DE3305145A1

DE3305145A1 - Verfahren zum betrieb eines gepulsten lasers mit mehreren hintereinander angeordneten gasentladungsstrecken

Info

Publication number: DE3305145A1
Application number: DE19833305145
Authority: DE
Inventors: Jens 2000 Hamburg Knocke; Hinrich Dipl.-Phys. 2085 Quickborn Martinen; Peter Dipl.-Phys.Dr. 2090 Winsen Wirth
Original assignee: Rofin Sinar Laser GmbH
Current assignee: Rofin Sinar Laser GmbH
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1984-08-16

Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines gepulsten Lasers mit mehreren hintereinander angeordneten Gasentladungsstrecken.
Bei Gaslasern hoher Leistung ist es bekannt, mehrere Gasentladungsstrecken innerhalb der Resonatorstrecke hintereinander anzuordnen, die im Pulsbetrieb naturgemäß gleichzeitig gezündet werden müssen. Insbesondere bei vergleichsweise hohen Drücken, wie sie mit beispielsweise 70 mbar in Lasern mit schnellem axialen Durchfluß vorliegen, kann der Zündvorgang trotz im wesentlich gleicher physikalischer Randbedingungen in den einzelnen Strecken statistische Unterschiede aufweisen. Daraus resultieren kleine zeitliche Verschiebungen, die sich auch in einer Verschiebung der jeweiligen Laserleistung auswirken. Dieskann insbesondere bei sehr steilem Impulsverlauf eine Rolle spielen, wie er beim Pulsen mit Leistungsüberhöhung ("Superpulsen" oder"enhanced pulsing") auftritt. Es handelt sich dabei um eine Betriebsweise mit einer gegenüber der leistungsmäßig optimierten, normalen Impulsform verkürzten, dafür in der Leistungsspitze stark erhöhten Impulsform (siehe NEC Research and Development, Nr. 60, Januar 1981, Seiten 33 ff). Die geänderte Impulscharakteristik kann, obwohl sie nicht mit einer Erhöhung der Durchschnittsleistung des Lasers verbunden sein muß, wertvoll bei bestimmten, meist kurzzeitigen Perioden in der Werkstoffbearbeitung sein Beispielsweise kann es zweckmäßig sein, das Superpulsen jeweils bei Bearbeitungsbeginn an solchen Werkstoffen anzuwenden, deren Absorptionsrate im noch nicht aufgeschmolzenen Zustand wesentlich geringer ist als danach.
Man wendet dann das Superpulsen kurzzeitig bei Bearbeitungsbeginn an, um anschließend zur normalen Impulscharakteristik zurückzukehren.
Bei der Steilheit und Kürze der Impulse während des Superpulsens, kann ein Zeitjitter mit unterschiedlicher Impulsflankenform in den einzelnen Entladungsstrecken nachteilig sein, weil dadurch auch Verschiebungen in der Lage der Impulsspitze mit daraus resultierender Verringerung der insgesamt erbrachten Spitzenleistung sich ergeben können.
Ausgehend von diesen der Erfindung zuzurechnenden Gedankengängen stellt sich die Aufgabe, einen Laser mit mehreren hintereinander angeordneten Gasentladungsstrecken insbesondere während des Superpulsens so zu betreiben, daß die Zündung in den einzelnen Entladungsstrecken gleichzeitig erfolgt.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß in den Impulsintervallen ein die Ionisation der Gassäule erhaltender Strom aufrechterhalten wird (Simmerstrom).
Die Gasentladung wird somit während der Impuls intervalle nicht vollständig abgeschaltet, sondern unterhalb der Laserschwelle derart aufrechterhalten, daß die Ionisation erhalten bleibt. Es ist daher bei Impulsbeginn auch keine eigentliche Zündung in jeder Entladungsstrecke in dem Sinne erforderlich, daß das Gas erneut in den Plasmazustand überführt wird; es braucht lediglich die Entladungsstromstärke über die Laserschwelle angehoben zu werden, was ohne weiteres bei allen Entladungsstrecken praktisch ohne zeitliche Verschiebungen gleichzeitig durchgeführt werden kann.
Zwar ist es bei Blitzlampen bekannt, die Entladungsstrecke vorzuionisieren, um dadurch ihre Lebensdauer zu verlängern; jedoch handelt es sich dort nicht um das Problem der Gleichzeitigkeit der Zündung mehrerer hintereinander angeordneter Entladungsstrecken.
Der Stand der Technik stellt Geräte zur erfindungsgemäßen Steuerung des Entladungsstroms zur Verfügung; diese bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner Beschreibung.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines gepulsten Lasers mit mehreren hintereinander angeordneten Gasentladungsstrecken Patentanspruch Verfahren zum Betrieb eines gepulsten Lasers mit mehreren hintereinander angeordneten Gasentladungsstrecken, insbesondere während des Pulsens mit Leistungsüberhöhung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Impulsintervallen ein die Ionisation der Gassäule erhaltender Simmerstrom aufrechterhalten wird.