DE3225611A1 - Laser-vorrichtung - Google Patents
Laser-vorrichtungInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
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Description
Dr.-Ing. Hans Leyh Innero Wloner Str. 20 - D 8000 München 80
Unser Zeichen: A 14 Lh/fi
Ferrari ti pie, Bridge House, Park Road, Gatley, Cheadie, Cheshire, England
Laser-Vorrichtung
Ferranti pic - A 14 574 -
Die Erfindung betrifft eine Laser-Vorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zur Erregung von Gas-Lasern.
Wie bekannt, haben Gas-Laser einen Behälter, der ein gasförmiges aktives Medium enthält und mit Elektroden versehen ist, zwischen
welchen eine Glimmentladung in dem Gas erzeugt werden kann. Diese
Glimmentladung bewirkt die erforderliche Erregung, damit die
Laserwirkung einsetzt. Dieser Vorgang kann kontinuierlich oder
in Impulsen erfolgen. Die Energiequelle für den Laser muß ihrerseits mit Energie von einem Netz oder einer Batterie versorgt
werden, und dies führt zu Problemen bei der Verwendung des Lasers im freien Feld. Verbleibt der Laser an Ort und Stelle, so ist
dies kein großes Problem, bei tragbaren Lasern, z.B. für die Landvermessung, ergeben sich Probleme wegen des Transports,
sowohl der Batterien wie auch einer geeigneten Umformereinheit. Die Sache wird noch kompliziert durch die Tatsache, daß zur Einleitung
der Glimmentladung eine höhere Spannung erforderlich ist,
als um sie aufrechtzuerhalten. Dies bedeutet, daß die Anforderungen an die Spannung höher sind als für den Betrieb des Lasers erforderlich,
nachdem die Glimmentladung eingesetzt hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Laservorrichtung
zu schaffen, bei der eine Entladung in einem Gaslaser unter Vermeidung der obigen Nachteile eingeleitet werden kann.
Nach der Erfindung ist hierzu eine Laservorrichtung vorgesehen, die
eine Laserröhre umfaßt, welche ein aktives gasförmiges Medium enthält und mit Elektroden versehen ist, zwischen welchen eine Glimmentladung
erzeugt werden kann, um die Laserwirkung zu erzeugen, wobei
Einrichtungen vorgesehen sind, um eine Potentialdifferenz zu erzeugen,
die ausreicht, um diese Glimmentladung einzuleiten, mit
einem Element aus piezo-elektrischem Material und Einrichtungen zum Anlegen einer mechanischen Belastung bzw. Beanspruchung an
das Element, sowie mit Begrenzungseinrichtungen zur Begrenzung des Stromes, der in der Entladung fließt, auf einen Wert, welcher
die Entstehung einer instabilen Entladung im Gas verhindert.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend
anhand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. 1 schematisch eine Schaltung einer Laser-Vorrichtung zeigt. Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Speiseenergie-Quelle.
Fig. 1 zeigt eine Laserröhre 10, die ein aktives gasförmiges Medium
enthält und ein Paar Reflektoren 11, 12 aufweist, die den optischen Hohlraum des Lasers bilden. Ein Paar Elektroden 13, 14 ist vorgesehen,
an welche eine Potentialdifferenz gelegt wird, um eine Glimmentladung in dem Gas einzuleiten und aufrechtzuerhalten, um
die Laser-Wirkung zu ermöglichen. Da Gaslaser in verschiedenen Formen bekannt sind, sind weitere detaillierte Erläuterungen nicht
erforderlich.
Eine schematisch dargestellte Energiequelle 15 umfaßt ein Element aus
piezoelektrischem Material, sowie Einrichtungen, um an dieses Material eine mechanische Belastung anzulegen. Hierdurch wird eine Hochspannungs-Potentialdifferenz
an diesem Element erzeugt, die an die Elektroden 13, 14 des Lasers gelegt werden kann, um die Glimmentladung
im Gas einzuleiten. Ein Strombegrenzungswiderstand 16 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß der Strom der Entladung auf einen
Wert ansteigt, der zur Bildung einer instabilen Entladung im Gas führen könnte.
-r-
Die Energiequelle 15 ist in Fig. 2 detailliert dargestellt, wobei jedoch nur eine mögliche Form gezeigt ist, die die Energiequelle
haben kann. Ein Block aus piezoelektrischem Keramikmaterial 20 wird von einem Isolator 21 gehalten. Eine geeignete Form eines
Stößels oder Hammers 22 ist vorgesehen, der gegen den Block 20 anstoßen oder diesen quetschen kann, um eine mechanische Beanspruchung
an ihn zu legen, was zur Erzeugung einer Potentialdifferenz über dem Block führt. Zahlreiche Ausführungsformen solcher mechanischer
Einrichtungen sind bekannt zum Anlegen der erforderlichen Belastung,
wobei man Einzel impulse oder wiederholte Impulsausgänge
erzeugen kann. Geeignete piezoelektrische Materialien sind ebenfalls
bekannt, beispielsweise polykristalline Verbindungen, wie z.B. Blei-Zirkonat-Titanat, Kalium-Natrium-Niobat und Blei-Metaniobat.
Der Energiebedarf für die Einleitung einer Glimmentladung in einem
Gaslaser hängt von einer Anzahl von Parametern ab. Energiequellen der vorbeschriebenen Art können bis zu beispielsweise 2OkV über
einer Kapazität in der Größenordnung von z.B. 40pf erzeugen, was einer Energie von etwa 1OmJ entspricht. Ein COr, Wellenleiter-Laser
erfordert gut 12kV bei einigen Milli-Joules, um die Entladung einzuleiten,
während ein kleiner He-Ne Laser etwa 5-1OkV erfordert.
Die piezoelektrische Einrichtung erzeugt eine ausreichende Energie
über eine ausreichende Zeitspanne, um einen Laser-Ausgang zu erzeugen. Es ist möglich, einen Zug von Impulsen zu erzeugen, womit
der Laser ebenfalls einen Zug von Ausgangsimpulsen erzeugen kann.
Wenn ein kontinuierlicher Betrieb des Lasers erwünscht ist, eingeleitet
durch die piezoelektrische Einrichtung, so ist in diesem Fall noch eine Zusatzenergiequelle erforderlich, um die Entladung aufrechtzuerhalten.
Eine solche ist strichpunktiert bei 17 in Fig. 1 dargestellt.
Die Strombegrenzungsschaltung braucht kein Widerstand zu sein, wie in
Fig. 1 gezeigt, sie kann auch z.B. durch die Induktanz des Kabels gebildet werden, welches die Energiequelle mit dem Laser verbindet.
Claims (7)
1. Laser-Vorrichtung, mit einer Laserröhre, die ein aktives gasförmiges
Medium enthält und Elektroden aufweist, zwischen welchen eine Glimmentladung erzeugbar ist, um die Lasertätigkeit
zu bewirken, ferner mit einer Energiequelle zur Erzeugung einer Potentialdifferenz, die ausreicht, um diese Entladung einzuleiten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle ein Element aus einem piezoelektrischen Material aufweist, ferner
Einrichtungen, um eine mechanische Beanspruchung an das Element zu legen, sowie Einrichtungen, um den Strom, der in der Entladung
fließt, auf einen Wert zu begrenzen, der die Bildung einer instabilen Entladung im Gas verhindert.
2. Laser-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Energiequelle der Laser betätigbar ist, um wenigstens
einen Impuls einer Laserstrahlung zu emittieren.
3. Laser-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Begrenzungsschaltung einen Widerstand umfaßt.
4. Laser-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß das piezoelektrische Material eine keramische polycristalline Verbindung ist.
5. Laser-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Aufrechterhalten einer Entladung, die
durch die Energiequelle eingeleitet worden ist, um vom Laser einen kontinuierlichen Ausgang zu erhalten.
6. Laser-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das aktive Lasermedium Kohlendioxid enthält.
7. Laser-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß das aktive Lasermedium Helium und Neon enthält.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08121894A GB2101801B (en) | 1981-07-16 | 1981-07-16 | Laser apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3225611A1 true DE3225611A1 (de) | 1983-02-03 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823225611 Ceased DE3225611A1 (de) | 1981-07-16 | 1982-07-08 | Laser-vorrichtung |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE3225611A1 (de) |
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| GB (1) | GB2101801B (de) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
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1981
- 1981-07-16 GB GB08121894A patent/GB2101801B/en not_active Expired
-
1982
- 1982-07-08 DE DE19823225611 patent/DE3225611A1/de not_active Ceased
- 1982-07-13 FR FR8212249A patent/FR2509917B1/fr not_active Expired
- 1982-07-15 JP JP12228282A patent/JPS5818987A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2101801A (en) | 1983-01-19 |
| GB2101801B (en) | 1984-10-03 |
| FR2509917B1 (fr) | 1985-11-15 |
| FR2509917A1 (fr) | 1983-01-21 |
| JPS5818987A (ja) | 1983-02-03 |
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