DE3043574A1

DE3043574A1 - Hf-angregter co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-wellenleiterlaser

Info

Publication number: DE3043574A1
Application number: DE19803043574
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Phys. 8013 Haar Dyrna; Gunther Dipl.-Phys. Dr. 8012 Ottobrunn Sepp
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1982-06-03
Also published as: US4446558A; DE3043574C2

Description

HF-angeregter CO2-Wellenleiterlaser

Die Erfindung bezieht sich auf einen HF-angeregten CO₂-Wellenleiterlaser, der strukturell in einem rohrförmigen Metallmantel aufgebaut ist.

Solche Wellenleiterlaser sind an sich in mannigfachen Aus— führungsfortnen bekannt. Das wesentliche Erfordernis all dieser bekannten Arten besteht darin, daß alle Flächen genau parallel und mit feinster Oberflächenqualität ausgeführt werden müssen um beispielsweise eine gute Wärmeabfuhr zwischen Elektroden und Wellenleitermaterial bzw. dem Außenmantel zu erreichen. Die Kapillare selbst erfordern die Einhaltung engster Toleranzen. Die Fertigung solcher Laser erfordert daher einen sehr aufwendigen Bearbeitungsaufwand und eine hohe Anzahl feinstbearbeiteter Baukomponenten. Da solche Laser verständlicherweise sehr kostspielig sind, ist ihre Verwendungsmöglichkeit auch entsprechend eingeschränkt. .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wellenleiterlaser der eingangs genannten Art zu schafffen, dessen Aufbau und Ausbildung wesentlich vereinfacht ist, keine engen Toleranzen mehr erfordert und in seiner Leistungsfähigkeit aber nicht beeinträchtigt ist.

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher und dennoch optimal funktionsfähiger Weise durch die in_„den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel abgehandelt und erläutert sowie in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch, ein Ausführungs— beispiel;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig.l;

Fig.· 3 einen Teilquerschnitt

Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, ist der vorgeschlagene HF-angeregte CO2-Wellenleiterlaser in einem rohrförmigen .Metallmantel Io z.B. mit elastischem Ende zum Ausgleich der Wärmeausdehnung ausgebildet, wobei die beiden Rohrenden durch je eine Laserspiegeltragplatte 19 abgeschlossen sind. Die zentrale Bohrung 19a dieser Platte -im Bereich der Kapillaren 21 ist durch den Laserspiegel 2o überdeckt« In den beiden Tragplatten 19 sind die Quarzstäbe 12 - im vorliegenden Falle drei Stück - gehalten und zentriert. Über■zwei dieser Quarzstäbe 12 ist nun ein Dielektrikum in Form eines aus zwei identischen Hälften bestehenden Bornitridkörpers 11 angeordnet. Dieser Körper 11 erstreckt sich über die gesamte Rohrmantellänge und steht mit seiner runden Oberfläche in engem Kontakt mit der Mantelinnenfläche loa. Im Zwischenraum 15 symmetrisch in der Vertikalachse des Lasers angeordnet, ist eine Halteschiene 18 angebracht, die beispielsweise über Schrauben 19b mit den Tragplatten 19 verbunden ist und mit ihrer Oberfläche an der Mantelinnenfläche anliegt. In dieser Halteschiene 18 sind beispielsweise in bestimmten. Abständen Tragschrauben 17 angeordnet,-die in die positive Elektrode 13 eingreifen, diese tragen und abstandsmäßig zur Gegenelektrode 14 justieren. Natürlich kann diese Halterung auch anders ausgestaltet sein. Bei-

spielsweise ist es denkbar, daß die Elektrode 13 mit Haltehäkchen, d.h. z.B. einem dem Bornitridkörper zugewandten Grat versehen ist, der durch die Vorspannung der Elektrode dieselbe lagemäßig fixiert.

Diese Gegenelektrode 14 wird wie die positive Elektrode 13 aus Federbronze hergestellt und so geformt, daß sie. mit einer Vorspannung in den Wandungen ihrer "Lagerbetten" 16 bzw. 19 ruhen. Die Gegenelektrode 14 ist weiterhin in ihrer Form so ausgebildet, daß sie sich an die Fußfläche lla des Dielektrikums bzw. Bornitridkörpers 11 fest anpreßt und diesen dadurch ebenfalls in gutem Wärmekontakt mit dem Außenmantel Io fixiert.

Diese vorerwähnte Ausgestaltung erbringt nun eine Reihe wesentlicher Vorteile. In erster Linie können die einzelnen Komponenten des Wellenleiterlasers in ihrer Anzahl reduziert werden und insbesondere in ihrem Toleranzbereich relativ sehr großzügig gehalten werden. Damit entfällt aber nahezu vollständig der bisher erforderlich hohe Fertigungsaufwand. Außerdem ist diese Ausführungsform durch eine ausgezeichnete Wärmeabfuhr gekennzeichnet; Diese erfolgt sowohl über den Bornitridkörper 11 als auch über die Federbronze-Elektroden' 13,14 und Aufhängungen 17,18 an den rohrförmigen Metallmantel. Durch die Federvorspannung ist von beiden Elektroden ein sehr guter Wärmekontakt gegeben.

Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Elektrode 114 aus Federbronze so ausgebildet ist, daß zwei Kanäle 114a und 114b entstehen. Diese nehmen die durch eine nicht gezeichnete Laserspiegel-Tragplatte 19 geführten Gaszufuhr- und abfuhrleitungen auf, wobei von je einem der'

beiden Kanäle 114a bzw. 114 b zu je einem Ende der Laserkapillaren 21 eine Gasverbindung - beispielsweise als Bohrungen 117a, 117b der Elektrode 114 und' Ausfräsung 119 in der entsprechenden Hälfte des Bornitridkörpers 111 — besteht. Vorzugsweise stützen sich die. beiden Wandungen der Kanäle 114a, 114b - wie· aus der Fig. 3 ersichtlich - gegeneinander ab. Dadurch wird eine optimale Verteilung der Vorspannkräfte auf die beiden Hälften des Bornitridkörpers 111 erreicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind keine Quarzabstands— stäbe 11 vorgesehen; ihre zusätzliche Anordnung bereitet jedoch keine Schwierigkeiten.

Claims

Patentansprüche

HF-angeregter CO2~Wellenleiterlaser, der strukturell in einem ringförmigen Metallmantel aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein an der Mantelinnenfläche (loa) anliegender, um einen Teil der Quarzabstandsstäbe (12) geformter, aus zwei identischen Hälften bestehender Bornitridkörper (11) sich mit seiner Fußfläche (lla) auf einer dem Manteldurchmesser entsprechend geformten Gegenelektrode (14) abstützt und selbst im Zwischenraum (15) der beiden Hälften die Elektrode (13) aufnimmt.
2. Wellenleiterlaser nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeich et , daii beide Elektroden (13, 14) aus Federbronze geformt und mit Vorspannung für

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ORIGINAL INSPECTED

die Anpressung an das Lagerbett (16,19) versehen ist.
3. Wellenlexterlaser nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrode (13) mittels Schrauben (17) an einer mit der Mantelinnenfläche (loa) in Kontakt stehenden Halteschiene (18) befestigt ist.
4. Wellenlexterlaser nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Wellenleiter um die Kapillare (21) aus Al₂, O₃- oder BeO-Keramik gebildet ist.
5. Wellenlexterlaser nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrode (114) so geformt ist, daß zwei rohrförmige Kanäle (114a,114b) entstehen, welche die Gaszufuhr- (115) und G.asabfuhrleitungen (116) aufnehmen.
6. ■ Wellenlexterlaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß von je einem der beiden rohrförmigen Kanäle (114a bzw. 114b) zu je einem Ende der Laserkapillaren·(21) eine Gasver-' bindung (117a,117b,118) aufweisen.
7. Wellenlexterlaser nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wandungen der beiden Kanäle (114a,114b) sich gegenseitig abstützen und die auf die Bornitridkörperhälften (111) vrirkende Kraftverteilung optimieren.