DE2364528A1

DE2364528A1 - Gaslaser

Info

Publication number: DE2364528A1
Application number: DE2364528A
Authority: DE
Inventors: Gerald C Barker; William A Shull
Original assignee: COHERENT RADIATION
Current assignee: COHERENT RADIATION
Priority date: 1973-01-02
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1974-07-11
Also published as: DE2364528B2; JPS5240199B2; GB1451975A; JPS49102294A; DE2364528C3; US3851272A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Laser und insbesondere verbesserte Gaslaser..

Obwohl Laser und deren Arbeitsprinzip ein vollständig neues und zukunftsträchtiges technologisches Gebiet bilden, war die Laserherstellung, wenigstens soweit die Herstellung von Gaslasern betroffen ist, tatsächlich wenig mehr als ein Ableger der Herstellung von Elektronenröhren und der einschlägigen Hersteil ungstechni ken .

Ein Gaslaser weist ein Gasentladungs- oder Plasma-Rohr auf, das das gasförmige Lasermedium enthält. Innerhalb dieses Entladungsrohrs befinden sich üblicherweise eine oder mehrere Anoden, eine Kathode und ein die Entladung einschränkendes · Bohrungsrohr. Der Zweck dieses Bohrungsrohres besteht darin, die elektrische Entladung zwischen der Anode und der Kathode auf ein relativ kleines Volumen zu konzentrieren und dadurch die Stromdichte durch das Gasmedium zu erhöhen.

Ein optischer Resonator ist axial mit dem die Entladung einschränkenden Bohrungsrohr ausgefluchtet. Dieser Resonator weist einen Spiegel oder Reflektor auf, der total reflektiert, und einen zweiten Spiegel oder Reflektor, der ausreichend lichtdurchlässig ist, um das Austreten des Lichtausgangsstrahls vom Laser zu ermöglichen.

Der optische Resonator kann unabhängig von dem Entladungsrohr und außerhalb desselben angeordnet sein, oder die den optischen Resonator bildenden Spiegel können Teil des Plasmarohrgefäßes sein. In letzterem Falle wird gesagt, daß der Laser einen internen optischen Resonator aufweist.

Zylindrische Kathoden, die koaxial mit dem Bohrungsrohr

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ausgefluchtet sind und in einigen Fällen dieses umschließen, sind in Gas lasern häufig verwendet worden ."Bei bekannten Lasern, bei denen Vakuumröhrenherstellungstechniken verwendet werden, sind die Kathode und der Rest des Entladungsrohres in einen äußeren Glaskolben eingeschlossen.· Dieser Kolben ist im wesentlichen luftdicht und dafür verantwortlich, daß das Gasmedium innerhalb des Rohres gehalten wird.

Dieser Aufbau hat einige Nachteile für Laser mit internem
optischem Resonator. Typischerweise sind die Resonatorspiegel unmittelbar auf die Außenenden des Glaskolbens montiert. Das ergibt nicht nur eine weniger stabile optische Resonatorkonstruktion, wenn Wärmegradienten vorhanden sind, auch die Spiegeljustierung wird sehr schwierig.

Diese Ganzglas-Kolben-Konstruktion hat weitere wichtige Nachteile. Zunächst macht die Glaskonstruktion das Laserrohr mechanisch sehr empfindlich. Zweitens müssen spezielle Vorkehrungen getroffen werden, damit elektrische Zuleitungsdrähte zur Anode und Kathode durch den Kolben hindurchtreten können. Drittens sind Glasherstellungstechniken aufwendig und erfordern
erfahrenes Personal.

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Zusammenfassung der. Erfindung

Durch die Erfindung soll deshalb ein verbesserter Gaslaser verfügbar gemacht werden.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein verbesserter Gaslaser verfügbar gemacht werden, bei dem die"Verwendung eines äußeren gläsernen Plasmarohrkolbens nicht erforderlich ist.

Weiter soll durch die Erfindung ein Laser verfügbar gemacht werden, der sowohl robust als auch dauerhaft ist.

Weiter soll durch die Erfindung ein Laser mit internem optischen Resonator verfügbar gemacht werden, der stabil ist und weniger_s empfindlich gegen Wärmegrad!enten als bekannte Konstruktionen, und darüberhinaus leicht justierbar ist.

Weiter soll durchdie Erfindung ein Laser verfügbar gemacht werden, bei dem billiges Kapillarrohr als die Entladung einschränkendes Bohrungsrohr verwendet wird. '

Weiter soll durch die Erfindung ein Laser mit verbesserten Glas-Metall-Verbindungen und-Abdichtungen verfügbar gemacht werden.

Erfindungsgemäß wird eine zylindrische Kathode sowohl als Teil des Plasmaröhrkolbens als auch Abstützung für den optischen Resonator verwendet.

Statt also einen Glaskolben dazu zu verwenden, die elektrische Entladung und das gasförmige Lasermedium aufzunehmen, dient die Kathode selbst als Teil des Entladungsrohrkolbens. Die restlichen Teile des Kolbens werden dann an die Kathode oder aneinander geklebt oder geschweißt. ' ■

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Wenn die Kathode als Abstutzung für den optischen Resonator verwendet wird, ergibt sich eine größere Stabilität für den optischen Resonator. Die Kathode, die aus einem Werkstoff mit einem hohen Verhältnis Wärmeleitfähigkeit zu Wärmedehnung besteht, beispielsweise Aluminium, gewährleistet eine größere WinkelstahlIitat gegen Verziehen aufgrund von Temperaturgradienten innerhalb und über den Laser.

Wenn der äußere Glaskolben üblicher Gaslaser weggelassen wird, und die metallene Kathode als externe Laserrohroberfläche verwendet wird, werden sowohl die Festigkeit als auch die Dauerhaftigkeit des Lasers erhöht. Da das Verhältnis Wärmeleitfähigkeit zu Wärmedehnung von Aluminium größer ist als das von Glas, ist die erfindungsgemäße Konstruktion vom thermischen Standpunkt günstiger als bekannte Konstruktionen.

Da die Kathode die Außenfläche des Lasers bildet, kann ein elektrischer Kontakt zur Kathode unmittelbar, hergestellt werden, ohne daß der Kontakt durch einen äußeren Glaskolben hindurchgehen muß.

Durch die größere Stabilität, die durch Verwendung der Metallkathode als Abstützung für den optischen Resonator erhalten wird, ist es möglich, sphärische Spiegel mit größerem Radius als Teil des optischen Resonators zu verwenden. Das bedeutet, daß größere Ausgangsleistungen _f möglich sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Zentralöffnung der zylindrischen Kathode dazu verwendet, wenigstens teilweise den Transversmodus des Lasers zu definieren. Wenn die Anode dagegen zylindrisch und koaxial mit dem Entladungs-Bohrungsrohr ausgefluchtet ist, wird die Zentral öffnung der Anode zu diesem Zweck verwendet. Dadurch kann billiges Kapillarrohr für das ßohrungsrohr verwendet werden, weil-es dann nicht erforderlich .ist, daß das Bohrungsrohr die modusbestimmende Apertur definiert.

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Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden;

es zeigen: "

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein verbessertes Gaslaserrohr nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Glas-Metall-Verbindung des Laserrohrs nach

Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das die Entladung einschränkende Bohrungsrohr nach Fig. 1 entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 eine Stirnansicht des Laserrohrs nach Fig. 1;

Fig. 5Ä

und SB eine Seitenansicht bzw. Aufsicht auf den Halter für das die Entladung einschränkende Bohrungsrohr nach Fig. 1; und

Fig. 6 eine weitere Anodenanordriung für das Laserrohr

nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt ein Gaslaserrohr 10 nach der Erfindung. Ein Gas oder eine Mischung von Gasen ist in das Laserrohr 10 eingeschlossen. Das Gasmedium wird in einem Entladungskanal II eines eine Entladung einschränkenden Bohrungsrohrs 12 in bekannter Weise angeregt. Das die Entladung einschränkende Bohrungsrohr 12 besteht aus einem geeigneten, nicht elektrisch letenden Material wie hitzebeständiges Glas oder Quarz.

Nahe einem Ende des Bohrungsrohrs 12 befindet sich eine Anode 14,

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die in einer Anodenvertiefung 16 sitzt, die einen Teil des Bohrungsrohrs 12 bildet. In der dargestellten AusfUhrungsform ist nur eine solche Anode vorgesehen, zusätzliche Anoden können jedoch auch an anderen Stellen längs des Bohrungsrohrs 12 verwendet werden.

Eine längliche, zylindrische Kathode 18 ist koaxial mit dem Bohrungsrohr 12 angeordnet, mit diesem ausgefluchtet und umgibt dieses auf eine merkliche Lange. Es existiert also ein elektrischer Ertiladungsweg, der an der Anode 14 beginnt und durch und längs des Bohrungsrohrkanals 11 durch eine Austrittsöffnung 20 in dem Bohrungsrohr 12, am Außenumfang eines Schirms 22 vorbei und schließlich zur Kathode 18 führt. Der Zweck des Schirms besteht darin, den elektrischen Entladungsstrom daran zu hindern-, auf nur eine einzige Fläche der Kathode nahe einem Ende derselben aufzutreffen.

Zwei optische Resonatorspiegel 24 und 26 sind axial mit dem Bohrungsrohr 12 ausgefluchtet. Die Spiegel 24 und 26 bilden einen Teil des Laserrohrs 10. D.h., die Spiegel 24 und 26 stehen in direkter Verbindung mit dem gasförmigen Medium innerhalb des Laserrohrs 10. Dementsprechend ist das Laserrohr 10 selbst ein Plasmaentladungsrohr, und dieSpiegel 24 und 26 bilden einen Teil des Kolbens desselben.

Der Spiegel 26 ist direkt auf ein Ende des Bohrungsrohrs 12 montiert. Vor der Montage wird das Ende der Bohrung, 12 flach ~md normal zur Längsachse geschliffen. Der Spiegel 26 wird auf das Ende des Bohrungsrohrs 12 mit einem organischen Dichtmittel beispielsweise Epoxy, montiert. Bei einer Ausführungsform wurde ein Epoxy der Firma Adhesive Engineering Co. verwendet, das unter deren Typennummer 2060 und der Bezeichnung "glasshesive" vertrieben wird.

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Eine Kaltkathode 18 bildet einen Teil des Plasmarohrkolbens, oer das gasförmige Lasermedium innerhalb des Lasers 10 hält und, wie noch erläutert wird, zusätzlich die Funktion eines Trägers für den optischen Resonator des Laserrohrs 10 bildet.

Die Kathode 18 besteht aus einem geeigneten Kathodenmaterial, wie Aluminium. Aluminium ist besonders gut geeignet, weil es kräftig und dauerhaft und weiterhin leicht ist. Eine allgemein zylindrische Schüssel oder Abdeckung 30 reicht von einem Ende der' Kathode zum Bohrungsrohr 12, mit dem es bei 32 verbunden ist. Die Abdeckung 30 bildet auch einen Teil, des Plasmarohrkolbens. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Abdeckung 30 aus einem Stück mit dem Bohrungsrohr 12 hergestellt.

Um zu gewährleisten, daß das Gasmedium innerhalb des Lasers 10 gehalten wird, muß die Abdeckung in geeigneter Weise am Umfang der Kathode 18 befestigt und gegen dieses abgedichtet sein. Details dieser Abdichtung sind in Fig. 2 dargestellt. Die Verbindung zwischen der Glasabdichtung 30 und der Aluminiumkathode 18 wird mit einem geeigneten organischen Dichtmittel abgedichtet, beispielsv/eise ein Epoxy der Firma 3M Co., das unter der Typennummer 2214 (Hi-Temp) und der Bezeichnung "Scotch Weld" vertrieben wird. Diese Dichtung 34 erstreckt sich um den Umfang der ganzen Verbindung zwischen diesen beiden Teilen. Dieser Epoxy-Typ ist ein Hochtemperaturkleber mit niedrigem Dampfdruck. Da'die Festigkeit des Glases, das die Schüssel 30 bildet, ansteigt, wenn Druckkräfte angelegt werden, wird das Glas zusammengepreßt, wenn die Klebdichtung 34 hergestellt wird. Das wird dadurch erreicht, daß der Kleber 34 bei höherer Temperatur gehärtet wird als sie normalerweise im tatsächlichen Betrieb des Lasers 10 auftritt. Dadurch wird eine strukturell kräftige, zuverlässige und vakuumdichte

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Dichtung gewährleistet.

Um einen zusätzlichen Teil des Entladungsrohrkolbens zu bilden und den-Spiegel 24 abzustützen, ist eine Basis oder Kappe 36 vorgesehen, Die Kappe 36 weist eine Zentral Öffnung 38 auf, die axial mit Entladungsweg 11 des Bohrungswegs 12 ausgefluchtet ist. Der Umfangs- oder Flanschteil 40 der Kappe 36 ist so befestigt, daß er eine vakuumdichte Abdichtung mit der Kathode IS bildet. Bei der dargestellten Äusführungsform besteht die Kappe 36 ebenfalls aus Aluminium und ist in üblicher Weise an die Aluminiumkathode angeschweißt.

Damit der Laser richtig arbeiten kann, müssen die optischen Resonatorspiegel 24 und 26 parallel zueinander sein. Um kleinen Fehlern bei der Bearbeitung und Herstellung Rechnung zu tragen, ist der Spiegel 24 justierbar. Eine Spiegel tragplatte oder Scheibe 42 bildet einen Teil der Kappe 36. Sie befindet sich im Abstand vom Flanschteil 40 der Kappe 36 und ist im allgemeinen parallel zu diesem. Der Spiegel 24 ist auf die Platte 42 mit einem organischen Dichtmittel montiert, beispielsweise dem oben erwähnten Epoxy "glasshesive". Der Spiegel 24 deckt die Mittelöffnung 38 ab und vervollständigt den Plasmarohrkolben.

Wie speziell in Fig. 4 erkennbar ist, sind vier Justierschrauben vorgesehen, die durch am Umfang befindliche Bohrungen 46 in der Scheibe 42 reichen und an der Basis-Kappe 36 angreifen. Wenn der Laser zur Erzielung maximaler Leistung eine weitere Justierung braucht, kann der Spiegel 24 mittels der vier Schrauben 44 leicht justiert werden. Bei dieser Anordnung ist nur ein Verbiegen des Aluminium-Endstückes 36 und nicht des ganzen Bohrungsrohrs 12 erforderlich, um den internen Resonatorspiegel 24'relativ zum Spiegel 26 zu justieren.

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Es ist also erkennbar, daß die Kathode 18 zusammen mit der Kathodenkappe 36 nicht nur einen Teil des Laserkolbens bildet, sondern die Kathode 18 auch dazu dient, den Spiegel 24 abzustützen. Dadurch wird nicht nur die Forderung beseitigt, daß ein .getrennter, gläserner Plasmarohrkolben vorgesehen seinmuß, es wird auch eine stabilere Abstützung für den optischen Resonator des Lasers 10 als in bekannten Konstruktionen verfügbar gemacht.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der optische Resonator ein Hohl-Halbkugel-Resonator. Der Spiegel 26 bildet einen flachen Reflektor, der im wesentlichen total lichtreflektierend ausgebildet ist. Der Spiegel .24 ist ein sphärischer Spiegel mit 30 cm Krümmungsradius. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Position dieser Spiegel vertauschbar ist, d.h. der flache Reflektor 26 könnte mit dem sphärischenSpiegel 24 ausgetauscht v/erden.

Damit der Laser zuverlässig im niedrigsten Transverse-Order-Modus schwingt, muß die begrenzende Apertur der Entladung innerhalb des optischen Resonators präzise kontrolliert sein. Der Innendurchmesser der Bohrung kann damit als Modusbegrenzungsapertur verwendet werden. Es wurde jedoch festgestellt;, daß die Zentralöffnung 38 der Kathode 36 dazu verwendet werden kann_s die Modusbegrenzungsapertur zu definieren. Das hat den Vorteil,, daß das Bohrungsrohr 12 aus handelsüblichem Kapillarrohr " hergestellt"werden kann_s um die Gasentladung einzuschränken₈ statt daß das Bohrungsrohr 12 hinsichtlich des Innendurchmessers eng toleriert sein muß_s um die Begrenzungsapertur zu ^definieren=,

Eine alternative Anodenanordnung ist in Fig. 6 dargestellte Die in der Vertiefung 16 nach Fig« I angeordnete Anode 14 ist durch eine zylindrische Anode 48 mit einer Zentralöffnung 50 ersetzt. Die Anode 48 ist axial mit dem Bohrungsrohr 12 ausge-

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fluchtet und bei 52 und 54 durch geeignete Bindemittel verbunden, beispielsweise mit einem organischen Dichtmittel_s beispielsweise Epoxy. Wieder kann der Durchmesser der Mittel öffnung 50 dazu verwendet werden, den Transversmodus des Lasers 10 zu bestimmen. Diese Anordnung ist also eine Alternative zur Verwendung der öffnung 38 der Kathode 36 zur Definition der Grenzapertur.

Das zwischen den Spiegeln 24 und 26 reflektierte Licht bildet einen allgemein kegelförmigen Lichtkonus, wobei der größte Durchmesser sich in der Nähe des sphärischen Spiegels befindet und der kleinste Durchmesser am flachen Spiegel. Praktischerweise ist es also am besten, den sphärischen Spiegel nahe der Anode, Kathode oder dem Teil des Bohrungsrohrs 12 anzuordnen, der die Grenzapertur definiert.

Die Kathodenkappe 36, in Kombination mit der Kathode 18, die beide aus Aluminium bestehen, hat einen anderen thermischen Dehnungskoeffizienten als das Bohrungsrohr 12, das aus Glas besteht. Dementsprechend müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen stattfinden kann. Das Ende 50 des Bohrungsrohrs 12 paßt in eine Aufnahmehöhlung 52 in der Kathodenkappe 36. Das Ende 50 kann sich axial frei relativ zur Kathodenkappe 36 bewegen.

Um die.Bohrung 12 in richtiger axialer Ausfluchtung mit der Zentral öffnung 38 zu halten, ist ein Halteelement 54 vorgesehen, (vgl. auch Fig. 3, 5A und 5B). Die Halterung 54 besteht aus einem flachen rechteckigen Stück 56 aus rostfreiem Stahl. Längs des rechteckigen Stückes 56 sind eine Reihe von Vorsprüngen angeordnet. Jeder zweite Vorsprung 58 ragt in einer Richtung von der Platte 56 weg, und die übrigen Vorsprünge 60 stehen in der entgegengesetzten Richtung vor. Die Halterung

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wird zylinderförmig gemacht, Indem die Plätte 56 gebogen wird, bis zwei Enden der.Platte zusammenstoßen, so daß eine Naht 62 gebildet wird. Die komplette Halterung 54 wird dann um das Ende 50 der Bohrung 12 gesetzt, ehe diese in die Kathodenkappe 36 eingesetzt wird.

Ein ringförmiger Getter ist auf ein ringförmiges Element 90 aus rostfreiem Stahl mittels eines Stützelementes 92 montiert. Der Streifen 90 paßt federnd in die Kathode 18. Während der Herstellung des Lasers wird der Getter 88 so erhitzt, daß ein dünner Film um die innere Oberfläche der Abdeckung 30 niedergeschlagen wird. Dieser dünne Film absorbiert unerwünschte ' Gase., die sich aus Verunreinigungen innerhalb der Gasmischung ergeben, sowie durch Kathodensprühen. Der Getter kann aus irgendeinem geeigneten Werkstoff bestehen, beispielsweise Barium.

Wie oben erläutert worden ist₈ sind beide Spiegel 24 und 26 mittels eines organischen Dichtmittels mit dem das Gas enthaltenden Kolben verbunden. In ähnlicher Weise ist die Kathode 18 mit der Glasschüssel 30 mittels einer organischen Abdichtung 34 verbunden. Durch diese organischen Dichtmittel hindurch dringendes Wasser, stellt ein Problem dar, weil Wasserdampf innerhalb des Rohrs 10 einen ungünstigen Einfluß auf den Betrieb des Lasers hat.

Eine Technik, mit der dieses Problem beseitigt werden kann, ist in Fig. 7 dargestellt. Das Laserrohr 10 ist in ein äußeres Gehäuse 63 montiert, das ein rohrförmiges Gehäuseelement 64 aufweist. Das rohrförmige Gehäuseelement 64 kann aus irgendeinem geeigneten Werkstoff bestehen_s der robust, leicht und luftdicht ist, beispielsweise Aluminium. Zwei. Kappen 66 und 68 vervollständigen das Gehäuse 63. Obgleich die Endkcpp.en 66 und 68 aus dem gleichen Material hergestellt werden können wie das Gehäuserohr 64, ist es nicht

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notwendig, diese Teile an das Rohr 64 anzuschweißen. Tatsächlich können sie mit einem organischen Dichtungsmittel, wie beispielsweise das oben erwähnte Epoxy-"glasshesive" an das Rohr 64 montiert v/erden. Die Endkappe 68 ist-mit einem Kabel 70 versehen, durch das die Anodenzuleitung 72 und eine Kathodenzuleitung 74 durchtreten.

Das Laserrohr 10 wird im Gehäuserohr 64 mit zwei O-Ringen 76 und 78 abgestützt. Diese 0-Ringe erfüllen mehrere Funktionen, einschließlich der Absorption von mechanischen Vibrationen, die sonst vom Gehäuse 63 auf das Rohr 10 übertragen werden könnten.

Die Kapsel 84 enthält ein Wasserdampf absorbierendes Trockenmittel. Die Kapsel ist in geeigneter Weise an eine Mylar-Hülse 86 montiert. Die Mylar-Hülse 86 dient zusätzlich dazu, die Anode 14 gegen das Aluminiumgehäuserohr 84 zu isolieren. In ähnlicher Weise ist eine zweite Kapsel 87, die ein Wasserdampf absorbierendes Trockenmittel enthält, an das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 83 montiert. Ein geeignetes Trockenmittel für beide Kapseln ist Silica-Gel. .

Das Gehäuse 63 verhindert, daß merkliche Wasserdampfmengen in die das Laserrohr 10 umgebenden Bereiche eintreten können. Was an Wasserdampf tatsächlich die Abdichtungen zwischen den Endkappen 66 und 68 und dem Gehäuserohr 64 durchdringt, wird von dem Trockenmittel absorbiert. Es wurde festgestellt, daß das Trockenmittel den Wasserdampfdruck auf 28 . 10 Torr oder weniger in der Nähe des Rohres 10 hält. Dieser Wasserdampf-Partial druck ist ein tolerierbarer Wert, dem die verschiedenen organischen Abdichtungen des Laserrohrs 10 ausgesetzt werden können.

Bei einer tatsächlichen Ausführungsform des Laserrohrs 10 ist die Länge des Bohrungsrohrs 32 256 mm, der Außendurchmesser des

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Bohrungsrohrs 12 7 mm, und wenn das Bohrungsrohr 12 die Grenzapertur für Zwecke der Modusbestimmung definiert,, beträgt sein Innendurchmesser 1,52 mm (0,061"). In.diesem Laser ist das Gasmedium eine Kombination von Helium und Neon unter Drucken von 3,1 Torr bzw. 0,4 Torr.. Die Ausgangswellenlänge des Lasers liegt bei 6328 AE (rot).

Wenn vom Laser 10 ein polarisierter Strahl gewünscht wird, können Brewster-Winkel-Fenster leicht in die vorliegende Konstruktion eingehaut werden. Der Spiegel 24 kann beispielsweise durch ein längliches Aluminiumrohr ersetzt sein, das auf die Kathodenkappe aufgeschweißt ist. Eine Glaspl&tte unter dem Brewsterschen Winkel wird in das Rohr montiert und der Spiegel 24 wird an einem Ende der Aluminiumrohrverlängerung befestigt.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist nur ein einziger Reflektor von der Kathode 18 abgestützt. Wenn jedoch eine größere Stabilität gewünscht oder gefordert wird, können beide Resonatorreflektoren von der Kathode 18 abgestützt sein.

Da die Kathode 18 nicht mit einem Glaskolben isoliert ist, wie das in bekannter Laserkonstruktionen der Fall ist, ist es aus Sicherheitsgründen erwünscht, daß die Kathode auf Erdpotential arbeitet, und die Anode auf einem positiven Potential.

Das hier beschriebene Laserrohr arbeitet mit nur einer einzigen Anode, gewünschtenfalls können jedoch zusätzliche Anoden längs des Bohrungsrohrs vorgesehen werden.

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Claims

Patentansprüche

Gaslaser, bestehend aus einem eine Entladung einschränkenden Bohrungsrohr, einem optischen Resonator, der axial mit wenigstens einem Teil des Bohrungsrohrs ausgefluchtet ist und den optischen Strahlweg des Lasers bildet, wenigstens einer Anode nahe an einem Ende des Bohrungsrohres, und einem gasförmigen Lasermedium, dadurch gekennzeichnet, daß eine längliche, zylindrische Kaltkathode koaxial mit dem Bohrungsrohr ausgefluchtet ist und einen wesentlichen Teil desselben umgibt, wobei die Kathode und die Anode einen elektrischen Entladungsweg zwischen sich durch das Bohrungsrohr bilden.
2. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen wesentlichen Teil eines im wesentlichen luftdichten Kolbens bildet, der das gasförmige Lasermedium umschließt. '
3. Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Kathode derart abgeschlossen ist,daß der Abschluß mit dem Bohrungsrohr eine luftdichte Verbindung bildet, und das entgegengesetzte Ende der zylindrischen Kathode so abgeschlossen ist, daß ein Durchlaßkanal für innerhalb des optischen Resonators reflektiertes Licht gebildet wird.
4. Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet, daß der erstgenannte Abschluß aus einer im allgemeinen zylindrischen Abdeckung besteht,

■ die sich zwischen der Kathode und dem Bohrungsrohr erstreckt.
5. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Resonator aus zwei Reflektoren besteht, die axial mit wenigstens einem Teil des Bohrungsrohrs ausgefluchtet sind, von denen einer im wesentlichen total lichtreflektierend ist und der andere teilweise lichtdurchlässig

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ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode wenigstens einen dieser Reflektoren abstützt. ·
6. Laser nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet,daß wenigstens einer der Abschlüsse eine Kappe mit einer Zentral bohrung aufweist, die mit dem Bohrungsrohr ausgefluchtet ist, und daß einer der Reflektoren so an die Kappe montiert ist, daß deren Zentral bohrung abgedeckt ist.
7. Laser nach Anspruch 6₉-dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Zentral bohrung wenigstens teilweise den Transversmodus des Lasers bestimmen.
8. Laser nach Anspruch 5₉ 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der •andere Spiegel an ein Ende des Bohrungsrohrs montiert ist und von diesem abgestützt ist.
9. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 8_a dadurch gekennzeichnet, daß die Anode zylindrisch ist_s koaxial mit dem Bohrungsrohr ausgefluchtet ist und von diesem abgestützt tt, und daß der Innendurchmesser der Anode den Transversmodus des Lasers bestimmt.

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