DE3109079A1 - "gaslaseranordnung mit gasumlauffuehrung" - Google Patents
"gaslaseranordnung mit gasumlauffuehrung"Info
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Description
Gaslaseranordnung mit Gasumlaufführung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gaslaser mit Gasumlaufführung.
Laser mit Gasdurchfluß sind bekannt; Beispiele sind in den US-F1Sn 3."343.179, 3.702.973 und 3.921.098 beschrieben. Die
beiden ersteren Patentschriften enthalten eine ausführliche
Diskussion der grundsätzlichen Lasertechnologie, während letztere eine frühe Form eines Gaslasers zeigt, dessen
Funktionselemente sich in einem abgeschlossenen Gehäuse befinden.
Eine bekannte Technik erfordert dabei, daß die verschiedenen Funktionselemente des Durchflußlasers sehr stabil aufgebaut
sind, um einem hohen Druckgefälle widerstehen zu können. Jedes Element muß dabei den Umgebungsdruck aushalten, während
innerhalb des Durchflußbereichs ein Unter- oder Überdruck herrscht, und gleichzeitig seine eigentliche Laserfunktion
erfüllen. In abgeschlossenen Durchflußgaslasern fließt das Lasermedium bzw. Gas kontinuierlich auf einer Strömungsbahn
um. Die Funktionselemente müssen also als Führung dienen und gleichzeitig der Druckdifferenz zwischen dem Durchflußbereich
und der Außenatmosphäre widerstehen können. Die Be-
EPO COPY ί fV
standteile müssen dicht abgeschlossen sein, so daß Gas nicht nach außen entweichen und der Laser nicht "vergiftet"
werden kann, indem Sauerstoff oder eine andere Verunreinigung aus der Atmosphäre in den Durchflußbereich eindringt.
Eine weitere bekannte Technik, wie sie die US-PS 3.921.098 zeigt, basiert auf einem luftdichten Gehäuse, das dem er- j
forderlichen Druckunterschied zwischen dem Laser und der j Atmosphäre widersteht. Die Funktionselemente des Lasers sind
im Gehäuse in Kombination mit einer Kanalanordnung angeordnet, die den Zentralteil des Gehäuses so umschließt,
daß ein Windtunnel entsteht, aus dem das strömende Gas teilweise in das Gehäuse entweichen kann. Diese Windtunnelkonstruktion
erfordert Kniee, Übergänge vom kreisrunden zum rechteckigen Querschnitt sowie Diffusoren, so daß die
Konstruktion insgesamt teuer und schwierig herzustellen ist, hohe Druckverluste und Turbulenzen in der Gasströmung
beim Eintritt in den aktiven Laserbereich mit sich bringt und/oder Gebläse erfordert.
Es ist also ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Durch- i flußgaslaser mit Gasumlaufführung anzugeben, der die oben- ■
erwähnten Nachteile der bekannten Anordnungen eliminiert. j
Die vorliegende Erfindung schafft eine Durchfluß-Gaslaseranordnung
mit Gasumlaufführung mit einem gasdichten Außengehäuse, in dem sich Mittel, die einen Laserbereich umgrenzen,
so wie Mittel befinden, um aus dem Gehäuse die im Arbeitsbereich erzeugte Laserenergie auszukoppeln. Das
Gehäuseinnere ist durch einen herausnehmbaren Teil bzw. Teile zugänglich und ist mit Anschlüssen versehen, durch die ein
gasförmiges Lasermedium in das Gehäuse ein- und aus ihm abgeführt werden kann. Das Gehäuse enthält ein Gebläse,
um das Lasermedium im Gehäuse zu bewegen, sowie eine Wärmeaustauscheranordnung, um Wärme aus dem Lasermedium abzuziehen.
Weiterhin ist das Gehäuse intern zu einer ersten und
einer zweiten Sammelkammer aufgeteilt, wobei die erste Sammelkammer so angeordnet ist, daß ein Gaseinlaßteil des
Laserarbeitsbereichs in Strömungsverbindung mit einem Gasauslaßteil des Gebläses steht, und die zweite Sammelkammer
so angeordnet ist, daß ein Gasauslaßteil des Laserarbeitsbereichs in Strömungsverbindung mit einem Gaseinlaßteil des ·
Gebläses stehen. Dabei strömt das Lasermedium aus der einen in die andere Sammelkammer ausschließlich durch das Gebläse
und den Arbeitsbereich, wobei die erste Sammelkammer ein solches Volumen hat, daß die Verweilzeit des Lasermediums
in ihr ausreicht, um die Turbulenz des aus ihr austretenden Lasermediums schwach im Vergleich zu der des in sie eintretenden
Lasermediums zu machen.
Vorzugsweise ist das Gehäuseinnere mit einem an den Gasauslaßteil des Gebläses angeschlossene Diffusor versehen und
ein Teil der Wärmeaustauscheranordnung liegt zwischen einem Auslaß des Diffusors und der ersten Sammelkammer. Weiterhin
kann das Gehäuseinnere mit einem Diffusor versehen sein, der an den Gasauslaßteil des Arbeitsbereichs angeschlossen ist,
und ein Teil der Wärmeaustauscheranordnung kann zwischen einem Auslaß des Diffusors und der zweiten Sammelkammer
liegen.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung ausführlich
erläutert werden.
Fig. 1 ist eine Aufrißdarstellung einer beispielshaften Ausführungsform
eines Gaslasers nach der vorliegenden Erfindung, wobei eine Seitenwand des gasdichten
Gehäuses abgenommen ist;
Fig. 2 ii3t ein Aufriß einer weiteren beispielshaf ten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist ein Teilschnitt einer verbesserten Einlaßan- j Ordnung, die an die den Laserarbeitsbereich umgrenzen-j
de Einrichtung angeschlossen ist; und ]
Fig. 4 ist eine teilweise weggebrochene Aufrißdarstellung , \
des Einlasses der Fig. 3. :
Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Laseranordnung nach der vorliegenden Erfindung. Die
Anordnung 10 besteht aus einem Außengehäuse 12 mit der Vorder- und der Hintertür 14 bzw. 16, die das Außengehäuse 12
abschließen, so daß ein umschlossener Hohlraum entsteht. Geeignete Dichtungen 18, 20 sitzen zwischen den Türen 14, 16
und dem Gehäuse 12. Geeignete Mittel (nicht gezeigt) können vorgesehen sein, um die Türen vom Gehäuse 12 abzunehmen.
Beispielsweise können die Türen mit einer geeigneten Gerüstanordnung ("gantry arrangement") gelagert und abgestützt
sein.
Das Gehäuse 12 und die Türen 14, 16 sind aus Werkstoff geeigneter Festigkeit gefertigt, um der Druckdifferenz
zwischen dem Gehäuseinneren und der Außenatmosphäre zu widerstehen - beispielsweise Stahlblech, da das Gehäuse 12 beispielsweise
im Betrieb auf 0,1 atm evakuiert werden kann.
Während ersichtlich die vorliegende Erfindung für sämtliche
Durchflußgaslaser anwendbar ist, soll sie hier aus Zweckmäßigkeitsgründen
an einem Laser der in der US-PS 3.702.973 beschriebenen Konstruktionsart beschrieben werden.
In der in der Fig. 1 gezeigten beispielshaften Ausführungsform sitzt ein Ionisator oder Elektronenstrahlerzeuger 22
in dem vom Gehäuse 12 und den Türen 14, 1(> umgebenen Raum.
Die Zuleitungen 24, 26 verbinden den Elektronenstrahlerzeuger
22 mit einer geeigneten Hochspannungsversorgung (nicht ge-
zeigt). Geeignete Dichtringe oder -armaturen zwischen den Zuleitungen und dem Gehäuse gewährleisten einen gasdichten
Abschluß.
Beabstandete Spiegelelemente, von denen ein Spiegel 30 gezeigt ist, bilden einen allgemein mit 28 bezeichneten op-
tischen Resonator. Die Ebenen der Spiegel liegen im rechten Winkel zur Strömungsrichtung des Gases. Eines der Spiegel-
: elemente reflektiert total, während das andere teilreflektiert
und teilweise durchlässig ist oder alternativ zu zwei Teilen aufgeteilt sein kann, d.h. einen zentralen Rückkoppelteil,
der die Laserwirkung erlaubt und außen von einem ringförmigen Teil umgeben ist, der einen Teil des
Strahls aus dem optischen Resonator hinaus reflektiert. Der Ausdruck "Resonator" soll hier nicht nur einen von
Wandungen umgebenden Raum bezeichnen, sondern auch einen ι nicht von Wänden oder dergleichen eingeschlossenen Bereich,
da in bestimmten Fällen derartige Wandungen nicht erforderlich , sind, um die Erfindung durchzuführen und /oder zu benutzen.
Die beabstandeten Spiegelelemente sind im Gehäuse 12 mit einer geeigneten herkömmlichen Halterung oder optischen
j Bank (nicht gezeigt) gelagert. Der Elektronenstrahlgenerator ! 22 ist auf der Tür 14 oder mit einer geeigneten Halterung
' (nicht gezeigt) nahe dem optischen Resonator 28 angeordnet, ! wie gezeigt.
j Innerhalb des optischen Resonators 28 ist eine herkömmliche
j Einrichtung zur Aufrechterhaltung der Laserwirkung ("sustainer means") angeordnet und steht in Verbindung mit dem
Elektroncnstrahlgenerator 22. Geeignete Elektroden und Stützelemente (nicht gezeigt) dieser Einrichtung befinden
sich im optischen Resonator 28. Die Elektroden sind über Zuleitungen an eine (nicht gezeigte) geeignete Hochspannungsversorgung
gelegt. Geeignete Dichtungen zwischen den Zuleitungen und dem Gehäuse 12 gewährleisten einen gasdichten
Abschluß. Die Einzelheiten der Funktionsweise eines bei-
EPO CG?T ί j
spielhaften Elektronenstrahlgenerators 22, der Sustainer-Einrichtung
und des optischen Resonators zur Erzeugung eines Laserausgangsstrahls sind in der bereits erwähnten
US-PS 3.702.973 sowie auch in der US-PS 3.721.915 beschrieben. Es genügt hier, darauf zu verweisen, daß ein
gasförmiges Lasermedium wie Argon, Xenon, Krypton oder Mischungen aus C0„, N- He oder H, wie im folgenden ausführlicher
beschrieben mit der gewünschten Geschwindigkeit und dem erforderlichen Druck durch den optischen Resonator
geschickt wird. Das Lasermedium wird zum Schwingen erregt im Arbeitsbereich 29, der den optischen Resonator und die
Sustainereinrichtung enthält. Das Lasermedium wird dabei durch die elektrische Entladung infolge des Zusammenwirkens
zwischen dem Elektronenstrahlgenerator 22 und der erforderlichen Spannung über den Elektroden der Sustainereinrichtung
in den Schwingungszustand erregt. Das auf diese Weise optisch erregte Lasermedium zeigt dann im Arbeitsbereich
den Lasereffekt.
Im Fall eines Verstärkers - im Gegensatz zu dem hier als Beispiel beschriebenen Oszillator - ist ein optischer
Resonator natürlich nicht erforderlich; der extern erzeugte Laserstrahl wird in den Arbeitsbereich geleitet und dort
verstärkt.
Die Spiegel können so angeordnet sein, daß der Laserausgangsstrahl
auf ein aerodynamisches Laserfenster 46 gerichtet wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Eine beispielhafte
Anordnung zur Einstellung der Laserspiegel ist in der US-PS 3.753.156 beschrieben. Das aerodynamische Fenster
46 ist so konstruiert, daß innerhalb des Gehäuses 12 ein Unterdruck herrscht. Beispiele solcher aerodynamischer
Fenster und deren Funktionsweise sind in den US-PS 3.851.273 und 3.768.035 erläutert und brauchen zum Verständnis der
vorliegenden Erfindung hier nicht beschrieben zu werden.
' WO CO°T
D1 -IS Gehäuse 12 ist über eine geeignete Leitunq 50 an eine
Evakuierpumpe (nicht gezeigt) angeschlossen, die, wenn aktiviert, das Gehäuse 10 evakuiert. Die Leitung 50 ist
am Gehäuse 12 an einem ENde über eine geeignete Vakuumdichtung -jzw. -armatur 52 angeschlossen. Das Lasergas wird
dem Laser aus einer geeigneten Quelle (nicht gezeigt) mit einer geeigneten Leitung 54 zugeführt.
Eine geeignete Gasdichtung oder -armatur 56 bietet den gewünschten
dichten Abschluß im Gehäuse. Die weiterhin erforderlichen geeigneten Kühlmittel- und elektrischen Stromzuführungen
sind, wo erforderlich, ebenfalls im Gehäuse vorgesehen.
Mit einex· Durchflußgaslaser der hier beschriebenen Art sind
hohe Ausgangsleistungen möglich; daher muß das Lasermedium schnell strömen, um die Verlustwärme aus dem Arbeitsbereich
und den rptischen Resonator abzuführen. Diese Verlustwarme im Lasermedium muß dann aus diesem durch einen Wärmeaustauscher
entfernt werden. Das Lasermedium wird, wie bereits erwähnt, iurch den Arbeitebereich und den optischen Resonator
mit einem geeigneten Gebläse im Umlauf gehalten.
Diese Konstruktionsmerkmale lassen sich allgemein entsprechenc
der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 1 mit einer durchgehenden Trennwand 61 erreichen, die dicht abschließend
das Innere des Gehäuses 10 zu einer ersten Sammelkammer und eine: zweiten Sammelkammer 63 aufteilt. Das Gebläse
kann eim beliebige handelsübliche Ausführung sein, beispielsweise
ein Axialverdichter mit den gewünschten Kenndaten. E;no Vielzahl separater Gebläse kann vorgesehen
werden, . ::i, wo erwünscht, die -.jo wünsch te Gasströmung und
dadurch ._·η erforderlichen Druckabfall über dem Arbeitsbereich
...9 zu erreichen. Das Gebläse kann beispielsweise auL herkc-.mliche und geeignete Weise am Gehäuse so angeorir.it
sein, da;": die Trennwand 61 es dicht abschließend umgibt -
beispielsweise mit den den Laserarbeitsberoich 29 bildenden
Konstruktionselementen, so daß die gesamte Strömung dos Lasermediums am Gebläse durch dieses strömt. Entsprechend
steht der Gaseinlaßteil 65 des Gebläses in Strömungsverbindung mit der zweiten Sammelkammer 63. An den Auslaßteil
66 des Gebläses ist ein Diffusor 67 angeschlossen. Ein herkömmlicher Wärmeaustauscher 68 kann an den Auslaß 66 des
Diffusors 67 angeschlossen sein, wie die Fig. 1 zeigt, so daß das aus dem Gebläse austretende Lasermedium auf eine
gewünschte Arbeitstemperatur abgekühlt wird und der Wärmeüberschuß im Lasermedium und/oder die dort durch das Gebläse
erzeugte Wärmeenergie abgeführt wird. In einigen Fällen steigert, wie sich gezeigt hat, das Gebläse die
Temperatur des durchströmenden Lasermediums um 11 C (20 F) oder mehr. Desgleichen kann man einen Wärmeaustauscher 69 ·
beispielsweise über einen Diffusor 70 an den Auslaß des Arbeitsbereichs 29 anschließen. Dieses Anschließen von
Wärmeaustauschern an den Auslaß des Gebläses und /oder des Laserarbeitsbereichs um das Lasermedium in die jeweils
erforderliche Sammelkammer zu überführen, bewirkt minimale Strömungsverluste, da die Gasgeschwindigkeit genau dort
verringert wird, wo das Gas seine Richtung ändern muß. Weiterhin wird der stromaufwärtige Diffusor auf diese Weise
belastet, so daß eine stabil anhaftende Strömung entsteht. Die Diffusoren 67, 70 sind vorgesehen, um die gesamte
Strömung dem Wärmeaustauscher 68 bzw. 69 zuzuführen.
Es sei nun auf die Fig. 2 verwiesen, die eine modifizierte Form der in Fig. 1 dargestellten Anordnung zeigt. Wie die
Fig. 2 zeigt, ist an dem Auslaß des Arbeitsbereichs 29 ein Diffusor 70a angeschlossen, der dem den Arbeitsbereich verlassenden
Medium eine Richtungsänderung erteilt. Der Wärmeaustauscher 69a ist an den Auslaß des Diffusors 70a angeschlossen
und gibt das Gas in eine Kammer bzw. einen Bereich 63a ab, der zwar ein erhebliches Volumen hat, aber kleiner
als der entsprechende Bereich in der Fig. 1 sein kann. Der
Bereich 63a der Fig. 2 (wie der Bereich 63 in Fig. 1) wirkt als SammeIkammer ("plenum"), so daß die Strömung zum Gebläseeinlaß
erheblich vereinfacht und verbessert wird.
Der Gaseinlaßteil 65 des Gebläses 64 steht in Strömungsverbindung mit der Sammelkammer 63a - wie auch der Auslaßteil
des Arbeitsbereichs 29. Wie in der Fig. 1 folgt auf
'■ den Auslaß des Diffusors 67 ein Wärmeaustauscher 68a. Der
Auslaßteil 66 des Gebläses 64 steht in Strömungsverbindung ι mit der Sammelkammer 62a wie auch der Einlaßteil des Ar-'
beitsbereichs. Der Arbeitsbereich-Einlaßteil und der Ge-
; bläse-Auslaßteil sind voneinander beabstandet und die Kammern
ι 62-63 und 62a-63a haben ein solches Volumen, daß die Ver-
! weilzeit des Lasermediums in ihnen ausreicht, um die Turbulenz
im austretenden Lasermedium im Vergleich zu der des s
j in die Kammern - und speziell die Kammern 62, 62a - eintre-
j in die Kammern - und speziell die Kammern 62, 62a - eintre-
s tenden Lasermediums schwach zu halten. Zusätzlich kann man
durchlöcherte Prall- oder Leitelemente in den Sammelkammern
: vorsehen, wie mit der Prallplatte 71 angedeutet. Derartige
r Platten und Leitelemente wirken, indem sie die Turbulenz
f in der Sammelkammer 62a und daher auch am Einlaß zum Laser-
e arbeitsbereich abschwächen.
J Diese Abschwächung der Turbulenz im in den Arbeitsbereich
c eintretenden Lasermedium hat sich als besonders vorteilhaft
herausgestellt; sie verbessert vermutlich nicht nur die
Qualität des Laserstrahls,.sie schwächt auch die Neigung
zu Überschlägen im Arbeitsbereich und verringert die Herste llungskosten.
Die Turbulenz des in den Arbeitsbereich einströmenden Lasermediums
läßt sich minimal halten, indem man an den Einlaß des Arbeitsbereichs ein Einlaßelement anbringt, daß die
Strömung des in den Arbeitsbereich eintretenden Lasermediums weiter glättet, so daß die Strömung beim Eintritt in den
Laserbereich 29 im wesentlichen laminar ist.
EPO COPY
- 13 -
Eine Einrichtung zu diesem Zweck ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Die Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch das Einlaßelement
72 zum Arbeitsbereich, das an das den Laserbereich 29 umfassende Element angeschlossen ist.
Das Einlaßelement 72 der Fig. 3 und 4 hat sich als besonders'
wirkungsvoll erwiesen, zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit, wie oben ausgeführt.
Während Einlaßelemente zur Verwendung in der hier angegebenen Anordnung nicht auf die dargestellte Ausgestaltung beschränkt
sind und andere Gestalt und Formen annehmen können, soll das Einlaßelement aus Gründen der Vereinfachung hier
als eine laminare Strömung für einen Laserarbeitsbereich
erzeugend beschrieben werden, dessen Einlaß mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt ist.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, weist das Einlaßelement 72
zwei allgemein konvergierende Seitenwände 73, 74 sowie zwei Endwände 75, 76 auf. Die Seitenwände laufen in der
Gasströmungsrichtung zusammen und gehen in die Seitenwände über, die den Laserarbeitsbereich 29 umgrenzen. Die Endwände
75, 76 sind in diesem Fall eben und gehen in die ggf. vorliegenden Endwände des Laserarbeiιsbereich 29
über. Die konvergierenden Seitenwände 73, 74 umgrenzen und richten eine konvergierende, allgemein laminare Gasströmung
mit entsprechend konvergierenden Stromlinien. Diese Stromlinien ihrerseits definieren die Äquipotentialflächen der
Strömung, die im wesentlichen rechtwinklig zu den Stromlinien verlaufen. Wie hier benutzt, bezeichnet der Ausdruck
"Stromlinie" eine Bahnkurve innerhalb einer allgemein laminaren Strömung, auf der ein gegebenes Strömungsteilchen
sich bewegt.
Den oberen Teil des Einlaßelements deckt oin feinmaschiges
gekrümmtes Gitterelement 77 ab, das von einem weitmaschigen Stützelement 78 getragen wird. Das Maschendraht- und da^-·--""
Stützelement liegen im wesentlichen auf einer Äquipotentialfläche.
Das Einlaßelement ist mit Arbeitsbereichen oder stromabwärtigen Bereichen im wesentlichen beliebiger Gestalt
anwendbar. Für eine Rechteckkonfiguration liegen beispielsweise die Breiten- und Längenabmessungen fest. Mit diesen
Abmessungen verläuft die Kontur der Seitenwandungen (unter Annahme von ebenen Endwänden, die dem Verlauf einer Stromlinie
nicht zu folgen brauchen) auf Stromlinien, die sich auf herkömmliche Weise berechnen lassen. Die gewünschte
Stromlinie bestimmt den Verlauf der Seitenwandungen. Im allgemeinen werden die Wandungen und die Abdeckung des Einlaßelemonts
72 so gewählt, daß sich für die Strömung durch das Einlaßelement 72 Eigenschaften ergeben, die zu den gewünschton
Strömungseigenschaften im stromabwärtigen Laserarbeitsbereich
oder dergleichen führen.
Die oberste Abmessung bzw. der am weitesten oben liegende Querschnitt beeinflußt die Qualität der Strömung. Je größc.-r
dieser üurchtrittsquerschnitt, desto schwächer die Turbulenz.
DLe Auswahl der Wandungskonturen, wie oben erwähnt, bestimmt
die Äquipotentialflächen an verschiedenen Stellen entlang der Längsausdehnung des Einlaßelements. An jedem
gegebenen Punkt verlaufen die Äquipotentialfläche und die
Stromlinie in diesem Punkt im rechten Winkel zueinander. Die Wandkonturen werden so gewählt, daß sich stromaufwärts
die größte Einlaßfläche ergibt. Die Konturen der Wandung sind vorzugsweise so gewählt, daß man am obersten
Punkt eine zylindrische Äquipotentialfläche erhält. Eine zylindrische Äquipotentialfläche ergibt die größtmögliche
Einlaßfläche bei kleinster Auslaßfläche und damit ein Turbulenzminimum. Aus diesen Gründen bildet das Maschenelement
77 vorzugsweise eine solche zylindrische Äqui-
potentialfläche. Es ist jedoch einzusehen, daß für andere Anwendungsfälle das Element 77 auch eine elliptische, parabolische
oder eine auch erwünschte Fläche bilden kann.
Eine geeignete Kontur der das Einlaßelement bildenden
Wandungen und Abdeckung erzeugt eine zunehmende Gasgeschwindigkeit.
EFO COPV
Claims (9)
- Avco Everett Research Laboratory, Inc., Everett-Mass./USAPatentansprücheGaslaseranordnung mit Gasumlaufführung mit einem gasdichten Außengehäuse, in dem einen Laserarbeitsbereich bildende Mittel sowie eine Einrichtung angeordnet sind, um die im Arbeitsbereich erzeugte Laserenergie aus dem Gehäuse auszukoppeln, wobei .das Gehäuseinnere durch einen oder mehrere abnehmbare Teile zugänglich und über Anschlüsse ein gasförmiges Lasermedium in es ein- und aus ihm abgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (12) ein Gebläse (64) zum Bewegen des Lasermediums im Gehäuse und eine Wärmeaustauscheranordnung (68, 69; 68, 69a) zur Wärmeabfuhr vom Lasermedium aufweist und innen zu einer ersten Sammelkammer ('62 oder 62a) und einer zweiten Sammelkammer (63 oder 63a) unterteilt ist, daß die ernteSammeIkammer so angeordnet ist, daß ein Gaseinlaßteil des Laserarbeitsbereichs (29) in Strömungsverbindung mit einem Gasauslaßteil (66) des Gebläses steht, und die zweite Sammelkammer so angeordnet ist, daß ein Gasauslaßteil des Laserarbeitsbereichs in Strömungsverbindung mit einem Gaseinlaßbereich (65) des Gebläses steht, wobei die Strömung des Lasermediums aus einer in die andere Sammelkammer ausschließlich durch das Gebläse und den Laserarbeitsbereich hindurch erfolgt und das Volumen der ersten Sammelkammer eine solche Verweilzeit des Lasermediums bewirkt, daß die Turbulenz im austretenden Lasermedium schwach im Vergleich zu der im eintretenden Lasermedium ist.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseinnern ein an den Gasauslaßteil (66) des Gebläses (64) angeschlossener Diffusor (67) vorgesehen ist und ein Teil (68) der Wärmeaustauscheran- ; Ordnung (68, 69; 68, 69a) zwischen einem Auslaß des DiffusorsS und der ersten Sammelkammer (62 oder 62a) liegt. ij
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -ί zeichnet, daß im Gehäuseinnern ein Diffusor (70, 70a)S vorgesehen ist, der an den Gasauslaßteil· (69 oder 69a) desj Laserarbeitsbereichs (29) angeschlossen ist, und das ein Teil(69 oder 69a) der Wärmeaustauscheranordnung (68, 69; 68, 69a) zwischen einem Auslaß des Diffusors und der zweiten Sammelkammer (63 oder 63a) liegt.
- 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurchjj gekennzeichnet, daß das Volumen der erstenSammelkammer (62 oder 62a) größer als das der zweiten Sammel·-f kammer (63 oder 63a) ist.EPO COPY JfJ
- 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ] gekennzeichnet , daß der Gaseinlaßteil des ] Laserarbeitsbereichs allgemein konvergierende Seitenwände j (73, 74) hat, deren Konturen Stromlinien bilden, und daß j ein starres feinmaschiges Gitterelement (77) das stromauf- j wärtige Ende des Einlaßteils abdeckt, durch das das Laser- i medium strömen muß, wobei das Gitterelement auf einer Äquipotentialfläche liegt.
- 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η - >zeichnet, daß die konvergierenden Seitenwändej (73, 74) und das Gitterelement (77) so angeordnet sind, daßdas durch den Gaseinlaßteil des Laserarbeitsbereichs (29)
strömende Lasermedium eine kontinuierliche Geschwindigkeitszunahme erfährt. - 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterelement (77) an allen Punkten im wesentlichen rechtwinklig zu Stromlinien innerhalb des
Gaseinlaßelements (72) des Laserarbeitsberoichs (29) verläuft. - 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet , daß das Gitterelement (77)
in der Gestalt zylindrisch ist. - 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die konvergenten Seitenwände (73, 74) so konturiert sind, daß am stromaufwärtigen
Ende des Gaseinlaßteils des Laserarbeitsbereichs (-29) eine
zylindrische Äquipotentialfläche entsteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/129,459 US4321558A (en) | 1980-03-11 | 1980-03-11 | Recirculating gas laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3109079A1 true DE3109079A1 (de) | 1982-03-11 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
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SE (1) | SE8101392L (de) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4486887A (en) * | 1982-08-23 | 1984-12-04 | Metalworking Lasers International Ltd. | High-power lasers |
US4709372A (en) * | 1985-12-19 | 1987-11-24 | Spectra-Physics, Inc. | Fast axial flow laser circulating system |
US4849984A (en) * | 1986-02-03 | 1989-07-18 | Hill Alan E | Large volume gaseous electric discharge system |
JPS62210686A (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ発振器の筐体構造 |
US4817111A (en) * | 1987-03-20 | 1989-03-28 | Prc Corp. | Gas laser apparatus, method and turbine compressor therefor |
US4923364A (en) * | 1987-03-20 | 1990-05-08 | Prc Corporation | Gas laser apparatus, method and turbine compressor therefor |
US5216544A (en) * | 1988-08-26 | 1993-06-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Beam-combining laser beam source device |
US5138491A (en) * | 1988-08-26 | 1992-08-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Beam-combining laser beam source device |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3543179A (en) * | 1967-02-01 | 1970-11-24 | Avco Corp | Nitrogen laser action with supersonic flow |
US3886477A (en) * | 1968-10-29 | 1975-05-27 | United Aircraft Corp | Closed cycle device |
US3721915A (en) * | 1969-09-19 | 1973-03-20 | Avco Corp | Electrically excited flowing gas laser and method of operation |
US3702973A (en) * | 1970-09-17 | 1972-11-14 | Avco Corp | Laser or ozone generator in which a broad electron beam with a sustainer field produce a large area, uniform discharge |
US3851273A (en) * | 1972-05-02 | 1974-11-26 | Avco Corp | Aerodynamic laser window |
US3753150A (en) * | 1972-09-06 | 1973-08-14 | Avco Corp | Laser mirror positioning apparatus |
US3768035A (en) * | 1972-09-22 | 1973-10-23 | Avco Corp | Modular aerodynamic laser window |
US3921098A (en) * | 1973-03-09 | 1975-11-18 | Avco Everett Res Lab Inc | Pressurized laser housing |
US3886481A (en) * | 1973-06-11 | 1975-05-27 | Gte Sylvania Inc | Power stabilized co' 2 'gas transport laser |
US4099143A (en) * | 1977-01-14 | 1978-07-04 | Universal Laser Corp. | Gas recirculating stabilized laser |
EP0001032B1 (de) * | 1977-08-18 | 1981-02-25 | ELTRO GmbH Gesellschaft für Strahlungstechnik | Gaslaser mit transversaler Anregung |
-
1980
- 1980-03-11 US US06/129,459 patent/US4321558A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
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