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B e s c h r e i b u n g
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Quantenelektronik,
insbesondere auf Verfahren zur srregung von mit Dämpfen chemischer Stoffe arbeitenden
Impulsiasern sowie aut Impulslaser zur Verwirklichung dieser Verfahren.
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Die Erfindung kann mit großem Erfolg bei Bearbeitung von Werkstoffen,
z.B. von Metallen, sowie für die optische Ortung, für Nachrichtensysteme, beim Sondieren
der Atmosphäre, in der Holographie, medizin usw.
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benutzt werden.
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Es ist ein Verfahren zur erregung von mit Dämpfen chemischer Stoffe
arbeitenden Impulslasern (kurz von pulsierenden Dampfiasern) bekannt (vgl. z.B.
den Beitrag von A.A. lsaev, M.A. Kasaryan, G.G. Petrash in der Zeitschrift "Briefe
an die Zeitschrift für technische Physik", 1972, Vol. 16, S. 40), bei dem periodische
Haupterregungsimpulse zur Lasererregung erzeugt werden, diese Haupterregungsimpulse
einer Gasentladungsröhre zur Bildung einer periodischen Impulsentladung in der Gasentladungsröhre
zugeführt werden, die Gasentladungsröhre durch diese periodische Impulsentladung
bis auf Betriebstemperaturen aufgeheizt wird, bei denen der iiaupterregungsimpuls
einen Laserstrahlungsimpuls hervorruft.
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Der bekannte pulsierende Dampflaser, der das er wähnte bekannte Verfahren
realisiert (vgl. den oben genannten Beitrag in derselben Zeitschrift), enthält eine
Gasentladungaröhre mit darin angeordneten Elektroden, zwei Spiegel, die an den Stirnseiten
der Gasentladungsröhre angeordnet sind und einen Resonator bilden, der die iaserstrählung
formiert, sowie folgende miteinander elektrisch in Reihe verbundene Baueinheitens
eine Haupterregungsimpulsquelle, deren Ausgang mit einer Elektrode der Gasentladungsröhre
verbunden ist, einen Haupterregungsimpuls-Former und einen lmpulsgenerator.
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Bei der Durchführung des bekannten Verfahrens mittels des beschriebenen
Impulslasers ändert sich aber mit der Folgefrequenz der Haupterregungsimpulse auch
die Energieeinspeisung in die Entladung, woDei sich Anderungen der Temperatur der
Gasentladungsröhre ergeben und folglich die Energie des Laserimpulses instabil wird.
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Außerdem werden die Parameter der Haupterregungs-Impulse beim bekannten
Verfahren und im erwähnten Impulslaser durch die zur Aufrechterhaltung der erforderlichen
Temperatur der Gasentladungsröhre notwendige Energieeinspeisung in die Entladung
bestimmt und unterscheiden sich stark von den Optimalwerten, wobei eine wesentlich
niedrigere Energieentnahme und dementsprechend ein kleinerer Wirkungsgrad des Lasers
die Folgen sind.
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Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur erregung
von pulsierenden Dampflasern zu entwickeln, welches die Stabilisierung der Laserimpulsenergie
bei Änderung der Impulsfolgefrequenz in weiten Grenzen ermöglicht, und einen pulsierenden
Dampflaser zu schaffen, dessen zusätzliche Baueinheiten die Stabilisierung der Energie
des Laserimpulses gewährleisten.
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Dies wird dadurch erreicht, daß beim Verfahren zur Erregung von mit
Dampfen chemischer Stoffe arbeitenden Impulslasern, bei dem periodisch folgende
Haupterregungsimpulse zur Lasererregung erzeugt werden und die Erregungsimpulse
einer Gasentladungsröhre zur Erzeugung einer periodischen Impulsentladung in der
Gasentladungsröhre zugeführt werden, wobei die Gasentladungsröhre durch die periodische
Impulsentladung bis auf Betriebstemperaturen aufgeheizt wird, bei denen der Haupterregungsimpuls
einen Laserstrahlungsimpuls hervorruft, - erfindungsgemäß vor der Anlegung der Mrregungsimpulse
an die Gasentladungsröhre wenigstens ein zusätzlicher Erregungsimpuls erzeugt wird,
desseni Amplixude und Vorderflankensteilheit kleiner als die mini-
male
Vorderflankensteilheit des Haupterregungsimpulses sind, der die Erzeugung des Laserstrahlungsimpulses
bei den Betriebstemperaturwerten in der Gasentladungsröhre bewirkt.
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M ach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zweckmäßig der zusätzliche
Erregungsimpuls gleichzeitig mit jedem Haupterregungsimpuls erzeugt.
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Die Dauer rt des zusätzlichen Erregungsimpulses kann zweckmäßigerweise
aus der beziehung
ermittelt werden, wobei
ist und f die Arbeitsfolgefrequenz der Haupterregungsimpulse bedeutet, max die maximale
Frequenz von den gewählten Arbeitsfolgefrequenzen der Haupterregungsimpulse ist.
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Nach dem vorgeschlagenen Verrahren kann der zusätzliche Erregungsimpuls
auch vor jedem Haupterregungsimpuls erzeugt werden.
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Es ist weiterhin erwünscht, daß die Energie des zusätzlichen Erregungsimpulses
um den Faktor K größer als die Energie des Haupterregungsimpulses bemessen wird.
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Im Falle der Erzeugung von n zusätzlichen Erregungsimpulsen ist das
zeitintervall zwischen dem letzwen von n zusätzlichen Erregungsimpulsen und dem
hinwer diesem folgenden Haupterregungsimpuls gleich dem Zeitabschnitt zwischen zwei
benachbarten Haupterregungsimpulsen bei ihrer Folgefrequenz fmax zu wählen, wobei
die Energie des ersten zusätzlichen rregungsimpulses um das m-fache kleiner als
die des Haupterregungsimpulses sein soll, während die Energie der n-l zusätzlichen
Erregungsimpulse gleich der energie des Haupt-
erregungsimpulses
gesetzt wird. Die Größen m und n sind dabei durch die Beziehung
gegeben.
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Im pulsierenden Dampflaser zur Realisierung des angemeldeten Verfahrens,
der eine Gasentladungsröhre mit darin angeordneten Elektroden enthält und zwei Spiegel
aufweist, die an den Stirnseiten der Gasentladungsröhre eingebaut sind und einen
Resonator bilden, der die Laserstrahlung formiert, und in welchem außerdem folgende
miteinander elektrisch in Reihe verbundene baueinheiten verwendet werden: eine Haupterregungsimpulsquelle,
deren Ausgang mit einer Elektrode der Gasentladungsröhre verbunden ist, ein daupterregungsimpuis-Former
und ein Impulsgenerator, wird erfindungsgemäß eine ausgangsseitig an die Elektrode
der Gasentladungsröhre angeschlossene Quelle zusätzlicher Erregungsimpulse und ein
zusätzlicher Erregungsimpulsformer benutzt bei dem der Ausgang an die Quelle zusätzlicher
Erregungsimpulse und der Eingang an den Impulsgenerator angeschlossen sind.
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Zweckmäßig wird der pulsierende Dampflaser mit einer Verzögerungsschaltung
ausgestattet, deren Eingang an den Ausgang des impulsenerators geschaltet wird und
deren Ausgang mit dem iinganlT des Raupterregungsimpuls-Formers verbunden wird.
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X dem erfindungsgemäß ausgeführten Impulslaser ist die Verwendung
einer Steuereinheit zweckmäßig, bei welcher der Eingang an den Impulsgenerator,
ein Ausgang an die Verzögerungsschaltung und der andere Ausgang an den Eingang des
zusätzlichen Erregungsimpulsformers angeschlossen werden.
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Die Steuereinheit kann eine Verzögerungsschaltung und eine mit dieser
verbundene Verhinderungsschaltung sowie einen an die Verhinderungsschaltung angeschlossenen
Impulsgenerator
enthalten.
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Im vorgeschlagenen Impulslaser ist außerdem der Einbau folgender
im Wege der Laserstrahlung liegender Bauelemente und-einheiten zweckmäßig: einer
Lichtteilerplatte zur Ablenkung eines reils der Laserstrahlung, eines Impulsenergiemessers
im Wege des abgelenkten eils der Laserstrahlung, eines Energieeinstellers, der mit
dem Impulsenergiemesser elektrisch verbunden wird, und eines elektronischen Reglers,
der an den Energieeinsteller und an die Haupterregungsimpulsquelle angeschlossen
wird.
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Im vorgeschlagenen Impulslaser wird Devorzugt eine Reihenschaltung
zusätzlich benutzt, die einen mit der Gasentladungsröhre verDundenen Temperaturmesser,
einen Temperatureinsteller und einen an die zusätzliche Erregungsimpulsquelle angeschlossenen
elektronischen Regler enthält.
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Durch die Erfindung wird eine konstante Energie einspeisung in die
Entladung und somit die Konstanthaltung der Temperatur der Gasentladungsröhre bei
bedeutenden Änderungen der Folgefrequenz von Erregungsimpulsen erreicht, wobei also
die energie des Laserimpulses bei großen Änderungen der Folgefrequenz der Erregungsimpulse
erhalten bleibt.
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Die Erfindung gibt außerdem die öglichkeit, die Parameter des Erregungsimpulses
durch Umverteilung der energie zwischen dem Haupt- und dem Zusatzerregungsimpuls
(bei Erhaltung ihrer Gesamtenergie) zu ändern und dadurch den Haupterregungsimpuls
zu optimeren, um die maximale Energieabgabe und somit den maximalen Wirkungsgrad
zu erhalten.
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Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung von konkreten
Ausführungsbeispielen und anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei
zeigen ig. 1 ein trukturschaltbild des pulsierenden Dampflasers zur Realisierung
des Verfahrens zur Erre-
gung von pulsierenden Dampf lasern gemäß
der Erfindung; Fig. 2 ein Strukturschaltbild des pulsierenden Dampflaser nach Fig.
1 mit einer Verzögerungsschaltung gemäß der Erfindung ; Fig. 3 ein Strukturschaltbild
des pulsierender Dampflasers nach Fig. 2 mit einer Steuereinheit gemäß der erfindung;
Fig. 4 ein Strukturschaltbild des pulsierenden Dampflasers nach Fig. 1 mit Rücktührung
der energie des Laserimpulses und der Temperaturwerte der Gasentladungsröhre; Fig.
5 ein Strukturschaltbild des pulsierenden Dampflasers nach t'ig. 2 mit Rückführung
der energie des Laserimpulses und der Temperaturwerte der Gasentladungsröhre; Fig.
6 ein Strukturschaltbild des pulsierenden Dampflasers nach i'ig. 3 mit Rücktührung
der Energie des Laserimpulses und der Temperaturwerte der Gasentiadungsrönre.
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Nach dem Verfahren zur Erregung von pulsierenden Dampflasern werden
periodisch folgende Haupterregungsimpulse und wenigstens ein zusätzlicher Erregungsimpuls
erzeugt, dessen Amplitude und Vorderflankensteilheit kleiner als die minimale Amplitude
und die minimale Vorderflankensteilheit des Haupt erregungsimpulses sind, der die
Erzeugung des Laserstrahlungsimpulses bei den Betriebstemperaturwerten in der Gasentladungsröhre
bewirkt.
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Bei einer Betriebsart wird der zusätzliche Erregungsimpuls gleichzeitig
mit jedem Haupterregungsimpuls erzeugt.
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Bei dieser ßetriebsaru ergibt sich die Dauer # des zusätzlichen Erregungsimpulses
aus der Beziehung
wobei
ist und f die Arbeitafolgefrquenz der flaupterregungsimpulse bedeutet, max die maximale
Frequenz von den gewählten Arbeitsfolgefrequenzen der haupterregungsimpulse ist.
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Bei der anderen betriebsart wird der zusätzliche Erregungsimpuls
vor jedem Haupterregungsimpuls erzeugt.
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Bei den beiden betriebsarten ist die Energie des zusätzlichen Erregungsimpulses
um den Faktor K größer als die Energie des Haupterregungsimpulses.
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Im Falle der Erzeugung von n zusätzlichen n"rregungsimpulsen ist
das Zeitintervall zwischen den letzten von n zusätzlichen Erregungsimpulsen und
dem hinter diesem folgenden Haupterregungsimpuls gleich dem Zeit abschnitt zwischen
zwei benachoarten Haupterregungsimpulsen bei ihrer Maximalfolgefrequenz, wobei die
Energie des ersten zusätzlichen Erregungsimpulses um das m-rache kleiner als die
des Haupterregungsimpulses ist, während die Energie der n-1 zusätzlichen Erregungsimpulse
gleich der energie des Haupterregungsimpulses is. Die Größen m und n werden dabei
aus der Beziehung
ermittelt.
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Der pulsierende Dampflaser, der zur Realisierung des vorgeschlagenen
Verfahrens bei der Betriebsart mit gleichzeitiger Erzeugung des iiaupt- und des
ZusaZzerregungsimpulses dient, enthält eine Gasentladungsröhre 1 (Fig. 1) mit Elektroden
2 und 3. An den Stirnseiten der Gasentladungsröhre 1 sind an ihrer iiängsachse Spiegel
4 und 5 angeordnet, die einen Resonator zur Formierung der Laserstrahlung 6 bilden.
An die Elektrode 2 sind eine quelle 7 der Haupterregungsimpulse und eine
Quelle
b zusätzlicher Erregungsimpulse mit ihren zusammengeschalteten Ausgangen angeschlossen.
mit den Impulsquellen 7, 8 sind ein Haupterregungsimpuls-Former 9 bzw.
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ein zusätzlicher rregungsimpulsformer 10 verbunden.
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An die@zusammengeschalteten Eingänge 11, 12 der impuls former 9 bzw.
10 ist ein Impulsgenerator 13 angeschlossen.
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In der anderen Ausführungsvariante des pulsierenden Dampflasers,
der das angemeldete Verfahren im Falle der Erzeugung des zusätzlichen Erregungsimpulses
vor dem Haupterregungsimpuls realisiert, liegt zwischen dem Ausgang des Impulsgenerators
13 (Fig. 2) und dem Eingang 11 des Impulstormers 9 eine Verzögerungsschaltung 14.
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Eine weitere Ausführungsvariante des pulsierenden Dampflaserß, der
das erfindungsgemäße Verfahren im Falle der Erzeugung der zusätzlichen Erregungsimpulse
vor den Haupterregungsimpulsen realisiert, hat an den Ausgang des Generators 13
(Fig. 3) und an den Eingang 12 des Impulsformers 10 sowie an die Verzögerungsschaltung
14 eine Steuereinheit 15 angeschlossen. Die Steuereinheit 15 enthält eine Verzögerungsschaltung
16 und eine Verhinderungsschaltung 77, bei denen die einen Anschlüsse im Verbindungspunkt
18 zusammengeschaltet sind und mit der Verzögerungsschaltung 14 Verbindung haben.
Zur Steuereinheit 15 gehört auch ein Impulsgenerator 19, der an die Verhinderungsschaltung
17 angeschlossen ist.
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Die anderen im Verbindungspunkt 20 zusammengeschalteten Anschlüsse
der Schaltungen 16 und 17 liegen am Eingang 12 des Impulsformers 10.
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Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens mit @ Rückführung
der Energie des Laserstrahlungsimpulses 6 und der Temperaturwerte der Gasentladungsröhre
enthält noch eine Variante des pulsierenden Dampflasers nach Fig. 1 eine Lichtteilerplatte
21 (Fig. 4), die im Wege. der Laserstrahlung 6 liegt und zur Ablenkung eines Teils
22 der Laserstrahlung 6
dient. Im Strahlengang dieses Teils 22
der Laserstrahlung 6 ist ein Impulsenergiemesser 23 angeordnet, an dessen Ausgang
ein Energieeinsteller 24 angeschlossen ist. Mit dem Energieeinsteller 24 ist ein
elektronischer Regler 25 verbunden, der auch mit der Impulsquelle 7 Verbindung hat.
Zum Laser gehört außerdem eine Reihenschaltung mit einem Temperaturmesser 26, der
mit der Röhre 1 verbunden ist, sowie mit einem Temperatureinsteller 27 und einem
aa die lmpulsquelle 8 angeschlossenen elektronischen Regler 26.
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In Fig. 5 ist ein Strukturschaltoild des pulsierenden Dampflasers
zur Realisierung des angemeldeten Verfahrens nach Fig. 2 dargestellt, bei dem die
Rückführung der Energie des Laserstrahlungsimpulses und der Temperaturwerte der
Gasentladungsröhre vorgesehen ist.
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Fig. 6 zeigt ein Strukturschaltbild des pulsierenden Dampf lasers
zur Realisierung des vorgeschlagenen Verfahrens nach rnig. 3,oei dem die Rückführung
der Energie des Laserstrahlungsimpulses und der Temperaturwerte der Gasentladungsröhre
oenutzt wird.
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Bei der betriebsart mit gleichzeitiger Erzeugung der Haupt- und der
Zusatzerregungsimpulse funktioniert der zur Realisierung des angemeldeten Verfahrens
bestimmte pulsierende Dampflaser folgenderweise.
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Der Impulsgenerator 13 (Fig. 1) erzeugt Haupterregungsimpulse und
zusätzliche Erregungsimpulse mit der Arbeitsfolgefrequenz f. Diese Impulse werden
den Eingängen 11, 12 der Impuisformer 9 bzw. 10 für Haupt-bzw. Zusatzerregungsimpulse
zugeführt. ln den lmpulsformern 9, 10 werden die Erregungsimpulse gleichzeitig geformt.
Von den Impulsformers 9, 10 gelangen die Impulse mit erforderlicher Dauer und Amplitude
zu den Raupt- bzw. Zusatzerregungsimpulsquellen 7 bzw. 8, von denen Impulse abgenommen
werden, deren Amplitude und Voraerflankensteilheit für die Auslösung der Laserstrahlung
bei der betriebstemperatur der Gasentladungs-
röhre 1 geeignet
sind.
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Die Zusatzerregungsimpulsquelle d liefert einen zusätzlichen Erregungsimpuls,
dessen Amplitude und Vorderflankensteilheit kleiner als die minimale Amplitude und
die minimale Vorderflankensteilheit des Haupterregungsimpulses sind, der die Laserstrahlung
6 Dei den Betriebstemperaturen der Gasentladungsröhre 1 auslösen kann. Dabei wird
die Dauer # des zusatzlichen Erregungsimpulses in Abhängigkeit von der Arbeitsfolgefrequenz
f der Haupterregungsimpulse wie folgt eingestellt:
wobei
ist und fmax die Maximalfrequenz von den gewählten Folgefrequenzen der Haupterregungsimpulse
bedeutet.
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bei dieser Frequenz max stellt sich die Betriebstemperatur der Gasentladungarohre
1 infolge der Dissipation der in die periodische Impulsentladung nur durch Haupterregungsimpulse
eingespeisten Energie ein.
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bei der Frequenz max bleiben auch die Parameter der Laserstrahlung
6 in den vorgegebenen Grenzen.
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Der Energiewert des zusätzlichen Erregungsimpulses wird so gewählt,
daß er um den Faktor K gröber als die energie des Haupterregungsimpulses ist.
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Von den Ausgängen der Impulsquellen 7 und 8 werden die Haupterregungsimpulse
und die zusätzlichen Erregungsimpulse gleichzeitig der Elektrode 2 zugeführt.
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Zwischen den Elektroden 2 und 3 der Röhre 1 entsteht eine Impulsentladung,
die die rohre 1 aufheizt.
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Nachdem in der Gasentladungsröhre 1 die Betriebstemperatur erreicht
wird, erscheint die Laserstrahlung 6, die mittels des Resonators (der Spiegel 4,
5) geformt wird.
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bei der betriebsart mit erzeugung eines zusätzlichen rregungsimpulses
vor dem Haupterregungsimpuls arbeitet der zur Realisierung des vorgeschlagenen Verfahrens
bestimmte pulsierende i)ampflaser wie folgt.
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Der Impulsgenerator 13 (Fig. 2) erzeugt einen Impuls mit der Arbeitsfolgefrequeenz
f der Haupterre;ungsimpulse, der gleichzeitig der Verzögerungsschaltung 14 und dem
Eingang 12 des zusätzlichen Impulstormers 10 zugeführt wird. Weiterhin wird der
zusätzliche Erregungsimpuls wie oben beschrieben geformt.
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Der zusätzliche Erregungsimpuls wird zur Elektrode 2 der Gasentladungsröhre
1 geleitet und bewirkt eine Impulsentladung zwischen aen Elekrtroden 2 und 3, wobei
die röhre 1 aufgeheizt wird. Der in der Schaltung 1 14 um die Zeit verzögerte Impuls
des Generators fmax 13 gelangt zum Eingang 11 des Haupterregungsimpulsformers 9.
Im folgenden wird der Haupterregungsimpuls wie beschrieben geformt. Darauf wird
der 2aupterregungs impuls auf die Elektrode 2 der Gasentladungsröhre 1 gegeben und
bewirkt eine Impulsentladung, die ebentalls zur Aufheizung der Röhre 1 bereits bei
fehlendem zusätzlichen Erregungsimpuls beiträgt. Der beschriebene Vorgang wiederholt
sich mit der Folgefrequenz f der Haupterregungsimpulse.
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Sach der Einstellung der Betriebstemperatur in der Gasentladungsröhre
1 ruft der naupterregungsimpuls einen Laserstrahlungsimpuls 6 hervor, der mittels
des Resonators (der Spiegel 4, 5)geformt wird.
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Bei der Betriebsart mit Erzeugung von n zusätzlichen Erregungsimpulsen
funktioniert der zur Realisierung des vorgeschlagenen Verfahrens bestimmte pulsierende
Dampf laser folgenderweise.
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Der mpulsgenerator 13 (Fig. 3) erzeugt einen Impuls mit der Arbeitsfrequenz
f, der gleichzeitig der Verzögerungsschaltung 16 und über den Verbindungspunkt 20
der Verhinderungsschaltung 17 sowie dem Eingang 12
des Erregungsimpulslformers
10 zugeführt wird. Gleichzeitig mit dem Generator 13 erzeugt der Generator 19 Impulse
mit einer Brequenz, bei der vor jedem Impuls des Generators 13 n Impulse des Generators
19 entstehen, wobei der letzte der n Impulse in Bezug auf den Impuls des Generators
13 um eine Zeit verzögert wird, die der Impulspause oei der Folgefrequenz r max
der Haupterregungsimpulse des Lasers gleich ist.
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Die Impulse des Generators 19 gelangen zur Verhinderungsschaltung
17 gleichzeitig mit dem Impuls des Generators 13.
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Der Impuls des Generators 13 öffnet die Schaltung 17, und die Impulse
des Generators 19 erscheinen auch am Eingang 12 des lmpulsformers 10.
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Weiter werden die zusätzlichen Erregungsimpulse wie oben beschrieben
bearbeitet. Somit gelangen zur Elektrode 2 der Gasentladungsröhre 1 und bewirken
eine Entladung nur die zusätzlichen Erregunssimpulse, die keine Erzeugung der Laserstrahlung
6 hervorrufen.
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Nach Ablauf einer Zeit, in aer an der Gasentladungsröhre 1 eine n-Zahl
von Impulsen des Generators 19 ankommt, gelangt der in der Schaltung 16 verzögerte
Impuls des generators 13 uber den Verbindungspunkt 1o zur Verzögerungsschaltung
14 und gleichzeitig zur Verhinderungsschaltung 17. Der in der Schaltung 16 verzögerte
Impuls des Generators 13 sperrt die Schaltung 17 und unterbricht dadurch die Abgabe
der Impulse des Generators 19 an den eingang 12 des Impulsformers 10, wobei die
Formierung der zusätzlichen Erregungsimpulse eingestellt wird und die entladung
in der Röhre 1 abbricht.
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Dann wird der in der Schaltung 14 um die Zeit 1 verzögerte Impuls
des Generators 13 dem Eingang 11 fmax des lmpulsformers 10 zugeführt. Weiterhin
erfolgt die Formierung der Haupterregungsimpulse wie oben beschrie-1 ben. Nach Ablauf
der Zeit nach dem letzten der fmax
n zusätzlichen Impulse erscheint
an der @ Elektrode 2 der Gasentladungsröhre 1 der Haupterregungsimpuls und rurt
bei fehlenden zusätzlichen J;rregungsimpulsen die lmpulsentladung hervor, welche
die Gasentladungsröhre 1 ebenfalls erwärmt.
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Der beschriebene Vorgang wiederholt sich mit der Frequenz f. Nachdem
die Betriebstemperatur der Gasentladungsröhre 1 erreicht wird, rufen die Haupterregungsimpulse
die impulsförmige Laserstrahlung 6 hervor, die mittels des Resonator (der spiegel
4, 5) geformt wird.
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bei einer Änderung der Folgefrequenz f der impulstörmigen Laserstrahlung
6 (die gleichbleibende Temperatur der Gasentladungsröhre 1 und konstante Parameter
der Haupterregungsimpulse vorausgesetzt) ändert sich bekanntlich die Energie des
Laserstrahlungsimpulses, und zwar steigt sie mit kleiner werdender Folgefrequenz
der Haupterregungsimpulse. Will man deswegen die vorgegebene Impulsenergiegröße
in der Laserstrahlung 6 Dei änderungen der Folgefrequenz f der Haupterregungsimpulse
konstanthalten, so muß man die Rückfürung der Energie des Laserst.ranlungsimpulses
6 benutzen.
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Der pulsierende Dampflaser, in dem die Rückführung der energie des
Laserstrahlungsimpulses benutzt wird, funktioniert bei allen Arten der Erzeugung
von zusätzlichen Erregungsimpulsen folgenderweise.
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Der Generator 13 (Fig. 4, 5, 6) erzeugt Impulse mit der Frequenz
f, aus denen die Haupterregungsimpulse und die zusätzlichen Erregungsimpulse nach
den beschriebenen Betriebsarten gebildet werden. Die lmpulse werden der Elektrode
2 zugeführt und bewirken in der Gasentladungsröhre 1 eine Impulsentladung, welche
die Röhre 1 bis auf die betriebstemperatur aufheizt.
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Sobald sich in der Gasentladungsröhre 1 die Betriebstemperatur einstellt,
lösen die Haupterregungsimpulse die impulsförmige Laserstrahlung 6 aus, die
mit
Hilfe des Resonators (der Spiegel 4, 5) formiert wird. mittels der Lichtteilerplatte
21 wird ein Teil 22 der Laserstrahlung 6 zum lmpulsensergiemesser 23 abgelenkt,
der die Energie dieses eils 22 der Strahlung 6 mißt. Auf Grund dieser essung läßt
sich die Gesamtenergie des Strahlungsimpulses ermitteln. Je nach der gemessenen
Energie des Teils 22 des Laserstrahlungsimpulses erzeugt der Impulsenergiemesser
23 ein elektrisches Signal, das dem Energieeinsteller 24 zugeführt wird. In den
Eins teller 24 ist eine Größe des elektrischen Signals eingegeben, die der vorgegebenen
Energie des Laserstrahlung6impulses entspricht. Dabei erfolgt der Vergleich des
in den Sinsteller 24 eingegebenen Signals mit dem vom Impulsenergiemesser 23 gelieferten
Signal. Das Differenzsignal gelangt zum elektronischen Regler 25, der in Abhängigkeit
von diesem Differenzsignal die Amplitude des Haupterregungsimpulses an der Impulsquelle
7 vergrößert oder verringert.
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in Ubereinstinunung mit der Änderung der Amplitude der Haupterregungsimpulse
ändert sich die Energie des Laserstrahlungsimpulses. Nachdem die Energie dieses
Laserstrahlungsimpulses die vorgegebene Größe erreicht, wird das Differenzsignal
gleich Null, wobei die smplitude der haupterregungsimpulse und dementsprechend die
Energie des Laserstrahlungsimpulses stabilisiert werden.
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Bei Änderungen der Folgefrequenz der Haupterregungsimpulse, ihrer
Energie und der Umgebungstemperatur ändert sich die Temperatur der Gasentladungsröhre
1. Da aber die honstanthaltung der Temperatur der Gasentladungsröhre 1 eine der
Bedinungen für die Stabilisierung der Energie des Laserstrahlungsimpulses ist, wird
in dem pulsierenden Dampflaser, der das vorgeschlagene Verfahren bei beliebigen
Arten der Zusatzimpulserzeugung realisiert, die Rückführung der Temperaturwerte
der Gasentladungsröhre 1 benutzt.
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Der pulsierende Dampflaser mit einer derartigen Rückführung der Temperaturwerte
funktioniert folgenderweise.
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Der Generator 13 (Fig. 4, 5, 6) erzeugt Impulse mit der Prequenz
f, die entsprechend den beschriebenen Betriebsarten zur Formierung der zusätzlichen
Erregungsimpulse und zu ihrer Anlegung mit den Haupterreungsimpulsen an die elektrode
2 der Gasentladungsröhre 1 zwecks Erregung der Impulsentladung in dieser Röhre n
benutzt werden. Nachdem die betriebstemperatur in der Gasentladungsröhre 1 erreicht
ist, lösen die Haupterregungsimpulse die impulsförmige Laserstraiiung b aus, die
mittels des Resonators (der Spiegel 4, 5) formiert wird.
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Der Temperaturmesser 26 erzeugt ein der Temperaur der röhre 1 entsprechendes
elektrisches Signal.
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Dieses Signal des Temperaturmessers 26 gelangt zum Temperatureinsteller
2-7, in den ein der vorgegebenen Temperatur der Gasentladungsröhre 1 entsprechendes
elektrisches Signal eingegeben ist. Das vom Temperaturemesser 26 gelieferte Signal
wird mit dem eingegebenen elektrischen Signal verglichen. Das Differenzsignal wird
dem elektronischen Regler 28 zugeführt, der entsprechend diesem Signal die Amplitude
der zusätzlichen Erregunsimpulse der lmpulsquelle 8 so ändert, daß das Differenzsignal
gleich Null wird. Darauf arbeitet der pulsierende Dampflaser bei der vorgegebenen
Temperatur der Gasentladungsröhre 1.
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Die erfindung ermöglicht den Betrieb des pulsierenden Dampflasers
in einem breiten Bereich von Folgefrequenzen der Laserstrahlungsimpulse und bei
konstanter energie dieser Impulse.
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Die Erfindung gewährleistet auch die Dissipation der in die entladung
eingespeisten Energie und gibt dadurch die-;öglichkeit, den Wirkungsgrad der pulsierenden
Dampflaser zu erhöhen.