DE2357375C2

DE2357375C2 - Gaslaser

Info

Publication number: DE2357375C2
Application number: DE2357375A
Authority: DE
Inventors: Bruno Gif-Sur-Yvette Godard; Bernard Palaiseau Lacour; Maurice Draveil Michon
Original assignee: GENERALE D'ELECTRICITE 75382 PARIS FR Cie
Current assignee: GENERALE D'ELECTRICITE 75382 PARIS FR Cie
Priority date: 1972-03-17
Filing date: 1973-11-16
Publication date: 1981-12-24
Also published as: FR2175663B2; FR2180439B2; BE796842R; FR2180439A2; NL7303841A; FR2208215B2; FR2177677A2; FR2175663A2; NL7315702A; US3879681A; FR2208215A2; FR2213603A2; FR2213602A2; DE2313185A1; FR2177677B2; FR2216697B2; FR2207370B2; FR2213602B2; FR2216697A2; DE2357375A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Gaslaser der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genarnten Art.

Es sind Gasleser bekannt, die einen das aktive Gas enthaltenden Längshohlraum besitzen und bei denen die elektrische Entladung durch eine fortschreitende Stromwelle erreicht wird, die sich in dem aktiven Medium von einem Ende des Hohlraums zu dem anderen mit einer Geschwindigkeit fortpflanzt, die gleich der Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer angeregten Lichtemission in diesem Hohlraum ist.

Ein derartiger Gaslaser wird in dem Artikel von John D. Shipman Jr., »Traveling wave excitation of high power gas lasers« (Applied Physics Letters, Bd. 10, Nr. 1, S. 3 und 4) beschrieben.

Ein derartiger Gaslaser besitzt eine flache elektrische Leitung, die aus einer Isolierplatte besteht, die zwischen eine erste Metallplatte und eine zweite Metallplatte eingesetzt ist, die verschiedenes Potential führen, und Erregungseinrichtungen zur Erzeugung einer Entladewelle in dieser Leitung. Das aktive gasförmige Medium ist in einem Längsschlitz in der ersten Metallplatte der Leitung in dem Weg der Entladewelle angeordnet. Der Schlitz bildet mit der Entladewelle einen solchen Winkel, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Entladewelle in der Richtung des Schlitzes gleich der Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer angeregten Lichtemission in derselben Richtung ist.

Um eine einwandfrei ebene Entladungswelle zu erreichen, wurde vorgeschlagen, z. B. in der DE-OS 65 132, einen Rand der ersten Metallplatte parabelförmig auszubilden und eine Stromwelle in dieser

Leitung zu erzeugen, indem eine punktförmige elektrische Entladung zwischen diesen Metallplatten in Höhe des Brennpunktes der Parabel erzeugt wird. Die in dem Brennpunkt der Parabel entstehende zylindrische Welle wird an dem Rand in Form einer ebenen Welle reflektiert, die zu der Achse der Parabel senkrecht ist und sich in der Richtung dieser Achse fortpflanzt

Bei jeder beliebigen Art der Erzeugung der ebenen Welle bewirkt diese, wenn sie den in der ersten Metallplatte ausgesparten Schlitz trifft, eine elektrische Entladung zwischen den Rändern dieses Schlitzes. Diese Entladung bewirkt die Erregung des aktiven gasförmigen Mediums, das in dem Schlitz vorhanden ist, so daß eine Laseremission möglich ist Wenn die Energie dieser Laseremission erhöht werden soll, so muß die Energie dieser Entladung erhöht werden, wobei diese von der in der flachen Leitung bei ihrer Aufladung gespeicherten Energie genommen wird. Zu diesem Zweck kann die Oberfläche der Leitung vergrößert die Isolationsstärke zwischen den Metallplatten verringert oder die Spannung, mit der die Leitung geladen wird, erhöht werden. In der Praxis gestattet keine diese- Lösungen, die Energie der Entladung zwischen den Rändern des Schlitzes so zu erhöhen, wie es erforderlich wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es also, einen Gaslaser anzugeben, bei dem die Enrgie der Anregungsentladung quer zum Schlitz deutlich gegenüber bekannten Lasern gesteigert werden kann, ohne daß ein Durchschlag quer zur flachen Leitung zu befürchten ist Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Ju Gaslaser erfindungsgemäß gelöst Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf den Stand der Technik mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert Es zeigen:

F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten bekannten Gaslasers,

F i g. 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines zweiten bekannten Gaslasers,

F i g. 3 und 4 einen Schnitt bzw. eine Draufsicht einer bekannten Ausführungsform des Auslösekreises eines Gaslasers gemäß F i g. 2,

Fig.5 einen Schnitt durch eine früher bereits ·»·> vorgeschlagene Ausführungsform des Auslösekreises eines Gaslasers gemäß F i g. 2,

F i g. 6 im Schnitt einen Ausschnitt aus einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gaslasers,

Fig.7 eine ähnliche Sarstellung wie Fig.6 betref- so fend eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gi.slasers,

F i g. 8 in ähnlicher Darstellung wie F i g. 6 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gaslasers,

Fig.9 bis 11 in ähnlicher Darstellung wie Fig.6 je « eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gaslasers.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Gaslaser (DE-OS 21 65 132). Dieser Laser besitzt eine flache elektrische Leitung, die aus einer Isolierplatte 1 besteht, die *>o zwischen zwei zueinander parallele Metallplatten 2 und 3 eingesetzt ist, die auf verschiedene Potentiale gebracht sind.

Ein Längsschlitz 4 ist in der Platte 2 vorgesehen und soll ein aktives gasförmiges Medium mit normalem <" Druck enthalten. Beispielsweise kann dieses aktive Medium ein Gas w^;r Luft oder Stickstoff unter normalem Druck sein.

Der Laser besitzt Einrichtungen zur Erzeugung von punktförmigen Entladungen in der Isolierplatte 1 in Höhe der Punkte 5, 6, 7 und 8. Diese Punkte liegen in einer Linie, beispielsweise auf einer zu der Richtung 12 des Schlitzes 4 parallelen Geraden. Diese Erregungseinrichtungen besitzen einen Impulsgenerator 10, der mit den Punkten 5, 6, 7 und 8 jeweils über Koaxialkabel 9 verbunden ist.

Die Kabel 9 verschiedener Länge bilden Leitungen mit veränderlicher Verzögerung und übertragen nacheinander auf 5, 6, 7 und 8 einen von dem Generator 10 ausgesendeten Impuls.

Die Umhüllende der Flächen von in dem Dielektrikum in Höhe der Punkte 5, 6, 7 und 8 erzeugten, spärischen Entladewellen ist eine fortschreitende Wellenfläche, die schematisch mit 11 dargestellt ist und mit der Richtung 12 des Schlitzes einen Winkel bildet.

Die fortschreitende Wellenfläche 11 erreicht sukzessive in Richtung des Pfeils 12 die einzelnen Elemente des aktiven Mediums, erregt dieses ?!^rtive Medium und bewirkt eine angeregte Emission, die sich in der Richtung 12 fortpflanzt

Fig.2 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung eines anderen bekannten Gaslasers (DE-OS 21 65 132).

Dieser Laser besitzt eine flache Leitung, die aus einer Isolierplatte 20 besteht, die zwischen einer ersten Metallplatte 22 und einer zweiten Metallplatte 21 angeordnet ist, die auf verschiedene Potentiale gebracht sind.

Die Isolierplatte 20 ist zweckmäßigerweise eine Folie, die man gegebenenfalls mittels einer sehr schematisch dargestellten, mechanischen Vorrichtung 32 aufrollen, abrollen und antreiben kann.

Ein Ende der Platte 22 isl in Form einer Parabel 37 mit der Achse 23, dem Brennpunkt Fund dem Scheitel 5 geschnitten.

Der Laser besitzt Einrichtungen zur Erzeugung einer im wesentlichen punktförmigen elektrischen Entladung in Höhe des Brennpunktes F der Parabel 37. Diese Erregungseinrichtungen bestehen beispielsweise aus einem Hilfslaser 33, der durch ein elektronisches Organ 34 gesteuert wird und Lichtimpulse 35 aussenden kann, die auf die Höhe des Brennpunktes Fder Parabel 37 zu fokussiert sind. Der Gaslaser 33 wird so eingestellt, daß die Lnergie so groß ist, daß die Metallplatte 22 und die Isolierplatte 20 durchschlagen werden können.

Die Anstiegszeit der Entladewellenfront ist zweckmäßigerweise kleiner als das Zweifache der Fortpflanzungszeit einer Entladewelle in der flachen Leitung zwischen dem Brennpunkt F und dem Scheitel S der Parabel (diese Zeit beträgt beispeilsweise etwa eine Nanosekunde).

Anstelle des Hilfslasers 33 kann ein mechanisches Werkzeug zum punktförmigen Durchbohren der Platte 20 oder ein Spannungsgenerator, der in der Platte 20 in Höhe des Brennpunktes F eine Entladung erzeugen kann, oder jede andere ähnliche Vorrichtung vorgesehen sein.

Die Platte 22 besitzt einen Schlitz 30, der sie in zwei getrennte Teile teilt, und in dem ein aktives Lasermedium aufrechterhalten wird.

Wenn es sich um Luft unter atmosphärischem Druck handelt, ist es nicht erforderlich, die das Gas aufnehmende Aus: parung zu schließen. In dem entgegengesetzten Fall kann das gasförmige Medium durch eine isolierende Lamelle 28 eingeschlossen werdsn, die gegenüber dem Schlitz 30 angeordnet ist und beispiels-

weise durch Verkleben auf den beiden Rändern dieses Schlitzes befestigt ist. Eine zweite Lamelle 27, die auf der Isolierplatte 20 angeordnet ist, befindet sich zweckmäßigerweise gegenüber der Isolierenden Lamelle 28. In diesem Fall besitzen die Ränder des Schlitzes > Kröpfungen 29, die zwischen die Lamellen 27 und 28 eingesetzt sind. Die Enden der das Gas aufnehmenden Aussparung sind durch zwei Fenster geschlossen, von denen eines schematisch bei 39 dargestellt ist.

Der Winkel, den die Achse der Parabel mit dem in Schlitz 30 bildet, ist so gewählt, daß sein Kosinus gleich dem Verhältnis der Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer Entladewelle in der Leitung in der durch die Achse 23 bestimmten Richtung zu der Fortpflanzungsgeschwindigkeit einer Lichtemission in der Richtung des π Schlitzes 30 ist.

Die Enden der Achse des Schlitzes 30 schneiden zweckmäßigerweise die Platte 22 an zwei Punkten der Parabei 37.

Ein Reflektor 36, der beispeilsweise aus einer >n Durchbrechung der Platte 22 in Form eines Kreisbogens besteht, der auf den Punkt Fzu zentriert ist, ist auf der dem Scheitel Sentgegengesetzten Seite des Brennpunktes F angeordnet. Seine Querabmessungen werden durch zwei Gerade begrenzt, die Fmit den Endpunkten des Schlitzes 30 verbinden, beispielsweise die Gerade 38.

Dieser Gaslaser arbeitet folgendermaßen:

Zu einem gegebenen Zeitpunkt sendet der Hilfslaser 33 einen Lichtimpuls aus, der die Lamelle 20 in Höhe des Brennpunktes F der Parabel 37 durchbohrt. Die ausgesendete Entladewelle besitzt eine Rotationssymmetrie bezüglich dem Brennpunkt F, wobei der Teil der Entladewellenfläche, der sich in dem durch die Gerade 38 und ihr Homolog definierten Winkel befindet, wird durch den Reflektor 36 reflektiert.

Alle in Höhe des Brennpunktes F ausgesendeten Wellen werden also auf die Parabel 37 zu gerichtet und werden ar. dieser reflektiert. Bekanntlich ist die Parabel für zwei zugeordnete Punkte stigmatisch: Für ihren Brennpunkt F und das Unendliche. Die von F ausgehende und durch die Parabel reflektierten Wellenfläche ist somit eine absolut ebene, zur Achse 23 der Parabel 37 senkrechte Wellenfläche, die durch die Linie 26 dargestellt ist.

Die fortschreitende Entladewelle 26 erreicht somit nacheinander in der Richtung des Pfeils 31 die Atome oder Moleküle des aktiven Gases. Die angeregte Lichtemission geht somit von einem Ende des Schlitzes zu dem anderen in Richtung des Pfeils 31 in derselben Geschwindigkeit wie die fortschreitende Welle 26 in der Richtung dieses Pfeiles vor sich. Dadurch erhält man am Ausgang des Schlitzes 30 eine sehr starke kohärente Laserstrahlung.

Nach der Emission eines Laserimpulses wird die zwischen den Platten 21 und 22 angeordnete Isolierfolie bewegt, in dem sie beispielsweise bei 32 aufgerollt wird, so daß die in Höhe des Brennpunktes Fvorgenommene Durchbohrung über den Punkt S hinaus verschoben wird. Diese Isolierfolie kann beispielsweise aus einem organischen Polymer bestehen, das unter der Bezeichnung Mylar im Handel befindlich ist

Die Erregungsleitung des Lasers ist somit im Betriebszustand.

Mit den oben beschriebenen Ausführungsformen des Auslösekreises können sehr gute Ergebnisse erreicht werden, sie besitzen jedoch einen Nachteil, da es nach jeder Inbetriebnahme des Gaslasers erforderlich ist das die beiden Metallplatten in Höhe des Brennpunktes trennende Dielektrikum auszutauschen.

In dem in den F i g. 3 und 4 gezeigten Lasergenerator gestattet der Auslösekreis die Beseitigung dieses Nachteils.

Der in den F i g. 3 und 4 gezeigte Gaslaser besitzt zwei Metallplatten 101 und 102, die durch eine Platte 103 aus Isoliermaterial voneinander getrennt sind, wobei diese drei Platten so aneinander angelegt sind, daß die Metallplatten 101 und 102 im wesentlichen parallel sind. Die Platte 101 besitzt in einem gewissen Abstand einen Schlitz 104, der diese Platte in zwei getrennte Teile 105 und 106 teilt. Dieser Schlitz 104, der einen ein aktives gasförmiges Lasermedium enthaltenden Hohlraum bilden kann, ist dicht abgeschlossen, und zwar beispielsweise durch zwei Platten aus dielektrischem Material 107 und 108 in der Längsrichtung dieses Schlitzes zu beiden Seiten der Teile 105 und 106 der

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beispielsweise durch zwei optische Fenster geschlossen, deren eines transparent sein kann, und zwar ein optisches Fenster, wie es bei 109 in der Figur dargestellt ist. Die Platte 101 hat einen Rand 110, der so geschnitten ist, daß er eine Parabel mit dem Brennpunkt Fund dem Scheitel 5 bildet Die Schlitz 104 ist in der Platte 101 so gebildet, daß er sich bezüglich des Scheitels S der Parabel hinter dem Brennpunkt Fbefindet.

Die Achse 111 des Schlitzes bildet mit der Achse 112 der Parabel einen Winkel, der nicht Null ist.

Der Lasergenerator besitzt ferner einen Auslösekreis 113, der aus einem Gehäuse 114, das ein Gas, beispielsweise eine Mischung von Stickstoff und Wasserstoff oder SF₆ (Schwefelhexafluorid) enthält und in dem zwei Elektroden 115 und 116 in einer Achse 117 angeordnet sind, die im wesentlichen durch den Brennpunkt F der durch den Rand 110 der Platte 101 gebildeten Parabel läuft Das Gehäuse 114 durchquert die Platten 101 und 102 und besteht aus einem dielektrischen Material. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform besitzt dieses Gehäuse einen Innenmantel 118, der beispielsweise aus einer Glasampulle besteht auf deren Wand die Elektroden 115 und 116 befestigt sind, und einen zweiten Außenmantel 119, der vorzugsweise aus einem um den Innenmantel 118 herum gegossenen Material besteht

Um elektrische Entladungen zwischen der Platte 101 und der Platte 102 zu vermeiden, tritt die Platte 103 aus dielektrischem Material in den Außenmantel 119 bis zu dem Innenmantel 118 ein, so daß ein Teil der seitlichen Außenfläche des Außenmantels 119 den Teil dieser dielektrischen Platte bedeckt der sich gerade ^a dem Umfang des Innenmantels 118 befindet Der Lasergenerator besitzt ferner Einrichtungen zur elektrischen Verbindung der Elektroden 115 und 116 mit der Metallplatte 101 bzw. der Metallplatte 102, und zwar vorzugsweise so, daß die elektrischen Wege zwischen den Elektroden und den Platten jeweils gleich sind Diese elektrischen Verbindungseinrichtungen können beispielsweise aus Metallteilen 120 und 121 bestehen die jeweils einerseits an die Elektroden und andererseits an die Platten gerade an einem Teil des Umfangs des Außenmantels 119 des Gehäuses 114 angeschlossen sind, und zwar nicht an dem Umfangsteil 122 des Gehäuses 114, der eine hohe elektrische Impedanz bildet und beispielsweise aus einem Teil des dielektrischen Materials des AuBenmanteis ί 19 besteht so daß sich die im wesentlichen um den Brennpunkt F herum entstehende elektrische Welle nicht direkt auf den

Schlitz 104 zn fortpflanzt, sondern an dem parabolförmigen Rand 110 der Platte reflektiert wird, bevor sie den Schlitz 104 erreicht.

Fig 5 zeigt eine Anordnung ähnlicher Art gemäß einem früheren Vorschlag (Dt-OS 23 13 185). Die Metallplatten 101 und 102, die zu beiden Seiten der Isolierplatte 103 angeordnet sind, bilden wieder die ebe,*; elektrische Erregungsleitung.

Der Kreis zur Auslösung einer Entladung in Höhe des Brennpunktes F der die Platte ΙΟΙ bildenden Parabel besitzt ein Glasrohr 200, das in einer in den beiden Metallmassen 202 und 203 vorgesehenen Bohrung 201 angeordnet ist, wobei diese Metallmassen auf der Platte 101 bzw. der Platte 102 anliegen. Die Enden des Rohrs 200 sind durch flache Dichtungen 204 und 205 abgeschlossen. Ferner liegt auf der Masse 202 eine Metallplatte 206 auf. Diese Platte sowie die Dichtung 204 werden von einer der Elektroden 207 durchsetzt,

Wahrend diC MaSSC 203 ufiu die L/iChiüfig 2G5 VOn uci'

anderen Elektrode 208 durchsetzt werden. Diese Elektroden sind an der Masse 203 und an der Platte 206 durch Scheiben 209 und 210 befestigt, die durch Schrauben 211 festgespannt sind, wobei zwischen diese Scheiben und die entsprechende Masse oder Platte Wulstringe 212 eingesetzt sind.

Ferner zeigt F i g. 5, daß in die Bohrung 201 um dem Rohr 200 herum sowie in Nuten 214, die auf den einander gegenüberstehenden Flächen der Masse 202 und 203 vorgesehen sind, ein Kunststoff 213 eingegossen ist, so daß dieser einerseits die Isolierplatte 103 an der. nahen Umfang der Bohrung 201 und zwar auf ihren beiden Flächen bedeckt und andererseits mit dem Ende der Platten 101 und 102 in Berührung ist. Die Elektroden 207 und 208 besitzen jeweils einen zentralen Kanal 215, der mit Öffnungen 216 zusammenwirkt, um ein Gas, im vorliegenden Fall Stickstoff, in das Rohr 200 zu leiten.

Ein derartiger Auslösekreis besitzt einen besonders einfachen Aufbau, der einen leichten Zugang zu den Elektroden durch einfaches Lösen der einzelnen Bestandteile ermöglicht. Bei diesem Aufbau können zwei Bedingungen für einen einwandfreien Betrieb des Lasers leicht erfüllt werden: Der Auslösekreis muß eine geringe Induktanz besitzen, damit die Auslösung schnell vor sich geht und eine Welle mit steiler Front in der flachen Leitung erzeugt, Außerdem muß der Auslösekreis an die Impedanz der flachen Leitung angepaßt sein, damit Störreflexionen vermieden werden.

Der in Fig. 6 im Ausschnit und in Schnittdarstellung gezeigte erfindungsgemäße Laser besitzt eine flache elektrische Erregungsleitung, die aus einer Isolierplatte 250 besteht, die zwischen einer ersten Metallplatte 251 und einer zweiten Metallplatte 252 angeordnet ist. In den Platten 251 und 252 ist ein Schlitz 253 bzw. 254 vorgesehen, der jeweils ein aktives gasförmiges Medium, im vorliegenden Fall Stickstoff, enthält. Diese Schlitze sind durch isolierende Lamellen 255 bzw. 256 abgeschlossen.

Eine derartige Anordnung besitzt ferner einen Kreis zur Auslösung einer Stromwelle, wie er anhand von Fig.4 oder Fig.5 erläutert wurde. Fenster, die die Enden der Schlitze 253 und 254 abschließen, und andere Organe, die bereits beschrieben wurden und nicht wiederholt zu werden brauchen.

Wie F i g. 6 zeigt, werden die Metallplatten 251 und 252 durch den Schlitz 253 bzw. den Schlitz 254 in zwei Teiie geteilt, und zwar wird die Platte 25i in die Teile 257 und 2585 und die Platte 252 in die Teile 259 und 2605 geteilt

Die Teile 257 und 259 sind massiv und sind wie oben beschrieben wurde, parabelförmig geschnitten, während die Teile 2585 und 2605. die dem Entladekreis entgegengesetzt angeordnet sind, die ersten Plättchen von außen eines Stapels von leitenden Plättchen bilden, die durch eine Isolation 261 voneinander getrennt sind, die entweder aus einer Folie oder aus einem Harz wie Araldit besteht. Hierbei ist der Teil 2585 den Plättchen 2581, 2582 ... 2584 zugeordnet, während der Teil 2605 den Plättchen 2601, 2602 ... 2604 zugeordnet ist. Die Plättchen mit ungeraden Indizes besitzen eine größere Länge als die Plättchen mit geraden Indizes und die Plättchen ungeradzahligem Index münden in Höhe der Isolation 261 gegenüber den Teilen 257 und 259 der Platten 251 und 252.

Die Plättchen 2581, 2583 und 2585 mit ungeradzahligem Index des Teils 258 sind parallel an die Plättchen

2602 und 2604 mit geradzahligem Index des Teils 260 öTigcScniüSäcii, üiiu uicsc Giuppe ist iuii einem der Anschlüsse eines Erregungsgenerators verbunden. Ferner sind die Plättchen 2582, 2584 mit geradzahligem Index des Teils 258 parallel an die Plättchen 2601, 2603 und 2605 mit ungeradzahligem Index des Teils 260 angeschlossen, und diese Gruppe ist mit dem anderen Anschluß des Generators verbunden. Diese Verbindungen erfolgen über Widerstände R.

Wie F i g. 7 zeigt, besteht eine Abwandlung darin, daß alle Plättchen mit geradzahligem Index jedes der Teile 258 und 260 parallel miteinander verbunden werden, während die Plättchen 2581, 2583 und 2585 mit ungeradzahligem Index des Teils 258 durch eine Lamelle 262 miteinander verbunden sind, die eine Wand des Schlitzes 253 bildet, während die Plättchen 2601,

2603 und 2605 mit ungeradzahligem Index des Teils 260 durch eine Lamelle 263 miteinander verbunden sind.

Widerstände R, ^'gewährleisten fernerden Anschluß derartiger Verbindungen an die Anschlüsse des Erregungsgenerators.

Die Arbeitsweise eines derartigen Lasers ist im ganzen im wesentlichen dieselbe wie die ober beschriebenen Arbeitsweise und wird deshalb nicht wiederholt.

Es ist jedoch zu bemerken, daß die momentanen Potentiale der Teile 257 und 259 bei der punktförmigen Entladung, die zwischen den Teilen 257 und 259 der Platten 251 und 252 in Höhe des Brennpunktes der

Parabel auftritt, im wesentlichen — betragen. Es ergibt

sich also eine mit den Pfeilen Fdargestellte Entladung (Fig. I)-

Die Metallplättchen arbeiten mit der eingesetzten Isolation zusammen, um parallel miteinander verbundene Kondensatoren zu bilden.

Man erhält auf diese Weise hohe Kapazitäten, mit denen eine hohe Leistung mit minimalen Verlusten erreicht werden kann.

Der in F i g. 8 gezeigte Laser besitzt insbesondere eine flache elektrische Erregungsleitung, die aus einer Isolierplatte 300 besteht, die zwischen einer ersten Metallplatte 301 und einer zweiten Metallplatte 302 angeordnet ist, wobei in der Platte 301 ein Schlitz 303 vorgesehen ist, der ein aktives gasförmiges Medium, im vorliegenden Fall Stickstoff, einschließt und durch die isolierende Lamelle 304 verschlossen ist.

Bei dieser Abwandlung sind ferner ein Kreis zur Auslösung einer Stromweüe. die Enden des Schlitzes 303 verschließende Fenster und andere Organe vorgesehen, die an Hand der vorhergehenden Figuren

beschrieben wurden und die hier nichl wiederholt zu werden brauchen.

Wie Fig. 8 zeigt, ist die Metallplatte 301 durch den Schlitz 303, der eine Breite von 20 mm hat, in zwei getrennte Teile 305 und 3065 geteilt. Der auf der Seite des Auslösekreises angeordnete Teil 305 ist massiv und ist in Form einer Parabel geschnitten, wie oben beschrieben w'irde, während der andere Teil 3065 aus dem oberster. Plättchen eines Stapels von leitenden Platten 3061,3062... 3065 besteht, die eine flache Länge und eine Stärke von 4 mm Besitzen und durch eine Isolation 307 voneinander getrennt sind, die aus einer 75 μιτι starken Folie aus Polyamid besteht. Diese Isolation steht an dem Ende der Plättchen im Inneren des Schlitzes 303 über eine Länge von 15 mm vor.

Die zweite Metallplatte 302 ist massiv und kann ebenfalls parabelförmig geschnitten sein.

Die Plättchen 3061, 3063 und 3065 mit ungeradzahligen Index sind parallel geschaltet, und diese Gruppe ist mit einem der Anschlüsse eines Erregungsgenerators 1000 verbunden, während die Plättchen 3062, 3064 geradzahliger Stellung ebenfalls parallel geschaltet sind und diese Gruppe mit dem anderen Anschluß des Generators verbunden ist. Diese Verbindungen gehen über Widerstände R vor sich. Die Plättchen mit ungeradzahligem Index besitzen auf der Seite des Schlitzes eine Kante, die die Zündung einer Entladung erleichtert.

Ein derartiger Erregungsgenerator kann eine Spannung V von 6 kV liefern. In dem dargestellten Beispiel sind die Plättchen mit ungeradzahligem Index auf das Potential V gebracht, während die Plättchen mit geradzahligem Index mit der Masse verbunden sind.

Der Teil 305 der ersten Metallplatte 301 ist an einem anderen Anschluß des Generators 1000 angeschlossen,

der eine Spannung — liefern kann, während die Platte

302 an Masse angeschlossen ist.

Die Arbeitsweise eines solchen Gaslasers ist dieselbe wie die oben beschriebene und braucht deshalb nicht wiederholt zu werden.

Es ist jedoch zu bemerken, daß die Potentiale zwischen den Platten 305 und 302 bei der punktförmigen Entladung, die zwischen diesen Platten in Höhe des Brennpunktes der Parabel auf die an Hand von Fig. 2 beschriebene Weise auftritt. Null werden. Daraus ergibt sich eine Entladung zwischen den Plättchen 3061, 3063 und 3065, die auf das Potential Vgebracht sind, und dem Teil 305 der ersten Metallplatte 301.

Durch das Vorstehend der Isolation 307 in das Innere des Schlitzes 303 wird jede ungewünschte Zündung zwischen benachbarten Plättchen vermieden.

Durch Verwendung eines Potentialunterschieds von

gleich — zwischen dem Teil 305 der Platte 301 und der

Platte 302 wird jeut Zündung in dem aktiven gasförmigen Medium vor dem Betrieb des Auslösekreises vermieden.

Der in F i g. 9 gezeigte Laser besitzt eine flache elektrische Erregungsleitung, die ;;us einer Isolierplatte 350 besteht, die zwischen einer ersten Metallplatte 351 und einer zweiten Metallplatte 352 angeordnet ist. wobei in der Platte 351 ein Schlitz 353 vorgesehen ist. der ein aktives gasförmiges Medium, im vorliegenden Fall Stickstoff, enthält und durch die isolierende Lamelle 354 geschlossen ist

Diese Abwandlung besitzt ferner einen fireis zur Auslösung einer Stromwelle, die Enden des Schlitzes 353 verschließende Fenster und andere oben beschriebene Organe.

Wie Fig. 9 zeigt, ist die Metallplatte 351 durch den Schlitz 353, der eine Breite von 1 cm hat, in zwei getrennte Teile 355 und 356 geteilt. Der auf der Seite des Auslösekreises angeordnete Teil 355 ist massiv und ist in Form einer Parabel geschnitten, während der andere Teil 356 aus Gruppen von zwei gestapelten Elementen

357 und 358 besteht, die untereinander im wesentlichen gleich sind und im Falle des Elementes 357 aus einer zwischen zwei Kupferschichten 360 und 361 angeordneten Isolierschicht 359 und im Falle des Elements 358 ebenfalls aus einer zwischen zwei Kupferschichten 363 und 364 angeordneten Isolierschicht 362 bestehen.

Wie Fig. 9 zeigt, sind die inneren Kupferschichten 361 und 363 in gegenseitigem Kontakt und besitzen eine kleinere Länge als die äußeren Schichten 360 und 364. Ferner ist an dem Ende der inneren Kupferschichten 361 und 363 ein Isolierstoff 365 wie Silasten vorgesehen.

Die Gruppe der beiden Elemente 357 und 358 ist in eine Aussparung 366 eines Halters 367 eingesetzt, der außerdem andere Aussparungen 368 und 369 zur Aufnahme von den vorhergehenden Elementen 357 und

358 ähnlichen Elementenpaaren besitzt. Der Halter 367 ruht auf einer Metallplatte 390, die ihrerseits auf der Isolierplatte 350 angeordnet ist. Die äußeren Kupferschichten 360 und 364 sind an einen der Anschlüsse eines Erregungsgenerators, der ein Potential V liefert, angeschlossen, während die inneren Kupferschichten 361 und 363 an den anderen Anschluß angeschlossen sind, der im vorliegenden Fall das Potential Null hat.

Fig. 10 zeigt eine andere Abwandlung, bei der die Elemente 370, 372, 373, 374, die wie die oben beschriebenen Elemente 357 und 358 ausgebildet sind, aufeinander über Zwischenstücke 375 gestapelt sind und im Inneren eines Gestells 376 in Form eines umgekehrten U durch eine Schraube 377, die insbesondere mit einer Feder 378 zusammenwirkt, festgeklemmt sind. Die Anschlüsse an die Pole des Generators sind für jedes Element wie in dem Fall von Fig. 9 vorgenommen.

In der in F i g. 11 gezeigten zweiten Abwandlung nimmt ein Halter 367. der genauso wie der in F i g. 9 beschriebene Halter ausgebildet ist. in jeder seiner Aussparungen 366, 368, 369, die eine Höhe von 3 mm und eine in der Figur horizontal gemessenen Tiefe von 10 mm besitzt, ein Element 380 auf. das aus einer Isolierschicht 381 besteht, die aus einem organischen Polymer gebildet wird, eine Stärke von 75 μιτι besitzt und zwischen zwei Kupferschichten 382 und 383 mit einer Stärke von 35 μηι angeordnet ist. Dieses Element ist auf die dargestellte Weise auf sich selbst heruntergebogen. Bezieht man sich auf die Beschreibung der F i g 6 und 7, so kann gesagt werden, daß jede der Aussparungen 366 das U-förmig gebogene Ende einer Isolierschicht enthält, deren beide Flächen mit einer Metallschicht bedeckt sind, wobei die innere Metallschicht ein Plättchen geradzahliger Stellung bildet und die äußere Metallschicht mit den beiden Rändern der Aussparung in Berührung ist und auf der Seite eines Schenkels dieses U einen Teil eines Plättchens ungeradzahliger Stellung und auf der Seite des anderen Schenkels dieses U einen Teil eines anderen Plättchens ungeradzahliger Stellung bildet.

Die Schicht 382 ist auf das Potential V gebracht, während die Schicht 383 mit der Masse verbunden IsL Das Potential Vkann beispielsweise 6 kV sein.

In allen Fällen sind der Teil 355 der ersten

Metallplatte 351 und die zweite Metallplatte 352 an die Anschlüsse des Generators angeschlossen, wobei der Teil 355 _uuf das Potential V oder gegebenenfalls

- gebracht ist, während die Platte 352 an die Masse

angeschlossen ist.

Durch die Isolation 365 wird jede ungewünschte Zündung zwischen den auf verschiedenes Potential gebrachten Kupferschichten vermieden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Gaslaser mit einer flachen elektrischen Leitung, die aus einer ersten Metallplatte und einer zweiten Metallplatte besteht, die zueinander parallel sind und durch eine Isolation getrennt sind, wobei mindestens die erste Metallplatte einen geradlinigen Schlitz aufweist, der sie in einen ersten und einen zweiten Teil teilt, einem Erregungsgenerator, der die Platten auf verschiedene elektrische Potentiale bringt, einem Auslösekreis zur Erzeugung einer starken elektrischen Entladung zwischen dem ersten Teil der ersten Platte und der zweiten Platte, so daß in dieser Leitung eine fortschreitende, ebene, elektrische Entladewelle erzeugt wird, die diesen Schlitz trifft und Einrichtungen, die in diesem Schlitz ein laseraktives gasförmiges Medium aufrechterhalten, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten fSatte (252; 302) und dem zweiten Teil (2585; 3065) der ersten Platte (251; 301) mehrere metallische Plättchen (2581 bis 2584; 3061 bis 3064) angeordnet sind, die zu diesen Platten parallel sind und voneinander und von den Platten durch eine Isolation (261; 307) getrennt sind, so daß ein Stapel gebildet wird, dessen Höhe im. wesentlichen dieselbe Ausdehnung wie die Stärke des ersten Teils (257; 305) der ersten Platte (251; 301) hat, daß der zweite Teil (2585; 3065) der ersten Platte ein erstes Plättchen dieses Stapels bildet, daß die Plättchen und die zwischen diesen Plättchen befindliche Isolation auf der Seite des Schlitzes (253; 303) so begrenzt sind, daß sie nicht den ersten Teil der ersten Platte erreichen und daß sich dur Schlitz im wesentlichen über die Höhe dieses Stapcu erstreckt, daß der !=; Erregungsgenerator (1000) das erste Plättchen (2585, 3065) auf ein erstes Potential, das zweite Plättchen (2584, 3064) auf ein zweites Potential, das dritte Plättchen (2583, 3063) auf das erste Potential usw. bringt, wobei die Plättchen ungeradzahliger w Stellung bzw. geradzahliger Stellung jeweils auf das erste bzw. das zweite Potential gebracht werden, und daß das erste und das zweite Potential jeweils so gewählt ist, daß bei der Ankunft der Entladewelle an diesem Schlitz (253; 303) eine Entladung in diesem -t. Schlitz zwischen einerseits dem ersten Teil (257; 305) der ersten Platte (251; 301) und andererseits den Plättchen (2585, 2583, 2581; 3065, 3063, 3061) ungeradzahliger Stellung auftritt.

2. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- -,0 net, daß die Plättchen geradzahliger Stellung (2582, 2584) von dem Schlitz (253) durch eine elektrische Isolation (261) getrennt sind (Fig. 6).

3. Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen ungeradzahliger Stellung ·-,·-, (2585, 2583, 2581) miteinander durch ein Metallteil (262) verbunden sind, das eine Wand des Schlitzes (253)bildet(Fig. 7).

4. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Plättchen (3061, 3062, 3063, 3064) den mi Schlitz (303) erreichen und voneinander durch eine Isolation (307) getrennt sind, die das Ende der Plättchen im Inneren des Schlitzes (303) überragt, wobei der Erregungsgencrator (1000) die zweite Platte (302) auf das zweite Potential und den ersten t,-, Teil (305) der ersten Platte (301) auf ein Potential bringt, das zwischen dem ersten und dem zweiten Potential liegt (F i g. 8).

5. Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil aus einem Halter (367) besteht, der auf der dem Schlitz (353) entgegengesetzten Seite mehrere Aussparungen (366,368,369) besitzt, die sich parallel zur Länge des Schlitzes erstrecken und jeweils ein Plättchen (361, 363) geradzahliger Stellung enthalten, das von zwei Metallschichten (360, 364) umgeben ist, die mit den beiden Rändern der Aussparungen (366,3u8,369) in Berührung sind und jeweils einen Teil eines Plättchens ungeradzahliger Stellung bilden (F i g. 9).

6. Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Aussparungen (366, 368, 369) das U-förmig gebogene Ende einer Isolierschicht (381) enthält, deren beide Seiten mit einer Metallschicht (382, 383) bedeckt sind, wobei die innere Metallschicht (383) ein Plättchen geradzahliger Stellung bildet und die äußere Metallschicht (382) mit den beiden Rändern der Aussparungen (366,368, 369) in Berührung ist und auf der Seite eines Schenkels dieses U einen Teil eines Plättchens ungeradzahliger Stellung und auf der Seite des anderen Schenkels dieses U einen Teil eines anderen Plättchens ungeradzahliger Stellung bildet (F i g. 11)

7. Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (367) aus einem Gestell mit U-förmigem Profil besteht, dessen Schenkel vom Schlitz (353) abgewandt sind und zwischen sich mithilfe einer Schraube (377) und einer Feder (378) den Plättchenstapel einklemmen.