DE3700294A1 - Hochfrequenzangeregter gaslaser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen HF-angeregten Gaslaser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Laser sind bekannt. Sie müssen gegen das Abstrahlen von Hochfrequenz gesichert werden. Hierzu werden sie in ein Ge­ häuse eingebaut. Das Gehäuse wird aus mindestens zwei Teilen aufgebaut, wobei an zumindest einem Teil Justierflächen zur Justierung der Lage des Lasers vor dem Zusammenbau frei zugäng­ lich sind. Die Gehäuse sind so gestaltet, daß der Laser im we­ sentlichen quer zu seiner Längsausdehnung eingelegt werden kann. Diese Ausgestaltungen ermöglichen eine präzise Bearbeitung der Justierflächen, erfordern aber einen erheblichen Aufwand. Allein schon das Aufschrauben eines Deckels nach dem Einlegen des Lasers ist sehr aufwendig, da Schrauben oder andere Halterungen für den Deckel relativ eng beieinander liegen müssen, um einen störenden Verzug des Gehäuses bei Erwärmung oder Abkühlung zu vermeiden. Außerdem ist insbesondere bei hohen Leistungen der Aufbau nach dem Stand der Technik nicht ausreichend hochfrequenzdicht, es müssen zusätzliche Abschirmbleche eingebaut werden.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht in einem hochfrequenzdichten Einbau eines Lasers, der bei hoher Präzision der Lage des Laserstrahles kostengünstig hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt.

Strangpreßprofile sind grundsätzlich nicht völlig verzugsfrei herstellbar. Die besondere Gestaltung gemäß der Erfindung ermöglicht es jedoch, ein stranggepreßtes Lasergehäuse auf einen hochpräzisen Träger so zu befestigen, daß unzulässige Verformungen des Profiles nicht in die Lage des Lasers ein­ gehen. Vielmehr geht auf die Lage des Lasers relativ zum Träger im wesentlichen nur der Abstand der Justierfläche von der Montagefläche ein.

Vorteilhaft liegt die Justierfläche auf der Abstützleiste. In diesem Fall ergibt sich eine exakte Justierung des Laser­ kanales, ohne daß an die Montageschiene besondere Präzisions­ forderungen gestellt werden müßten. In diesem Fall wird die Klammer vorteilhaft elastisch verformbar gehalten und mit einer gewissen Vorspannung gegen die Justierfläche gedrückt, um Schwingungen auch bei der auftretenden Hochfrequenzbelastung zu vermeiden und eine exakte Justierung bei allen Betriebsbe­ dingungen zu gewährleisten.

In vielen Fällen wir es vorteilhaft sein, daß die Justierfläche auf der Montageschiene liegt und daß die Klammern im Bereich der Abstützleiste federnde Teile enthalten, welche an der Ab­ stützleiste federnd anliegen, ohne die Lage des Entladungs­ kanals im Gehäuse nennenswert zu beeinflussen.

Eine besonders exakte parallele Ausrichtung der Justierfläche zur Montagefläche ist gewährleistet, wenn die Befestigungsrillen spiegelsymmetrisch zur Symmetrieebene der Justierfläche ange­ ordnet sind.

Vorteilhaft ist in die Montageschiene ein Abschirmkanal einge­ formt, wobei dieser Abschirmkanal Führungrillen für eine Abeckung enthält und wobei in den Führungsrillen eine Abdeckung aus Metall gehalten ist. Im Abschirmkanal können dann die Zu­ leitungen zum Laser geführt werden, damit die dort auftretende Hochfrequenz nicht in die Umgebung abgestrahlt werden kann. Die genannnte Abdeckung kann gleichzeitig mit Gewindebohrungen ver­ sehen sein und als Halteband zur Halterung des Gehäuses auf einer unterlage dienen.

Vorteilhaft werden zwei zur Symmetrieebene der Montageschiene spiegelsymmetrisch angeordnete und aufgebaute Abstützleisten vorgesehen, wobei die Klammern auf beiden Seiten der Halte­ schraube je eine Klammeröffnung besitzen und wobei in der zweiten Klammeröffnung ein Vorratsbehälter für Lasergas gehalten ist, dessen Hohlraum mit dem Entladungskanal verbunden ist. Diese Aufbauform ermöglicht eine spiegelsymmetrische Aus­ gestaltung des Profiles. Ein derartiges Profil neigt besonders wenig zu Verzugserscheinungen, es ist in hohem Maße formstabil. Es ermöglicht die Fixierung von beiden Abstützleisten auf einer planen Unterlage und somit ein Höchstmaß an Reproduzierbarkeit der Laserstrahlposition.

Falls die Lagegenauigkeit, die mit den bisher beschriebenen Maßnahmen erreichbar ist und zum Beispiel ±0,1 mm liegt, nicht ausreicht, ist es vorteilhaft, daß in die Abstützleiste zumindest eine Justierschraube zur Justierung der Lage des Lasers im Gehäuse eingebaut ist, und daß die Justierschraube gegen eine Klammer drückt.

In den Paaren von Halterillen können beispielsweise Vierkant­ muttern zur Aufnahme der Halteschrauben untergebracht sein. Besonders vorteilhaft sind jedoch Haltebänder mit Gewinde­ bohrungen zur Aufnahme von Halteschrauben eingeschoben. Dadurch ist eine einwandfreie Lage der Gewindebohrungen gewähr­ leistet und eine zusätzliche Versteifung erreicht. Vorteilhaft enthalten die Haltebänder einerseits Gewindebohrungen für die Befestigungsschraube und andererseits zumindest eine Gewinde­ bohrung mit einer Stellschraube zur Justierung der Lage des Laserstrahles, wobei die Stellschraube durch eine Bohrung in der Abstützleiste hindurch gegen eine Klammer drückt. Auch diese Ausführungsform ist einwandfrei hochfrequenzdicht, da die Halte­ bänder in Halterillen liegen und der dahinter gebildete Hohl­ raum allseitig abgedichtet ist. Die Haltebänder erstrecken sich in dem Fall über die gesamte Länge des Gehäuses und liegen an stirnseitigen Abdeckflächen an.

Die Erfindung wird nun anhand von vier Figuren näher erläutert. Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele be­ schränkt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gaslaser. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch denselben Gaslaser. Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Gaslaser­ ausführung. Fig. 4 zeigt ein Schrägbild eines dritten Bei­ spieles eines erfindungsgemäßen Gaslasers.

Ein Gehäuse eines Gaslasers besteht im wesentlichen aus einem Strangpreßprofil 1 und zwei stirnseitig aufgebrachten Abdeck­ platten 2. Das Strangpreßprofil 1 enthält eine Montageschiene 3 und zwei Abstützleisten 4 und 5. Die Montageschiene 3 und die Abstützleisten 4 und 5 sind, bezogen auf eine Symmetrieebene 6 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Sie schließen an eine Montage­ fläche 26 an. In die Abnstützleisten 4, 5 sind Halterillen 27 eingeformt, in die jeweils ein Halteband 30 eingeschoben ist.

Auf die Montageschiene 3 ist mittels einer Halteschraube 7 eine Klammer 8 aufgeschraubt, welche auf beiden Seiten der Befesti­ gungsschraube 7 je eine Klammeröffnung 9 bzw. 10 besitzt. In die Klammeröffnung 9 ist ein Laserstab 11 und in die Klammer­ öffnung 10 ein Vorwärtsbehälter 12 für Lasergas eingesetzt. Der Innenraum des Vorratsbehälters 12 ist mit dem Entladungs­ kanal 14 des Lasers 11 über Rohrleitungen 13 verbunden.

Zur Vereinfachung der Montage ist die Klammer 8 aus zwei Teil­ stücken 25 und 15 zusammengesetzt. Die beiden Teilstücke sind durch eine Schnappvorrichtung miteinander verbunden, die auf jeder Seite des Klammerteiles 25 einen Bügel 16 und auf jeder Seite des Klammerteiles 15 eine Wulst 17 beinhaltet. Diese Schnappvorrichtung ermöglicht es, die Klammern bereits vor dem Einbau in das Gehäuse anzubringen und zu justieren. Die so vorgefertigte Lasereinheit kann als gesamtes Bauteil in das Gehäuse eingeschoben und dort ohne weitere Justierung lagerichtig festgeschraubt werden. Dadurch ist eine erhebliche Vereinfachung der Montage ermöglicht. Dabei dient die Oberfläche der Abstützleiste 4 als Justierfläche 28. Für besonders hohe Genauigkeitsanforderungen ist vorteilhaft eine Justierschraube 29 angebracht, die gegen die Klammer 8 drückt. Sie kann in einem Gewindeloch der Abstützleiste oder des Haltebandes geführt sein.

Im zuletzt genannten Fall reicht das Halteband 30 beidseitig an die Abdeckplatte heran, um einen HF-dichten Aufbau auch für hohe Leistungen zu sichern.

In der Ausführungsform der Fig. 3 kommt eine Klammer 18 aus einem relativ steifen Material zum Einsatz. Diese Klammer 18 enthält federnde Glieder 19, welche an den Abstützleisten 4 und 5 anliegen. Die Oberfläche der Montageschiene 3 ist als Justierfläche 20 ausgebildet. Die Federn 19 verhindern in dieser Ausführungsform ein Schwingen des Lasers infolge der HF-Einwirkung. Sie bestehen daher vorteilhaft aus einem gut schwingungsdämpfenden Material.

Insbesondere zur Halterung des Laserstabes 11 dienen relativ lange Haltearme 21. Diese Haltearme sind insbesondere im Hin­ blick auf das steife Material dieser Klammerausführung vor­ teilhaft, um die notwendige Elastizität der Klammer zu gewähr­ leisten.

Die Klammer 18 besteht in diesem Beispiel aus zwei gleichen Klammerteilen 34, 35, welche zumindest zwei in einer Mittel­ ebene 32 liegende Bohrungen 33, 37 besitzen, deren Achsen in der Mittelebene 32 den gleichen Abstand zum nächstliegenden Rand des Klammerteiles 34, 35 besitzen. Eine Bohrung 37 weist eine Erweiterung 36 in Form eines Innensechskantes anschließend an die Trennfläche 38 auf, die andere Bohrung 33 besitzt eine entsprechende Erweiterung 36 an der Außenfläche 39 des Klammer­ teiles und einen Justierzapfen 40 mit einem Durchmesser, der der Schlüsselweite des Innensechskantes 36 entspricht. Diese Ausführubng ermöglicht eine präzise gegenseitige Justierung der Klammerteile 34, 35 durch eine Verbindungsschraube 31, die durch die Bohrungen 33, 37 hindurchreicht und in eine Schrauben­ mutter eingeschraubt ist, die in einer außenliegenden Erweite­ rung 36 untergebracht ist. Die Halteschraube 7 braucht nur bis in die Erweiterung 36 der zweiten Bohrung, die an die Trenn­ ebene angrenzt, zu reichen, wobei sie in die dort unterge­ brachte Schraubenmutter eingeschraubt ist. So ergibt sich eine nicht verlierbare unterbringung der Schraubenmutter für die Befestigungsschraube. Dadurch wird der Einbau der vormontierten Laseranordnung erleichtert.

Im Beispiel gemäß Fig. 4 sind die Abdeckflächen, die die Stirnseite des Profils 1 abdecken, unterschiedlich ausgeführt. Auf einer Seite ist eine Abdeckplatte 2 aufgeschraubt, auf der anderen Seite ein Gehäuse 24, dessen Oberfläche 23 die Abdeck­ fläche bildet. Im Gehäuse 24 ist vorteilhaft die HF-Ansteuerung untergebracht. Dadurch läßt sich auf einfache Weise eine ein­ wandfreie Abschirmung der Hochfrequenz auch im Bereich der Zu­ leitungen realisieren.

Die Abedeckplatte 2 ist mittels Schrauben 22 befestigt. Auch das Gehäuse 24 kann mit entsprechenden Schrauben befestigt sein. Im Bereich der Stirnflächen wird dadurch eine ausreichende HF- Dichtigkeit erreicht.

Claims (11)

1. Hochfrequenzangeregter Gaslaser mit einem HF-dichten Ge­ häuse und einem Laserstab, welcher einen Entladungskanal und Kühleinrichtungen enthält, wobei der Laserstab auf einer Mon­ tageseite des Gehäuses an zumindest zwei voneinander in Längsrichtung des Entladungskanals beabstandeten Stellen gehaltert ist und wobei eine Montagefläche auf der Außen­ wand der Montageseite auf eine Halterung aufschraubbar ist, wobei das Gehäuse durch die Halterung ausgerichtet und da­ mit die Lage des Laserstrahles fixiert werden kann und wo­ bei das Gehäuse ein Austrittsfenster für den Laserstrahl besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im wesentlichen aus einem Strangpreßprofil ge­ bildet ist, daß das Strangpreßprofil anschließend an die Montagefläche zumindest eine Montageschiene, eine Abstütz­ leiste und ein Paar von Befestigungselementen enthält, daß der Laserstab durch zumindest zwei Isolierstoffklammern gehalten ist, welche den Laserstab festklemmen und von einer Halteschraube gegen eine Justierfläche gedrückt werden, und daß stirnseitig Abdeckflächen auf dem Profil befestigt sind.

2. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Justierfläche auf einer Abstützleiste liegt.

3. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Justierfläche auf der Montageschiene liegt und daß die Klammern im Bereich der Abstützleiste federnde Teile enthalten, welche an den Abstützleisten federnd anliegen, ohne die Lage des Entladungskanals im Gehäuse nennenswert zu be­ einflussen.

4. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigungsrillen spiegel­ symmetrisch zur Symmetrieebene der Justierfläche angeordnet sind.

5. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Montageschiene ein Abschirmkanal eingeformt ist, und daß dieser Abschirmkanal Führungsrillen für eine Abdeckung enthält, und daß in den Führungsrillen eine Abdeckung aus Metall gelagert ist.

6. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1-5 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei zur Symmetrieebene der Montageschiene spiegelsymmetrisch angeordnete und aufgebaute Abstützleisten vorgesehen sind, daß die Klammern auf beiden Seiten der Halteschiene je eine Klammeröffnung be­ sitzen, und daß in der zweiten Klammeröffnung ein Vorratsbe­ hälter für Lasergas gehalten ist, dessen Hohlraum mit dem Entladungskanal in Verbindung steht.

7. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Abstützleisten zumindest eine Justierschraube zur Justierung der Lage des Lasers im Ge­ häuse eingebaut ist, und daß die Justierschraube gegen eine Klammer drückt.

8. Gaslaser nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Halterillen Haltebänder mit Gewindebohrungen zur Aufnahme von Befestigungsschrauben ein­ geschoben sind.

9. Gaslaser nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Haltebänder einerseits Gewindeboh­ rungen für Befestigungsschrauben enthalten und andererseits zumindest eine Gewindebohrung mit einer Stellschraube zur Justierung der Lage des Laserstabes enthalten, daß die Stell­ schraube durch eine Bohrung in der Abstützleiste hindurch gegen die Klammer drückt, daß die Haltebänder sich über die gesamte Länge des Gehäuses erstrecken und an den stirnseitigen Abdeck­ flächen anliegen.

10. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern aus zwei Klammer­ teilen zusammengesetzt sind, und daß die Klammerteile mittels einer Schnappeinrichtung miteinander verbunden sind.

11. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer aus zwei unter­ einander gleichen Klammerhälften aufgebaut ist, daß die Klam­ merhälften durch zumindest eine Verbindungsschraube zusammen­ gehalten und durch ineinanderpassende Justierzapfen und Aus­ nehmungen in ihrer gegenseitigen Lage justiert sind.