Durchmesser aufweisen, die dichtend in einem elektrisch nichtleitenden Körper 52 aus einem passenden Materials wie beispielsweise Keramik oder dergleichen,eingebettet und durch eine entsprechende, einen Teil des Arbeitsbereiches bildende Wand getragen sind.

Die Stifte können zvreekmässig"erweise in Kupferrohren 53 eingesenkt sein, die sich über einen weiteren elektrisch nichtleitenden Körper 54 in ein Wärmetauscherabteil 55 erstrecken..Dem Wärmetauseherabteil 55 kann öl zu- und abgeführt werden^ so dass sowohl eine Kühlung und elektrische isolation geschaffen ist. Die Stifte sind sämtlich elektrisch parallel an eine EnergieζufuhrquelIe angeschlossen. In Reihe zu den Stiften können, wenn erforderlich, passend bemessene Balastwiderstände 56 angeschlossen werden. .

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Claims (8)

- 1β - Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Erzeugung einer gesteuerten Entladung, unrein gasförmiges Arbeitsmedium molekular anzuregen, mit einer WSnde aufweisenden und einen Hohlraum bildenden Einrichtung, wobei der Hohlraum einen darin angeordneten Arbeitsbereich hat, mit einer Gaszufuhreinrichtung zur Erzeugung eines Flusses des gasförmigen Arbeitsmediums durch den Arbeitsbereich und mit einer Einrichtung zur Schaffung einer ionisierenden Strahlung im Arbeitsbereich, .um das durch den Arbeitsbereich fliessende Arbeitsmedium'zu ionisieren, dadurch gekennzei chnet, dass weiter Einrichtungen vorgesehen sind, um eine eüektrisdie Spannung quer über im v/esentlichen den gesamten Arbeitsbereich anzulegen, wobei d%e Einrichtungen ein Paar einander gegenüber-angeordnete maschenartige oder unterteilte Elektroden aufweisen, die innerhalb der den Hohlraum bildenden Einrichtung in Abstand zu dieser angeordnet und so positioniert und ausgebildet sind, dass das Arbeitsmedium durch die Elektroden strömt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch jede Elektrode eingefasste Wirkbereich im wesentlichen der durch den

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Arbeitsbereich zwischen den Elektroden gebildeten Fläche gleichkommt, wobei jede Elektrode eine Vielzahl von sehmalen länglichen Bereichen aufweist, die voneinander in Abstand gehalten sind und die Elektroden wirkungsvoll voneinander in Richtung der Strömung des Arbei-tsmediums divergieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der. schmalen Bereiche einer der Elektroden .· asymetriseh zur Anordnung der Schmalbereiche der anderen Elektrode ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge ken η ζ ei c h η e t , dass beide Elektroden mit" Kühlmediumpassagen versehen sind, die an eine Einrichtung zur Durchströmung eines Kühlmediuras durch die Passagen angeschlossen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 4, zur Verwendung bei einem Gaslaser, dadurch g e k e η η -

• zeichnet, dass dieElektroden ein elektrisches Feld zur weiteren Anregung des ionisierten, gasförmigen Arbeitsmediumsschaffen, so dass eine stimulierte Strahlungsemi sä on entsteht, wobei das Medium.einen oberen und unteren Laser^ustand hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5'» dadurch g e k en η zeichnet^ dass die Wände der den Hohlraum bildenden Einrichtung nicht-perforiert sind, und die ionisierende Strahlung in den Arbeitsbereich durch

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eine -der nichtperforderten Wände" und längs einer der Elektroden eingebbar ist, so dass eine im wesentlichen gleichförmige räumliche Verteilung von Sekundärelektronen im Medium, im Arbeitsbereich erzeugt wird, wobei die Sekundärelektronen im Mittel' eine nicht ausreichende Energie haben, um im Medium eine Besetzungsinversion hervorzurufen, wobei die Inversion durch das durch die Elektroden gebildete elektrische Feld geschaffen ist, welches Feld derartig ist, dass die Elektronentemperatur der Sekundärelektronen gesteuert, ist, um ihre mittlere Energie gleichförmig über den' Arbeitsbereich anzuheben, ohne durch selbstregenerative Ionisation dessen Diohte zu erhöhen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Wände eine Laserumhüllung bilden, durch die das gasförmige Medium strömt, wobei die Laserurnhüllung einen Gaseinlass zur Aufnahme des Mediums und einen Gasauslass zur Ableitung des Mediums aufweist, dass ein Laserfenster vorgesehen ist, um eine Überführung der stimulierten Sfcrahlungsemision aus der LaserumhüTlung zu ermöglichen, und dass ein Strahlungsfenster zur Aufnahme und zur Überführung eines breiten Stranlungsbreiches aus ionisierender Strahlung in den Hauptsfcrom des durch den Hohlraum fliessenden Gases vorgesehen ist, wobei die Elektroden durch die Laserurahüllung getragen sind und sich in den Hauptstrom des Gases so erstrecken, dass das durch die Elektroden fliessende Gas diese kühlt.

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8.' Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, .dass die Laserumhüllung sich in den Hohlraum erstreckende Tragmittel trägt und die , Elektroden von den Tragmitteln getragen und von den Wänden in einem grösseren Abstand gehal-ten sind, als irgendeine Gasgrenzschicht, die wahrend der Strömung des Mediums durch den Hohlraum vorliegt.

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