DE2713041A1

DE2713041A1 - Pulse generation in axial pulsed gas laser - voltage pulse rising time is synchronised with gas breakdown, ensuring laser pulse reproducibility

Info

Publication number: DE2713041A1
Application number: DE19772713041
Authority: DE
Inventors: Wladimir Dr Wladimiroff
Original assignee: Andersson hans Eb dr
Current assignee: Andersson hans Eb dr
Priority date: 1977-03-24
Filing date: 1977-03-24
Publication date: 1978-10-05

Abstract

The laser is pumped by voltage pulses reaching a peak after a given rise time. Each laser pulse is generated by a gas breakdown at the end of the breakdown period. The continuously rising edge of the voltage pulses during the whole breakdown period is so controlled, that the peak is reached at the instant at which the laser gas conductivity abruptly rises at the end of the breakdown period. Thus the voltage pulse rising time is synchronised with each gas breakdown, and laser pulses are generated with max. reproducibility. The laser tube is connected to an inductance (L1).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Laserpulsen Method and device for generating laser pulses

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Laserpulsen mittels gepulster Gaslaser mit hoher Pulsfolgefrequenz und guter Reproduzierbarkeit der Einzelpulse. Für derartige Laser werden Gase wie N2, Ne, Ar, Xe, He, Kr, NF3 und Co2 verwendet.The invention relates to a method and an apparatus for generating laser pulses by means of pulsed gas lasers with a high pulse repetition frequency and good reproducibility of the individual pulses. For such lasers, gases such as N2, Ne, Ar, Xe, He, Kr, NF3 and Co2 were used.

Verschiedene Arten von gepulsten Gaslasern sind in mehreren Veröffentlichungen beschrieben worden; siehe z.B. H. Gondel und 3ic Rost1 s Zur Anregung und Emission im N2-Impulsgaslaser", Annalen der Physik 7 (1974), Heft 3, Seiten 263-2760 In diesem Artikel werden mehrere mit Stickstoff betriebene Gas laser verglichen.Different types of pulsed gas lasers are available in several Publications has been described; see e.g. H. Gondel and 3ic Rost1 s on excitation and emission im N2 pulse gas laser ", Annalen der Physik 7 (1974), Issue 3, pages 263-2760 In this Articles are compared with several nitrogen-powered gas lasers.

Nur in wenigen Veröffentlichungen werden auch die elektrischen Parameter von Gaslasern beräcksichtigt; eine rechnerische Abhandlung der mit dem Laser verbundenen zchaltkreise ist bisher nur von Andersson und Tobin im Artikel "Electrical Breakdown in an Axial-field Nitrogen Laser", Physica Scripta, Heft 9, 1974, Seiten 7 bis 14, erfolgt.The electrical parameters are only mentioned in a few publications taken into account by gas lasers; a computational treatise on those associated with the laser zchaltkreise is so far only from Andersson and Tobin in the article "Electrical Breakdown in an Axial-field Nitrogen Laser ", Physica Scripta, Issue 9, 1974, pages 7 to 14, he follows.

Gepulste Gaslaser, insbesondere gepulste N2-Laser, werden oftmals als Pumpquellen fir Farbstofflaser verwendet. Hierzu soll bei einer Pulsfolgefrequenz von mehr als 100 Hz die Amplitude von aufeinanderfolgenden Laserpulsen nicht mehr als ein Prozent schwanken, um exakte Meßergebnisse zu erhalten. Bei allen Anwendungen von gepulsten Lasern, wie in der kinetischen Spektroskopie, der Pluoreszenzanalyse oder der Zeitmessung schneller Vorgänge, wird die Genauigkeit der Lleßergebnisse bestimmt durch die Reproduzierbarkeit der amplitude und Anstiegszeit der Laserpulse; dabei soll die hohe Pulsfolgefrequenz stDndig und nicht nur für einige Minuten eingehalten werden.Pulsed gas lasers, especially pulsed N2 lasers, are often used used as pump sources for dye lasers. For this purpose, at a pulse repetition rate of more than 100 Hz the amplitude of successive laser pulses no longer than one percent to obtain accurate measurement results. In all applications of pulsed lasers, as in kinetic spectroscopy, fluorescence analysis or the time measurement of fast processes, the accuracy of the measurement results determined by the reproducibility of the amplitude and rise time of the laser pulses; The high pulse repetition rate should be maintained at all times and not just for a few minutes will.

Bei achsial angeregten gepulsten Gaslasern ist es bisher nicht möglich, eine hohe Reproduzierborkeit aufeinanderfolgender Pulse in Verbindung mit einer hohen Pulsfolgefrequenz zu erzielen. Zudem sind bei sonst ähnlichen Lasern die Ausgangsleistungen sehr unterschiedlich; dies ist näher erläutert in dem erwähnten Artikel von Gündel und Rosts. Die mangelnde Reproduzierbarkeit der einzelnen Laserpulse für herkömmliche Laser ist in der Veröffentlichung von Ericsson und Lidholt, "Generation of Short Light Pulses by Superradiance in Gases", Ark.Fys.37 (1968), Seiten 557-568 nachgewiesen.In the case of axially excited pulsed gas lasers, it has not yet been possible to a high reproducibility of successive pulses in connection with a to achieve high pulse repetition rate. In addition, the output powers of otherwise similar lasers very different; this is explained in more detail in the aforementioned article by Gündel and rusts. The lack of reproducibility of the individual laser pulses for conventional Laser is in the publication by Ericsson and Lidholt, "Generation of Short Light Pulses by Superradiance in Gases ", Ark.Fys.37 (1968), pages 557-568.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Laserpulsen anzugeben, mit dem die Reproduzierbarkeit von aufeinanderfolgenden Laserpulsen und die Intensität dieser Pulse verbessert wird.The invention is based on the object of a method and a device to specify the generation of laser pulses with which the reproducibility of successive Laser pulses and the The intensity of these pulses is improved.

Diese Aufgabe ist für ein Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der kontinuierlich ansteigende Spannungsverlauf der Spannungsimpulse während der gesamten Durchbruchzeit derart gesteuert wird, daß der Spitzenwert jedes Spannungsimpulses zu dem Zeitpunkt erreicht wird, an dem die Leitfähigkeit des Lasergases am Ende der Durchbruchzeit schlagartig ansteigt, um damit die Anstiegszeit der Spannungsimpulse mit jedem Gasdurchbruch zu synchronisieren und dabei die Erzeugung der genannten Laserpulse mit maximaler Reproduzierbarkeit zu erreichen.This object is achieved for a method according to the invention in that that the continuously increasing voltage curve of the voltage pulses during the total breakdown time is controlled so that the peak value of each voltage pulse is reached by the time the conductivity of the laser gas has ended the breakthrough time increases suddenly, thus reducing the rise time of the voltage pulses to synchronize with each gas breakthrough and thereby the generation of the said To achieve laser pulses with maximum reproducibility.

Gemäß der Erfindung wird demnach die Anstiegszeit der Spannungsimpulse der Hochspannungsquelle abgestimmt auf die Durchbruchs-bzw. Verzögerungszeit bis zum Gasdurchbruch, um so eine maximale Ausgangsleistung und Reproduzierbarkeit aufeinanderfolgender Laserpulse zu erreichen.According to the invention, the rise time of the voltage pulses is accordingly the high voltage source matched to the breakdown or. Delay time to to the gas breakthrough, so a maximum output power and reproducibility of successive To achieve laser pulses.

Die Anstiegszeit der Spannungsimpulse wird durch eine Steuerschaltung beeinflußt, die etwa als LC-Kombination im Laserrohr integriert oder mit diesem verbunden und auf die spezifischen Werte des Laserrohres abgestimmt ist. Derartige Werte sind etwa Länge und Durchmesser des Laserrohres, der Maximalwert des Spannungsimpulses an der Laserelektrode und der Gasdruck im Laserrohr. Laserrohre mit einer Steuerschaltung gemäß der Erfindung können ausgewechselt oder ausgetauscht werden, ohne daß der Hochspannungsgenerator neu justiert werden muß.The rise time of the voltage pulses is controlled by a control circuit that is integrated into the laser tube as an LC combination or with this connected and matched to the specific values of the laser tube. Such Values are approximately the length and diameter of the laser tube, the maximum value of the voltage pulse on the laser electrode and the gas pressure in the laser tube. Laser tubes with a control circuit according to the invention can be exchanged or exchanged without the High voltage generator must be readjusted.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierin stellen dar: Fig. 1: einen Querschnitt durch ein Laserrohr mit einer Einrichtung zum Regeln der Anstiegszeit der Spannungsimpulse mittels einer LC-Schaltung gemäß der Erfindung; Fig. 2: ein Blockschaltbild zur Erklärung der Funktionsweise eines qepulsten Lasers: Fig. 3: ein Blockschaltbild eines gepulsten Gaslasers gemäß der Erfindung; Fig. 4: den Verlauf der Spannung an der Laserelektrode vor und nach dem Gasdurchbruch; Fig. 5: den Verlauf der Spannung an einer Elektrode eines herkömmlichen gepulsten Gaslaser und die Intensität,jeweils aufgetragen über der Zeit; Fig. 6: den im gleichen Maßstab wie in Figur 5 aufgetragenen Verlauf von Spannung und Intensität eines gepulsten Gaslasers mit einer Einrichtung zur Regelung der Anstiegszeit mittels einer LC-Schaltuno, deren Leitwert zu gering ist; Fig. 7: den wiederum im gleichen Maßstab aufgetragenen Verlauf von Spannung und Intensität bei einem gepulsten Gaslaser, bei dem die Anstiegszeit der Spannungsimpulse mittels einer LC-Schaltung mit optimal eingestelltem Leitwert geregelt ist; Fig.8: den zeitlichen Verlauf der Pulsintensität eines herkömmlichen im Vergleich zu dem eines gepulsten Gaslasers gemäß der Erfindung.Further advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims refer to. The invention is illustrated in one embodiment with reference to the drawing explained in more detail. This shows: FIG. 1: a cross section through a laser tube with a device for regulating the rise time of the voltage pulses by means of a LC circuit according to the invention; Fig. 2: a block diagram to explain the How a pulsed laser works: Fig. 3: a block diagram a pulsed gas laser according to the invention; Fig. 4: the course of the voltage on the laser electrode before and after the gas breakthrough; Fig. 5: the course of the voltage on an electrode of a conventional pulsed gas laser and the intensity, respectively plotted over time; FIG. 6: that plotted on the same scale as in FIG Voltage and intensity curve of a pulsed gas laser with a device to regulate the rise time by means of an LC switch whose conductance is too low is; 7: the course of voltage, again plotted on the same scale and intensity in the case of a pulsed gas laser, in which the rise time of the voltage pulses is regulated by means of an LC circuit with an optimally set conductance; Fig. 8: the time course of the pulse intensity of a conventional compared to the a pulsed gas laser according to the invention.

Mit einem Laserrohr LT ist eine Spule L1 verbunden, die zu einer Schaltung zur Steuerung der Spannungsanstiegszeit der dem Laserrohr zugeführten Hochspannung dient. Die Schaltung ist hierbei in das Laserrohr integriert. Die Spule L1 ist mit dem äußeren Ende eines metallischen schaft- oder hülsenförmigen Hochspannungsleiters H einer bestimmten Länge verbunden. Das innere, dem Laserrohr zugewandte Ende des Leiters H ist mit einer Elektrode A des Laserrohres verbunden. Zwischen dieser Elektrode und einer weiteren Elektrode B findet die Entladung in einem gasgefüllten Kapillarrohr GFC statt. Die Elektrode B ist geerdet und mit einem Loch LPH versehen, durch das das Laserlicht austritt. Um zu verhindern, daß das Gas in dem taserrohr durch das Loch LPH in der Elektrode B entweicht, ist das Laserrohr durch ein Fenster W in Form einer planparallelen Scheibe oder einer Linse abgeschlossen. Die geerdete Elektrode B ist in einer Halterung G gelagert, auf der ein Schutzrohr ST montiert ist, das das Laserrohr einschließlich des Hochspannungsleiters H koaxial umgibt. Leiter H und Schutzrohr ST bilden demnach einen Kondensator, der in den Figuren 2 und 3 mit C2 bezeichnet ist. Die Spule L1 und der Kondensator C2 gehören der Steuerschaltung für die Anstiegszeit der Pulse des Gaslasers an. Die Charakteristik der Laserpulse ist abhängig von den Werten für L1 und C2, ferner von den Abmessungen des Kapillarrohres GFC, dem verwendeten Gas und dem Gasdruck sowie dem über die Spule L1 und den Leiter H angelegten Spannungsimpuls.A coil L1 is connected to a laser tube LT, which forms a circuit to control the voltage rise time of the high voltage supplied to the laser tube serves. The circuit is integrated into the laser tube. The coil L1 is with the outer end of a metallic shaft or sleeve-shaped high-voltage conductor H connected to a certain length. The inner end of the Conductor H is connected to an electrode A of the laser tube. Between this electrode and a further electrode B finds the discharge in a gas-filled capillary tube GFC instead. The electrode B is grounded and provided with a hole LPH, through which the laser light exits. To prevent the gas from entering the gas tube escapes through the hole LPH in the electrode B, the laser tube is through a window W completed in the form of a plane-parallel disk or a lens. The grounded Electrode B is mounted in a holder G on which a protective tube ST is mounted which surrounds the laser tube including the high-voltage conductor H coaxially. Head H and protective tube ST therefore form a capacitor, which is shown in the figures 2 and 3 is denoted by C2. The coil L1 and the capacitor C2 belong to the control circuit for the rise time of the pulses of the gas laser. The characteristics of the laser pulses depends on the values for L1 and C2, and also on the dimensions of the capillary tube GFC, the gas used and the gas pressure as well as the one via the coil L1 and the conductor H applied voltage pulse.

In Figur 2 ist schematisch dargestellt, wie die Hochspannungsimpulse erzeugt werden, die dem Laserrohr zugeführt werden. Der Kondensator C1 wird von einer Hochspannungsquelle H5J aufgeladen, die Gleichstrom, voll oder aus einer Halbwelle gleichgerichteten Wechselstrom bzw; direkt Wechselstrom liefert. Ein normalerweise geöffneter Schalter S1, z.B. eine elektronisch gesteuerte Funkenstrecke oder ein steuerbares Thyratron, wird danach geschlossen, wodurch der Kondensator C2 zunächst durch den Kondensator C1 aufgeladen und kurz darauf über den Laser durch den Gasdurchbruch im Gas in der Kapillare GFC wieder entladen wird.In Figure 2 is shown schematically how the high-voltage pulses are generated, which are fed to the laser tube. The capacitor C1 is from a high voltage source H5J charged the direct current, full or from a half-wave rectified alternating current or; directly supplies alternating current. One normally open switch S1, e.g. an electronically controlled spark gap or a controllable thyratron, is then closed, whereby the capacitor C2 initially charged through the capacitor C1 and shortly afterwards through the laser through the gas breakthrough is discharged again in the gas in the capillary GFC.

Die Ersatzschaltbilder für den Hochspannungs-Impulsgenerator und das Laserrohr sind in Figur 3 gezeigt. Der Impulsgenerator hat einen inneren Widerstand R5 und eine innere Selbstinduktion L5 und enthält einen Ableitwiderstand R2, über den der Kondensator C1 aufgeladen wird, solange der Schalter S1 geöffnet ist.The equivalent circuit diagrams for the high-voltage pulse generator and the Laser tubes are shown in Figure 3. The pulse generator has an internal resistance R5 and an internal self-induction L5 and contains a bleeder resistor R2, about that the capacitor C1 is charged as long as the switch S1 is open.

Das entsprechende Ersatzschaltbild für das Laserrohr weist einen inneren Widerstand R3 und eine Selbstinduktivität L2 in Serie mit einem eine Schaltfunktion darstellenden Schalter auf. Diese Schaltfunktion wird ausgelöst durch den Gasdurchbruch in der Kapillare, die einen plötzlichen Anstieg der Leitfähigkeit des Lasergases bewirkt.The corresponding equivalent circuit diagram for the laser tube has an internal one Resistor R3 and a self-inductance L2 in series with a switching function performing switch on. This switching function is triggered by the gas breakthrough in the capillary causing a sudden increase in the conductivity of the laser gas causes.

Zwischen den Impulsgenerator und die Kapillare G2'C des Laserrohres ist die opule L1 gescnaltet, während die Verbindung zwischen der Spule L1 und der Laserelektrode A (Figur 1) durch den Kondensator C2 äberbräckt ist, der aus dem Schutzrohr ST und der Hochspannungselektrode H gebildet ist.Between the pulse generator and the capillary G2'C of the laser tube the opule L1 is connected, while the connection between the coil L1 and the Laser electrode A (Figure 1) is überbräckt through the capacitor C2, which consists of the Protective tube ST and the high voltage electrode H is formed.

wenn der normalerweise geöffnete Schalter S1 geschlossen wird, wird die Ladung des Kondensators C1 zumindest teilweise auf den nahezu ungeladenen Kondensator C2 übertragen. Durch das Schließen des Schalters sl wird eine gedämpfte Schwingung im Schwingkreis entsprechend den inerten von C1, C2, L1, Ls und R5 angeregt, wobei sich die Spannung U2 am Kondensator C2 gemäß der Gleichung ändert; hierin ist U0 die Spannung an C1 vor dem Schließen des Schalters 5 ferner ist Die ungefähre Anstiegszeit 1/2 #G ist dann Hieraus ist ersichtlich, daß der Vert von tG geändert werden kann, indem man die inerte von L1, C1 oder C2 einzeln oder in Kombination variiert.when the normally open switch S1 is closed, the charge on the capacitor C1 is at least partially transferred to the almost uncharged capacitor C2. By closing the switch sl, a damped oscillation in the resonant circuit corresponding to the inert ones of C1, C2, L1, Ls and R5 is excited, with the voltage U2 on the capacitor C2 according to the equation changes; here U0 is the voltage at C1 before the switch 5 closes The approximate rise time is then 1/2 #G From this it can be seen that the vert of tG can be changed by varying the inert ones of L1, C1 or C2 individually or in combination.

Der zeitliche Verlauf aer Spannung am Kondensator C2 ist in den Figuren 4 bis 7 aufgetragen.The time course of the voltage on capacitor C2 is shown in the figures 4 to 7 applied.

Nach einer gewissen Verzögerungszeit dt, die der erwähnten Verzögerung bis zum Gasdurchbruch entspricht, erfolgt der Gasdurchbruch; dies entspricht der Betätigung des Schalters im Ersatzschaltbild der Figur 3. In dem zweiten Schwingkreis aus C2, L2 und Rs wird beim Gasdurchbruch eine weitere Schwingung erzeugt; vgl. hierzu Figur 4. Die Verzögerungszeit t t kann empirisch bestimmt werden und hängt von Umax (Figur 4), der Länge und dem Durchmesser des Kapillarrohres GFC, dem Gasdruck und dem verwendeten Gastyp ab.After a certain delay time dt, that of the delay mentioned until the gas breakthrough, the gas breakthrough takes place; this corresponds to the Actuation of the switch in the equivalent circuit diagram in FIG. 3. In the second resonant circuit A further oscillation is generated from C2, L2 and Rs upon gas breakthrough; see. FIG. 4. The delay time t t can be determined empirically and depends of Umax (Figure 4), the length and the diameter of the capillary tube GFC, the gas pressure and the type of gas used.

Bisher ist angenommen worden, daß die Anstiegszeit des Spannungsimpulses an der Laserelektrode so kurz wie möglich und deshalb die Induktivität entsprechend L5+L1 entsprechend klein sein solle; vgl. etwa den oben erwähnten Artikel von Ericsson und Lindholt in Ark.Physik 37 (1968),Seite 559 oder Rühl,Lindner und Fischer, Effekts of a Spark Switch and Stray Capacities on the Operation of a N2-Laser",Appl.Phys.3 (1974), Seite 245. Im Gegensatz dazu konnte jedoch nachgewiesen werden, daß die größte Leistung und beste Pulsreproduzierbarkeit erreicht wird, wenn die Anstiegszeit 1/2rG sich zur Verzögerungszeit a t des Gasddurchbruchs verhält wie 1/2#G = #t t 2 Das bedeutet, daß die Emission des Laserpulses zusammenfallen sollte mit dem Zeitpunkt, an dem die Spannung an dem Kondensator C2 ihr Maximum erreicht. Diese Einstellung bzw. Synchronisierung erfolgt durch die entsprechende Bemessung der Schaltung aus L1 und C2.So far it has been assumed that the rise time of the voltage pulse at the laser electrode as short as possible and therefore the inductance accordingly L5 + L1 should be correspondingly small; see, for example, the Ericsson article mentioned above and Lindholt in Ark. Physik 37 (1968), page 559 or Rühl, Lindner and Fischer, Effekts of a Spark Switch and Stray Capacities on the Operation of a N2 Laser ", Appl.Phys.3 (1974), page 245. In contrast, it could be demonstrated, however, that the greatest performance and best pulse reproducibility is achieved when the rise time 1 / 2rG behaves like 1/2 # G = #t t for the delay time a t of the gas breakthrough 2 This means that the emission of the laser pulse should coincide with the point in time at which the voltage across the capacitor C2 reaches its maximum. This setting or synchronization takes place through the appropriate dimensioning of the circuit L1 and C2.

Der geeignete Wert für die Induktion der Spule L1 hänqt demnach von der Kapazität von C2, dem verwendeten Gastyp, dem Gasdruck, Länge und Durchmesser der Kapillare GFC und der angelegten maximalen Spannung ab.The suitable value for the induction of the coil L1 therefore depends on the capacity of C2, the type of gas used, the gas pressure, length and diameter the capillary GFC and the applied maximum voltage.

Wie bereits oben erwähnt, kann die Spule L1 in das Laserrohr integriert oder mit diesem verbunden werden. In diesem Falle können Laserrohre mit einer für eine bestimmte Spannung,z.B.As already mentioned above, the coil L1 can be integrated into the laser tube or be connected to it. In this case, laser tubes with a for a certain voltage, e.g.

60 kV ausgelegten L 1C2 -Kombination, die mit einem bestimmten Typ eines Hochspannungsgenerator betrieben werden, ausgewechselt oder ausgetauscht werden, ohne daß der Hochspannungsgenerator neu justiert werden muß. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, kann die Spule L1 auch im Impulsgenerator in dessen Schaltkreis angeordnet werden oder sie kann als separate Einheit aufgebaut sein, die mit dem Impulsgenerator und dem Laser verbunden wird.60 kV designed L 1C2 combination with a certain type a high-voltage generator are operated, exchanged or exchanged, without the high voltage generator having to be readjusted. Though in the drawing not shown, the coil L1 can also be included in the pulse generator in its circuit be arranged or it can be constructed as a separate unit with the Pulse generator and the laser is connected.

In jedem Fall ist die LC-Kombination in bekannter Weise einstellbar, z.B. durch Veränderung der Länge der Spule und/oder durch Veränderung der Kapazität des Kondensators. In Figur 3 sind sowohl Spule als auch Kondensator einstellbar dargestellt.In any case, the LC combination can be set in a known manner, e.g. by changing the length of the coil and / or by changing the capacitance of the capacitor. In FIG. 3, both the coil and the capacitor can be set shown.

In Figur 5 ist die Beziehung zwischen Anstiegszeit der Hochspannung und Verzögerungszeit des Gasdurchbruchs bei einem herkömmlichen Laser gezeigt, bei dem diese Größen nicht aufeinander abgestimmt sind. Der Laserpuls wird hier erzeugt, wenn die zeitliche Ableitung dU/dt der Elektrodenspannung groß ist, was eine schlechte Pulsreproduzierbarkeit und zudem eine geringe Ausgangsleistung zur Folge hat.In Fig. 5 is the relationship between high voltage rise time and delay time of gas breakthrough in a conventional laser are shown at because these sizes are not coordinated with each other. The laser pulse is generated here, if the time derivative dU / dt of the electrode voltage is large, which is a bad one Pulse reproducibility and also a low output power result.

In Figur 6 ist die gleiche Beziehung zwischen Elektrodenspannung und Laserpuls - aufgetragen über der Zeit - gezeigt, wobei hier ein Laser gemäß der Erfindung verwendet wird, bei dem die Anstiegszeit #G/2 annähernd gleich ist der Verzögerungszeit tzt. Die Pulsreproduzierbarkeit und die Ausgangsleistung sind dadurch verbessert, jedoch noch nicht optimal.In Fig. 6 is the same relationship between electrode voltage and Laser pulse - plotted over time - shown, here a laser according to FIG Invention is used in which the rise time # G / 2 is approximately equal to that Delay time tzt. The pulse reproducibility and the output power are thereby improved, but not yet optimal.

In Figur 7 ist nochmals die gleiche Beziehung wie in den Figuren 5 und 5 aufgetragen, wobei jetzt jedoch die Anstiegszeit t</2 der Hochspannung gleich der Verzögerungszeit ist, wodurch eine optimale Pulsreproduzierbarke it und Ausgangsleistung erreicht wird. iIit einer solchen Abstimmung unterscheiden sich die Spitzenverte aufeinsnderfol;render Laserpulse um enier als ein Prozent bei Pulsfol-efftuenzen bis zu 400 Hz.In FIG. 7 there is again the same relationship as in FIG. 5 and 5, but now the rise time t </ 2 of the high voltage is equal to the delay time, thereby an optimal pulse reproducibility it and output power is achieved. Differentiate with such a vote the peak values successively produce laser pulses by less than one percent with pulse sequences up to 400 Hz.

In Figur 8 sind zwei mit einer Abtastmethode aufgezeichnete Laserpulse gezeigt, wobei die Kurve A einem Laserpuls entspricht, der mit einem Gaslaser ohne Abstimmung der Anstiegszeit und der Verzögerungszeit erzeugt wurde, wie dies in Figur 5 gezeigt war; der Laserpuls gemäß der Kurve B wurde hingegen mit einer solchen, in Figur 7 gezeigten Abstimmung erzeugt. Die schlechte Pulsreproduzierbarkeit eines Gaslasers mit einer in Figur 5 gezeigten Beziehung zwischen Anstiegszeit und Emissionszeitpunkt der Laserstrahlung resultiert in einer Überlagerung des Pulses mit einem starken Rauschsignal.In Figure 8 are two laser pulses recorded with a scanning method shown, where curve A corresponds to a laser pulse with a gas laser without Matching the rise time and the delay time was generated as shown in Figure 5 was shown; the laser pulse according to curve B, on the other hand, was The vote shown in Figure 7 is generated. The poor pulse reproducibility of a Gas laser with a relationship between rise time and emission time as shown in FIG the laser radiation results in a superimposition of the pulse with a strong one Noise signal.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Amplitude des Laserpulses gemäß der Kurve B um einige Größenordnungen höher als die des Laserpulses gemäß der Kurve A ist, während in der figur die beiden Kurven mit gleicher Amplitude dargestellt sind, um die Reproduzierbarkeit besser zu verdeutlictlen.It should be noted that the amplitude of the laser pulse according to the curve B is several orders of magnitude higher than that of the laser pulse according to the curve A is, while in the figure the two curves are shown with the same amplitude are to better clarify the reproducibility.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

Claims 1. A method for generating laser pulses in one axially excited pulsed gas laser that is pumped with voltage pulses that reach a peak value after a rise time, with each laser pulse is generated by a gas breakthrough at the end of the breakthrough time, thereby g e k It is noted that the continuously increasing voltage curve of the Voltage pulses during the entire breakdown time is controlled so that the Peak value of each voltage pulse is reached at the point in time at which the conductivity of the laser gas increases suddenly at the end of the breakthrough time, thereby reducing the rise time synchronize the voltage pulses with each gas breakthrough, thereby generating to achieve the mentioned laser pulses with maximum reproducibility.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that by means of a control circuit for the rise time of the voltage pulses for every voltage pulse the rise time and thus the point in time for the peak value is set.

3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the rise time can be changed by means of the control circuit.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1, consisting from a pulsed, axially excited gas laser, a high voltage source for Generate voltage pulses supplied by the laser, each after a rise time go through a peak and generate the laser through a gas breakthrough stimulated by laser pulses at the end of the breakthrough time by a Control circuit (L1, C2) for influencing the continuously increasing course of the voltage pulses during the breakdown time mentioned such that each time the peak value of a voltage pulse is reached at which the conductivity of the laser gas abruptly at the end of the breakthrough time increases.

5. Gas laser according to claim 4, g e k e n n z e i c h n e t by a Control circuit (L1, C2) for influencing the rise time of the voltage pulses, with which the rise time and the point in time at which the peak value occurs can be specified are.

6. Gas laser according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t the control circuit is an LC combination (L1, C2) that is placed between the high voltage source (HV) and the laser tube (LT) is switched.