DE3135166A1

DE3135166A1 - Laservorrichtung

Info

Publication number: DE3135166A1
Application number: DE19813135166
Authority: DE
Inventors: Albert Frederik van 6537 Nijmegen Etteger
Original assignee: Stichting Res & Tech
Current assignee: Stichting Res & Tech
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1981-09-04
Publication date: 1982-04-01
Also published as: NL8005038A; NL178465C; NL178465B; BE890216A; GB2084392A; FR2490031A1; FR2490031B1; US4426708A; GB2084392B

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf eine Laservorrichtung, bestehend aus einem rohrförmigen Hohlraum, in dem ein gas- oder dampfförmiges Material gehalten wird, das Laserwirkung zeigen kann, welcher Hohlraum auf beiden Seiten mit einem Fenster versehen ist, im wesentlichen bestehend aus einer Platte von geeignetem für Strahlung durchlässigem Material, welche Fenster je unter Anwendung eines O-Ringes derart abdichtend auf den betreffenden Stirnflächen des Hohlraumes befestigt sind , dass sie diesen Hohlraum abschliessen.

Eine solche Vorrichtung ist z.B. aus der niederländischen Patentanmeldung 7400338 bekannt. Insbesondere wird in dieser Veröffentlichung an Hand der Figur 11 eine Konstruktion mit 0-Ring-Abdichtung beschrieben. Bei bekannten Vorrichtungen, in denen eine Abdichtung mit O-Ringen angewendet wird, liegt der O-Ring an einer Hauptfläche der Fensterplatte.

Der Zweck der Erfindung ist die Verbesserung der bekannten Vorrichtung. Dieser Zweck wird erreicht mit einer Laservorrichtung, in der die für-Strahlung durchlässige Platte jedes Fensters direkt an der angrenzenden Stirnfläche des Hohlraumes anliegt und gegen diese Stirnfläche gehalten wird durch einen Einschliessrahmen, bestehend aus einem die Fensterplatte umgebenden Rand, der mit geeigneten Befestigungsinitteln auf der Stirnfläche des Hohlraumes befestigt ist, welcher Rand einen an der von der Stirnfläche abgewandten Seite einwärts bis oberhalb des Umfangs der Fensterplatte ragenden Flansch aufweist, während um den Seitenrand der Fensterplatte in dem Rand des Einschliessrahmens auf der Seite der Stirnfläche eine Aussparung zur Aufnahme des O-Ringes vorgesehen ist.

Ein Vorteil der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist, dass der O-Ring nicht mehr an einer Hauptfläche der Fensterplatte liegt, sondern um den Seitenrand. Dadurch kann ein grösserer Teil der Oberfläche der Platte für Tranmission der Laserstrahlung benutzt werden, oder kann bei gleich- ' bleibender Nutzfläche eine kleinere Platte angewendet werden. Da das für die Fensterplatten im allgemeinen angewendete Material (meistens Halbleitermaterial wie ZnSe, CdTe, GaAs, Ge) sehr teuer ist, bedeutet diese optimale Anwendung des Fenstermaterials ein wirtschaftlicher Vorteil. Daneben hat es sich gezeigt, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung eine grössere mechanische Stabilität als die bekannten Vorrichtungen hat. Es

wird gemeint, dass diese besseren Qualifikationen des Lasers gemäss der Erfindung im Vergleich mit bekannten Lasern wie folgt erklärt werden kann. Bei den bekannten Vorrichtungen ruht die Fensterplatte im Wesen auf dem O-Ring und wird der Q-rRing durch die Fensterplatte gegen die Stirnfläche des Schwinghohlraumes oder in einer in der Stirnfläche'vorgesehenen Nut zusammengedrückt gehalten. Bei dem in dem System möglicherweise Auftreten. " von Druckvariationen kann sogar, wenn die Fensterplatten gut angedrückt gehalten'werden, jede Platte geringe Auf- und Abwärtsbewegungen auf dem elastischen O-Ring machen. Dadurch treten Variationen in den Abmessungen des Schwinghohlraumes auf. Bei Anwendung der sog. Brewster-Fenster können dadurch Variationen in dem Winkel, unter dem das Fenster aufgestellt ist, auftreten. Solche Variationen in Abmessungen und/oder Winkel beeinträchtigen die Wirkung der Laservorrichtung. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das Auftreten solcher Variationen nahezu ausgeschlossen.

Es kann bemerkt werden, dass das. Auftreten der gemeinten Variationen durch Bewegung eines Fensters auf dem O-Ring vermieden wird in Laservorrichtungen, in denen keine O-Ringe angewendet werden, sondern in denen die Fensterplatten festgekittet werden. Solche Vorrichtungen sind z.B. aus der niederländischen Patentanmeldung 7502973 bekannt. Ein lachteil solcher bekannten Vorrichtungen ist, dass die Fenster nicht demontierbar sind und also bei Störungen nicht leicht ersetzt werden können.

Bei einer geeigneten Ausführungsform der Laservorrichtung gemäss der Erfindung ist die Aussparung derart bemessen, dass der O-Ring mindestens 90% des Volumens der Aussparung einnimmt. Zur Bestimmung eines derartigen Füllfaktors wird mit einer maximalen Stauchung von 3% und einer maximalen Dehnung von 6% des O-Ringes gerechnet. Bei einem Füllfaktor von mindestens 90% zeigt es sich, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung optimal funktioniert.

Der weitere Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung kann wie üblich sein und ist dem Fachmann bekannt. Dasselbe gilt für die Art des Lasermediums und für die Weise, wie die Vorrichtung betrieben wird. Gefunden wurde, dass die Erfindung besonders geeignet ist für die Anwendung bei sog. CO^-Lasern.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wiedergabe im Schnitt durch das Ende einer erfindungsgemässen Laservorrichtung;

Fig. 2 eine Unteransicht eines Einschliessrahmens und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Einschliessrahmen nach Fig. 2 gemäss der Linie III-III. ' · '

In Fig. 1 ist das Ende einer Laservorrichtung mit einem Brewster-Fenster wiedergegeben, wobei die Erfindung angewendet wird. Ueber das Ende des eigentlichen Laserrohres 1 ist der mit einer abgeschrägten Stirnfläche versehene Endteil 2 geschoben. Der Endteil 2 ist balkenförmig und weist an dem von dem Laserrohr 1 abgewandten Ende eine Bohrung mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt.auf. An dem dem Laserrohr 1 zugeführten Ende des Endteiles 2 ist eine sich stufenweise verengends zylindrische Bohrung vorgesehen, die in die rechteckige Bohrung übergeht, so dass der ganze Endteil 2 durchbohrt ist. Das Ende des Laserrohres 1 ruht gegen den Vorderrand 4 der rechteckigen Bohrung, an der Stelle, wo diese in die zylindrische sich stufenweise verengende Bohrung übergeht. Der Teil der zylindrischen Bohrung mit dem geringsten passt mit geringem Spiel um den Äussenumfang des Endes des Rohres 1. Gegen den Vorderrand 5 dieses Teiles der zylindrischen Bohrung ist ein O-Ring 6 aufgestellt, der durch ein Einschliesselement 7 angedrückt gehalten wird, welches Einschliesselement im wesentlichen besteht aus einem zylindrischen Teil, der zwischen die Aussenwand des Rohres 1 und die Innenwand des Teiles der zylindrischen Bohrung mit dem grössten Innendurchmesser des Endteiles 2 passt, und aus einem kragenförmigen Teil, der an dem Vorderrand 8 des zylindrischen Teiles mit dem grössten Innendurchmesser des Endteiles 2 ruht.

Auf der abgeschrägten Stirnfläche 3 des Endteiles 2 liegt die Fensterplatte 9 aus geeignetem für Strahlung durchlässigem Material. Die Fensterplatte 9 wird gegen die Stirnfläche 3 angedrückt gehalten durch den Ein-

schliessrahmen 10, der mittels geeigneter Befestigungsmittel, z.B. Schrauben 11, auf dem Endteil 2 befestigt ist. Der Einschliessrahmen 10 besteht im Wesen aus einem Rand, der auf der von dem Endteil 2 abgewandten Seite mit einem einwärts gerichteten Flansch 12 versehen ist, der sich bis oberhalb des äusseren Randes der Hauptfläche der Fensterplatte 9 erstreckt. Um den Seitenrand der Fensterplatte 9 ist in dem Rand des Einschliessrahmens 10 auf der Seite des Endteiles 2 eine Aussparung vorgesehen, und zwar derart, dass zwischen der Platte 9 und dem Einschliessrahmen 10 eine Nut vorhanden ist. In dieser"Nut ist ein O-Ring 13 vorgesehen.

Dadurch, dass die Platte 9 durch den Einschliessrahmen 10 fest gegen die .Stirnfläche 3 gedruckt wird undofer abdichtende O-Ring 13 sich um die Platte 9.und nicht zwischen der Platte 9 und dem Endteil 2 befindet, wird die Platte sich, sogar beim Auftreten von Druckvariationen im dem System nicht bewegen, so dass die Abmessungen der gesamten Vorrichtung keine Variationen zeigen und auch der Winkel der Platte in-bezug auf die zentrale Achse sich nicht ändert.

In Fig. 2 ist eine Unteransicht einer Ausführungsform des Einschliessrahmens 10 wiedergegeben, geeignet zur Anwendung bei einer rechteckigen Fensterplatte. Die Abmessungen der Aussparung für den O-Ring sind vorzugsweise derart, dass der O-Ring die Aussparung mindestens zu 90% füllt. Dadurch wird eine sehr gute Abdichtung erhalten.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Einschliessrahmen nach Fig. 2 gemäss der Linie III-III wiedergegeben. Gleiche Teile wie in Fig. 1 und Fig. 2 sind in Fig. 3 mit gleichen Bezugsziffern angegeben.

Claims

PFENNING-MAAS

MElN(G-SPOTT

SCHLEISSHEIMERSTR. 299

8000 MÜNCHEN 40

Stichting Research en Techniek van de Katholieke Universiteit, Toernooiveld 1, Nijmegen, Niederlande

"Laservorri chtung"

PATENTANS.P RDECHE

Iy Laservorrichtüng, bestehend aus einem rohrförmigen Hohlraum, in dem ein gas- oder dampfförmiges Material gehalten wird, das Laserwirkung zeigen kann, welcher Hohlraum auf beiden Seiten mit einem Fenster versehen ist, im wesentlichen bestehend aus einer Platte von geeignetem für Strahlung durchlässigem Material, welche Fenster je unter Anwendung eines O-Ringes derart abdichtend auf den betreffenden Stirnflächen des Hohlraumes befestigt sind, dass sie diesen Hohlraum abschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass die für Strahlung durchlässige Platte jedes Fensters direkt an der angrenzenden Stirnfläche des Hohlraumes anliegt und gegen diese Stirnfläche gehalten wird durch einen Einschliessrahmen, bestehend aus einem die Fensterplatte umgebenden Rand, der mit geeigneten Befestigungsmitteln auf der Stirnfläche des Hohlraumes befestigt ist, welcher Rand einen an der von der Stirnfläche abgewandten Seite einwärts bis oberhalb des Umfangs der Fensterplatte ragenden Flansch aufweist, während um den Seitenrand der Fensterplatte in dem

O ·

ο ·

-2-

Rand des Einschliessrahmens auf der Seite der Stirnfläche eine Aussparung zur Aufnahme des O-Ringes vorgesehen ist.
2. Laservorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung derart bemessen ist, dass der O-Ring mindestens 90% des Volumens der Aussparung einnimmt.