DE2909722C1

DE2909722C1 - Elektrisch angeregter CO2-Hochleistungslaser

Info

Publication number: DE2909722C1
Application number: DE19792909722
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Phys Dr Opower
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-13
Filing date: 1979-03-13
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 1999-03-14

Description

Die Erfindung betrifft einen Laser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die stoßartige Energiezufuhr während einer Entladung erfährt das Lasergas, hier ein CO₂, N₂ und He enthaltendes Gemisch, eine Temperatur erhöhung. Damit verbunden ist die Ausbildung einer Druckwelle. Beide Er scheinungen würden sich nachteilig auf die folgenden Impulse auswirken, wenn sie unbeeinflußt bleiben. Es muß deshalb Vorsorge getroffen werden, daß zumindest der größte Teil des Gases in der Zeit zwischen zwei Impul sen ausgetauscht wird, und zwar das durch die Entladung erhitzte Gas ge gen das relativ kühlere Gas in einem Zwischenbehälter (vgl. DE-OS 27 37 226).

Da für einen Laser mit hoher mittlerer Leistung eine hohe Impulsfolge Be dingung ist, steht für diesen Gasaustausch nur eine Zeit im Millisekunden bereich zur Verfügung. Daher scheidet eine konventionelle Lösung mit axia ler Gasströmung aus, insbesondere auch, weil die Strömungsgeschwindigkeit des Gases der technischen Einfachheit halber möglichst gering bleiben soll, d.h. unter 100 m/s.

In der DE-OS 26 08 830 wird daher ein CO₂-Laser beschrieben, bei dem der Gasaustausch in Verbindung mit einer radialen Entladung auf kurzem Wege, also in radialer Richtung erfolgt. Bei diesem Laser ist der Entladungs raum von koaxialen, starren Zylindern begrenzt, die gleichzeitig als Elek troden dienen. Mittel für einen Gasaustausch sind dabei jedoch nicht vor gesehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, bei einem Laser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 den erforderlichen Gasaustausch in raum sparender Bauweise zu verwirklichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die kompakte Bauweise wird dabei durch die Verwendung der äußeren Elek troden als Mittel zum Gasaustausch erreicht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angege geben.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lasers nach der Erfindung rein schematisch dargestellt. Dabei ist auf Einzelheiten, die das Wesen der Erfindung nicht berühren, wie z.B. die Lagerung der drehbaren Teile und ihr Antrieb, verzichtet worden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Laser,

Fig. 2 den Längsschnitt dazu.

In Fig. 1 ist mit 1 der innere Elektrodenzylinder bezeichnet, mit 2 die 12 Segmente, in die der äußere Elektrodenzylinder längsgeteilt ist. Bei de Zylinder umschließen den Entladungsraum 3. Ganz außen befindet sich der Zylinder 4, der den Zwischenbehälter 5 begrenzt. Die Segmente 2 sind um Achsen 6 paarweise gegensinnig antreibbar gelagert. Im Zwischenbehälter 5 befinden sich die Kühlkörper 7, von denen jeder einem der Segmente 2 zugeordnet ist. Auch diese Kühlkörper sind um Achsen 8 antreibbar gelagert und zwar synchron zu den Segmenten 2 mit 90° Phasen verschiebung. Ihre Drehrichtung ist außerdem gegenüber den Segmenten umge kehrt, wie aus den eingetragenen Pfeilen ersichtlich ist. Segmente und Kühlkörper üben durch ihre Drehbewegung auf das Lasergas eine Pumpwirkung aus, die zwischen zwei Entladungen einen Austausch wenigstens des größeren Teils des Lasergases bewirkt, und zwar zwischen dem heißen Gas im Entladungsraum 3 und dem relativ kühleren Gas im Zwischenbehäl ter 5.

In Fig. 2 tragen die gleichen Teile wie in Fig. 1 die gleichen Bezugszei chen. Neu sind nur die Lamellen, aus denen die Kühlkörper bestehen. Diese Lamellen sind auf ihre Drehachsen aufgesetzt, wobei die Drehachsen hohl ausgebildet sind, d.h. Rohrform haben. Zwecks Sicherung des Wärmeüber ganges zwischen den Lamellen und der Rohrachse sind die Lamellen aufge lötet. Sie können aber auch mit den Rohrachsen einstückig spanlos oder spanabhebend hergestellt sein.

Claims

1. Elektrisch angeregter CO₂-Hochleistungslaser mit über einen Zwi schenbehälter (5) geschlossenen Gaskreislauf zum Abstrahlen von Impulsfolgen, bestehend aus einem von zwei koaxialen Zylindern (1, 2) begrenzten Entladungsraum (3) und einem Resonator mit Spie geln, deren Mittelnormalen in die Zylinderachse fallen, wobei die Zylinder als Elektroden ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter aus dem äußeren Elektrodenzylinder (2) und einem weiteren, mit Abstand und koaxial dazu angeordneten Zylinder (4) besteht und daß als Mittel zum Gas austausch zwischen dem Entladungsraum und dem Zwischenbehälter der äußere Elektrodenzylinder mittels achsparalleler Schnitte in eine gerade Anzahl von Segmenten (2) unterteilt ist, die um Achsen (6) parallel zur Zylinderachse paarweise gegensinnig antreib bar gelagert sind.

2. Laser nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Elektrodensegment (2) ein dazu achsparallel drehbar gelagerter Kühlkörper (7) zugeordnet ist, der synchron mit dem zugehörigen Elektrodensegment unter 90° Phasen verschiebung antreibbar ist.

3. Laser nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (2) des äußeren Elektro denzylinders hohl ausgebildet sind und Anschlüsse für das Durch leiten des Kühlmittels aufweisen.

4. Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper (7) aus Lamellen beste hen und ihre Drehachse (8) als Rohr ausgebildet ist, das Anschlüs se für das Durchleiten eines Kühlmittels aufweist.