DE3327870C2

DE3327870C2 -

Info

Publication number: DE3327870C2
Application number: DE3327870A
Authority: DE
Inventors: John Irvine Calif. Us Mcleod; John Andrew Linlithgow Schottland Gb Smith; Russell Allan Perth Schottland Gb Leather
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1983-08-02
Publication date: 1989-07-27
Also published as: JPH023313B2; GB2126412B; GB2126412A; AU554113B2; AU1756383A; DE3327870A1; JPS5947786A; US4627061A

Description

Die Erfindung betrifft einen Gas-Laser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Gas-Laser ist aus der DE-OS 29 04 409 bekannt.

Bei diesem bekannten Gas-Laser steht der Entladungsraum mit einer Kammer in Verbindung, die ein Puffergas enthält. Um den Druck des Puffergases aufrecht zu erhalten, ist ein Reservoir für Puffergas vorgesehen, das mit der Puffer gas-Kammer eine gemeinsame permeable Wand aufweist, durch welche das Puffergas aus dem Reservoir in die Puffergas-Kammer diffundieren kann. Der Druck des Puffergases im Reservoir kann mit Hilfe eines Kompressors variiert werden.

Die GS-PS 13 15 700 beschreibt einen Gas-Laser, dessen maximale Ausgangs leistung stets aufrecht erhalten werden soll. Hierzu wird der Entladestrom unabhängig von der Laser-Ausgangsstrahlung gemessen und ein Steuersignal erzeugt, das an ein Einstellgerät gelegt wird, durch welches ein Reflektor des Resonators des Gas-Lasers verschoben wird, um die Laser-Ausgangsstrahlung zu stabilisieren.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gas-Laser zu schaffen, bei dem der Gasdruck steuerbar ist, um die optische Ausgangs leistung des Lasers bei Temperaturänderungen des aktiven Mediums konstant zu halten.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Gas-Laser durch die kennzeich nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 perspektivisch eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 zusammen mit einer Steuereinrichtung.

Fig. 3 zeigt perspektivisch eine zweite Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt im Schnitt eine Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 2, und

Fig. 5 zeigt perspektivisch noch eine Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen TEA-CO₂-Laser mit einem Gehäuse 10, das einen Entladungs raum 11 umgrenzt, der das aktive gasförmige Medium enthält. In dem Endladungs raum 11 sind Entladeelektroden 12, 13, d.h. Anode und Kathode, angeordnet, sowie eine Dünndraht-Triggerelektrode 14. Der Entladungsraum 11 hat zwei Spiegel 15, 16, von denen einer 100%-reflektierend ist, während der andere teildurchlässig ist, damit der Laser-Ausgangsstrahl den Entladungsraum 11 verlassen kann. Integral mit dem Gehäuse 10 ist eine Kammer 17 ausgebildet, die mit dem Entladungsraum 11 über eine Öffnung 18 in Verbindung steht. Die Kammer 17 enthält einen dichten Balg 19, der mittels eines Motors 20 zum Expandieren oder Kontrahieren in Längs richtung gebracht werden kann. Der Rest der Kammer 17 ist mit dem aktiven Gas medium gefüllt.

Der vorbeschriebene Laser ist ein gepulster Laser, in welchem eine Entladung zwischen den beiden Elektroden 12 und 13 mittels der Triggerelektrode 14 quer zur Längsrichtung des Endladungsraumes 11 herbeigeführt wird. Da, wie oben erläutert, die Ausgangsenergie des Lasers abhängig vom Druck des aktiven Mediums ist, kann die Ausdehnung des Balges 19 durch Betätigung des Motors 20 eingestellt werden, um die optimale Ausgangsleistung oder Ausgangsenergie zu erhalten.

Wie ebenfalls erwähnt, ist der Druck von der Temperatur des aktiven Mediums abhängig und die Spannung der Entladequelle kann ebenfalls variiert werden, um eine optimale Ausgangsenergie zu erreichen. Fig. 2 zeigt einen Laser nach Fig. 1 zusammen mit einer geeigneten Steuereinrichtung, die nur schematisch dargestellt ist.

Der Motor 20 nach Fig. 2 wird durch eine Volumen-Steuereinrichtung 21 ange steuert und mit Energie versorgt, die als Steuereingang den Ausgang eines Temperaturfühlers 22 am Gehäuse 10 des Lasers hat. Die Volumen-Steuerein richtung 21 steuert ferner die Potentialdifferenz und ggf. den Strom, die an die Entladeelektroden 12 und 13 des Lasers gelegt werden. Die Ausbildung der Steuereinrichtung wird hier im Detail nicht erläutert. Beispielsweise kann ein einfacher Mikroprozessor zur Steuerung des Motors und der Energie versorgung verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, in welcher der Balg 19 eine Feder 30 mit Form-Speicher-Vermögen enthält, durch welche der Balg entsprechend der Temperatur des aktiven Mediums in der Kammer 17 expandiert oder kontrahiert wird.

Ein erhöhter Temperaturbereich für einen mit einer solchen Feder betätigten Balg kann erreicht werden durch Verwendung der Ausführungsform nach Fig. 4. Hier sind drei solcher Federn 40, 41, und 42 gezeigt, jede mit einem etwas anderen Arbeitsbereich. Zwei Federn sind ausgedehnt und eine zusammengedrückt dargestellt. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, in welcher das Volumen der Kammer 17 durch einen Kolben 50 veränderbar ist. Der Kolben kann durch einen geeigneten Mechanismus bewegt werden, welcher durch eine Steuerung der in Fig. 2 dargestellten Art betätigt werden kann. Die erforderlichen Druckveränderungen sind nicht groß, die Abdichtung des Kolbens gegenüber der Kammer 17 ist daher problemlos.

Claims

1. Gas-Laser mit

1) einem Gehäuse (10), das den Entladungsraum (11) mit dem gasförmigen aktiven Medium enthält,
2) Elektroden (12, 13), an die eine Spannung angelegt werden kann, um eine elektrische Pumpentladung in dem aktiven Medium zu erzeugen,
3) einem Temperaturfühler (22) zur Bestimmung der Temperatur des Gehäuses (10) und damit der Temperatur des aktiven Mediums,
4) einer Kammer (17), die mit dem Entladungsraum (11) in Ver bindung steht und aktives Medium enthält,

gekennzeichnet durch

5) eine Volumen-Steuereinrichtung (19, 20, 21; 30; 40, 41, 42; 50), die das Volumen der Kammer (17) entsprechend der Temperatur des Gehäuses (10) verändert, um die optische Ausgangsleistung des Lasers durch die den Volumenänderungen der Kammer (17) entspre chenden Druckänderungen des aktiven Mediums im Entladungsraum konstant zu halten.

2. Gas-Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen- Steuereinrichtung (19, 20, 21; 30; 40, 41, 42; 50) einen Körper (19) mit variablem Volumen aufweist, der in der Kammer (17) angeordnet ist.

3. Gas-Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (19) variablen Volumens ein dichter Balg ist.

4. Gas-Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen- Steuereinrichtung (19, 20, 21; 30; 40, 41, 42; 50) wenigstens eine Feder (30; 40, 41, 42) mit Formspeicher-Vermögen aufweist.

5. Gas-Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen- Steuereinrichtung (19, 20, 21; 30; 40, 41, 42; 50) einen Motor (20) aufweist zur Steuerung des Balges abhängig vom Ausgang eines Temperatur fühlers (22).

6. Gas-Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen- Steuereinrichtung (19, 20, 21; 30; 40, 41, 42; 50) einen Kolben (50) aufweist, der beweglich ist, um das Volumen der Kammer (17) zu ver ändern.

7. Gas-Laser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das gasförmige aktive Medium ein Gemisch ist, das Kohlendioxid mit Atmosphärendruck enthält und daß die Entladeelektro den (12, 13) so angeordnet sind, daß die elektrische Entladung quer zur optischen Achse des Lasers erfolgt.