DE2817500A1

DE2817500A1 - Gaslaser

Info

Publication number: DE2817500A1
Application number: DE19782817500
Authority: DE
Inventors: Feliks Konstantinovits Kosyrev
Original assignee: KOSYREV FELIKS KONSTANTINOVITSCH; LEONOV ALEKSANDR PETROVITSCH; PECH ANATOLIJ KIRILLOVITSCH; TIMOFEEV VALERIJ ALEKSANDROVITSCH
Current assignee: KOSYREV FELIKS KONSTANTINOVITSCH; LEONOV ALEKSANDR PETROVITSCH; PECH ANATOLIJ KIRILLOVITSCH; TIMOFEEV VALERIJ ALEKSANDROVITSCH
Priority date: 1977-04-25
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1978-10-26
Also published as: JPS54896A; FR2389258B1; US4217560A; PL114629B1; CS217619B1; PL206307A1; CA1093665A; HU176268B; GB1562579A; JPS5539918B2; FR2389258A1; SU743092A1

Description

GASLASER

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Erzeugung stimulierter Emission, und zwar auf Gaslaser.

Die vorliegende Erfindung kann auf vielen Gebieten der Volkswirtschaft, beispielsweise zum Schweißen, Schneiden sowie zur Wärmebehandlung verschiedenartiger Metalle erfolgreich verwendet werden.

Es gibt zur Zeit eine Vielzahl technologischer Prozesse, in denen die Lasertechnologie den traditionellen Verfahren zur Metallbearbeitung erfolgreiche Konkurrenz macht. Besonders wirkungsvoll läßt sich der Laserstrahl in spezifischen technologischen Prozessen anwenden, die sich durch aggressives Medium oder radioaktive Strahlung auszeichnen. In diesen Prozessen kommen immer stärkere Gaslaser zum Einsatz, für die es besonders wichtig ist, optimale Betriebsbedingungen aufrecht zu erhalten.

Es ist ein Gaslaser bekannt, innerhalb dessen Gehäuse zwei Elektroden untergebracht sind, deren eine unterteilt ist und mit jeder ihrer Abteilungen an einen Vorschaltwiderstand

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angeschlossen ist,und zwischen aenen sich eine von einem Gasgemisch durchströmte aktive LaBereffektzone befindet. In dem bekannten Gaslaser sind beide Elektroden starr befestigt.

Bei einer derartigen gegenseitig starr befestigten Elektrodenanordnung kann jedoch nur ein Betriebszustand des G-aslasers optimiert werden.

Zum anderen ist es auch bekannt» daß der elektrische Widerstand eines Gasgemisches in der aktiven Lasereffektzone längs der Flußrichtung des Gasgemisches nicht gleichbleibend ist. Um die durch die Vorschaltwiderstände fließenden Ströme auszugleichen, werden die Vorsehaltwiderstandswerte aus der Bedingung gewählt, daß sie mit der Entfernung der Abteilungen dex unterteilten Elektrode vom Gasgemischeintritt in die aktive Lasereffektzone größer werden, wodurch sich die Anfertigung und der Betrieb der Gaslaser erschweren.

Der bekannte Gaslaser ist noch mit dem Kachteil behaftet, daß eine beliebige Änderung von Gasgemischkennwerten, beispielsweise des lfruckes bzw. der Zusammensetzung, zu einer Änderung elektrischer Kennlinien der aktiven Lasereffektzone führt, und dies stört eine gleichmäßige Stromverteilung über die einzelnen Abteilungen der unterteilten Elektrode, setzt den Wirkungsgrad des Gaslasers herab und kann in manchen !allen sogar eine Bogenentladung hervorrufen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen maximalen Wirkungsgrad des Gaslasers bei verschiedenartigen Arbeitsbedingungen zu erhalten.

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Das Ziel der vorliegenden Lrfindung ist es, einen Gaslaser zu schaffen, der mit einem maximalen Wirkungsgrad bei verschiedenartigen Arbeitsbedingungen betrieben werden kann.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, die Ausgangsstrahlung sie istung eines Gaslasers zu erhöhen.

Die Erfindung bezweckt ferner, die Vorschaitwiderstandswerte zu senken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gaslaser zu schaffen, bei dem durch eine baulich abgewandelte Befestigung einer der Elektroden ein maximaler Wirkungsgrad des Gaslasers bei verschiedenartigen Arbeitsbedingungen erreicht, die Leistung der Ausgangsstrahlung vergrößert, die Vorschaltwiderstandswerte gesenkt und die Anfertigungstechnologie des Gaslasers vereinfacht werden können.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Gaslaser, innerhalb dessen Gehäuse zwei Elektroden angeordnet sind, deren eine unterteilt ist und mit jeder ihrer Abteilungen an einen Vorschaltwiderstand angeschlossen ist , und zwischen denen sich eine von einem Gusgemisch durchströmte aktive Lasereffektzone befindet, erfindungsgemäß eine der Elektroden innerhalb des Gehäuses derart befestigt ist, daß der Elektrodenabstand längs der Flußrichtung des Gasgemisches geändert werden kann.

Die Befestigung der Elektrode innerhalb des Gehäuses, bei der der Elektrodenabstand längs der Flußrichtung des Gasgemisches geändert werden kann, erfolgt zweckmäßigerweise mit

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Hilfe einer Gelenkverbindung und der Gaslaser selbst ist mit einem Fixiermittel zum Fixieren der ITeigung der an ^!" ^ Gehäuse angelenkten Elektrode versehen.

Es ist auch zweckmäßig, das Fixiermittel zum Fixieren der ITeigung der an dom Gehäuse angelenkten Elektrode als ein Schraubenpaar auszubilden, bei dem eine Einstellschraube durch ein im Gaslasergehäuse ausgeführtes Gewindeloch durchgelassen ist mad mit der an cLeu Gehäuse angelenkten Elektrode in Berührung steht.

Ausgehend von der vorliegenden Erfindung kann man die Vorschaltwiderstandswerte senken und einen maximalen Wirkungsgrad des Gaslasers bei verschiedenartigen Arbeitsbedingungen erzielen.

Darüber hinaus vermindert sich in dem erfindungsgemäßen Gaslaser die Wahrscheinlichkeit der ν einer elektrischen Entladung mit dem Torteil, daß die elektrische Energie in die Schwingungsenergie der Moleküle des Gasgemisches wirkungsvoller umgewandelt werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines konkreten Ausführungsbeispieles und der beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 in teilweise aufgebrochener Darstellung einen Wirkschaltplan für den erfindungsgemäßen Gaslaser:

der Fig. 1 gemass

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-IlYder Erfindung. Der Gaslaser enthält ein aus einem Elektroisolierwerkstoff ausgeführtes Gehäuse 1 (.Fig. l;, innerhalb dessen zwei Elektro-

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den 2 und 3 untergebracht sind, von denen eine unterteilt ist und die zweite plattenförmig ausgebildet ist. Die Elektrode 2 ist als Kathode und die Elektrode 3 als Anode eingeschaltet. An jede Abteilung 4· der Elektrode 2 ist mit einem seiner herausgeführten Enden ein Torschaltwiderstand 5 angeschlossen. Das andere herausgeführte Ende jedes Widerstandes 5 ist mit einer Eingangsklemme 6 verbunden. An die andere Eingangsklemme 7 ist die Elektrode 3 angeschaltet. Die Elektrode 3 ist derart befestigt, daß die Möglichkeit besteht, den Abstand zwischen den Elektroden 2 und 3 längs der Flußrichtung eines Gasgemisches mit Hilfe einer Gelenkverbindung 8 (Fig. 1, 2) zu ändern. Der Gaslaser weist ein Fixiermittel 9 zum fixieren der Stellung der Elektrode 3 auf, welches ein Schraubenpaar aus einer Einstellschraube 10 und einem im Gehäuse 1 ausgeführten Gewindeloch 11 darstellt. Die Einstellschraube 10 ist durch das Gewindeloch 11 durchgelassen und steht mit der Elektrode 3 in Berührung. Zwischen den Elektroden 2 und 3 (Fig. 1) befindet sich eine von einem Gasgemisch durchströmte aktive Lasereffektzone 12. Innerhalb des Gehäuses 1 befinden sich miteinander verbunden ein Pumpmittel 13 zum Umwälzen des Gasgemisches und ein Wärmeaustauscher 14 zum Abkühlen des Gasgemisches, wobei sowohl das erstere als auch der letztere mit der aktiven Lasereffektzone 12 in Verbindung steht. Der Gaslaser umfaßt einen Resonator 15, dessen optische Achse 16 die aktive Zone 12 durchquert.

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Die Wirkungsweise des Gaslasers ist folgende.

An die Eingangsklemmen 6, 7 (Fig. 1) wird eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hochspannungsquelle angeschaltet. Durch die aktive Lasereffektzone 12 wird mit Hilfe des Pumpmittels 13 ein Gasgemisch mit der erforderlichen Geschwindigkeit in Pfeilrichtung umgewälzt.

Die an die Elektroden 2 und 3 angelegte Hochspannung regt in der aktiven Lasereffektzone eine Entladung vorgegebener Kennlinien an, und die Vorschaltwiderstände 5 werden von Strömen durchflossen. Mit einer Änderung der Gasgemischkennwerte, beispielsweise des Druckes bzw. der Zusammensetzung, bleibt sich auch die elektrische Kennlinie der aktiven Lasereffektzone 12 nicht gleich und wird eine gleichmäßige Verteilung der die Abteilungen M- der Elektrode 2 und die Vorschaltwiderstände 5 durchfließenden Ströme gestört.

Das Fixiermittel 9 zum Fixieren der lioi^mv: der an dem Gehäuse 1 angelenkten Elektrode 3 sorgt mit Hilfe der in unmittelbarer Berührung mit der Elektrode 3 stehenden Einstellschraube 10 für einen maximalen Wirkungsgrad des Gaslasers bei verschiedenartigen Arbeitsbedingungen. Die Einstellschraube 10 fixiert die Elektrode 3 in der Stellung, bei der die Änderung · elektrischen Kennlinien der aktiven Zone 12 ausgeglichen wird und eine gleichmäßige Verteilung der durch die Vorschaltwiderstände 5 fließenden Ströme wiederhergestellt wird.

Die vorliegende Erfindung läßt ? herabgesetzter Anforderungen an die Wahlgenauigkeit der Vorschaltwiderstände die Anfertigung wie der Betrieb der Gaslaser vereinfachen.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

H IJ Gaslaser, innerhalb dessen Gehäuse zwei Elektroden untergebracht sind, cleron eine unterteilt und mit jeder ihrer Abteilungen an einen Vorschaltwiderstand angeschlossen ist_?und zwischen denen sich eine von einem Gasgemisch durchströmte aktive Lasereffektzone befindet, dadurch gekennzeichnet , daß eine der Elektroden ( 3) innerhalb des Gehäuses (1) derart befestigt ist, daß der Elektrodenabstand zwischen den Elektroden (2, 3) längs der Flußrichtung des Gasgemisches geändert werden kann.
2. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Befestigung der Elektrode ( 3) innerhalb des Gehäuses (1), nii-der der Elektrodenabstand längs der Flußrichtung des Gasgemisches geändert werden kann, mit Hilfe einer Gelenkverbindung (8) erfolgt und daß der Gaslaser selbst mit einem Fixiermittel 9 zum Fixieren der Hoigung der an das Gehäuse (1) angelenkten Elektrode ( 3) versehen ist.
3. Gaslaser nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i c h η e t , daß das Fixiermittel(9) zum Fixieren der Neigung der andern Gehäuse (1) angelenkten Elektrode ( 3) ein Schraubenpaar darstellt, bei dem die Einstellschraube (10) durch ein im Gaslasergehäuse (1) ausgeführtes Gewindeloch (11) durchgelassen ist und mit der am Gehäuse (1) angelenkten Elektrode ( 3) in Berührung steht.

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