DE3706981A1

DE3706981A1 - Vorrichtung und verfahren zum gleichfoermigen ionisieren unter hohem druck stehender gasfoermiger medien

Info

Publication number: DE3706981A1
Application number: DE19873706981
Authority: DE
Inventors: Edward J Maclellan
Original assignee: Pulse Systems Inc
Current assignee: MCLELLAN, EDWARD J., LOS ALAMOS, N. MEX., US
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1987-03-04
Publication date: 1987-09-10
Anticipated expiration: 2007-03-05
Also published as: GB8704819D0; DE3706981C2; GB2187593A; CA1268242A; JPS62265779A; US4748635A; GB2187593B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das gleich förmige Ionisieren gasförmiger Medien, wie es bei gepul sten Gaslasern verwendet wird, insbesondere bei einem drei Elektroden aufweisenden, hohen Verstärkungsfaktor aufwei senden und unter hohem Druck stehendes CO₂ aufweisenden Laser, wobei man über das Verstärkungsmedium eine Gleich spannung anlegt, so daß ein kostspieliges und weniger zu verlässig arbeitendes hochenergetisches gepulstes Entla dungssystem zur Anregung des Lasers entfallen kann.

In zwei Zeitschriftenartikeln ist die Doppelentladung in CO₂-Lasern unter Verwendung von drei Elektroden beschrie ben.

1. In dem Artikel von Albert K. LaFlamme, mit dem Titel "Double Discharge Exitation for Atmospheric Pressure CO₂ Lasers" in Rev. Sci Inser. 41, 1578 (1970) wird ein modifizierter Doppelentladungslaser diskutiert. Eine einzige Triggereinrichtung steuert sowohl die Vorioni sierung als auch die Pumpentladungen für das Verstär kungsmedium. Obwohl die Vorrichtung nach der vorliegen den Erfindung ebenfalls nur einen die Spannung steuern den Schalter aufweist, läuft über diesen Schalter nicht der sehr große Haupt-Laser-Entladungsstrom, wie dies bei dem Schalter nach LaFlamme der Fall ist. Hierdurch wird eine erhebliche Verbesserung des Lasers bezüglich Kosten, Zuverlässigkeit und Impulswiederholungsfrequenz gegenüber solchen Lasern erzielt, welche Schaltelemente für hohe Spannung und hohen Strom benötigen.
2. In einem Artikel von Martin C. Richardson, A.j. Alcock, Kurt Leopold und Peter Burtyn mit dem Titel "A 300-J Multigigawatt CO₂ Laser", erschienen in der Zeitschrift IEEE J. Quantum Electron. 9 236 (1973) ist ein echter Doppelentladungslaser beschrieben. Durch eine erste Trig gereinrichtung wird die Vorionisierungsentladung gestar tet, während eine zweite derartige Einrichtung die Haupt entladung solange verhindert, bis im Bereich der Anode eine ausreichende Ionisierung eingetreten ist. Hier wie beim obigen ersten Aufsatz trägt eine Triggereinrichtung den gesamten Hauptentladungsstrom. Wie oben schon be schrieben wurde, sind derartige Triggereinrichtungen teuer, arbeiten weniger zuverlässig und sind bezüglich der Wiederholfrequenz begrenzt.

Eine einzige Patentschrift, nämlich die US-PS 44 12 333 offenbart die Verwendung einer raschen elektrischen Ent ladungs-Vorionisation, um die Hauptentladung in dem gas förmigen Medium einzuleiten und zu steuern. Das entspre chende Patent hat den Titel "Three-Electrode Low Pressure Discharge Apparatus and Methode for Uniform Ionization of Gaseous Media" und wurde am 25. Oktober 1983 an Ed ward J. McLellan erteilt. Auf diese Druckschrift wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen. Die dort beschrie bene Entladungseinrichtung kommt ohne einen hohe Span nung schaltenden Schalter aus, der die hochenergetische Entladung solange zurückhalten muß, bis eine ausreichen de Ionisierung erfolgt ist, was notwendig ist, damit die Hauptentladung ohne starke Bogenbildung erfolgt. Der höchste Druck, bei welchem diese Einrichtung arbei ten kann, ohne daß elektrische Bogen auftreten, beträgt jedoch bei Gasmischungen aus CO₂, M₂ und He etwa 80 Torr. Auf diese Weise ist die am Ausgang einer solchen Einrichtung erhaltbare Energie begrenzt. Bei der Vor richtung und dem Verfahren nach McLellen beaufschlagt man auch die Hauptentladung mit kleinerer Spannung als bei ähnlichen Vorrichtungen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben, um bei sehr hohen Gasdrucken gas förmige Medien gleichförmig zu ionisieren. Darüber hinaus wird eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben, nach welchen der Wirkungsgrad zum Einspeisen elektrischer Ener gie in gasförmigen Medien erhöht wird. Schließlich wird durch die Erfindung eine Quelle gepulster, gleichförmiger Laseroszillation oder eine Einrichtung zur Verstärkung von Licht geschaffen, die bei hohen Gasdrucken, hohen Wieder holfrequenzen, hohem Wirkungsgrad und geringeren Versor gungsspannungen arbeitet, wobei zugleich erheblich verein fachte elektronische Schaltkreise ausreichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung ein Paar rechteckiger Elektroden auf, darunter eine aus Metall gefertigte Kathode und eine als Drahtnetz ausgebildete Anode. Die Anode ist unter Abstand von der Kathode ange ordnet, erstreckt sich im wesentlichen genauso weit wie die Anode und verläuft im wesentlichen parallel zur letz teren. Auf diese Weise wird zwischen den beiden Elektroden ein Volumen begrenzt, welches auf seinen beiden Hauptseiten durch das Paar rechteckiger Elektroden begrenzt ist. In diesem Raum kann sich gasförmiges Medium frei bewegen. Die Vorrichtung enthält ferner Mittel zum Erzeugen einer im wesentlichen gleichförmigen starken Ionisierung des in dem besagten Volumen befindlichen gasförmigen Mediums, Mittel zum Erzeugen einer niederenergetischen elektrischen Entla dung in dem besagten Volumen enthaltenen gasförmigen Medi ums, und zwar unter Zugrundelegung einer Zeitskala, die sehr stark komprimiert ist, verglichen mit derjenigen, die für das Einspeisen hoher elektrischer Energie in das im besagten Volumen enthaltene gasförmige Medium gültig ist. Die niederenergetische Entadung beginnt im wesentlichen unmittelbar nach demjenigen Zeitpunkt, zu welchem die star ke Ionisierung im Entladungsvolumen erzeugt worden ist. Auf diese Weise erhält man einen sehr raschen Anstieg in der starken Ionisierung des gasförmigen Mediums im Entladungs volumen. Ferner enthält die Vorrichtung Mittel zum Erzeugen eines großen Gleichspannungsabfalles zwischen den beiden Elektroden, welcher unter der Durchbruchsgrenze des gasför migen Mediums liegt. Dieser hohe Gleichspannungsabfall wird angelegt, bevor durch die eine starke gleichförmige Ioni sierung erzeugende Einrichtung die starke gleichförmige Ionisierung im Entladungsvolumen herbeigeführt wurde. Die Einrichtung zur Erzeugung des Spannungsabfalles kann schal terfrei eine große Energiemenge an eine hochenergetische elektrische Entladung liefern, die zwischen den beiden Elek troden unterhalten wird. Diese Entladung wird ausschließ lich durch den erheblichen Anstieg in der intensiven gleich förmigen Ionisierung des gasförmigen Mediums eingeleitet und gesteuert. Die hochenergetische elektrische Entladung speist auch eine große Energiemenge in das gasförmige Me dium ein. Die niederenergetische elektrische Entladung wird durch die starke gleichförmige Ionisierung des im Entla dungsvolumen befindlichen gasförmigen Mediums gesteuert, und diese niederenergetische elektrische Entladung erhöht auch das Ausmaß der gleichförmigen Ionisierung im gasförmi gen Medium innerhalb einer Zeitspanne, die kurz ist ver glichen mit derjenigen Zeitspanne, welche für die hochener getische Entladung verwendet wird, wobei diese letztgenann te Entladung somit in gleichförmiger Weise erfolgt. Vorzugs weise weisen die Mittel zum Erzeugen der niederenergeti schen Entladung im Entladungsvolumen einen kleinen Konden sator auf, dessen Ladung automatisch rasch in das Entla dungsvolumen abgeführt wird, wenn die Durchbruchsspannung des im Entladungsvolumen befindlichen gasförmigen Mediums abgesenkt wird. Letzteres erfolgt als Ergebnis der starken gleichförmigen Ionisierung des gasförmigen Mediums. Vorzugs weise befindet sich das eine Ende des kleinen Kondensators in elektrischem Kontakt zur Kathode, während das andere Ende einen elektrischen Kontakt zu einer elektrischen Schie ne hat, die einen Teil einer Anordnung von Widerstandsele menten darstellt. Zu dieser Anordnung gehört eine ebene, dicht gepackte Anordnung von zwei Anschlußleitungen auf weisenden Widerstandselementen. Die Widerstandsanordnung erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Anode, hat im wesentlichen die gleiche Gesamtausdehnung wie diese und ist unter Abstand von dieser auf derjenigen Anodenseite ange ordnet, die von der Kathode abliegt. Auf diese Weise erhält man zwei Begrenzungsflächen für ein zweites Entladungsvo lumen. Dabei sind all diejenigen elektrischen Anschlüsse der Widerstandselemente, die auf der von der Anode ablie genden Seite der Anordnung liegen, an eine gemeinsame elek trische Schiene angeschlossen, während all die anderen An schlüsse der Widerstandselemente auf der gegenüberliegenden Seite der Widerstandselemente so ausgebildet sind, daß sie etwa auf dieselbe Länge abgeschnitten sind und im wesent lichen senkrecht zur Anodenebene verlaufen und zur Anode hinweisen. Vorzugsweise ist ferner eine Drossel vorgesehen, die in elektrischer Berührung zur Kathode und derjenigen Einrichtung steht, welche einen hohen Gleichspannungsabfall zwischen den beiden Elektroden und in dem zwischen diesen liegenden Entladungsraum erzeugt. Gemäß der vorliegenden Er findung kann die Einrichtung zur Erzeugung einer starken gleichförmigen Ionisierung in dem zwischen der Anode und der Kathode liegenden Entladungsvolumen Einrichtungen zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung, Einrichtungen zur Erzeugung von Teilchenstrahlen und/oder Einrichtungen zur Erzeugung einer elektrischen Gleichspannungsentladung auf weisen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichför migen Ionisieren unter hohem Druck stehender gasförmiger Medien mit folgenden Verfahrensschritten: Füllen desjenigen Bereiches eines Lasers, der zwischen zwei im wesentlichen ebenen, parallelen und unter Abstand voneinander angeord neten Elektroden liegt (Entladungsvolumen) mit einem gas förmigen Medium; Anlegen einer Gleichspannung an die bei den Elektroden, die kleiner ist als die Durchbruchspannung des gasförmigen Mediums, aber ausreichend hoch ist, um eine hochenergetische gepulste Entladung zu bilden, wenn zwi schen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden eine ausreichende Ionisierung herbeigeführt ist, wobei die hoch energetische gepulste Entladung eine große Energiemenge in das zwischen den beiden unter Abstand angeordneten ge ladenen Elektroden befindliche gasförmige Medium einspeist; Erzeugen einer großen gleichförmigen Ionisierung im Bereich der beiden unter Abstand angeordneten Elektroden, so daß der Gasdurchbruch bedingt durch die Gleichspannungs-Poten tialdifferenz an den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden einsetzen kann; und Erzeugen einer gleichförmi gen niederenergetischen elektrischen Entladung zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden auf einer Zeitskala, die kurz ist verglichen mit derjenigen Zeitskala, die zur Herstellung der hochenergetischen elektrischen Ent ladung zwischen den Elektroden Verwendung findet, wobei die gleichförmige niederenergetische elektrische Entladung durch die im wesentlichen gleichförmige Ionisierung gesteu ert wird, wodurch man eine Zunahme der erheblichen gleich förmigen Ionisierung herbeiführt, die gleichförmig zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden herbeige führt wird, so daß die hochenergetische gepulste Entladung im wesentlichen gleichförmig erfolgt und durch sie eine große Energiemenge in dasjenige gasförmige Medium einge speist wird, welches sich zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden befindet.

Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahren gehört das Einspeisen von gleich förmiger Hochenergie aus einer elektrischen Entladung in ein unter hohem Druck stehendes gasförmiges Medium ohne Verwendung von Schaltern, wobei niederere Versorgungsspan nungen ausreichen, als üblicherweise benötigt werden. Auf diese Weise werden die teuren, langsamen und ausfallträch tigen Hochspannungsschalter vermieden; man braucht auch keine Spannungsversorgungen für eine sehr hohe Gleichspan nung. Dies ist ein erheblicher Vorteil für die Herstellung von Gaslasern.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen.:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Gaslasers, bei welchem man unter Verwendung einer mit hoher Spannung erzeugten, niederenergetischen elektri schen Entladung zwischen der Anode und der Katho de eine intensive gleichförmige Ionisierung er zeugt; und

Fig. 2: eine schematische Darstellung eines abgewandel ten Gaslasers, bei welchem man die starke gleich förmige Ausgangsionisierung zwischen der Anode und der Kathode durch eine andere elektrische Entladungseinrichtung erzeugt und nicht durch eine Widerstandsanordnung in Kombination mit ei ner Drahtnetzanode wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einspeisen gleichförmiger Hochenergie in ein unter hohem Druck stehendes gasförmiges Medium, wo bei eine elektrische Entladung verwendet wird, die in dem gasförmigen Medium eine Besetzungsinversion elektronischer Zustände erzeugen kann, was dazu führt, daß eine Laseros zillation unterhalten werden kann bzw. Licht verstärkt wer den kann. Diese Entladung erhält man ohne die Verwendung eines Hochspannungsschalters, der den gesamten Entladungs strom schalten muß. Man braucht auch nur geringere Elektro den-Versorgungsspannungen, als sie üblicherweise verwendet werden. Der Laser ist im Grundaufbau ähnlich zu dem in der US-PS 44 12 333 beschriebenen Laser, weist gegenüber diesem jedoch zwei wichtige Unterschiede auf. Erstens ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kondensator zwischen der Versorgungsschiene und der Kathode angeordnet, so daß zwi schen der Kathode und der Anode eine mit hoher Spannung betriebene, niederenergetische elektrische Entladung ein setzen kann. Auf diese Weise wird die gleichförmige Ioni sierung in demjenigen Bereich erhöht, der zwischen der Ano de und der Kathode liegt. Dieser Anstieg der gleichförmigen Ionisierung erfolgt so weit, daß die unter hoher Spannung erzeugte elektrische Hochenergie-Entladung in gleichförmi ger Weise einsetzen kann. Auf diese Weise wird dann eine große Energiemenge in das gasförmige Medium gepumpt. Die mit Hochspannung erzeugte elektrische Niederenergie-Ent ladung wird durch die große gleichförmige Ionisierung ge steuert, welche durch die Hochspannungs-Niederenergie-Trig gerimpulse erzeugt wird. Auf diese Weise wird eine elek trische Entladung zwischen den Widerstandselementen und der Drahtnetzanode eingeleitet. Die große gleichförmige Ionisierung kann leicht durch die Drahtnetzanode hindurch treten und erreicht so den zwischen der Anode und der Kathode liegenden Raum. Diese erste Ionisierung kann er findungsgemäß auch auf andere Weise erzeugt werden als durch eine elektrische Entladung, z.B. kann man elektro magnetische Strahlung (UV-Licht oder Röntgenstrahlen) oder Elektronenstrahlen oder andere Teilchenstrahlen in den zwi schen der Anode und Kathode liegenden Bereich leiten, und diese Strahlen können dann in äquivalenter Weise eine star ke Ionisierung in diesem Raum erzeugen, welche die schnelle Hochspannungs-Niederenergie-Entladung steuern kann. Auf diese Weise wird dann die gleichförmige große Ionisierung in dem interessierenden Entladungsvolumen vergrößert, und hierdurch wird die Hochspannungs-Hochenergie-Entladung ein geleitet und gesteuert.

Erfindungsgemäß lassen sich kleinere Hauptentladungsspan nungen verwenden, ohne daß eine nennenswerte Bogenbildung stattfindet. Dies ist auf den sehr raschen Anstieg in der gleichförmigen Ionisierung zurückzuführen, die man aus der elektrischen Hochspannungs-Niederenergie-Entladung erhält. Üblicherweise ist es notwendig, an nicht ionisiertes Gas eine "Überspannung" anzulegen, damit die rasche Verviel fachung der Elektronen und andere ionisierende Prozesse in gleichförmiger Weise erfolgen und so rasch erfolgen, daß man eine große Energiemenge in das Target-Gas durch die elektrische Hochspannungs-Hochenergie-Entladung ein speisen kann, ohne daß eine nennenswerte Bogenbildung statt findet, die immer eine mit "Unterspannung" erzeugte Gasent ladung begleitet. Eine "Unterspannungs"-Gasentladung ist eine Gasentladung, die bei einer Spannung erhalten wird, die so hoch ist, daß sie einen Durchbruch im Target-Gas schafft, wobei jedoch die angelegte Spannung zu klein ist, um eine ausreichende Ionisierung schon zu erzeugen, bevor ein Lichtbogen einsetzt. Üblicherweise ist es auch notwen dig, speziell geformte Elektroden zu verwenden, um eine gleichförmige Verteilung des elektrischen Feldes in einer zwei Elektroden aufweisenden Entladungseinrichtun zu ge währleisten, wie sie üblicherweise bei "Überspannungs"- Gasentladungen verwendet wird. Man kann jedoch auch eine gleichförmige Entladung unter Verwendung eines einzigen Ionisierungsprozesses und eines mit "Unterspannung" beauf schlagten Target-Gases erzeugen, wie in der oben erwähnten US-PS 4 412 333 beschrieben, wobei aber die dort beschrie bene Vorrichtung und das dort offenbarte Verfahren nur bei niederen Gasdrucken verwendbar sind. Die Ausweitung dieser Technik auf hohe Gasdrucke erfordert einen extrem raschen Ionisierungsschritt, wobei man so ebenfalls diejenigen Pro zesse erhält, die man bei Verwendung einer "Überspannung" und durch Schalten auch erhält, wobei man jedoch erfin dungsgemäß keine für hohe Spannungen und hohe Ströme aus gelegten Schalter benötigt und auch ohne hohe Spannungen bereitstellende Netzteile auskommt.

In Fig. 1 ist schematisch ein Gaslaser wiedergegeben. Zu seinen beiden Elektroden gehört eine Kathode 10 und eine Anode 12. Diese beiden Elektroden begrenzen ein Entladungs volumen, in dem sich ein zu ionisierendes gasförmiges Me dium befindet. Die Anode 12 ist ein Gitter oder Drahtnetz, so daß Gase unbehindert durch die Anode hindurchdiffundie ren können. Widerstandselemente 14 haben jeweils einen er sten Anschluß 16, der elektrisch an eine Versorgungsschiene 18 angeschlossen ist. Zweite Anschlüsse 20 der Widerstands elemente sind an keinen elektrischen Leiter angeschlossen und weisen zur Anode 12 hin. Werden die Widerstandselemente von einer mit kleiner Leistung arbeitenden gepulsten Hoch spannungsquelle 24 mit Spannung beaufschlagt, so erzeugen sie in demjenigen Bereich, der zwischen der Anode 12 und der Kathode 10 liegt, eine intensive gleichförmige Ioni sierung, da man durch eine elektrische Entladung zwischen den freien Anschlüssen 20 der Widerstandselemente 14 und der Anode 12 eine gleichförmige Ionisierung in demjenigen Bereich erhält, welcher zwischen den Widerstandselementen 14 und der Anode 12 liegt. Die dort erzeugten Ionen können durch die als offene Struktur ausgebildete Anode 12 in das zwischen der Anode und der Kathode liegende Entladungsvo lumen diffundieren. Ein Kondensator 26 ist mit seinem einen Ende an die Versorgungsschiene 18 angeschlossen. Seine an dere Klemme ist über eine Drossel 28 mit dem Ausgang einer Gleichspannungs-Hochspannungsquelle 22 verbunden. Die Dros sel 28 dient zum Schutz der Hochspannungsquelle 22. Die Kathode 10 wird gleichzeitig durch die Hochspannungsquelle 22 auf eine Spannung aufgeladen, die deutlich unterhalb der Durchbruchsschwelle des gasförmigen Mediums liegt. Eine kleine Energiemenge, die von der gepulsten Hochspannungs quelle 24 bereitgestellt wird, wird über den Kondensator 26 eingekoppelt und hebt die der Kathode 10 aufgeprägte Spannung kurzfristig an. Dieser Spannungsanstieg auf einen über der Durchbruchsschwelle des gasförmigen Mediums lie genden Wert wird durch die Drossel 28 abgeblockt. Dies er folgt im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt, zu dem auch in dem durch die Anode 12 und die Widerstandselemente 14 begrenzten sekundären Entladungsvolumen die gleichförmige Ionisierung erzeugt wird. Man erhält somit eine zusätzli che intensive gleichförmige Ionisierung in dem zwischen der Anode und der Kathode liegenden Entladungsvolumen, und zwar innerhalb einer Zeitspanne, die kurz ist verglichen mit derjenigen Zeitspanne, die notwendig ist, um eine gro ße Energiemenge in das zwischen der Anode und der Kathode liegende Entladungsvolumen zu pumpen, was durch eine zwi schen diesen Elektroden unterhaltene elektrische Hochspan nungsentladung erfolgt. Die vergrößerte gleichförmige große Ionisierung in dem zwischen der Anode und der Kathode lie genden Entladungsvolumen, wie gesagt erzielt in einer kur zen Zeitspanne, sorgt für eine nun ausreichende gleichför mige Ionisierung zwischen den Elektroden, so daß die von der Hochspannungsquelle 22 angelegte Spannung nunmehr grö ßer wird als die Durchbruchsspannung des gleichförmig in nennenswertem Umfange ionisierten gasförmigen Mediums, wo durch eine elektrische Hochspannungs-Hochenergie-Entladung zwischen den Elektroden eingeleitet und gesteuert wird, bei welcher große Energiemengen gleichförmig in das zwi schen den Elektroden liegende gasförmige Medium gepumpt werden. Damit leitet eine rasche, niederenergetische elek trische Entladung das gleichförmige und reproduzierbare Pumpen hoher Energie in ein gasförmiges Medium ein, wie es für Laseraktivität geeignet ist. Die Elektrodenanord nung ist von einer gasdichten Hülle 34 umgeben, die einen Gaseinlaß 38, einen Gasauslaß 40 und zumindest ein Fenster aufweist, durch welches die Laserstrahlung 36 hindurchtre ten kann (letzteres dann, wenn die erfindungsgemäße Ein richtung als Laseroszillator oder Lichtverstärker verwen det werden soll). Beim Einsatz der Einrichtung zur gleich förmigen Ionisierung unter hohem Druck stehender gasförmi ger Medien bei einem Laser kann man einen vollverspiegel ten Spiegel 30 und einen teilverspiegelten Spiegel 32 als Teile eines optischen Resonators verwenden. Fachleuten auf dem Gebiete der Lasertechnik ist bekannt, daß es viele elektrische Schaltkreis-Auslegungen gibt, um die Gleich spannunge-Hochspannungsquelle und die gepulste Hochspan nungsquelle zu realisieren, die weiter oben angesprochen wurden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines abgewan delten Gaslasers. Bei diesem Gaslaser wird das zwischen der Kathode 10 und einer durchgehenden Anode 50 liegende Entladungsvolumen unter Verwendung einer Ionisierungsquelle 44 ionisiert. Diese kann z.B. eine UV-Lichtquelle, eine Röntgenröhre, einen Elektronenstrahlgenerator oder einen Teilchenbeschleuniger umfassen. Die Ionisierungsquelle 44 muß zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Funktion auch der Kathode 10 einen Spannungsanstieg aufprägen kön nen, was über den Kondensator 26 erfolgt und zwar wieder innerhalb einer Zeitspanne, die kurz verglichen mit der jenigen Zeitspanne ist, die dazu benötigt wird, eine große Energiemenge in den zwischen der Anode und Kathode liegen den Entladungsraum zu pumpen, was wieder durch die auf hohe Leistung ausgelegte Hochspannungsquelle 22 erfolgt. Durch den der Kathode aufgeprägten Spannungsanstieg wird dann der Spannungsabfall am gasförmigen Medium wieder über die Durchbruchsschwelle angehoben. Durch die hierdurch erzeugte Ionisierung wird die rasche, niederenergetische elektri sche Entladung zwischen den Elektroden in im wesentlichen gleicher Art und Weise eingeleitet und gesteuert wie bei der in Fig. 1 gezeigten und obenstehend schon beschriebe nen Einrichtung zum Erzeugen einer elektrischen Entladung. Wiederum ist die Durchbruchsspannung des gasförmigen Medi ums im Bereich zwischen den induktiven Elementen und der Anode zu hoch für den durch die Hochspannungsquelle 22 auf geladenen Kondensator 26, um sich soweit entladen zu kön nen, bis der dort angefundene Ionisierungspegel so groß geworden ist, daß die Durchbruchsspannung des gasförmigen Mediums in diesen Bereich abgesenkt wird.

Nach Erläuterung der Grundzüge von Gaslasern, welche eine Einrichtung zum gleichförmigen Ionisieren unter hohem Druck stehendem gasförmigen Medium enthalten, wird nun ein detail liertes praktisches Ausführungsbeispiel angegeben:

Beispiel

Es wird eine Gasmischung verwendet, welche etwa 65% He, ungefähr 20% CO₂ und etwa 15% N₂ umfaßt. Die Gasmi schung steht unter einem Gesamtdruck von etwa 30 bis etwa 60 Torr. Ein 140 cm langer Entladungsraum hat 8 etwa gleich lange Kathoden, die etwa 4 cm von einer einzigen Anode ent fernt sind. Der Laser erzeugt eine Ausgangsleistung zwi schen etwa 3 und etwa 4 J pro Impuls, wobei der Ausgangs koppler zu 37% reflektiert. Die angelegte Spannung wurde zwischen etwa 2,5 und 4 kV abgeändert. Für jede Kathode war ein Kondensator 26 von 500 pF vorgesehen. Die ebenfalls für jede Kathode vorgesehene Drossel 28 hatte einen Wert von 50 Mikro-Henry. Die Gleichförmigkeit des ausgekoppel ten Lichtstrahles betrug etwa 90% gemessen über 90% des 4 x 4 cm großen Strahlquerschnittes. Die gleiche Vorrich tung wurde auch zusammen mit einer Gasmischung verwendet, welche aus etwa 80% He, etwa 10 Co₂ und etwa 10% N₂ bestand, wobei der Gesamtgasdruck bis zu zwischen etwa 45 und 85 Torr betrug. Man erhält auf diese Weise ein Produkt aus Gesamtgasdruck und Elektrodenabstand im Bereich von 180 bis 340 Torr-cm, was mit einem Maximum von 240 Torr-cm zu vergleichen ist, welches man bei Verwendung einer Gas mischung mit 95 He mit der Vorrichtung nach der US-PS 44 12 333 erhält. Mit der oben beschriebenen Einrichtung zum gleichförmigen Ionisieren einer unter hohem Druck ste henden Gasmischung erzeugt man ein im wesentlichen gleich förmiges Plasma über ein Volumen von 1 cm × 1 cm × 30 cm, wenn man mit Drucken größer als 300 Torr arbeitet und eine Gasmischung verwendet, welche etwa 65% He, etwa 20% Co₂ und etwa 15% N₂ enthält. Die Länge der Elektroden betrug etwa 30 cm, der Elektrodenabstand etwa 1 cm. Man erhält Energien von mehr als 0,1 J/Impuls, wenn man einen Ausgangs koppler verwendet, der zu 67% reflektiert.

Claims

1. Vorrichtung zum gleichförmigen Ionisieren eines unter hohem Druck stehenden gasförmigen Mediums und zum im wesentlichen gleichförmigen Pumpen großer Energiemengen in dieses gasförmige Medium, gekennzeichnet durch

a) zwei im wesentlichen rechteckige Elektroden (10, 12), darunter eine metallische Kathode (10) und eine als Drahtnetz ausgebildete Anode (12), wobei die Anode (12) unter Abstand von der Kathode (10) angeordnet ist, im wesentlichen die gleiche Gesamterstreckung hat wie diese und im wesentlichen parallel zu dieser verläuft, so daß man ein erstes Entladungsvolumen zwischen diesen Elek troden erhält, welches auf zwei Seiten durch die beiden rechteckigen Elektroden begrenzt wird und in welches das gasförmige Medium frei eintreten kann;
b) eine dicht gepackte Anordnung von hohen Widerstand auf weisenden Widerstandselementen (14) in ebener Anordnung, wobei die Widerstandsanordnung unter Abstand zur Anode (12) angeordnet ist, im wesentlichen die gleiche Gesamt erstreckung hat wie diese und im wesentlichen parallel zur Anode (12) auf derjenigen Seite der Anode angeord net ist, die von der Kathode (10) abliegt, so daß die Widerstandsanordnung mit der Anode (12) zusammen ein zweites Entladungsvolumen vorgibt, in welches das gas förmige Medium frei eintreten kann, wobei das zweite Entladungsvolumen auf zwei Seiten durch die Anode (12) bzw. die Widerstandsanordnung (14) begrenzt ist, wobei jedes der Widerstandselemente (14) der Anordnung einen erstes elektrischen Anschluß (20) und einen zweiten elektrischen Anschluß (16) aufweist, wobei die ersten elektrischen Anschlüsse (20) nicht mit einem elektri schen Leiter verbunden sind, alle etwa dieselbe Länge haben und im wesentlichen senkrecht auf der durch die Widerstandsanordnung vorgegebenen Ebene stehen, zur Ano de (12) hinweisen und einen Abstand von der letzteren aufweisen, und wobei die zweiten Anschlüsse (16) der Widerstandselemente an eine elektrische Versorgungs schiene (18) elektrisch angeschlossen sind, welche sich auf der von der Anode (12) abliegenden Seite über die Widerstandsanordnung (14) erstreckt;
c) Mittel (24) zum Erzeugen niederenergetischer Hochspan nungsimpulse zwischen der Versorgungsschiene (18) und der Anode (12), so daß in dem in dem zweiten Entladungs volumen befindlichen gasförmigen Medium eine erste elek trische Entladung erzeugt wird, wobei diese erste elek trische Entladung eine gleichförmige Ionisierung des gasförmigen Mediums im zweiten Entladungsvolumen erzeugt, welche Ionisierung durch die aus Drahtnetzmaterial ge fertigte Anode (12) aus dem zweiten Entladungsraum in den ersten Entladungsraum so stark hineinwandert, daß man im ersten Entladungsraum eine im wesentlichen gleich förmige Ionisierung des dort befindlichen gasförmigen Mediums erhält;
d) Mittel (24, 26) zum Erzeugen eines zweiten niederener getischen Hochspannungsimpulses zwischen der Kathode (10) und der Anode (12), wodurch man eine zweite elek trische Entladung erhält, die in den im ersten Entla dungsvolumen befindlichen gasförmigen Medium unterhalten wird, wodurch man in dem ersten Entladungsvolumen eine zusätzliche gleichförmige Ionisierung innerhalb einer Zeitspanne erhält, die klein ist verglichen mit derjeni gen Zeitspanne, die zum Einspeisen großer Mengen elek trischer Energie in das im ersten Entladungsvolumen be findliche gasförmige Medium notwendig ist, wodurch man eine starke zusätzliche im wesentlichen gleichförmige Ionisierung des im ersten Entladungsvolumen befindlichen gasförmigen Mediums erhält, wobei die zweite elektrische Entladung im wesentlichen unmittelbar nach der starken gleichförmigen Ionisierung des gasförmigen Mediums im zweiten Entladungsvolumen einsetzt, welche durch die erste elektrische Entladung erzeugt wird, und wobei die zweite elektrische Entladung gestartet und gesteuert wird durch die starke gleichförmige Ionisierung des gas förmigen Mediums im zweiten Entladungsvolumen, welche durch die erste Entladung herbeigeführt wird; und
e) Mittel (22) zum Erzeugen einer großen Gleichspannungs- Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden (10, 12), wobei diese Potentialdifferenz unterhalb der Durch bruchsgrenze des gasförmigen Mediums im ersten Entla dungsraum liegt, bevor die zweite elektrische Entladung eine erhebliche Erhöhung der starken gleichförmigen Ionisierung im ersten Entladungsraum erzeugt, wobei die diese Potentialdifferenz erzeugenden Mittel (22) eine große Energiemenge für eine dritte elektrische Entladung bereitstellen können, welche zwischen den beiden Elek troden (10, 12) unterhalten wird und ausschließlich da durch eingeleitet und gesteuert wird, daß eine erhebli che Erhöhung der starken gleichförmigen Ionisierung des im ersten Entladungsvolumen befindlichen gasförmigen Mediums herbeigeführt wird, wobei durch die dritte elek trische Entladung große Energiemengen in das gasförmige Medium gepumpt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (24, 26) zum Erzeugen des niederenerge tischen Hochspannungsimpulses zwischen den beiden Elektro den (10, 12) einen Kondensator (26) aufweisen, der elek trisch leitend sowohl mit der Versorgungsschiene (18) als auch mit der Kathode (10) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (24, 26) zum Erzeugen des niederenerge tischen Hochspannungsimpulses zwischen den beiden Elektro den (10, 12) ferner eine Drossel (28) aufweisen, die in die elektrische Verbindung zwischen der Kathode (10) und die Mittel (22) zum Erzeugen der hohen Gleichspannungs- Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden (10, 12) eingefügt ist.

4. Verfahren zum Herstellen einer gleichförmigen Hochener gie-Entladung in einem unter hohem Druck stehenden gas förmigen Medium zwischen zwei unter Abstand voneinander angeordneten, im wesentlichen parallelen Elektroden, ge kennzeichnet durch nachstehende Verfahrensschritte:

a) der Raum, der zwischen den beiden unter Abstand angeord neten Elektroden liegt, wird mit einem gasförmigen Me dium gefüllt.
b) die beiden unter Abstand angeordneten Elekroden werden mit einer Gleichspannungs-Potentialdifferenz beauf schlagt, die kleiner ist als die Durchbruchsspannung des gasförmigen Mediums, jedoch groß genug, daß eine gepulste Hochenergie-Entladung gebildet wird, wenn eine ausreichende Ionisierung zwischen den beiden unter Ab stand angeordneten Elektroden herbeigeführt wird, wobei die gepulste Hochenergie-Entladung eine große Energie menge in das zwischen den beiden unter Abstand angeord neten Elektroden befindliche gasförmige Medium pumpt.
c) es wird eine erste gleichförmige gepulste Niederenergie- Entladung außerhalb desjenigen Raumes erzeugt, der zwi schen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden liegt, wobei diese erste gleichförmige Niederenergie- Entladung eine Ionisierung hervorruft, welche in den zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektro den liegenden Raum hineinwandert und zwischen den Elek troden eine gleichförmige Ionisierung herbeiführt, so daß aufgrund der Gleichspannungs-Potentialdifferenz zwi schen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden ein Gaszusammenbruch erfolgen kann.
d) zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektro den wird eine zweite gleichförmige elektrische Nieder energie-Entladung herbeigeführt, wobei diese zweite gleichförmige elektrische Niederenergie-Entladung durch die erste gepulste gleichförmige Niederenergie-Entladung gesteuert wird, die außerhalb des zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden liegenden Raumes unterhalten wird, und wobei diese zweite Entladung in einer Zeitspanne erfolgt, die verglichen mit derjenigen Zeitspanne kurz ist, die zum Pumpen einer großen Menge elektrischer Energie in das zwischen den unter Abstand angeordneten Elektroden befindliche gasförmige Medium notwendig ist, womit erreicht wird, daß zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden eine so große Ionenmenge zur Verfügung steht, daß die gepulste Hochenergie-Entladung zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden erfolgen kann, wobei die so er zeugte gepulste Hochenergie-Entladung im wesentlichen gleichförmig ist und eine große Energiemenge in das zwi schen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden befindliche gasförmige Medium pumpt.

5. Vorrichtung zum gleichförmigen Ionisieren eines unter hohem Druck stehenden gasförmigen Mediums und zum im wesentlichen gleichförmigen Pumpen großer Energiemengen in dieses gasförmige Medium, gekennzeichnet durch

a) zwei rechteckige Elektroden, darunter eine metallische Kathode (10) und eine aus Drahtnetzmaterial gefertigte Anode (12), wobei die Anode unter Abstand von der Katho de angeordnet ist, im wesentlichen die gleiche Gesamt erstreckung hat wie diese und im wesentlichen parallel zur Kathode verläuft, so daß zwischen den beiden Ober flächen der beiden rechteckigen Elektroden ein erstes Entladungsvolumen begrenzt wird, in welches sich das gasförmige Medium frei hineinbewegen kann;
b) eine dicht gepackte Anordnung von Hochspannungs-Wider standselementen (14), die in ebener Konfiguration ange ordnet sind, wobei diese Anordnung unter Abstand von der Anode angeordnet ist und im wesentlichen die gleiche Gesamterstreckung hat wie diese, und wobei die Wider standsanordnung in einer Ebene liegt, die im wesentli chen parallel zur Anodenebene verläuft und auf der von der Kathode abliegenden Anodenseite liegt, so daß die Widerstandsanordnung zusammen mit der Anode ein zweites dazwischenliegendes Entladungsvolumen begrenzt, in wel ches das gasförmige Medium frei hineingelangen kann, wobei dieses zweite Entladungsvolumen auf zwei Seiten durch die Anode (12) bzw. die Widerstandsanordnung (14) begrenzt ist, wobei ein jedes der Widerstandselemente (14) der Anordnung einen ersten elektrischen Anschluß (20) und einen zweiten elektrischen Anschluß (16) auf weist, wovon die ersten elektrischen Anschlüsse (20) jeweils mit keinem elektrischen Leiter verbunden sind, in etwa die gleiche Länge aufweisen und im wesentlichen senkrecht auf der durch die Widerstandsanordnung vorge gebenen Ebene stehen und auf die Anode (12) hin weisen, jedoch unter Abstand vor dieser enden, und wobei die zweiten Anschlüsse (16) der Widerstandselemente (14) jeweils elektrisch mit einer elektrischen Versorgungs schiene (18) verbunden sind, welche sich über die Wi derstandsanordnung (14) auf derjenigen Seite hinweg er streckt, die von der Anode (12) abliegt;
c) Mittel (24) zum Erzeugen niederenergetischer Hochspan nungsimpulse zwischen der Versorgungsschiene (18) und der Anode (12), wodurch man eine erste elektrische Ent ladung in dem gasförmigen Medium erhält, welche sich in dem zweiten Entladungsvolumen befindet, so daß die erste elektrische Entladung eine gleichförmige Ionisie rung des im zweiten Entladungsvolumen befindlichen gas förmigen Mediums besorgt, welche Ionisierung durch die Anode (12) hindurch in derartigem Ausmaße in das erste Entladungsvolumen gelangen kann, daß auch in dem dort befindlichen gasförmigen Medium eine erhebliche gleich förmige Ionisierung erfolgt;
d) Mittel (22) zum Erzeugen einer hohen Gleichspannungs- Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden (10, 12), wobei die Potentialdifferenz unter der Durchbruch grenze des im ersten Entladungsvolumen befindlichen gas förmigen Mediums liegt, wobei die die Potentialdifferenz erzeugenden Mittel (22) große Energiemengen an eine dritte elektrische Entladung abgeben können, welche zwi schen den beiden Elektroden unterhalten wird und große Energiemengen in das gasförmige Medium pumpt; und
e) eine für Gas undurchlässige Hülle (34), welche die bei den Elektroden (10, 12) umgibt und trägt und ebenso die Anordnung von Widerstandselementen (14), wobei die Hülle (34) zugleich das gasförmige Medium einschließt, wobei zusätzlich Mittel (24, 26) vorgesehen sind, die zweite niederenergetische Hochspannungsimpulse an die Kathode (10) und die aus Drahtnetzmaterial gefertigte Anode (12) anlegen, wodurch in dem im ersten Entladungsvolumen be findlichen gasförmigen Medium eine zweite elektrische Entladung erzeugt wird, und zwar innerhalb einer Zeit spanne, die klein ist mit derjenigen Zeitspanne, die zum Einspeisen einer hohen elektrischen Energiemenge in das im ersten Entladungsvolumen befindliche gasför mige Medium notwendig ist, wobei die zweite elektrische Entladung im wesentlichen unmittelbar nach demjenigen Zeitpunkt beginnt, zu welchem die im wesentlichen gleich förmige Ionisierung im zweiten Entladungsvolumen des gasförmigen Mediums durch die erste elektrische Entla dung erzeugt wird, wobei die zweite elektrische Entla dung durch die starke gleichförmige Ionisierung im zwei ten Entladungsvolumen des darin befindlichen gasförmigen Mediums durch die erste Entladung gesteuert wird, so daß man eine erhebliche Steigerung der gleichförmigen Ionisierung des gasförmigen Mediums im ersten Entladungs volumen erhält, wobei diese erhebliche Steigerung in der gleichförmigen Ionisierung des ersten Entladungsvo lumens innerhalb einer Zeitspanne erfolgt, die klein ist verglichen mit derjenigen, die zum Einspeisen gro ßer Mengen elektrischer Energie in das gasförmige Medium im ersten Entladungsvolumen notwendig ist, und wobei die dritte elektrische Entladung ausschließlich durch den Anstieg der starken gleichförmigen Ionisierung des gasförmigen Mediums im ersten Entladungsvolumen einge leitet und gesteuert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der zweiten niederenerge tischen Hochspannungsimpulse zwischen Kathode (10) und Anode (12) einen Kondensator (26) aufweisen, der sowohl mit der Versorgungsschiene (18) als auch mit der Kathode (10) elektrisch leitend verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der zweiten niederenerge tischen Hochspannungsimpulse, welche an die Kathode (10) und die Anode (12) angelegt werden, darüber hinaus eine Drossel (28) umfassen, die in die elektrische Verbindung zwischen Kathode (10) und den Mitteln (22) zum Erzeugen der hohen Gleichspannungs-Potentialdifferenz zwischen den Elektroden (10, 12) geschaltet ist.

8. Vorrichtung zum Erzeugen einer gleichförmigen Ionisie rung in einem unter hohem Druck stehendem gasförmigen Medium und zum im wesentlichen gleichförmigen Einspeisen großer Energiemengen in dieses Medium, gekennzeichnet durch

a) zwei rechteckige Elektroden, darunter eine metallische Kathode (10) und eine metallische Anode (50), wobei die Anode unter Abstand zur Kathode angeordnet ist, im we sentlichen die gleiche Gesamterstreckung hat wie diese und im wesentlichen parallel zur Kathode (10) ausgerich tet ist, so daß zwischen diesen beiden Elektroden ein erstes Entladungsvolumen begrenzt ist, welches auf zwei Seiten durch die beiden rechteckigen Elektroden (10, 12) abgeschlossen ist und in welches das gasförmige Medium sich frei hineinbewegen kann;
b) Mittel (44) zum Erzeugen einer intensiven gleichförmi gen Ionisierung des gasförmigen Mediums innerhalb des Entladungsvolumens;
c) Mittel (22, 26) zum Erzeugen einer elektrischen Nieder energie-Entladung in dem gasförmigen Medium unmittelbar innerhalb des Entladungsvolumens, wobei die elektrische Niederenergieentladung im wesentlichen unmittelbar nach demjenigen Zeitpunkt beginnt, zu welchem innerhalb des im Entladungsvolumen befindlichen gasförmigen Mediums die starke gleichförmige Ionisierung erzeugt wurde, wo bei die elektrische Niederenergieentladung durch die starke gleichförmige Ionisierung gesteuert wird, die unmittelbar innerhalb des Entladungsvolumens des gas förmigen Mediums erzeugt wird, so daß man eine starke Erhöhung der intensiven gleichförmigen Ionisierung des gasförmigen Mediums im Entladungsvolumen erhält, was dazu führt, daß man eine sehr starke gleichförmige Ioni sierung des gasförmigen Mediums im Entladungsvolumen innerhalb einer Zeitspanne erhält, die kurz gegenüber derjenigen Zeitspanne ist, die dazu benötigt wird, eine große Menge elektrischer Energie in das im Entladungs volumen befindliche gasförmige Medium einzuspeisen; und
d) Mittel (22) zum Erzeugen einer großen Gleichspannungs- Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden (10, 12), wobei die Potentialdifferenz unter der Durchbruchs grenze des im Entladungsvolumen befindlichen gasförmigen Mediums liegt, bevor dort die starke gleichförmige Ioni sierung erzeugt wird, wobei die die Potentialdifferenz erzeugenden Mittel (22) eine große Menge elektrischer Energie an eine elektrische Hochenergie-Entladung ab geben können, welche zwischen den beiden Elektroden auf rechterhalten wird, wobei die elektrische Hochenergie- Entladung ausschließlich durch die starke gleichförmige Ionisierung des im Entladungsvolumen befindlichen gas förmigen Mediums eingeleitet und gesteuert wird und wo bei die elektrische Hochenergie-Entladung große Energie mengen in das gasförmige Medium einspeist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der zweiten elektrischen Niederenergie-Entladung innerhalb des Entladungsvolumens einen Kondensator (26) aufweisen, der sowohl mit der Katho de (10) als auch mit der Vorionisierungs-Generatorquelle (44) elektrisch verbunden ist, und daß die Mittel zum Er zeugen der starken gleichförmigen Ionisierung im Entladungs volumen eine starke Ionisierung im Entladungsvolumen er zeugen, wobei die starke Ionisierung im Entladungsvolumen die elektrische Niederenergieentladung steuert, so daß man einen starken Anstieg in der intensiven gleichförmigen Ioni sierung im Entladungsvolumen erhält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen der elektrischen Nieder energie-Entladung ferner eine Drossel (28) aufweisen, die in die elektrische Verbindung zwischen Kathode (10) und den Mitteln (22) zum Erzeugen der großen Gleichspannungs- Potentialdifferenz zwischen den Elektroden (10, 50) ge schaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erzeugen starker gleichförmiger Ioni sierung des im Entladungsvolumen befindlichen gasförmigen Mediums Ionisierungsmittel aufweisen, die aus der nachste henden Gruppe ausgewählt sind: Hochenergie-Strahlungsgene ratoren für elektromagnetische Strahlung, Teilchenstrahl generatoren und Generatoren für elektrostatische Entladun gen.

12. Verfahren zum Erzeugen einer gleichförmigen Hochener gie-Entladung in einem unter hohem Druck stehendem gas förmigen Medium, welches sich zwischen zwei unter Abstand angeordneten, im wesentlichen zueinander parallelen Elek troden befindet, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens schritte:

a) der zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elek troden liegende Raum wird mit einem gasförmigen Medium gefüllt.
b) die beiden unter Abstand angeordneten Elektroden werden mit einer Gleichspannungs-Potentialdifferenz beauf schlagt, die kleiner ist als die Durchbruchsspannung des gasförmigen Mediums, jedoch groß genug, um eine ge pulste Hochenergie-Entladung zu erzeugen, wenn man zwi schen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden eine ausreichend große Ionisierung herbeiführt, wobei durch die gepulste Hochenergie-Entladung große Energie mengen in das zwischen den beiden unter Abstand ange ordneten Elektroden befindliche gasförmige Medium ge pumpt werden.
c) in dem zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden liegenden Raum wird eine starke gleichförmi ge Ionisierung erzeugt, so daß der Zusammenbruch des Gases unter der Gleichspannungs-Potentialdifferenz-Be aufschlagung der beiden unter Abstand angeordneten Elek troden beginnen kann.
d) es wird eine gleichförmige elektrische Niederenergie- Entladung zwischen den beiden unter Abstand angeordne ten Elektroden innerhalb einer Zeitspanne herbeigeführt, die klein ist verglichen mit derjenigen Zeitspanne, die zum Erzeugen einer elektrischen Hochenergie-Entladung zwischen den Elektroden notwendig ist, wobei die gleich förmige elektrische Niederenergie-Entladung durch die starke gleichförmige Ionisierung gesteuert wird, wobei ein Anstieg in der starken gleichförmigen Ionisierung zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektro den erhalten wird, so daß sich die gepulste Hochenergie- Entladung zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden einstellt, wobei die gepulste Hochenergie- Entladung im wesentlichen gleichförmig erfolgt und große Energiemengen in das zwischen den beiden unter Abstand angeordneten Elektroden befindliche gasförmige Medium einspeist.