DE2850521C2

DE2850521C2 - Transversal angeregter, bei Atmosphärendruck arbeitender Gaslaser

Info

Publication number: DE2850521C2
Application number: DE19782850521
Authority: DE
Inventors: Heinrich 6900 Heidelberg Karning
Original assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg De GmbH
Current assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg De GmbH
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1986-05-22
Also published as: FR2442523B1; GB2035674A; FR2442523A1; DE2850521A1; GB2035674B

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

f) der die Begrenzung des Lasers (1) darstellende Gehäuseteil (2) als koaxialer Kondensator ausgebildet ist.

2. TEA-Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der koaxiale Kondensator aus zwei konzentrisch ineinandergeschobenen Hohlzylindern (2¹¹; 2'") mit dazwischenliegendem Dielektrikum (2^IV) besteht, von denen der innere an die einander gegenüberliegenden Außenelektroden (lOj 14) elektrisch angeschlossen ist.

3. TEA-Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hohlzylinder (2"; 2'") für sich genommen einen Kondensator (Q; C2) darstellt und beide Kondensatoren abstandslos aneinander liegen.

Die Erfindung betrifft einen transversal angeregten, bei Atmosphärendruck arbeitenden Gaslaser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher durchaus brauchbarer Gaslaser nach der DE-OS 27 53 304 gilt als Stand der Technik. Durch einen zur Längsachse des Elektrodensystems symmetrischen Entladungsschaltkreis wurde hier eine weitgehend induktivfreie Entladung und durch die Faltung des Strahlengangs eine handliche Bauform erreicht. Da der Trend jedoch zu immer kleineren Geräten dieser Art neigt, reicht es nicht mehr aus, nur die mechanischen und optischen Bauelemente in derlei Maßnahmen einzubeziehen.

Aus der US-PS 38 28 277 und aus IEEE Journal of Quantum Hectronics QE-12 (1976). Nr. 3, S. 183 bis 188, . sind als koaxialer Kondensator ausgebildete Laser-Gehäuse bekannt Ein Ausführungsbeispiel der leutgenannten Druckschrift sieht zwei ineinander geschobene, durch ein Dielektrikum voneinander getrennte Hohlzylinder vor, die gemeinsam einen Kondensator darstellen. Oder aber es bildet jeder dieser Zylinder für sich genommen einen Kondensator, die dann abstandslos aneinanderliegen. Ein Hinweis auf eine Faltung des Strahlengangs und eine dadurch erzielbare kürzere Bauform ist diesen beiden Schriften dagegen nicht zu entnehmen. Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, den Gaslaser der eingangs näher bezeichneten Gattung dahingehend zu verbessern, daß seine kapazitiven Bauelemente in die die symmetrische und kleine Bauweise unterstützenden Maßnahmen noch besser, sozusagen materialhomogen, miteinbezogen werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Auf diese Weise ist es möglich, die in die Gehäusewand integrierte und für sich bekannte Bauweise eines Energiespeicherkondensators auch für den gattungsgemäßen Gaslaser auszunutzen.

Eine Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 macht es möglich, einen Kondensator in mehrfacher Hinsicht bezüglich seiner Induktivität an die Gasentladung anzupassen. Einmal ist dies über das Verhältnis seiner Länge zu seinem Durchmesser möglich; zum anderen aber auch über die Variation des Abstandes der Außenelektroden zum inneren Hohlzylinder, der diesen Elektroden gleichzeitig auch als Halterung dient.

Bei einer anderen Weiterbildung gemäß Anspruch 3 wird der äußere Kondensator — nur begrenzt durch die Eigen- und die Schaltkreisinduktivität — schlagartig als erster entladen.

Im folgenden werden an Hand einer Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch ein Laser-Gehäuse, das als koaxialer Energiespeicherkondensator konzipiert ist,

F i g. 2 einen Querschnitt AB durch den Laser gemäß F i g. 1,

F i g. 3 das Ersatzschaltbild des Lasers gemäß F i g. 1 und 2,

Fig.4 den Längsschnitt durch einen Laser, dessen Gehäuse aus zwei ineinandergeschachtelten koaxialen Kondensatoren besteht,

F i g. 5 einen Querschnitt ~ÜD durch den Laser gemäß F i g. 4 und

F i g. 6 das Ersatzschaltbild des Lasers gemäß F i g. 4 und 5 — nach Art eines Blümlein-Schaltkreises.

Die einfachste Form des dem beanspruchten Laser zugrunde liegenden Prinzips ist in den F i g. 1 bis 3 realisiert: Der symmetrisch aufgebaute TEA-Laser 1 mit seinem Elektrodensystem 10 bis 14 zeigt im wesentlichen nur die für die Erfindung bedeutsamen Details. Sein Gehäuse 2 besteht aus zwei zylindrisch ausgebildeten unmagnetischen Metallplatten 2" und 2"¹, z. B. aus Aluminium, die ein Dielektrikum 2^IV einschließen und auf diese Weise einen Energiespeicherkondensator C darstellen. Während das Dielektrikum und die äußere Metallplatte 2" bis an die seitlichen Begrenzungswände 8 reichen, erstreckt sich die innere Metallplatte 2¹" aus Gründen der Überschlagfestigkeit nur über den durch die Länge der äußeren Elektroden 10 und 14 bestimmten Bereich. Sie kann auch länger sein, wenn minimale

Abstände zu anderen Metallteilen eingehalten werden, um selbständige Entladungen zu verhindern. Die Elektroden 10 und 14 sind direkt an der Metallplatte befestigt, die den inneren Anschluß des Kondensators darstellt Das Dielektrikum besitzt eine ho'.ie Dielektrizitätskonstante ε und hohe Durchschlagsfestigkeit Mit der Bezugszahl3 ist der die MitteleleVtrode 11 mit ihren Rogowski-Profilen zündende Hochspannungsschalter, mit 5 der Entladungsraum, mit 18 der totalreflektierende und mit 21 der teildurchlässige Spiegel bezeichnet F i g. 3 zeigt das zugehörige Ersatzschaltbild. Hierbei ist charakteristisch, daß die beiden Kapazitäten C nahezu gleich groß sind. Die Kapazität der Kondensatoren wird entsprechend den Laserleistungsdaten durch Wahl des Dielektrikums, der Ladespannung und der geometrisehen Abmessungen dimensioniert

Das in den F i g. 4 bis 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet »ich von demjenigen der F i g. 1 bis 3 nur durch die Anzahl der verwendeten Kondensatoren. Während in ersterem Fall nur ein Kondensator verwendet wurde, sind es hier zwei Kondensatoren, die aus zwei konzentrisch ineinandergeschobenen Hohlzylindern bestehen, wie sie im vorstehenden Ausführungsbeispiel näher beschrieben wurden. Die beiden Kondensatoren bzw. Hohlzylinder liegen abstandslos nebeneinander. Die Hochspannung wird über die Leitung 22 an den Ladewiderstand Rl geleitet Zwischen der Mittel-

elektrode 11 und die Kondensatoren —~ und -γ- sind die anderenends an Masse 34 liegenden Koppelwiderstände 23 geschaltet.

Was die Funktion der Kondensatoren anbetrifft, so wird der Kondensator Ci — nur begrenzt durch die Eigeninduktivität und die Induktivität des geschlossenen Schalters 3 — als erster entladen. In diesem Primärentladekreis setzt eine Schwingung ein, wobei zwischen der Mitteielektrode U und den Außenelektroden 10 und 14 ein Potentialunterschied entsteht. Letzterer ionisiert die Gasstrecke, die Entladung setzt ein und entlädt nun auch den Kondensator Cj.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

ϊ'ί

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Claims

Patentansprüche:

1. Transversal angelegter, bei Atmosphärendruck arbeitender Gaslaser (TEA-Laser) mit den Merkmalen

a) das Elektrodensystem (10 bis 14) ist mit einer nach außen führenden Hochspannungsleitung (22) in einem gefalteten Resonator- bzw. Entladungsraum (S) eines Gehäuses (2) angeordnet;

b) das Elektrodensystem (10 bis 14) besteht aus einer in der Längsachse des Gehäuses (2) liegenden Mittelelektrode (11) mit wenigstens zwei an einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten und der elektrischen Entladung dienenden Oberflächen (12; 13), wobei diesen Oberflächeader Mittelelektrode jeweils auf der inneren Gehäusewand gegenüberliegend angeordnete Außenelektroden (10; 14) entsprechen;

c) das Gehäuse (2) weist an seinen beiden Stirnseiten (8; 9) reflektierende optische Elemente (18; 19; 20) auf, die den optischen Resonator bilden;

d) die Längsachse des Elektrodensystems (10 bis 14) stellt eine Symmetrieachse des optischen Resonators dar;

e) die in dem gefalteten Resonator rogowskiförmig ausgebildeten Elektroden (10; 11,14) werden so an den Entladungskreis angeschlossen, daß zwischen der Mittelelektrode (11) und den Außenelektroden ein Kondensator (2"; 2^m) sowie ein ihm vorgeschaltetes Thyratron (3) oder eine vorgeschaltete Funkenstrecke liegen;