DE2546511A1

DE2546511A1 - Hochleistungs-gaslaser

Info

Publication number: DE2546511A1
Application number: DE19752546511
Authority: DE
Inventors: Robert A Hill; James M Kallis; Eugene R Peressini
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1974-11-07
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR2290771B1; FR2290771A1; CA1031853A; DE2546511B2; IL48294A; DE2546511C3; JPS5245199B2; GB1485538A; IT1052206B; SE414251B; IL48294A0; JPS5169997A; US3970962A; SE7512333L

Description

Anmelder: Stuttgart, den 14. Oktober 1975

Hughes Aircraft Company P 3095 S/kg

Centinela Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A.

Hochleistungs-Gaalaser

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochleistungs-Gaslaser mit einem optischen Resonator und Einrichtungen zum Zuführen und Abführen eines stimulierbaren Gases zu bzw. von dem vom optischen Resonator begrenzten Bereich in offenem Kreislauf sowie zum elektrischen Anregen des stimulierbaren Gases in dem vom optischen Resonator begrenzten Bereich«

609820/0694

Bisher wurden Hochleistungs-Gaslaser, "bei denen die Strömungsgeschwindigkeit des Gases kleiner als die Schallgeschwindigkeit war, und die mittels einer elektrischen Entladung angeregt wurden, entweder mit einem niedrigen Gasdruck, beispielsweise von 20 Torr, mit kontinuierlicher Anregung oder mit hohem Gasdruck, beispielsweise Atmosphärendruck, mit impulsförmiger Anregung betrieben. Bei niedrigem Druck und unter Schallgeschwindigkeit arbeitende, durch eine kontinuierliche Entladung angeregte Laser weisen entweder ein Gassystem mit geschlossenem Kreislauf auf, das umfangreiche Leitungsanordnungen, Pumpen und Wärmeaustauscher benötigt, oder ein Gassystem mit offenem Kreislauf,"das große Absaugpumpen benötigt. Systeme, bei denen die Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Überschallbereich liegt, erfordern genaue Busen, große Überschall-Diffusoren und schwere Einrichtungen zur Gasführung.

Bei Atmosphärendruck mit einer pulsförmigen elektrischen Entladung arbeitenden Lasern wird das gasförmige Medium mit kurzen Impulsen elektrisch angeregt, deren Dauer in der Größenordnung von einigen zehn Mikrosekunden liegt. Die Erzeugung der benötigten sehr großen Impuisleistungen erfordert sehr umfangreiche und komplizierte Hochspannungseinrichtungen zur Leistungserzeugung und -regelung. Diese Einrichtungen bestimmen daher in hohem Maße die Gesamtgröße, das Gewicht, die Kompliziertheit und die Kosten des Lasers.

609820/0694

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungs-G-aslaser der eingangs 'beschriebenen Art so auszubilden, daß er kleiner, leichter, weniger kompliziert und wirtschaftlicher ist und mit hohem Wirkungsgrad in einen größeren Bereich optischer Wellenlängen arbeitet als bekannte Laser mit vergleichbarer Ausgangsleistung.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Zuführen des Gases eine Gaskammer umfaßt, die das zuzuführende Gas mit einem erheblich über dem Atmosphärendruck liegenden Druck liefert und an die sich ein den Anregungsbereich für das Gas enthaltender Gaskanal anschließt, daß die Einrichtung zum Anregen des Gases zum Einleiten eines Elektronenstrahles in den Anregungsbereich in einer zur Strömungsrichtung des Gases senkrechten Richtung und zum Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes an den Anregungsbereich parallel zur Richtung des Elektronenstrahles ausgebildet ist, damit sie einen zur Anregung des Gases in einen Zustand der Besetzungsumkehr ausreichenden Strom zu liefern vermag, daß zwischen der G-askammer und dem Gaskanal und im Abstand von dem Anregungsbereich Düsen zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Gaskanal angeordnet sind, die bewirken, daß das Gas in den Anregungsbereich mit einer bestimmten Unterschallgeschwindigkeit, bei der bezüglich der Strahlungserzeugung ein maximaler Wirkungsgrad ohne Gefahr einer Instabilität des Gasflusses erzielt wird, und mit einem

609820/0694

nur etwas über dem Atmosphärendruck liegenden Druck eintritt, daß die Einrichtung zum Abführen des Gases einen an das Ausgangsende des Gaskanals angeschlossenen, in die Umgebung mündenden Diffusor umfaßt, der eine Verlangsamung und leichte Kompression des Gases vor dessen Freigabe an die Atmosphäre bewirkt, so daß das Gas den Anregungsbereich mit einem etwas unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck verläßt, und daß die Glieder des optischen Resonators in bezug auf den Gaskanal so angeordnet sind, daß die Achse des optischen.Resonators den Anregungsbereich sowohl senkrecht zur Richtung des Gasstromes als auch senkrecht zur Richtung des Elektronenstromes durchdringt.

Durch die Erfindung wird demnach ein kontinuierlich elektrisch angeregter Gaslaser geschaffen, der bei einem in der Umgebung des Atmosphärendruckes liegenden Druck arbeitet, so daß ein Betrieb mit offenem Kreislauf möglich ist, bei dem ein Bedarf an Pumpen, Wärmeaustauschern und anderen Einrichtungen zur Gasführung und -behandlung vermieden ist. Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Gaslaser zur Anregung nur ein Elektronenstrom mit geringer Stromdichte benötigt und es kann die Anregung mit einfachen und direkt wirkenden Einrichtungen erfolgen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das stimulierbare Gas der Gaskammer mit einem Druck zugeführt, der erheblich größer ist als der

609820/0694

Atmosphärendruck. Eine zwischen der Gaskammer und dem Gaskanal angeordnete Düse "bestimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in dem Gaskanal. Ein Elektronenstrahl wird in den Anregungsbereich des Gaskanals in einen in bezug auf die Düse stromabwärts gelegenen Anregungsbereich in einer zur Richtung des Gasstromes senkrechten Richtung eingeleitet. Außerdem wird ein elektrisches Gleichfeld in einer zur Richtung des Elektronenstrahles parallelen Richtung an den Anregungsbereich angelegt, um einen elektrischen Strom zu erzeugen, der zum Anregen des Lasergases in einen Zustand der Besetzungsumkehr ausreicht. Ein optischer Resonator ist mit dem Anregungsbereich optisch gekoppelt und hat eine optische Achse, die durch den Anregungsbereich in einer Richtung hindurchgeht, die sowohl zur Richtung des Gasstromes als auch zur Richtung des Elektronenstromes senkrecht steht. Mit dem Ausgangsende des Gaskanales ist ein Diffusor verbunden, der auch mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht und dazu dient, die Gasgeschwindigkeit herabzusetzen und das Gas zu komprimieren, bevor es an die Atmosphäre abgegeben wird, so daß das Gas in dem Anregungsbereich auf einem Druck in der Nähe des Atmosphärendruckes gehalten wird»

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden

609820/0694

Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden» Es zeigen

Fig. i eine perspektivische Ansicht eines Hochleistungs-Gaslasers nach der Erfindung,

Fig... 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 durch den unteren Abschnitt des Gaslasers nach Fig. 1, der die Gaskammer und die Düsen der Einrichtung zum Zuführen des stimulierbaren Gases umfaßt,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 durch die Anordnung nach Fig. 2,

Fig. 4-a und 4-b Details der FIg₀ 2 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 durch einen Teil des Gaslasers nach Fig. 1, der den Diffusor der Einrichtung zum Abführen des Gases umfaßt,

Fig» 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 durch einen Abschnitt des Gaslasers nach Fig. 1, der die Einrichtung zum elektrischen Anregen des stimulierbaren Gases und den Gaskanal mit dem Anregungsbereich umfaßt,

Fig. 7 einen Querschnitt durch das Elektronenstrahl-Fenster der Anordnung nach Fig. 6 in vergrößertem Maßstab,

609820/0694

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Elektronenstrahlfenster nach Figo 7»

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 durch das Elektronenstrahlfenster nach Fig. 7

Fig. 10 eine Draufsicht längs der Linie 10-10 auf das Gitter der Elektronenkanone der Anordnung nach Fig. 6_O

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform eines Gaslasers weist eine Anzahl Gasleitungen 20 auf, die dazu dienen, ein stimulierbares Gas mit hohem Druck einer Gaskammer 20 zuzuführen, in der das Gas zu einem einzigen glatten Strom vereinigt wird. Ein Beispiel für ein spezielles stimulierbares Gas, das in einem solchen Gaslaser verwendet werden kann, ist eine Mischung von Helium, Stickstoff und Kohlendioxid in einem 'Volumenverhältnis von etwa 8:7^1· Es versteht sich jedoch, daß auch andere Gase und andere Mischungsverhältnisse benutzt werden können.

Der vereinigte Gasstrom fließt von der Gaskammer 22 durch eine Düsenanordnung in Form einer perforierten Platte in einen Gaskanal 24-. Die von der perforierten Platte gebildete Düsenanordnung wird später anhand der Fig. 2, 3 und 4-b näher erläutert. An dieser Stelle soll die Feststellung genügen, daß durch die Düsen der perforierten Platte das Lasergas im Bereich der Düsen auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt wird und das Gas

609820/0694

unmittelbar hinter der Düse im. Gaskanal 2#· tfeerscirslX— geschwindigkeit erreicht« Bana-crlk wird es diEmeäk eine Anzahl Ton Schockweilen auf* FnterachaIJL@©seSiw:indigS:e:it verzögert« Bie re-sBltierende- TTnfeeraclLalIgesekWindigkeit: ' ist durch den Brack in der Gaskammer· 22 steuerbar»

Das stimulierbare Gas fließt dann durch einen Anregungsbereich 26, in dem es durch einen elektrischen Strom in einen Zustand der Besetzungsumkehr angeregt wird, der von einem mittels einer Elektronenkanone 28 erzeugten Elektronenstrom gesteuert wird* Ber Strom wird zwischen einer Anode _r die an einer Seite des Anregungsbereiches- 26 von dem Folien-Fenster für die Elektronenkanone 28 gebildet wird,, und einer an der entgegengesetzten Seite des Anregungsbereiches 26 angeordneten Kathode erzeugt. Bie Elektronen des Elektronenstromes und des Anregungsstromes fließen in einer Richtung, die zur Strömungsrichtung des Gases senkrecht steht,,

Ein optischer Resonator der zwei jenseits entgegengesetzter Enden des Anregungsbereiches 26 angeordnete Spiegel 32 und 34- umfaßt, ermöglicht die Erzeugung eines Laserstrahles längs einer optischen Achse 36, die sowohl senkrecht zur Richtung des Gasstromes als auch senkrecht zur Richtung des Elektronenstromes steht. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann es sich bei dem Resonator um einen unstabilen konfokalen Resonator für nur einen Durchgang handeln, der aus einem größeren konkaven Spiegel 32 und einem kleineren konvexen Spiegel 34-besteht. Statt dessen können auch andere Resonator-Anordnungen verwendet werden. Die Spiegel 32 und 34 können

609820/0694

auf nicht dargestellten trägern montiert sein, die in Richtung der optischen Achse 36 von dem Gaskanal 24-abstehen. Dabei kann der kleinere Spiegel 34- auf Stützen "befestigt sein^ die von dem zugeordneten Träger nach innen abstehen. Die Spiegel 32 und 34-sollen in der 3LaS⁶ sein, der hohen optischen Leistungsdichte standzuhalten, die das Ergebnis eines Betriebes bei Atmosphärendruck ist. Außerdem sollen die Spiegel und 34- so ausgerichtet sein, daß sie im wesentlichen eine Korrektur der Änderung der Gasdichte bewirken, die über dem Anregungsbereich vorliegt. Weiterhin kann außerhalb des Spiegels 34- ein nicht dargestelltes, aerodynamisches Ausgangsfenster vorgesehen sein, um das Innere des Gassystems von der Atmosphäre der Umgebung zu isolieren, ohne daß das Austreten des Laser-Ausgangs Strahles behindert wird»

In SUrömungsrichtung hinter dem Gaskanal 24- strömt das Gas durch einen Diffusor 38, in dem das Gas verzögert und komprimiert wird, bevor es in die Atmosphäre der Umgebung ausgestoßen wird. Durch das Verzögern und Komprimieren wird der Gasdruck am Ausgangsende des Anregungsbereiches 26 während des Betriebs des Lasers geringfügig unterhalb des Druckes der Umgebungsatmosphäre gehalten.

Der die Gaskammer umfassende Abschnitt der zur Gasführung dienenden Einrichtungen des Gaslasers nach Fig. 1 ist in den Pig. 2 und 3 näher dargestellt. Wie oben erwähnt wurde, wird das stimulierbare Gas mit

609820/0694

- ίο -

hohem Druck der Gaskammer 22 über eine Anzahl leitungen 20 zugeführt. Der Zweck der Gaskammer 22 besteht darin, Ungleichförmigkeiten und Turbulenzen im Gasstrom zu glätten, die in den Leitungen 20 entstanden sind, und eine Anzahl Gasströme zu einem einzigen, glatten Strom zu vereinigen. Als zur Erläuterung dienendes, spezielles Beispiel sei angenommen, daß das stimulierbare Gas der Gaskammer 22 mit einer Förderleistung von etwa 7,25 kp/s zugeführt wird und der Druck innerhalb der Gaskammer 22 auf etwa 10 at oder mehr gehalten wird« Daher kann, um die strukturelle Festigkeit und Raumbeständigkeit zu erhöhen, an den Außenflächen der Längswände der Gaskammer 22 eine Anzahl Verstärkungsrippen 39 befestigt werden, die sich parallel zur Richtung der Achse 36 des Laserstrahles, also senkrecht zur Richtung des Gasstromes erstrecken.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Gaskammer 22 aus zwei Abschnitten, nämlich einem unteren Abschnitt 40, der im wesentlichen zur Verteilung des Gases und Dämpfung von Turbulenzen dient, und einem oberen Abschnitt 42, der im wesentlichen zum Vermischen oder Vereinigen des Gasströme dient. Beide Abschnitte 40 und 42 der Gaskammer haben den Querschnitt eines langgestreckten Rechteckes, dessen Abmessungen beispielsweise 12,7 cm χ 125 cm betragen können. Eine Anzahl von Zwischenwänden 44, die sich parallel zur Richtung des Gasstromes erstrecken, teilen den unteren Abschnitt 40 der Gaskammer

609820/0694

in eine Anzahl von Bereichen für die einzelnen Ströme, die von den verschiedenen Leitungen 20 ausgehen,. Die Zwischenwände 44 enden vor dem oberen Ende des unteren Kammerabschnittes 40, um ein Vermischen der verschiedenen Gasströme zu erlauben, und sind mit spitz zulaufenden Enda"bschnitten 46 versehen, um das Glätten und Mischen des Stromes zu erleichtern. Der obere Abschnitt der Gaskammer ist ebenfalls mit einer Anzahl von Zwischenwänden 48 versehen, die mit den entsprechenden Zwischenwänden 44 des unteren Abschnittes fluchten. Die Zwischenwände 48 haben abgerundete Endabschnitte 50, die dem unteren Abschnitt 40 der Gaskammer zugewandt sind, und an ihren entgegengesetzten Ende spitz zulaufende Endabschnitte 52, um das Glätten und "Vermischen des Gasstromes weiter zu fördern.

Die Glättung des Gasstromes in der Gaskammer 22 erfolgt durch eine Anzahl von Hindernissen, die im Weg des Gasstromes angeordnet sind. Diese Hindernisse sind am Eingangs ende der Gaskammer 22 grob und werden in Strömungsrichtung des Gases feiner. Zu diesem Zweck ist eine erste perforierte Platte 5^ in clem unteren Abschnitt der Gaskammer in einer zur Richtung des Gasstromes senkrechten Ebene dicht hinter dem Gaseintrittsbereich angeordnet. Eine zweite perforierte Platte 56 ist mit geringem Abstand hinter der ersten Platte 54 parallel zu dieser in dem Kammer ab schnitt 40 angebracht. Die erste perforierte Platte 5^? deren Porosität größer ist als diejenige der zweiten Platte 56·> bildet ein erhebliches Hindernis, das die Strömungsgeschwindigkeit

609820/0694

des Gases reduziert und dadurch den Strom glättet. Die zweite perforierte Platte 56 glättet den Strom weiter und schützt weitere Hindernisse, die in Stromrichtung hinter den Platten 54- und 56 angeordnet sind, vor den aus der ersten Platte 54- austretenden Strahlen.

Wie es Fig. 4a zeigt, weist die Platte 54- eine Anzahl •zylindrischer Bohrungen 58 auf. Die Platte 56 ist in entsprechender Weise mit einer Anzahl zylindrischer Bohrungen 60 versehen. Die Bohrungen 58 und 60 haben vorzugsweise den gleichen Durchmesser, und es wird die größere Porosität der Platte 5^- dadurch erzielt, daß die Löcher in der Platte 54- dichter angeordnet werden als die Löcher 60 in der Platte 56. Beispielsweise können die Löcher 58 und 60 jeweils einen Durchmesser von etwa 6 mm aufweisen. Während jedoch die Mittelpunkte der Löcher 58 an den Ecken eines gleichseitigen Dreieckes mit einer Seitenlänge von etwa 8 mm angeordnet sind, sind die Mittelpunkte der Bohrungen an den Ecken eines gleichseitigen Dreieckes mit einer Seitenlänge von etwa 9»5 hm angeordnet. Diese Werte ergeben eine Porosität von 52% für die erste Platte ^A- und eine' Porosität von 43% für die zweite Platte Es sei darauf hingewiesen, daß die vorstehend angegebenen speziellen Werte nur zur Erläuterung aufgenommen worden sind und daß andere Lochgrößen und Porositäten der Platten benutzt werden können.

S0982Q/Ö834

Eine besonders gute Glättung des Gasstromes kann durch eine Anzahl von Dämpfungsnetzen 62 erzielt, werden, die in dem Abschnitt 4-0 der Gaskammer parallel relativ dicht hinter der zweiten perforierten Platte angeordnet sind. Die verschiedenen Netze 62 können verschiedene Maschenweite haben, 'derart, daß die feineren Netze in Strömungsrichtung hinter den gröberen angeordnet sind. Bei einem speziellen, zur Erläuterung dienenden Beispiel sind insgesamt vier Netze 62 vorhanden. Die beiden Netze', die der Platte 56 am nächsten sind, bestehen aus Draht von 0,4 mm Stärke und weisen 8 Maschen pro cm auf, was eine Porosität von 46% ergibt, während die beiden dem anderen Abschnitt 42 der Gaskammer benachbarten Netze aus Draht von 0,32 mm Durchmesser bestehen und 12 Maschen pro cm aufweisen, woraus sich eine Porosität von 31% ergibt.

Am Ausgangsende der Druckkammer 22 befindet sich eine perforierte Düsenplatte 70, welches das in der Gaskammer unter hohem Druck stehende Gas in einen glatten unä gleichförmig fließenden Gasstrom umwandelt, der in dem Anregungsbereich 26 des Lasers mit der gewünschten Unterschallgeschwindigkeit und mit einem solchen Druck erreicht, daß die gasdynamischen Bedingungen erfüllt sind, die für eine wirksame stimulierte Emission erforderlich sind. Um einen wirksamen Betrieb bei Atmosphärendruck zu ermöglichen, müssen die Dimensionen des Anregungsbereiches 26 und die Geschwindigkeit des Gasstromes in diesem Bereich sorgfältig gewählt werden, damit die hohe optische Verstärkung in dem Anregungsbereioh 26

609820/0694

beibehalten wird. Wenn die Gasgeschwindigkeit zu gering ■ ist, wird eine übermäßige Erwärmung eintreten, welche den Wirkungsgrad der Strahlungserzeugung vermindert» Wenn die Geschwindigkeit des Gasstromes zu hoch ist, kann in den Anregungsbereich 26 nicht ausreichend Energie eingebracht werden, ohne eine !Instabilität des Gasstromes zu verursachen. Im einzelnen wurde festgestellt, daß zum optimalen Betrieb des Lasers nach Fig. 1 bei eingeschaltetem, von der Elektronenkanone 28 erzeugten Elektronenstrahl das Gas in den Anregungsbereich 26 mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,4- Mach und mit einem Druck von etwa 1,1 at eintreten sollte«

Die perforierte Düsenplatte 70 ist in Fig. 4-b im einzelnen dargestellt. Die Düsenplatte 70 besteht beispielsweise aus rostfreiem Stahl und ist mit einer Anzahl gestufter Bohrungen 72 versehen, die vorzugsweise in Reihen und Spalten angeordnet sind. Jede Bohrung 72 hat einen Abschnitt 74- nit größerem Durchmesser an ihrem stromaufwärtigen, der Gaskammer zugewandten Ende und einen dazu koaxialen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser an ihrem stromabwärtigen, dem Gaskanal zugewandten Ende. Wie dargestellt, erstreckt sich der Abschnitt 74- mit größerem Durchmesser fast über die ganze Länge der Bohrungen 72. Bei einem zur Erläuterung dienenden speziellen Beispiel hat die Düsenplatte eine Dicke von 38 mm. Die größeren Abschnitte 74- haben einen Durchmesser von etwa 6,3 mm, die kleineren Abschnitte 76 einen Durchmesser von etwa 2,5 nn& und es

609820/0694

sind die Mitten benachbarter Bohrungen 72 etwa ΊΟ mm voneinander entfernt. Das Ergebnis ist eine Porosität der Düsenplatte 70 von etwa 5%. Im Betrieb erreicht das Gas innerhalb der Abschnitte 76 der Bohrungen in der Düsenplatte 70 Schallgeschwindigkeit (Mach 1). In einem geringen Abstand hinter der Düsenplatte 70 expandiert das durch die Bohrungen 72 strömende Gas als freier Strahl mit Überschallgeschwindigkeit. Der Strom wird dann durch eine Reihe Stoßwellen auf Unterschallgeschwindigkeit abgebremst, und es verschmelzen die einzelnen Strahlen zu einem gleichförmigen Strom mit Unterschallgeschwindigkeit.

Im Gegensatz dazu erreicht bei einer üblichen Laval-Düse, die divergierende Düsenwandungen aufweist, das die Düse durchfließende Gas Überschallgeschwindigkeit innerhalb der Düse, Die seitliche Ausdehnung des Gases ist durch die Düsenwände begrenzt. V7enn die Aufweitung der Düse zu stark ist, hat der Gasstrom die Tendenz, sich von den Wandungen in Form von Wirbeln und Strudeln abzulösen. Dann ist die Möglichkeit zum Erzielen eine -* glatten, homogenen.Stromes stark gestört, wenn nicht ausgeschlossen. Dagegen expandiert bei Anwendung der perforierten Düsenplatte 70 der Strom zu Überschallgeschwindigkeit in Form von freien Strahlen hinter der Düsenplatte. Daher ist die Expansion und die Verdichtung der Strahlen nicht beschränkt und es wird ein glatter, homogener Strom erzielt.

609820/0694

25465t1

Ein sich stromab an die BSsenplatrb© ψ3 aaiaciili.e£endes: Gehäuse 80 bildet einen ersten AscIimLtrfc S2 des Sas— kanales 24-· Der Gaskanal 24- hai; den QmeES©BiH;i."fefe eines? langgestreckten Rechteckes;,, das ssfcffliauLeE¹ jlsrfc als Gaskammer 22. Seine Abmessungen, können "beispie 4-, 2 cm χ 125 cm betragen» Eine Anzahl Tron amr- Bampfung von Turbulenzen dienenden Fetzen 84- kann in dem. Abschnitt 82 des Gaskanales senkrecht zur/ ^lchitomg des Gasstromes angeordnet sein, um zu gewährleisten_T, daß; alle Turbulenzen, die von der Büsenplatte ψ} venirsacirfe worden sind, verschwunden-sind, bevoo? das Gas in den Anregungsbereich 26 eintritt. Bei einem zur Erläuterung dienenden speziellen Beispiel sind insgesamt vier Uetze 84· vorgesehen, von denen jedes aus Draht mit 0,4- mm Stärke besteht und acht Maschen pro cm aufweist. Die Porosität eines solchen Netzes beträgt 4-6%. Der Abschnitt 82 des Gaskanals kann auch einen Kanalhöhen-Reduzierabschnitt zur weiteren Reduzierung von Strömungsgrenzschichten im Anregungsbereich 26 aufweisen»

Das stimulierbare Gas strömt dann durch einen eine Anregungskammer bildenden Abschnitt des Gaskanales 24-, in dem sich der Anregungsbereich 26 befindet, wo das Gas von dem elektrischen Strom angeregt wird, der seinerseits von dem quer gerichteten Elektronenstrahl ausgelöst wird, der von der Elektronenkanone 28 ausgeht. Die Elektronenkanone 28 und der die Anregungskammer bildende Abschnitt des Gaskanales 24- werden später anhand der Fig. 6 bin 10 im einzelnen behandelt.

609820/0694

Xf

Pur die ^OGcliegeiKie Behandlung der Einrichtungen zur Gasführung is* es ausreicliend festzustellen, daß durch den elektrischen S-ferom dem Gasstrom Energie zugeführt wird, wocturelh das Gas zunehmend aufgeheizt wird. Als Ergelmis äscrmi wird das €ras "beschleunigt und es nimmt sein Druck ab, während es den Anregungsbereich 26 durchströmt· Bei einem speziellen Beispiel, "bei dem die oben angegebenen Konstruktionsparameter verwirklicht wurden, kann das Gas in den Anregungsbereich 26 mit einer ÜÜenperatur von" etwa 280° K, einer Geschwindigkeit von etwa 0,4- Mach und einem Druck von etwa 1,1 at eintreten. Infolge der Wirkung des elektrischen Stromes verläßt das Gas jedoch den Anregungsbereich 26 mit einer Temperatur von etwa 460⁰K, einer Geschwindigkeit von etwa 0,7 Mach und einem Druck von etwa 0,8 at.

Da der statische Druck in einem Unterschallstrahl sich selbst an den Umgebungsdruck am Ausgang des Strahlkanales anpaßt, ist hinter dem Anregungsbereich ein Diffusor 38 angeordnet, um den Zustand des Gases so zu beeinflussen, daß die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit und der gewünschte Druck am Ausgangsende des Anregungsbereiches 26 erzielt werden. Wie Fig. 5 zeigt, ist der Diffusor J8 mit zwei Seitenwänden 90 und 92 versehen, die nach außen unter einem Winkel 6 in bezug auf die Richtung des Gasstromes divergieren, so daß sie einen sich erweiternden Kanal bilden, in. dem eine Verzögerung und Kompression des Gases eintritt. Die Seitenwände 90 und 92 des Diffusors sind

609820/0694

verstellbar, so daß ein Betrieb des Diffusors 38 mit verschiedenen Divergenzwinkeln θ möglich ist. Hierdurch ist es möglich, den Gasdruck und die Strömungsgeschwindigkeit am Eingang des Diffusors auf einen für den Wirkungsgrad des Lasers optimalen Wert auch dann einzustellen, wenn der Umgebungsdruck vom Atmosphärendruck abweicht. Demnach kann ein Betrieb des Lasers mit hohem Wirkungsgrad in einem größeren Bereich des Umgebungsdruckes erzielt werden.

Die Verstellbarkeit der Seitenwände 90 und 92 des Diffusors kann durch eine Befestigung der Seitenwände 90 und 92 am Boden des Diffusors 38 mittels Gelenkbändern 94- und Verbindung der Seitenwände mit Längsträgern 96, die am Rahmen des Diffusors angebracht sind, durch Gewindebolzen 97 erfolgen. Die Gewindebolzen 97 sind in Schwenklagen 98 an den Seitenwänden 90 und 92 befestigt und werden in der gewünschten Stellung durch Muttern 99 gehalten.

Es wurde festgestellt, daß bei einem Laser, der mit den oben angegebenen Konstruktionsparametern hergestellt worden ist, der Diffusor 38 optimale Eigenschaften hat, wenn das Verhältnis der Diffusorlänge L zur Breite TV des Einlasses 15 beträgt und wenn, bei einem Umgebungsdruck von 1 at, ein Divergenzwinkel θ von 3»5° verwendet wird. Es sind jedoch auch andere Konstruktionswerte für den Diffusor möglich. Weiterhin ist es möglich, den Diffusor mit leicht unterschiedlichen

609820/0694

Divergenzwinkeln für die Seitenwände 90 und 92 zu "betreiben, auch wenn es allgemein vorzuziehen ist, daß "beide Wände 90 und 92 auf den gleichen Divergenzwinkel © eingestellt sind.

Der die Anregungskammer mit dem Anregungsbereich enthaltende Abschnitt des Gaskanales 24, in dem das Gas in einen Sustand der Besetzungsumkehr angeregt wird, ist in Fig. 6 im einzelnen dargestellt. Dieser Abschnitt des Gaskanals 24· weist zwei miteinander fluchtende Y/andungsteile 100 und 102 auf der Elektronenkanonenseite des Gaskanals und zwei miteinander fluchtende Wandungsteile 104- und 106 auf der entgegengesetzten Seite auf. Die Wandungsteile 100, 102, 104- und 106 bestehen aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise Glas oder Keramik. Ein Elektronenstrahlfenster 108 ist zwischen den Wandungsteilen 100 und auf einem Tragteil 110 an den Anregungsbereich 26 angrenzend derart angeordnet, daß seine Außenfläche mit der durch die Yiandungsteile 100 und 102 gebildeten Kanalwand fluchtet. Das Elektronenstrahl enster und sein Tragteil 110 werden unten anhand der Fig. 7» 8 und 9 näher erläutert. Im Augenblick genügt die Feststellung, daß das Elektronenstrahlfenster 108 den von der Elektronenkanone 28 ausgehenden Elektronen gestattet, mit der gewünschten Geschwindigkeit in den Anregungsbereich 26 einzutreten, während es gleichzeitig ermöglicht, die erforderliche Druckdifferenz zwischen dem Anregungsbereich 26 und dem Inneren der Elektronenkanone 28 aufrechtzuerhalten. Außerdem dient das Elektronenstrahlfenster 108 als Anode für den elektrischen Strom, der in dem Anregungsbereich 26 aufrechterhalten wird.

609820/0694

254651t

Zwischen den Yiandungsteilen 104- lind 106 ist an, der zum Elektronenstrahlf enster 28 entgegengesetzten Seite des Anregungsbereiches 26 eine Kaltkathode 112 angeordnet· Ein Beispiel fur eine spezielle Materialkombination, die für did Kaltkathode 112 geeignet ist, ist ein Aluminiumträger, der mit entsprechenden Beschichtungen aus Molybdän» B^C und AIpO- versehen, ist. Es versteht sich Jedoch, daß auch andere Kathodenmaterialien verwendet werden können· Zwischen der Kaltkathode 112 und den Wandungsteilen 104- und 108 sind Isolatoren 114- und 116 angeordnet, welche die sich aus dem Kathodenprofil ergebenden Hohlräume ausfüllen und dadurch für eine durchgehende, glatte Wand des G-askanales sorgen. Hinter der Katltkathode 112 ist eine isolierende Abdeckung 118 angeordnet. Eine elektrische Verbindung zur Kaltkathode 112 ist durch einen Stift 120 hergestellt, der die Abdeckung 118 durchdringt und mit der Kathode 112 in Berührung steht. Der Stift 120 ist seinerseits elektrisch mit dem Anschluß 122 eines Netzgerätes verbunden, das der Kaltkathode 112 die benötigte Betriebs-Gleichspannung 7 zuführt.

Von den Wandungsteilen 104- und 106 steht eine Anzahl Stützglieder 124- ab, die dem Gaskanal zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit verleihen. Weiterhin sind zwei ?/andungsteile 126 und 128 des Gaskanales vorhanden, die aus isolierendem Material bestehen und sich nach oben an die Wandungsteile 102 und 106 fluchtend anschließen, .um den Gaskanal 24- bis zum Bereich des Diffusors 38 zu verlängern. Die Wandungsteile 126 und

609820/0694

haben breite Seitenflächen, die im wesentlichen in die breiten Seitenflächen der Seitenwände 90 und 92 des Diffusors übergehen.

Das Elektronenstrahlfenster 108 ist in den Pig. 7 und 8 im einzelnen dargestellt. Es umfaßt eine dünne Metallfolie- 130, die mit der Rückfläche eines Rahmens 132 verbunden ist. Die Metallfolie 130 kann aus Titan bestehen und eine Dicke von 0,012 mm aufweisen. Der Rahmen 132 begrenzt eine langgestreckte, im wesentlichen rechteckige öffnung 134-, ia deren Bereich die Metallfolie 130 dem strömenden Gas ausgesetzt ist. Der Rahmen 132 weist abgeschrägte Abschnitte 136 und 138 an den Längsrändern der öffnung 134· und abgerundete Abschnitte 14-0 und 14-2 an den Querrändern der öffnung 134- auf, um einen gleichförmigen Gasstrom über der freiliegenden Fläche der Metallfolie 130 zu ermöglichen. Dadurch, daß die Oberfläche der Metallfolie 130 dem oben beschriebenen Gasstrom ausgesetzt ist, wird sie durch das strömende Gas selbst gekühlt. Hierdurch wird nicht nur eine bessere und gleichförmigere Kühlung der Fensterflache erzielt, die eine größere Lebensdauer des Fensters zur Folge hat, sondern es wird auch die Notwendigkeit für spezielle Einrichtungen zur Kühlung des Fensters vermieden.

Das Elektronenstrahlfenster 108 ist beispielsweise mittels nicht dargestellter Bolzen auf dem Tragteil (Fig. 7 und 9) befestigt, das beispielsweise aus rostfreiem Stahl besteht. Das Tragteil 110 hat eine äußere

609820/0694

Länge und eine äußere Breite, welche die gleiche ist wie diejenige des Fensterelementes 108, jedoch eine erheblich größere Dicke. Weiterhin weist das -ragteil 110 eine Anzahl gleicher, im wesentlichen rechteckiger Öffnungen 144 auf, deren Längendimension senkrecht zur Längendimension der Öffnung 134 im Rahmen 132 steht. Die Länge der Öffnungen 144 ist etwas größer als die Breite der Öffnung 134 im Rahmen 132. Auf diese Weise kann das Tragteil 110 zugleich als Beschleunigungs- und Fokussiergitter für den von der Elektronenkanone 28 erzeugten Elektronenstrahl dienen.

Wie Fig. 6 zeigt, ist das Tragteil 110 in einem Fortsatz 146 des Gehäuses für die Elektronenkanone 28 angeordnet. Der Gehäusefortsatz 146 ist elektrisch mit dem Anschluß 148 eines Netzgerätes verbunden, das die erforderliche Betriebs-Gleichspannung V für die Metallfolie 13O liefert, bei der es sich beispielsweise um Erde handeln kann. Weiterhin weist der Gehäusefortsatz 146 eine langgestreckte Öffnung auf, die im wesentlichen auf die öffnungen 144 in dem Tragteil 110 ausgerichtet ist und einen.Durchiaß für den erzeugten Elektronenstrahl bildet. Um zu gewährleisten, daß die gewünschte Druckdifferenz zwischen dem Entladungabereich 26 und dem Inneren der Elektronenkanone 28 aufrechterhalten wird, sind O-Ringe 152 und 154 (Fig. 7) in entsprechenden Ausnehmungen des Tragteiles 110 so angeordnet, daß sie die Öffnungen 144 umgeben und einerseits dem Fensterelement 108 und andererseits dem Gehäusefortsatz 146 zugewandt sind.

609820/0694

Die Elektronenkanone 28 ist im einzelnen in den Fig. 6 und 10 dargestellt. Bei dem zur Erläuterung dargestellten, speziellen Ausführungs"beispiel ist die Elektronenkanone 28 so ausgebildet * daß sie an der Oberfläche des Fensterelementes einen gleichförmigen Elektronenstrahl mit einem Querschnitt von etwa 5 cm χ 125 cm und einer Stromdichte von etwa 100 _/to_/Vcmliefert. Die Elektronenkanone 28 befindet sich in einem rohrförmigen äußeren Gehäuse 152, das "beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen kann und an dem Fortsatz 146 befestigt ist. Das Gehäuse 152 weist eine langgestreckte öffnung "154- auf, die mit der öffnung 150 in dem Fortsatz 146 fluchtet, um einen Durchgang für den erzeugten Elektronenstrahl zu bilden. Das Innere des Gehäuses 152 der Elektronenkanone ist auf den gewünschten Betriebsdruck evakuiert, beispielsweise auf 5 x 10"-⁵ Torr oder weniger.

Koaxial in dem Gehäuse 152 ist beispielsweise mittels einer Anzahl Keramikstüt-zen I58 eine zylindrische innere Kanonenanordnung 156 gehalten. Bei dieser inneren Kanonenanordnung 156 kann es sich beispielsweise um eine Elektronenkanone vom Pierce-Typ handeln, die eine langgestreckte, indirekt beheizte Kathode 160 aufweist, welche auf die Öffnung 154 der Elektronenkanone ausgerichtet ist. Die Kathode 160 kann beispielsweise aus einer Anzahl von Abschnitten aus porösem Wolfram bestehen, das mit Bariumoxid imprägniert ist. Nahe der Kathode 160 ist eine Fokussierelektrode 162 vom Pierce-Typ angeordnet, die auf Kathodenpotential gehalten wird.

809B20/0694

An der Vorderseite der Kathodenanordnung 156 befindet sich zwischen der Kathode 160 und der öffnung 154- für den Elektronenstrahl eine zur Strahlverbreiterung dienende Elektrodenanordnung 164, die eine Divergenz-Driftzone 166 für die emittierten Elektronen bilden. Die Driftzone 166 ist so ausgebildet, daß sie eine ausreichende seitliche Ausdehnung des Elektronenstrahles bewirkt, damit der das Fensterelement 108 erreichende Elektronenstrahl die gesamte Breite der Fensteröffnung 134 ausleuchtet. Die zur Strahlverbreiterung dienende Elektrodenanordnung 164 ist mit einer Anzahl von Gitterelemente bildenden Querstäben 168 versehen, welche die Ausgangsöffnung der Driftzone 166 überspannen und eine Hochspannungs-Peldkontrolle ermöglichen. Die Elektrodenanordnung 164 ist mit dem Anschluß 170 eines Netzgerätes verbunden, das eine Betriebs-Gleichspannung V liefert, während die Kathode 160 mit einem Anschluß 172 des Netzgerätes verbunden ist, der eine Betriebs-Gleichspannung V, liefert. Die zur Kathode 160 und zur Elektrodenanordnung 164 führenden Leitungen können zusammen mit weiteren, nicht dargestellten Leitern für die Kathodenbeheizung durch eine Endwand des Gehäuses 152 hindurch aus dem Gehäuse nach außen herausgeführt sein.

Für den vorstehend beschriebenen Laser können beispielsweise die folgenden Betriebsspannungen verwendet werden, auch wenn es sich versteht, daß die Anwendung anderer Betriebsspannungen möglich ist:

V₀ « 12 kV

V_a - 0

Y_g = W,5 kV
V_k = 150 kV.

609 8~2 0/0694

Beim Betrieb des vorstehend beschriebenen Lasers wird zunächst das Gassystem eingeschaltet, so daß das stimulierbare Gas durch die Gaskammer 22, den Gaskanal 24- und den Diffusor 38 fließt. Dann werden die Betriebsspannungen V^. und V für die Elektronenkanone eingeschaltet, so daß die Elektronenkanone 28 einen Elektronenstrahl emittiert, der durch das Pensterelement 108 in den Anregungsbereich 26 des Gaskanales eintritt. Dann wird die Betriebsspannung V eingeschaltet, so daß quer zum Anregungsbereich 26 zwischen der von der Folie 130 gebildeten Anode und der Kathode 112 ein Strom zu fließen beginnt, der das stimulierbare Gas anregt, so daß der Laser einen Dauerstrich-Ausgangsstrahl liefert. Nachdem der Laserstrahl die gewünschte Zeit beibehalten worden ist, wird die ^versorgungsspannung Y_n abgeschaltet, wodurch das Ausgangssignal des Lasers beendet wird. Danach werden die Betriebsspannungen V und V, abgeschaltet und endlich der Gasstrom unterbrochen.

Wie ersichtlich, ist ein Laser nach der Erfindung in der Lage, einen Dauerstrich-Laserstrahl mit hoher Leistung zu liefern. Dabei weist der Laser zahlreiche Vorteile gegenüber bekannten Lasern mit vergleichbarer Ausgangsleistung auf.

Die Gaskammer-Düsen-Anordnung transformiert auf einfache und wirksame Weise unter hohem Druck zugeführtes Gas in einen glatten, gleichförmigen, mit Unterschallgeschwindigkeit fließenden Strom. Hierdurch wird das

6098^0/0694

Gesamtvolumen des Lasers reduziert, da er aus kompakten, unter hohem Druck stehenden Speichertanks gespeist werden kann.

Weiterhin bewirkt die für Strömungen mit Schallgeschwindigkeit perforierte Düsenplatte eine gasdynamische Isolierung zwischen der Gaskammer und dem Anregungsbereich, so daß die Flußleistung des stimulierbaren Gases unabhängig von dem Energiebetrag ist, der dem Gas durch die elektrische Entladung zugeführt wird. Hierdurch wird der Betrieb des Lasers vereinfacht, insbesondere während der Übergangszeit unmittelbar nach Einschalten des Erregungsstromes. -

Weiterhin ermöglicht der Auslaß-Diffusor, daß der statische Druck am Ausgangsende des Anregungsbereiches etwas geringer ist al α der Umgebungsdruck, Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Lasers erhöht und eine Unabhängigkeit von den Bedingungen des Umgebungsdruckes erzielt.

Das Gasführungssystem kann weiterhin mit Ojfifenem Kreislauf arbeiten, d.h., daß das stimulierbare Gas in die umgebende Atmosphäre abgeblasen wird, nachdem es einmal den Anregungsbereich des Lasers durchlaufen hat. Hierdurch wird die Notwendigkeit für Pumpen, Wärmeaustauscher und andere Einrichtungen zur Gasumwälzung vermieden.

Weiterhin werden solche Komponenten, wie das Elektronenstrahlfenster, von dem Strom des stimulierbaren Gases

609820/0694

selbst gekühlt, wodurch spezielle Kühleinrichtungen unnötig werden.

Endlich ist es möglich, den erfindungsgemäßen Laser unter Verwendung einfacher Setzgeräte direkt zu speisen.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch die Erfindung ein durch elektrische Entladung angeregter Hochleistungs-Gaslaser geschaffen wird, der kleiner, leichter, weniger kompliziert und wirtschaftlicher ist sowie-in einem größeren Bereich optischer Wellenlängen wirksamer arbeitet als bekannte Laser mit vergleichbarer Ausgangsleistung.

Obwohl die Erfindung anhand eines speziellen iuisführungsbeispieles veranschaulicht und beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern demgegenüber zahlreiche für den Durchschnittsfachnann erkennbare Änderungen und Abwandlungen möglich sind, die im Rahmen der Erfindung liegen.

609820/0694

Claims

Patentansprüche

Hochleistungs-Gaslaser mit einem optischen Resonator und Einrichtungen zum Zuführen und Abführen eines stimulierbaren Gases zu bzw. von dem vom optischen Resonator begrenzten Bereich in offenem Kreislauf sowie zum elektrischen Anregen des stimulierbaren Gases in dem vom optischen Resonator begrenzten Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20, 22) zum Zuführen des Gases eine Gaskammer (22) umfaßt, die das zuzuführende Gas mit einem erheblich über dem Atmosphärendruck liegenden Druck liefert und an die sich ein den Anregungsbereich (26) für das Gas enthaltender Gaskanal (24) anschließt, daß die Einrichtung (28, 108, 112) zum Anregen des Gases zum Einleiten eines Elektronenstrahles in den Anregungsbereich (26) in einer zur Strömungsrichtung des Gases senkrechten Richtung und zum Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes an den Anregungsbereich parallel zur Richtung des Elektronenstrahles ausgebildet ist, damit sie einen zur Anregung des Gases in einen Zustand der Besetzungsumkehr ausreichenden Strom zu liefern vermag, daß zwischen der Gaskammer (22) und dem Gaskanal (24) und im Abstand von dem Anregungsbereich (26) Düsen (72) zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases im Gaskanal angeordnet sind, die bewirken, daß das Gas in den Anregungsbereich mit einer bestimmten Unterschallgeschwindigkeit, bei der bezüglich der Strahlungserzeugung ein maximaler Wirkungsgrad ohne Gefahr

609820/0694

einer Instabilität des Gasflusses erzielt wird, und mit einem nur etwas über dem Atmosphärendruck liegenden Druck eintritt, daß die Einrichtung zum Abführen des Gases einen an das Ausgangsende des Gaskanals (24) angeschlossenen, in die Umgebung mündenden Diffusor (38) umfaßt, der eine Verlangsamung und leichte Kompression des Gases vor dessen Freigabe an die Atmosphäre bewirkt, so daß das Gas den Anregungsbereich mit einem etwas unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck verläßt, und daß die Glieder (32, 34-) des optischen Resonators in bezug auf den Gaskanal (24) so angeordnet sind, daß die Achse des optischen Resonators den Anregungsbereich (26) sowohl senkrecht zur Richtung des Gasstromes als auch senkrecht zur Richtung des Elektronenstromes durchdringt.

2« Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in den Anregungsbereich (26) mit einem Druck von etwa 1,1 at eintritt.

3· Gaslaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas den Anregungsbereich (26) mit einem Druck von etwa 0,8 at verläßt.

4. Gaslaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in den Anregungsbereich (26) mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,4 Mach eintritt.

609820/0694

5. Gaslaser nach einem der vorhergehenden Anspjniche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas den Anregungsbereich (26) mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,7 Mach verläßt.

6. Gaslaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas den Anregungsbereich (26) mit einer Temperatur von etwa 4-60⁰K verläßt.

7. Gaslaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas eine Mischung von Helium, Stickstoff und Kohlendioxid in einem Volumenverhältnis von -etwa 8:7^!<1 ist.

8. Gaslaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gaskammer (22) in zur Richtung des Gasstromes im Y/esentlichen senkrechten Ebenen zwei perforierte Platten (5^·, 56) angeordnet sind, von denen die in Richtung des Gasstromes erste Platte (5^) eine größere Durchlässigkeit für den Gasstrom aufweist als die dahinter angeordnete zweite Platte (56).

9· Gaslaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadui^ch gekennzeichnet, daß die Düsen (72) am Übergang aum Gaskanal (24) von den öffnungen einer perforierten Platte (70) gebildet werden.

609820/0694

10. Gaslaser nach den Ansprüchen 8 und % dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit der die Düsen (72) "bildenden Platte (70) für den Gasstrom wesentlich geringer ist als die Durchlässigkeit der in der Gaskammer (22) angeordneten zweiten Platte (56).

11. Gaslaser nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Düsen (72) bildenden öffnungen der perforierten Platte (70) einen in Strömungsrichtung des Gases abnehmenden Querschnitt aufweisen.

12. Gaslaser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen als gestufte zylindrische Bohrungen ausgebildet sind, deren Abschnitte (7^0 mit dem größeren Durchmesser sich über den größeren Teil der Länge der Bohrungen erstrecken.

609820/0694