DE2364640B2

DE2364640B2 - Gaslaser

Info

Publication number: DE2364640B2
Application number: DE19732364640
Authority: DE
Inventors: Wayne S. Palo Alto Calif. Mefferd (V.StA.)
Original assignee: Coherent Radiation, Palo Alto, Calif. (V.StA.)
Priority date: 1973-01-02
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1977-01-27
Also published as: GB1454912A; DE2364640A1; JPS49102293A

Description

Es ist ein Gaslaser mit internem optischen Resonator, mit einem die Entladungsstrecke begrenzenden Kapillarrohr und zwei Spiegeln an den beiden Enden des Kapillarrohres, von denen einer an einer Platte befestigt ist, die über ein verformbares Verbindungsstück mit einem über das benachbarte Ende des Kapillarrohres greifenden Flansch verbunden ist. wobei die Platte, das Verbindungsstück und der Flansch die Bohrung des Kapillarrohres zum Spiegel hin verlängernde Zentralöffnungen aufweisen, bekannt (DT-OS 20 42 350).

Bei diesem bekannten Gaslaser besteht das Verbindungsstück aus einem Metallbalg, vorzugsweise Kupferbalg, und die Justierung des Spiegels soll auf die Weise erfolgen, daß ein Schraubenzieher zwischen die Platte und den Flansch eingesetzt wird. Das verformbare Verbindungsstück muß relativ steif ausgeführt werden, damit der Spiegel nach beendigter Justierung einwandfrei in der einjustierten Stellung gehalten wird. Es sind deshalb relativ hohe Kräfte erforderlich, um die zur Justierung erforderliche Verformung des Verbindungsstückes zu erreichen. Relativ große Kräfte sind nicht mit der erforderlichen Genauigkeit dosierbar, so daß viele Versuche erforderlich sind, bis die richtige Justierung erreicht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem derartigen Gaslaser eine Möglichkeit zu schaffen, den Spiegel leicht, schnell und zuverlässig zu justieren und gleichzeitig eine zuverlässige Festlegung der einjustierten Stellung des Spiegels zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Platte Justierschrauben eingeschraubt sind, so die sich gegen den Flansch abstützen. Bei einem erfindungsgemäß weitergebildeten Gaslaser braucht die verformbare Verbindung nur gerade so kräftig ausgeführt zu werden, daß die erforderliche Gasdichtigkeit einwandfrei und zuverlässig gewährleistet ist, ansonsten kann die Verbindung aber relativ weich und nachgiebig gestaltet werden, da die mechanischen Kräfte von der Justiereinrichtung aufgenommen werden.

Justierschrauben als solche sind bekannt, auch in Verbindung mit Glaslasern (DT-OS 16 39 199), bei dieser wurde jedoch ein elastischer Zwischenring erforderlich gehalten, der bei einem Gaslaser der eingangs genannten Art nicht anwendbar ist.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein verbessertes Gaslaserrohr nach der Erfindung und

F i ε. 2 eine Stirnansicht des Laserrohrs nach F i g. 1.

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F i g. 1 zeigt ein Gaslaserrohr 10 nach der Erfindung. Ein Gas oder eine Mischung von Gasen ist in das Laserrohr 10 eingeschlossen. Das Gasmedhim wird in einem Entladungskanal 11 eines eine Entladung begrenzenden Kapillarrohrs 12 in bekannter Weise angeregt Das Kapillarrohr 12 besteht aus einem geeigneten, nicht elektrisch leitenden Material wie hitzebeständiges Glas oder Quarz.

Nahe einem Ende des Kapillarrohres 12 befindet sich eine Anode 14, die in einer Anodenvertiefung 16 sitzt, die einen Teil des Kapillarrohrs 12 bildet In der dargestellten Ausführungsform ist nur eine solche Anode vorgesehen, zusätzliche Anoden können jedoch auch an anderen Stellen längs des Kapillarrohre 12 verwendet werden.

Eine längliche, zylindrische Kathode 18 ist koaxial mit dem Kapillarrohr 12 angeordnet mit diesem ausgefluchtet und umgibt dieses auf eine merkliche Länge. Es existiert also ein elektrischer Entladungsweg, der an der Anode 14 beginnt und durch und längs des Entladungskanals 11 durch eine Austrittsöffnung 20 im Kapillarrohi 12, am Außenumfang eines Schirms 22 vorbei und schließlich zur Kathode 18 führt.

Zwei Resonatorspiegel 24 und 26 sind axial mit dem Kapillarrohr 12 ausgefluchtet Die Spiegel 24 und 26 stehen :n direkter Verbindung mit dem gasförmigen Medium innerhalb des Laserrohrs 10. Dementsprechend ist das Laserrohr 10 ein Gasentladungsrohr, und die Spiegel 24 und 26 bilden einen Teil des Kolbens desselben.

Der Spiegel 26 ist direkt auf ein Ende des Kapillarrohrs 12 montiert Vor der Montage wird das Ende des Kapillarrohrs 12 flach und normal zur Längsachse geschliffen. Der Spiegel 26 wird auf das Ende des Kapillarrohrs 12 mit einem organischen Dichtmittel, beispielsweise Epoxy, montiert.

Die Kaltkathode 18 bildet einen Teil des Kolbens, der das gasförmige Lasermedium innerhalb des Larjrs 10 hält und, wie noch erläutert wird, zusätzlich die Funktion eines Trägers für den optischen Resonator des Laserrohrs 10 bildet

Um den Spiegel 24 abzustützen, ist ein Flansch 36 vorgesehen, der eine Zentralöffnung 38 aufweist, die axial mit Entladungskanal 11 des Kapillarrohrs 12 ausgefluchtet ist Der Umfang 40 des Flansches 36 ist so befestigt daß er eine vakuumdichte Abdichtung mit der Kathode 18 bildet Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Flansch 36 ebenfalls aus Aluminium und ist in üblicher Weise an die Aluminiumkathode 18 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 Platte 42 ist über ein verformbares Verbindungsstück mit dem Flansch 36 verbunden und etwa parallel zu diesem angeordnet. Der Spiegel 24 ist auf die Platte 42 mit einem organischen Dichtmittel montiert, beispielsweise dem oben erwähnten Epoxy. Der Spiegel 24 deckt die Zentralöffnung 38 durch Platte 42, Verbindungsstück und Flansch 36 ab.

Wie speziell in Fig.2 erkennbar ist, sind vier Justierschrauben 44 vorgesehen, die durch am Umfang befindliche Bohrungen 46 in der Platte 42 reichen und am Flansch 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 Zwischenstücks und nicht des Kapillarrohre 12 erforderlich, um den internen Resonatorspiegel 24 relativ zum Spiegel 26 zu justieren.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der optische Resonator ein hemisphärischer Resonator. Der Spiegel 26 bildet einen flachen Reflektor, der im wesentlichen vollständig 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 sphärischen Spiegel 24 ausgetauscht werden.

Damit der Laser zuverlässig im niedrigsten Transversal-Modus schwingt, muß die begrenzende Apertur der Entladung innerhalb des optischen Resonators präzise kontrolliert sein. Der Innendurchmesser des Kapillarrohrs kann damit als Modusbegrenzungsapertur verwendet werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Zentralöffnung 38 des Flansches 36 dazu verwendet werden kann, die Modusbegrenzungsaperatur zu definieren. Das hat den Vorteil, daß das Rohr 12 ein handelsübliches Kapillarrohr sein kann, um die Gasentladung einzuschränken, statt daß es hinsichtlich des Innendurchmessers eng toleriert sein muß, um die Begrenzungsapertur zu definieren.

Der Flansch 36, in Kombination mit der Kathode 18, die beide aus Aluminium bestehen, hat einen anderen thermischen Dehnungskftffizienten als das Kapillarrohr IZ das aus Glas besteht Dementsprechend müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen stattfinden kann. Das Ende 50 des Kapillarrohrs 12 paßt in eine Aufnahmehöhlung 52 im Flansch 36. Das Ende 50 kann sich axial frei relativ zum Flansch 36 bewegen.

is · 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

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Gaslaser mit internem optischen Resonator, mit einem die Entladungsstrecke begrenzenden Kapülarrohr und zwei Spiegeln an den beiden Enden des Kapillarrohres, von denen einer an einer Platte befestigt ist, die über ein verformbares Verbindungsstück mit einem über das benachbarte Ende des Kapillarrohres greifenden Flansch verbunden ist, wobei die Platte, das Verbindungsstück und der Flansch die Bohrung des Kapillarrohres zum Spiegel hin verlängernde Zentralöffnungen aufweisen, d a durch gekennzeichnet, daß in die Platte Justierschrauben eingeschraubt sind, die sich gegen den Flansch abstützen.