Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Gepulste Gaslaser, wie zum Beispiel Excimer-Laser, N₂-Laser
oder CO2-Laser, werden oftmals transversal durch eine Plasma
entladung angeregt (TE-Gaslaser). Die Plasmaentladung (auch
Hauptentladung genannt) erfolgt senkrecht zur optischen Achse
des Lasers. Die für die Plasmaentladung erforderliche Energie
wird in einem Kondensator gespeichert und bei der Entladung in
das Plasma transferiert. Die Plasmaentladung erfolgt zwischen
in der Laser-Kammer parallel zur optischen Achse angeordneten
Hauptelektroden.
Die Leistung und auch andere Qualitäten des Lasers hängen u.a.
wesentlich von der Homogenität der Plasmaentladung ab. Um die
erforderliche Homogenität der Plasmaentladung bei unterschied
lichen Drücken des Arbeitsgases je nach Gasgemisch zu gewähr
leisten ist eine sogenannte Vorionisierung vor der Plasmaent
ladung (Hauptentladung) erforderlich. Einzelheiten über die
Vorionisierung finden sich beispielsweise bei: A.J. Palmer: "A
physical model on the initiation of atmospheric pressure glow",
Appl. Phys. Lett. 25 (1974), 136; J.I. Levatter und S.C. Lin:
"Necessary conditions for the homogeneous formation of pulsed
avalanche discharges at high gas pressure", J. Appl. Phys. 51
(1980), 210; und G. Herziger et al.: "On the homogenisation of
transverse gas discharges by preionization", Appl. Phys. 24
(1981), 267.
Die Vorionisierung des Arbeitsgases wird unter anderem mit
Funken durchgeführt. Funken sind Quellen intensiver Strahlung,
die ausreichend kurzwellig ist, um in einem im wesentlichen
einstufigen Prozeß mindestens eine im Arbeitsgas befindliche
Atom- oder Molekülsorte zu photoionisieren und somit freie
Elektronen in hinreichender Konzentration im Raum zwischen den
Hauptelektroden zu erzeugen. Das von den Funken abgestrahlte
UV-Licht muß deshalb in den Raum zwischen den Hauptelektroden
gelangen, so daß bei ausreichender Konzentration der freien
Vorionisierungs-Elektronen die Plasmaentladung homogen ein
setzt. Die Funken werden zwischen den Funkenelektroden erzeugt,
die zusätzlich zu den Hauptelektroden vorgesehen sind. Die
Funkenelektroden sind üblicherweise in der Nähe der Hauptelek
troden angeordnet (K. Miyazaki et al.: "Efficient and compact
discharge XeCl laser with automatic uv preionisation", Rev.
Sci. Instr. 52 (1985), 201). Es ist auch möglich, die Haupt
elektroden aus optisch weitgehend durchlässigen metallischen
Sieben herzustellen, so daß die Funkenelektroden hinter den
Hauptelektroden angeordnet werden können (C.R. Tallman: "A study
of excimer laser preionization techniques", Topical Meeting on
Excimer Lasers 1979, Paper WB4-1; R. S. Taylor et al.: "Time
dependent gain and absorption in a 5 J uv-preionized XeCl
laser", IEEE QE 19 (1983), 416; Levatter: EP 0033424; A.J.
Kearsley et al.: "A novel pre-ionisation technique for
discharge excited rare gas halide lasers", Opt. Comm. 31
(1979), 181; S. Watanabe and A. Endoh: "Wide aperture self
sustained discharge KrF and
XeCl lasers", Appl. Phys. Lett. 41
(1982), 799). Eine Anordnung der Funkenelektroden seitlich
neben den beiden Hauptelektroden ist den Arbeiten C. R. Tallman:
"A study of excimer laser preionization techniques", Topical
Meeting on Excimer Lasers 1979, Paper WB4-1; C. E. Webb:
"Quantum Electronics and Electro-Optics", Ed. by P. L. Knight -
1983, John Wiley & Sons Ltd., S. 3; und A.J. Kearsley et al.:.
"A novel pre-ionisation technique for discharge excited rare
gas halide lasers", Opt. Comm. 31 (1979), 181, zu entnehmen.
Im Hinblick auf die elektrische Versorgung lassen sich die be
kannten Vorionisierungssysteme mittels Funken unter zwei ver
schiedenen Gesichtspunkten eingliedern: Bei den sogenannten
autonomen Vorionisierungsschaltungen erfolgt einerseits die
Stromversorgung der Funkenelektroden unabhängig von der Spei
sung der Plasmaentladung (R. S. Taylor et al.: "Glow discharge
characteristics of a 0,8 Joule multi-atmosphere rare gas halide
lase", Opt. Comm. 25 (1978), 231 oder R. S. Taylor et al.:
"Time-dependent gain and absorption in a 5 J uv-preionized XeCl
laser", IEEE QE 19 (1983), 416), während bei der sogenannten
automatischen ("integrierten") Funken-Vorionisierung die elek
trische Versorgung der Funkenelektroden in die der Plasmaentla
dung integriert ist (K. Miyazaki et al.: "Efficient and compact
discharge XeCl laser with automatic uv preionisation", Rev.
Sci. Instr. 52 (1985), 201; J. I. Levatter: EP 0033424; A. J.
Kearsley et al.: "A novel pre-ionisation technique for
discharge excited rare gas halide lasers", Opt. Comm. 31
(1979), 181).
Andererseits werden bei einer Art der Funken-Vorionisierung
mehrere Funken in Reihe (Travelling Wave) aus einen Strompfad
gespeist (R.S. Taylor et al.: "Time-dependent gain and
absorption in a 5 J uv-preionized XeCl laser", IEEE QE 19
(1983), 416; S. Watanabe and A. Endoh: "Wide aperture self
sustained discharge KrF and XeCl lasers", Appl. Phys. Lett. 41
(1982), 799), während bei einer anderen Art der Funken-Vorioni
sierung die Funken voneinander unabhängig (parallel) gespeist
werden. Bei der letztgenannten Vorionisierung ist für die Spei
sung einer bestimmten Funkenentladung zwischen zugeordneten
Funkenelektroden nicht notwendig, da auch die benachbarten Fun
kenentladungen gespeist werden (A.J. Kearsley et al.: "A novel
pre-ionisation technique for discharge excited rare gas halide
lasers", Opt. Comm. 31 (1979), 181; C. E. Webb: "Quantum
Electronics and Electro-Optics", Ed. by P. L. Knight - 1983,
John Wiley & Sons Ltd., S. 3; K. Miyazaki et al.: "Efficient
and compact discharge XeCl laser with automatic uv
preionisation", Rev. Sci. Instr. 52 (1985), 201).
Bei allen bisher zitierten Schaltungen für die Funken-Vorioni
sierung werden die Funken aus hochinduktiven Leistungskreisen
gespeist. Diese Hochinduktivität der die Funken-Entladung spei
senden Leistungskreise ergibt sich daraus, daß der Funkenstrom
während der Vorionisierung in Reihe mit einem
punktuellen Schalter, wie einer Funkenstrecke ("Spark Gap")
oder Thyratron (s. z.B. Optics Communications, 31, (1979),
S. 181, Fig. 1) fließt. Der maximale Funken-Strom wird durch
die Leistungsfähigkeit des Schalters begrenzt. Überdies ist die
Impedanz der Funkenentladung sehr klein und somit die Anpassung
des hochinduktiven Funken-Speisekreises an die Funkenentladun
gen sehr schlecht. Die Induktivität der aus den zitierten
Druckschriften bekannten Funken-Speisekreise erreicht schnell
Werte über 100 nH, so daß innerhalb einer Schwingungsperiode
nur ein geringer Teil der gespeicherten Energie in die Funken
bildung und damit die Vorionisierung umgesetzt wird.
Aus der europäischen Patentanmeldung 33 414 ist eine Schaltung
der oben erwähnten "automatischen" Art zur Funkenerzeugung be
kannt, bei der der Schalter seinerseits eine niederinduktive
lineare Funkenstrecke (Rail Gap) ist. Diese Schaltung weist
einen niederinduktiven Leistungskreis für die Speisung der
Funken auf. Die Funken werden unabhängig (parallel) gespeist.
Bei allen bekannten Funken-Vorionisierungssystemen wird immer
ein Schalter verwendet, der mit den Funkenentladungen in Reihe
liegt und die Funkenentladungen erfolgen nur "auf Kommando"
dieses Schalters. Bei den bekannten Vorionisierungssystemen
erfüllt deshalb die Vorionisierungs-Funkenentladung keine
eigenständige Schaltfunktion.
Die bereits erwähnte Hochinduktivität des die Funkenentladung
speisenden Leistungskreises, also die geringe Anpassung des
Leistungskreises an die niederinduktive Funkenentladung, stört
bei den bekannten Schaltungen vom erwähnten "automatischen" Typ
nicht, da die kapazitiv gespeicherte Energie zum größten Teil
in die Plasmaentladung (Hauptentladung) überführt werden soll.
Bei den erwähnten autonomen Systemen, bei denen die Funken aus
einem vom Hauptentladungskreis getrennten Kreis gespeist wer
den, ergeben sich erhebliche Nachteile: Zunächst ist der Wir
kungsgrad der Umsetzung der kapazitiv gespeicherten Energie in
die Vorionisierung gering. Auch erfolgt die Strahlungsemission
der Funken über einen relativ langen Zeitraum, was bei elektro
negativen Gasen, wie HCl oder F2, zur Folge hat, daß die zu
nächst durch Photoionisierung erzeugten freien Elektronen
wieder eingefangen werden (Elektronen Attachment). Durch die
lange Zeitspanne der Funken-Vorionisierung wird also die Kon
zentration der freien Elektronen im Raum zwischen den Haupt
elektroden unerwünscht gesenkt. Auch wird unnötig viel elektri
sche Ladung durch die Funkenentladungen geleitet, was die Le
bensdauer und Funktionstüchtigkeit der Funkenelektroden beein
trächtigen kann und der Forderung nach einer langen Lebensdauer
des Lasers von mindestens einigen 100.000.000 Schuß zuwider
läuft. Überdies kann es durch den großen Ladungstransport zur
Gasverschmutzung konmen.
Darüber hinaus ist zu beachten, daß die Ionisierungseffektivität
der Funken eine sehr schnell wachsende Funktion des Funkenstro
mes ist. Es ist deshalb wünschenswert, die zur autonomen Vorio
nisierung eingesetzte Energie in einem möglichst intensiven und
kurzen Stromimpuls in die Funkenentladung zu transferieren.
Aus dem Aufsatz von BURNHAM, R., DJEU, N: Ultraviolet-preionized
discharge-pumped lasers in XeF, KrF and ArF, in US-Z.:
Applied Physics Letters, Vol. 29, Nr. 11, Dezember 1976, S. 707
bis 709, ist eine Schaltung für eine autonome Vorionisierung in
einem gepulsten Gaslaser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 bekannt. Eine Pulskompression auf eine Zeitdauer
kürzer als 100 ns ist nicht beschrieben.
Aus der US-Patentschrift 4 041 414 ist ebenfalls eine Schaltung
für eine autonome Vorionisierung in einem gepulsten Gaslaser
bekannt, bei der die in dem kapazitiven Energiespeicher geladene
Energie unter Verwendung eines Schalters in die Vorionisierung
gespeist wird.
Aus der US-PS 4 450 566 ist eine nicht autonome Vorionisierungsschaltung
bekannt, bei der die Energie sowohl für eine
Hauptentladung als auch für eine Funken-Vorionisierung aus
einem gemeinsamen Kondensator gespeist wird. Die Vorionisierung
erfolgt schalterlos dadurch, daß ein Spannungspuls auf die
Vorionisierungselektrode gegeben wird. Im Vorionisierungskreis
ist aber eine Spule in Reihe geschaltet, so daß der Kreis nicht
mehr niederinduktiv ist.
Aus der Zeitschrift Rev. Sci. Instr., Bd. 57, Nr. 4, April
1986, S. 534 bis 538 ist ein Vorionisierungs-Schaltkreis
bekannt, der als Schalter eine sogenannte Funkenstrecke (spark
gap) enthält, um die Vorionisierungs-Funkenentladung zu schalten.
Die "spark gap" stellt im oben diskutierten Sinn einen
punktuellen Schalter dar, der bewirkt, daß der die Vorionisierungs-
Entladung speisende Stromkreis nicht mehr niederinduktiv
ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für
die Vorionisierung in einem gepulsten Gaslaser zu schaffen, die
eine intensive Vorionisierung bewirkt, die kapazitiv gespeicherte
Energie mit hohem Wirkungsgrad umsetzt, verhältnismäßig
kurz ist, den in einer Versorgungsschaltung üblicherweise
vorgesehenen Schalter wenig belastet, eine lange Lebensdauer
der Vorionisierungseinrichtungen ermöglicht und aufgrund eines
relativ reduzierten Ladungstransfers eine Verschmutzung des
Lasergases vermeidet.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch
1 gekennzeichnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Außer für die vorstehend beschriebene
Vorionisierung kann die erfindungsgemäße
Schaltung auch für
die Erzeugung eines komprimierten
Hochspannungspulses verwendet
werden. Pulskompression bedeutet, daß eine über
einen relativ langen Zeitraum von etwa 100 ns bis einige
hundert ns kapazitiv gespeicherte Energie ohne wesentliche
Verluste in einen zeitlich z. B. um einen Faktor
10 komprimierten, d.h. verkürzten, Hochspannungsimpuls
umgesetzt wird. Dieser komprimierte Hochspannungsimpuls kann
als Arbeits-, Schalt- oder Steuerimpuls für andere Zwecke als
die Funken-Vorionisierung anderen Schaltelementen des Lasers,
wie z.B. der Primärseite eines Impuls-Transformators oder dem
Versorgungsschaltkreis der Plasmaentladung, zugeführt werden.
Erfindungsgemäß wirkt also jeder einzelne Funke zwischen den
Funkenelektroden selbst wie ein Schalter, der die vor dem Fun
ken-Durchbruch kapazitiv gespeicherte Energie sehr niederinduk
tiv durch die Funkenentladung leitet.
Sind mehrere Funkenelektroden nebeneinander in der Laser-Kammer
angeordnet, so erfolgt die Funkenentladung bei allen Funken
elektroden praktisch gleichzeitig. Zündet nämlich einmal ein
einziger Funke als erster, so erzeugt die Funkenentladung mit
einer vernachlässigbar kleinen zeitlichen Verzögerung in den
benachbarten Räumen zwischen den Funkenelektroden hinreichend
viele Ladungsträger, um auch dort sofort den Funken-Durchbruch
herbeizuführen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der kapa
zitive Energiespeicher, z.B. ein Kondensator, parallel zur
Funkenentladungsstrecke zwischen den Funkenelektroden geschal
tet.
Um eine möglichst niederinduktive Speisung des Funkenstromes zu
ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin
dung vorgesehen, daß der auf dem kürzesten Weg gemessene Strom
pfad, auf dem zumindest 50% des Funkenentladungsstromes, in
der Zeit, in der dieser Funkenstrom dem Vorionisierungszweck
dient, fließt, für alle Funken nicht länger als 100 cm ist.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß im Unterschied zum
Stand der Technik, wo spitze Funkenelektroden bevorzugt werden,
besonders gute Ergebnisse, insbesondere eine lange Lebensdauer
der Funkenelektroden und sehr stabile und zuverlässige Be
triebsbedingungen, dann erzielt werden kann, wenn die Funken
elektroden auf ihren einander zugekehrten Seiten stumpf ausge
bildet sind. Besonders geeignet sind konvex gewölbte oder
kugelsegmentförmige Funkenelektroden.
Es wurde ebenfalls überraschend festgestellt, daß die Funken
länge und damit der Funkenelektrodenabstand, relativ lang sein
sollte, vorzugsweise im Bereich von 25 bis 30 mm.
Die erwähnten geometrischen Ausgestaltungen der Funkenelektro
den sind unabhängig von der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Schaltungsanordnung.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung schematisch erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein einfaches Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Anordnung;
Fig. 2a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Anordnung zur Erzeugung eines komprimierten Hoch
spannungsimpulses;
Fig. 2b ebenfalls eine Anordnung zur Erzeugung eines kompri
mierten Hochspannungsimpulses;
Fig. 3a ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Anordnung, bei der sowohl die Vorionisierung als
auch die Pulskompression durchgeführt wird;
Fig. 3b ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anordnung, bei der ebenfalls sowohl die Vorionisierung
als auch die Pulskompression durchgeführt wird; und
Fig. 4a und 4b den Verlauf des Ladestroms des kapazitiven Ener
giespeichers bzw. des Funkenstromes (Hochspannungsim
pulses) über der Zeit.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einer Schaltung zur Vorioni
sierung des Arbeitsgases eines TE-Gaslasers und/oder zur Erzeu
gung eines komprimierten Hochspannungsimpulses. Zwei Funken
elektroden 1, 1′ sind etwa halbkugelförmig ausgebildet und
weisen zueinander einen Abstand von 25 bis 30 mm auf. Es kann
auch eine stumpfe Elektrode oder mehrere stumpfe Elektroden
einer gemeinsamen, plattenförmigen Gegenelektrode gegenüber
angeordnet werden. Eine Impulshochspannungsquelle 2 in üblicher
Bauweise, also z.B. aus parallel geschalteten Kondensatoren und
einem Thyratron als Schalter, speist den als kapazitiven Ener
giespeicher dienenden Kondensator C1 sukzessive bis auf Span
nungen von mehreren statischen Durchbruchsspannungen. Die Span
nung des Kondensators C1 liegt an den Funkenelektroden 1, 1′
an. Danach erfolgt eine Funkenentladung zwischen den Funken
elektroden 1, 1′, welche die Vorionisierung des Arbeitsgases
des Lasers bewirkt. Da der Kondensator C1 niederinduktiv an die
Funkenentladungsstrecke angeschlossen ist, ist eine gute Anpas
sung des Funken-Speisekreises an die Induktivität des Funkens
gegeben. Die im Kondensator C1 gespeicherte elektrische Energie
(aus der Impulshochspannungsquelle 2) wird deshalb mit gutem
Wirkungsgrad in die Funkenbildung umgesetzt, so daß auch die
Vorionisierung mit entsprechend gutem Wirkungsgrad erfolgt. Die
Vorionisierung dauert nur einige zig Nanosekunden.
Wie den Figuren zu entnehmen ist, erfordert der Speisekreis für
die Funkenentladung keinen eigenen Schalter. Der Schalter in
der Impulshochspannungsquelle 2 (z.B. ein Thyratron) wird nicht
besonders belastet. Der Funken wirkt somit als "Schalter".
Die Aufladung des Kondensators C1 dauert typischerweise etwa 50
bis einige hundert ns.
Die Fig. 4a zeigt den Verlauf des Ladestromes des Kondensators
C1 über der Zeit. Die im Kondensator C1 gespeicherte Ladungs
menge ist mit Q1 bezeichnet und entspricht der Fläche unter der
Kurve gemäß Fig. 4a.
Die Fig. 4b zeigt den Verlauf des Funkenstromes über der Zeit,
wobei die beiden Zeit-Maßstäbe der Fig. 4a und 4b gleich
sind.
Zum Zeitpunkt T1 wird die Funkenentladung zwischen
den Funken
elektroden 1, 1′ initiiert. Die im Kondensator C1 gespeicherte
Energie wird in hauptsächlich einem Strompuls in die Funkenent
ladung transferiert. Die im Funkenstrom fließende Ladung Q2 ist
im Wesentlichen gleich der Ladung Q1 des Kondensators C1. Der
Start-Zeitpunkt T1 des Funkenstromes entspricht etwa dem Zeit
punkt T1 (z.B. 400 ns) der Aufladung des Kondensators C1 gemäß
Fig. 4a.
Fig. 4b ist auch zu entnehmen, daß der durch die Funkenentla
dung gebildete Hochspannungsimpuls zeitlich gegenüber der Lade-
Zeitspanne erheblich komprimiert ist, typischerweise um einen
Faktor 10, d.h. die Zeitspanne T1-T2 gemäß Fig. 4b ist etwa
10mal kürzer als die Zeitspanne 0-T1 gemäß Fig. 4a.
Die gute Anpassung des Speisekreises an die Funken-Impedanz
äußert sich auch im in Fig. 4b dargestellten schnellen Ab
klingen der Schwingungen des Funkenstromes (der in Fig. 4b ge
zeigte negative Ausschlag des Funkenstromes ist ein sogenannter
"Überschwinger").
In den Figuren ist mit L1 der Strompfad bezeichnet, auf welchen
der Strom bei der Vorionisierung des Arbeitsgases des Lasers
fließt. Mit L2 ist der Strompfad bezeichnet, in dem der Strom
bei der Erzeugung eines komprimierten Hochspannungsimpulses
fließt.
Mit C1 ist der kapazitive Energiespeicher (Kondensator) be
zeichnet, dessen Energie für die Erzeugung der Funkenentladung
herangezogen wird, während mit C2 derjenige kapazitive Energie
speicher (Kondensator) bezeichnet ist, dessen Energie für die
Erzeugung eines komprimierten Hochspannungsimpulses verwendet
wird.
Fig. 2a zeigt eine Schaltung, mit der eine Vorionisierung und/
oder die Erzeugung eines komprimierten Hochspannungsimpulses
durchgeführt werden kann. Falls nur ein komprimierter Hochspan
nungsimpuls erzeugt werden soll, der in ein anderes Element des
Lasers eingegeben werden soll, so dient der zwischen den Fun
kenelektroden 1, 1′ fließende Funkenstrom ausschließlich der
Erzeugung des kurzen Hochspannungsimpulses gemäß Fig. 4b.
Gleichzeitig kann aber die Funkenentladung zwischen den Funken
elektroden 1, 1′ gemäß Fig. 2a auch wahlweise zur Vorionisie
rung des Arbeitsgases des Lasers herangezogen werden.
Fig. 2b zeigt eine Variante der Schaltung gemäß Fig. 2a, die
keiner weiteren Erläuterung bedarf.
Die Fig. 3a und 3b zeigen weitere Schaltungen, bei denen unmit
telbar deutlich wird, daß gleichzeitig sowohl die Vorionisie
rung mittels des Kondensators C1 über den Strompfad L1 und die
Erzeugung eines komprimierten Hochspannungsimpulses mittels der
im Kondensator C2 gespeicherten Energie über den Strompfad L2
möglich ist. Die beiden Kondensatoren C1 und C2 werden gleich
zeitig durch die Impulshochspannungsquelle 2 aufgeladen.
Das in den Zeichnungen mit "ein anderes Element des Lasers"
angegebene Bauteil kann z.B. die Primärwicklung eines Impuls-
Transformators oder der Speisekreis der Plasmaentladung (Haupt
entladung) sein.
Die angegebene Gestalt der Funkenelektroden sowie der angege
bene Abstand bewirken, daß die Funkenentladungen bei mehreren
in der Laser-Kammer angeordneten Funkenelektroden-Paaren die
praktisch gleichzeitig erfolgen. Durch die Anpassung des nie
derinduktiven Funken-Speisekreises an die Impedanz des Funkens
ist die Funkenentladung bereits nach einigen zig Nanosekunden
abgeschlossen.
Da der Funkenkreis niederinduktiv ist (seine Induktivität ist
typischerweise mehr als 30mal kleiner als die Induktivität der
Impulshochspannungsquelle 2), liegt der Spitzen-Funkenstrom
erheblich höher als der Spitzenstrom der Impulshochspannungs
quelle 2. Da die Helligkeit des Funkens unproportional stark
mit dem Funkenstrom steigt, erfolgt eine intensive Vorionisie
rung.
Damit ist die für die Vorionisierung notwendige Energie nicht
größer als einige Joule. Der Wirkungsgrad bei der Umwandlung
der im Kondensator C1 gespeicherten Energie in UV-Licht ist
größer als bei den bekannten Vorionisierungssystemen.
Die Lebensdauer des Vorionisierungssystems ist wesentlich
größer als bei herkömmlichen Systemen, bei denen bei der Fun
kenentladung bis etwa 10fach größere Ladungsmengen transpor
tiert werden.
Auch die Erzeugung des komprimierten Hochspannungsimpulses be
lastet die Funkenelektroden wenig. Da überdies die Energien der
komprimierten Hochspannungsimpulse relativ gering sind und nur
einen kleinen Teil der Energie der Plasmaentladung ausmachen
und diese Energie durch mehrere Funken (typisch mehr als 20)
transferiert wird, bleibt die Belastung der Funkenelektroden
gering, so daß die für Funkenstrecken typischen Errosionspro
zesse nicht auftreten. Da sich die Funken zusammen mit den
anderen Elementen des Lasers, welche die Leistung aufnehmen, in
der Laser-Kammer befinden, bleibt die Induktivität im Abnehmer
kreis ("anderes Element des Lasers") vergleichbar mit der In
duktivität des Funkenentladungskreises für die Vorionisierung.
Obwohl der komprimierte Hochspannungspuls nur eine in bezug auf
die Energie der Plasmaentladung geringe Energie enthält, bleibt
trotzdem seine Leistung so hoch, daß sie nicht durch sogenannte
"punktuelle Schalter", wie ein Thyratron, geschaltet werden
kann. Die Verwendung des Funkens als Schalter erübrigt einen
punktuellen Schalter in der Laser-Kammer.
In allen möglichen Beschaltungen muß gewährleistet werden, daß
die kapazitiven Energiespeicher C1 und C2 vor der lnitiierung
der Funkenentladung aus der Impulsspannungsquelle aufgeladen
werden können. Dies muß das auf den Zeichnungen 2, 3, 3a als
"ein anderes Element des Lasers" gekennzeichnete Bauelement
durch seine Konstruktion ermöglichen.