DE2832117C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaslaser mit einer durch zwei Resonatorspiegel verschlossenen Glasumhüllung und einem Laserrohr sowie einem die Glasumhüllung koaxial umgebenden Metallzylinder.

Ein derartiger Gasentladungslaser, wobei ein Laserrohr in einem Metallzylinder positioniert und dann mit Hilfe einer Anzahl von Abstandstücken fixiert ist, ist aus der US-PS 39 16 336 bekannt. Die Abstandsstücke bestehen aus Pfropfen aus selbsthärtendem Silikongummi. Da der Metallzylinder mechanisch stabil sein muß, ist er aus einem dickwandigen Rohrstück hergestellt. Da das Laserrohr unter allen Umständen koaxial mit dem Metallzylinder bleiben soll, dürfen die Abstandsstücke nur in geringem Maße elastisch sein. Etwaige Verformungen des Metallzylinders werden nämlich direkt auf das Laserrohr übertragen.

Auch sind Gasentladungslaser bekannt, bei denen das Laserrohr zugleich ein Teil der Umhüllung ist (siehe z. B. DE-PS 15 64 750). Außerdem ist hier ein Gasentladungslaser beschrieben, dessen Laserrohr mit Brewsterfenstern verschlossen ist und bei dem die Laserspiegel nicht direkt an dem Laserrohr befestigt sind. Um zu vermeiden, daß die Wärme der Entladung Einfluß auf die Abstützung der Laser­ spiegel ausübt, wodurch die Einstellung der Laserspiegel beeinträchtigt werden würde, ist rings um diese Abstützung eine gegen die von dem Laserrohr herrührende Wärme abschirmende Umhüllung angebracht. Bei einem derartigen Gasentladungslaser bleiben die Laserspiegel vielleicht gut positioniert, aber das Laserrohr wird sich durch sich ändernde Temperaturgradienten in diesem Laserrohr kontinuierlich bewegen, wodurch sich die Lage, die Richtung und dadurch möglicherweise auch die Intensität des erzeugten Laserstrahls kontinuierlich verändern.

Bei Gasentladungslasern vom koaxialen oder kapillaren Typ, bei denen die Laserspiegel direkt auf den Enden des Laser­ rohres oder der Umhüllung angebracht sind, werden durch diese zickzackweise Bewegung des Laserrohres und/oder der Umhüllung auch die Laserspiegel gegeneinander verdreht, wodurch sich der Laserstrahl verschiebt und abhängig von dieser Verschiebung ändern kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gaslaser zu schaffen, bei dem eine Bewegung des Laserrohres und/oder der Umhüllung infolge von Temperaturgradienten nahezu völlig vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Gaslaser der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Metallzylinder wenigstens auf seiner Innenseite mit einer für Wärmestrahlung schwarzen Schicht versehen ist und der Metallzylinder mit der Glasumhüllung über schlaffe Feder­ elemente nahezu schwebend verbunden ist.

Der Gaslaser kann vom koaxialen Typ sein, wobei das Laser­ rohr wenigstens teilweise von der Umhüllung umgeben wird, oder er kann vom Typ mit Elektroden in Seitenarmen sein, wobei das Laserrohr einen Teil der Umhüllung bildet.

Der Erfindung liegt die durch Versuche erworbene Erkenntnis zugrunde, daß, wenn rings um die Umhüllung und/oder das Laserrohr ein Metallzylinder derart mit sehr schlaffen federnden Elementen nahezu schwebend montiert wird, daß Verformungen des Metallzylinders keine mechanischen Einflüsse auf die Umhüllung und/oder das Laserrohr ausüben können, dieser Metallzylinder nahezu völlig verhindert, daß ändernde Temperaturgradienten in der Umhüllung und/oder dem Laserrohr auftreten. Durch die gute Wärmeaufnahme und Wärmeleitung des innengeschwärzten Metallzylinders werden örtlich auftretende Temperatur­ unterschiede in der Umhüllung schnell ausgeglichen. Außerdem bildet der Metallzylinder ein Hitzeschild zwischen dem Laserrohr und dem Halter. Indem der Zylinder auf der Innenseite für Wärmestrahlung schwarz gemacht wird, tritt ein noch besserer und schnellerer Ausgleich von Wärmeunterschieden auf.

Die schlaffen federnden Elemente für die Aufhängung des Metallzylinders bei einem Gaslaser nach der Erfindung können z. B. schlaffe Metallfedern oder sehr gut komprimierbare Gummiblöcke, z. B. aus Schaumgummi, sein.

Schlaffe Federelemente zur Lagerung eines Laserrohres innerhalb der Glasumhüllung sind aus der US-PS 37 84 927 bekannt, jedoch ist hierin nicht ein Metallzylinder beschrieben, der mit der Glasumhüllung über schlaffe Federelemente nahezu schwebend verbunden ist.

Vorzugsweise ist der Metallzylinder ein nahtloses Rohr­ stück.

Wenn der Metallzylinder auch auf der Außenseite für Wärme­ strahlung schwarz gemacht wird, wird eine Überhitzung des Zylinders vermieden. Auch ist es je nach Anwendung manchmal vorteilhaft, die Außenseite des Zylinders mit Isoliermaterial zu überziehen.

Der Metallzylinder besteht vorzugsweise aus Aluminium, das z. B. auf der Innenseite mit einer schwarzen Aluminium­ schicht versehen oder aufgerauht ist.

Aus der GB-PS 12 28 817 ist die Verwendung von Aluminium für Laserrohrummantelungen bekannt, jedoch ist hierin nicht die Verwendung von einem Aluminiumzylinder beschrieben, der die Glasumhüllung koaxial umgibt und der wenigstens auf seiner Innenseite mit einer für Wärme­ strahlung schwarzen Schicht versehen ist.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt im Schnitt einen Gasentladungslaser vom koaxialen Typ.

In einer rohrförmigen Glasumhüllung 1 ist koaxial ein Laserrohr 2 angebracht, wobei diese rohrförmige Umhüllung an den beiden Enden mit Metallplatten 3 und 4 versehen ist. Auf der Metallplatte 3 ist ein flacher Mehrschichten­ spiegel angebracht, der aus einem Glassubstrat 5 mit darauf einem Mehrschichtensystem 6 besteht. Die Metall­ platte 4 ist mit einem hohlen Mehrschichtenspiegel versehen, der aus dem Substrat 7 mit darauf einem Mehr­ schichtensystem 8 besteht. Die optische Achse 9 der beiden Spiegel soll stets nahezu mit der Achse des Laserrohres 2 zusammenfallen. In der Glasumhüllung 1 ist eine Kathode 10 angebracht. Die Platte 4 dient als Anode. Zwischen der genannten Kathode und der genannten Anode wird eine Gasentladung in dem in dem Laserrohr vorhandenen Gas erzeugt. Das Spiegelsystem bildet einen optischen Resonator, in dem durch stimulierte Emission ein Laser­ strahl erzeugt wird. Infolge der Gasentladung wird die Glasumhüllung warm und dehnt sich aus, wodurch die bereits beschriebene zickzackartige Bewegung des Laserrohres und/oder der Umhüllung auftreten würde.

Um dies zu vermeiden, ist rings um die Umhüllung 1 ein Aluminiumzylinder 11 angebracht, der aus nahtlosem Aluminiumrohrmaterial hergestellt ist. Der Metall­ zylinder 11 weist in diesem Falle eine Wandstärke von 0,5 mm auf. Der Abstand des Zylinders 11 von der Glas­ umhüllung 1 - somit die Breite des Luftspaltes - beträgt in diesem Falle etwa 1,5 mm. Der Zylinder 11 ist auf der Innenseite 13 geschwärzt, um eine gute Wärmeaufnahme zu erhalten. Der Zylinder 11 ist mit Hilfe von Schaumgummi­ blöcken 12 und/oder schlaffen Metallfedern 14 koaxial und nahezu schwebend rings um die Glasumhüllung 1 angebracht, so daß Verformungen des Zylinders 11 keinen Einfluß auf das Laserrohr 2 ausüben. Die schlaffen Federn 14 sind in diesem Falle durch Punktschweißen am Zylinder 11 befestigt. Es ist aber auch möglich, daß die Federn einen Teil der Aufhängebügel bilden, die zur Positionierung und Befestigung des Laserrohrs in einem Halter verwendet werden. Durch den Zylinder werden örtlich auftretende Temperaturunterschiede ausgeglichen. Der Metallzylinder 11 soll nahezu koaxial rings um die Glasumhüllung 1 ange­ bracht sein, sonst ergibt sich wieder die genannte zick­ zackartige Bewegung.

Claims (5)

1. Glaslaser mit

• a) einer durch zwei Resonatorspiegel (5, 6; 7, 8) ver­ schlossenen Glasumhüllung (1) und einem Laserrohr (2),
• b) einem die Glasumhüllung (1) koaxial umgebenden Metall­ zylinder (11),

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• c) der Metallzylinder (11) ist wenigstens auf seiner Innen­ seite mit einer für Wärmestrahlung schwarzen Schicht versehen,
• d) der Metallzylinder (11) ist mit der Glasumhüllung (1) über schlaffe Federelemente (12, 14) nahezu schwebend verbunden.

2. Glaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (11) ein nahtloses Rohrstück ist.

3. Glaslaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (11) aus Aluminium ist.

4. Glaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (12) Schaumgummiblöcke sind.