DE3614878A1 - Gaslaser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gaslaser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Gaslaser ist aus der US-PS 37 53 144 bekannt. Diese Literaturstelle zeigt grundsätzlich zwei unterschiedliche Beispiele von Aufbauformen von derartigen Lasern. Sie zeigt einerseits ein dünnes Entladungsrohr und ein gesondertes Gasrückfüh­ rungsrohr. Diese Ausführungsform ist zur Halterung von Spiegeln nicht geeignet, da Ausdehnungsunterschiede zwi­ schen dem Laserrohr und der Gasrückführungsleitung zum Dejustieren des Spiegels führen. Sie zeigt andererseits Ausführungen, bei denen in einem relativ weiten Keramikrohr die Laserkapillare und Gasrückführungskanäle untergebracht sind. Diese weisen grundsätzlich einen schlechten Wärme­ übergang von der Laserkapillare zur Außenwand auf. Daher werden aufwendige Maßnahmen getroffen, um die Wärme nach außen abzuführen.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, daß bei ausreichender mechanischer Festig­ keit und Stabilität gegenüber Temperaturschwankungen mit geringem Aufwand eine verbesserte Wärmeübertragung nach außen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der rechteckförmige Querschnitt weist eine ausreichende mechanische und in Verbindung mit der Anordnung der Kanäle eine sehr vorteilhafte thermische Stabilität auf. Die Wandstärke im Bereich des Entladungs­ kanals kann sehr gering gehalten werden, da durch die Kühl­ bleche die Wärme sehr schnell abgeführt wird, so daß ther­ mische Verspannungen gar nicht erst entstehen können. Da­ durch ist es möglich, die Gasrückführungen in den Keramik­ stab zu integrieren. Besonders geringe thermische Spannun­ gen entstehen, wenn der Entladungskanal in der Symmetrie­ achse des Keramikstabes liegt und wenn die beiden Gasrück­ führungskanäle einen kreisförmigen Querschnitt und den gleichen Durchmesser besitzen und indem die Abstände der beiden Gasrückführungskanäle vom Entladungskanal gleich­ groß sind.

Die Kühlbleche werden vorteilhaft nur an den breiteren Be­ grenzungsflächen des Keramikstabes angebracht, da dort der größte Teil der Wärme austritt. So ergibt sich eine relativ einfach herstellbare Ausführungsform und eine besonders günstige Temperaturverteilung im Keramikstab. Dabei ist eine Ausführungsform besonders vorteilhaft, in der die Kühlrippen dieselbe Breite aufweisen, wie der Keramikstab. Diese Ausführungsform ergibt eine relativ geringe Belastung der Keramik gegenüber mechanischen Beanspruchungen bei der Handhabung und eine sehr günstige Temperaturverteilung bei Temperaturschwankungen, die durch die Kühlbleche noch ge­ fördert wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform mit besonders gleichmäßi­ ger Verteilung von Spannungen bei Temperaturschwankungen und damit besonders hoher Maßgenauigkeit der Spiegelstel­ lung ist gegeben, wenn 2n Gasrückführungskanäle vorgesehen und auf die beiden Seiten des Entladungskanals gleichmäßig, abstandssymmetrisch verteilt sind. Dabei ist n eine positi­ ve, ganze Zahl. Vorzugsweise wird n = 1 oder n = 2 gesetzt.

Die Erfindung wird nun anhand von zwei Figuren näher erläu­ tert. Sie ist nicht auf das in den Figuren gezeigte Bei­ spiel beschränkt.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Laseraufbau in teil­ weise geschnittener Ansicht,

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Querschnitt eines erfindungsgemäßen Lasers.

Ein Entladungsrohr 1 trägt an seinen Stirnseiten Spiegel 5, welche eine optische Resonanz des Laserlichtes hervorrufen und ist mit Elektrodenteilen 3, 4 verbunden. Der mittlere Teil 2 des Laserrohres 1 hat einen rechteckförmigen Quer­ schnitt. Auf den äußeren Begrenzungsflächen 6 des recht­ eckförmigen Stabes 2 sind Kühlbleche 7 befestigt. Die Kühlbleche 7 haben dieselbe Breite wie die größere Begrenzungsfläche 6 des Keramikstabes 2.

Konzentrisch zur Symmetrieachse 10 des Keramikstabes 2 verläuft eine Entladungskapillare 8. In gleichem Abstand und bezogen auf die Symmetrieachse 10 einander gegenüber­ liegend sind Gasrückführungskanäle 9 angeordnet.

Der Keramikstab 2 besteht vorzugsweise aus Al₂O₃-Keramik, die Kühlbleche 7 bestehen vorzugsweise aus Kupfer.

Der Keramikstab 2 hat im Bereich des Entladungskanals 8 eine sehr geringe Wandstärke, so daß die im Entladungska­ nal 8 entstehende Wärme sehr schnell an die Kühlbleche 7 abgeführt werden kann. Die Kühlbleche 7 verteilen die Wärme unter anderem über ihre Breite, so daß der Keramik­ stab 2 über seine Breite gleichmäßig erwärmt bzw. abgekühlt wird. Dadurch ist eine relativ kleine, hochbelastbare und gegen thermische Spannungen unempfindliche Ausführungsform einer Laserkapillare gegeben.

Claims (5)

1. Gaslaser mit einem Entladungskanal und zumindest einem Gasrückführungskanal, wobei beide Kanäle in einem Keramik­ stab verlaufen, mit Kühlblechen, welche am Keramikstab be­ festigt sind, und mit Spiegeln für die optische Resonanz der Laserstrahlung, welche vom Keramikstab gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikstab einen zumindest annähernd rechteckförmigen Querschnitt besitzt und zumindest einen gesonderten Gas­ rückführungskanal enthält und daß an den im geringeren Ab­ stand zum Entladungskanal liegenden Begrenzungsflächen des Keramikstabes Kühleinrichtungen angebracht sind.

2. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Entladungskanal in der Symme­ trieachse des Keramikstabes liegt.

3. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbleche nur an den breiten Begrenzungsflächen des Keramikstabes ange­ bracht sind.

4. Gaslaser nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühlbleche dieselbe Breite auf­ weisen wie der Keramikstab.

5. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 2n Gasrückführungskanä­ le vorgesehen sind und daß diese auf die beiden Seiten des Entladungskanals gleichmäßig, abstandssymmetrisch verteilt sind, wobei n eine ganze, positive Zahl ist.