DE3723777A1 - Gehaeuse fuer einen laser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Laser, insbeson­ dere einen Hochenergielaser mit Edelgas, bestehend aus einem Rohrkörper, dessen Stirnseiten mit Fenstern abgeschlossen sind.

Ein solches Gehäuse für einen Gaslaser ist in der Offenlegungs­ schrift 28 05 503 dargestellt. Dabei sind die Fenster, von denen das eine mit einer aufgedampften Goldschicht versehen ist und als Reflektor dient, mit dem Gehäuse über Glasrohre, die konzentrisch zur Rohrachse sitzen, unmittelbar und fest ver­ bunden.

Die Erfindung geht demgegenüber von der Aufgabe aus, die Fenster einstellbar anzubringen. Darüber hinaus soll die Be­ festigung der Fenster möglichst unbeeinflußt von Vibrationen und Wärmedehnungen sein, damit eine möglichst gute Strahl­ qualität erzielt wird.

Gemäß der Erfindung ist bei dem Gehäuse der eingangsgenannten Art vorgesehen, daß die Fenster an den beiden Enden von Stangen befestigt sind, die parallel zum Rohrkörper verlaufen und etwa in der Mitte des Rohrkörpers mit diesem verbunden sind.

Bei der Erfindung bilden die Halterungen für beide Fenster eine durch die Stangen miteinander verbundene Einheit. Für sie ist durch die Anbringung der Stangen in der Mitte des Rohrkörpers eine Entkopplung von Wärmedehnungen des Rohrkörpers selbst erreicht. An den Stangen können die Fenster auch unbeeinflußt vom Rohrkörper verstellt werden, um die gewünschten optischen Eigenschaften zu erhalten. Dies geschicht vorzugsweise dadurch, daß die Stangen an den Enden Gewinde aufweisen, an denen die Fenster einstellbar befestigt sind.

Um den Umfang des Rohrkörpers können mehrere Stangen verteilt angeordnet sein, damit eine möglichst stabile Befestigung erreicht wird. Vorzugsweise sind vier Stangen verteilt vorge­ sehen.

Die Fenster können einen Rahmen aufweisen, der durch Stell­ schrauben elastisch verformbar ist, um eine Feineinstellung der Fenster zu ermöglichen. Die Feinheit der Verstellung kann ohne Einbuße an Stabilität noch dadurch gesteigert werden, daß die Stellschrauben zwei unterschiedliche Gewindesteigungen aufweisen und mit der Differenz der Steigungen auf den Rahmen wirken.

Der Rahmen der Fenster kann mit dem Rohrkörper durch einen Metallbalg verbunden sein. Damit wird die gewünschte Dichtig­ keit erreicht, ohne daß die Einstellmöglichkeiten behindert sind. Es ist aber auch denkbar, gegeneinander bewegliche Dichtungsflächen, z.B. ineinander verschiebbare Rohre zu benutzen, insbesondere dann, wenn es sich um Laser mit Atmosphärendruck im Inneren handelt.

Auch bei der Erfindung kann das eine der Fenster verspiegelt sein, wie das im Stand der Technik bekannt ist. Es wirkt dann als Reflektor, dessen Einstellbarkeit jedoch im Gegensatz zu den Gehäusen nach der DE-OS 28 05 503 für eine bessere Strahl­ qualität sorgt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigt die

Fig. 1 ein Lasergehäuse nach der Erfindung in einer Seitenan­ sicht, zum Teil im Schnitt,

die Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Stirnseite des Gehäuses.

Das Gehäuse 1 eines Excimer-Hochenergielasers mit Gas als Lasermedium umfaßt in erster Linie ein zylindrisches Rohr 2, dessen Außendurchmesser etwa 1/4 der Länge von 70 cm beträgt. An den beiden Stirnseiten 3 und 4 des Rohres sitzen Fenster, die als Ganzes mit 5 und 6 bezeichnet sind.

Die Fenster 5 und 6 sitzen nach der Erfindung auf den Enden 8 und 9 von vier Stangen 10, die, wie die Fig. 2 zeigt, paarweise auf gegenüberliegenden Seiten des Rohres 2 an dessen Umfang angeordnet sind. Die Stangen 10 verlaufen parallel zum Rohr 2. Sie sind an diesem in der Mitte der Rohrlänge befestigt, die durch die Mittellinie 12 angedeutet ist. Dort besitzt das Rohr 2 Knaggen 13, durch deren Bohrungen 14 die Stangen 10 gesteckt sind. An den Knaggen 13 liegen die Stangen 10 einer­ seits mit einem Bund 15 an, an dem Löcher für ein Werkzeug zum Verdrehen der Stangen 10 um ihre Längsachsen vorgesehen sind. An der anderen Seite sind die Stangen mit einer Mutter 16 befestigt, die auf ein Links-Gewinde 17 (M 20 × 1) der in der Fig. 1 linken Stangenhälfte aufgeschraubt ist. An der rechten Stangenhälfte ist ein Rechts-Gewinde 18 (M 20 × 1) nur im Bereich des Fensters 6 vorgesehen.

Die Befestigung der Fenster 5 und 6 an den Stangenenden 8, 9 ist im wesentlichen gleich. Sie wird deshalb nur für das linke Stangenende 8 beschrieben, das in der Fig. 1 in einem Teil­ schnitt oberhalb der Mittellinie 21 genauer dargestellt ist. Wie man sieht, sitzt auf den Stangenenden 8 jeweils eine Mutter 22, die zur Feststellung eines Rahmens 23 dient, mit dem die eigentlichen Fenster, hier eine Glasscheibe 24, gefaßt sind. Der Rahmen 23 umfaßt eine Ringscheibe 25 mit Gewinde­ bohrungen 26 für die Stangenenden 8. Damit können die Fenster 5, 6 durch Drehen der Stangen 10 in der einen Richtung zuein­ ander und in der anderen Richtung auseinander bewegt werden. In die Ringscheibe 25 ist mit Schrauben 27 ein kreisförmiger Stellkörper 28 eingesetzt. Er bildet mit einer Schulter 29 eine innere Anlagefläche, gegen die die Glasscheibe 24 mit einem Druckring 30 gepreßt wird. Die Anpreßspannung des Druckringes wird mit Schrauben 31 aufgebracht.

Zur Abdichtung des Rahmens 23 gegenüber dem Gehäuserohr 2 dient ein Metallbalg 32. Dieser ist mit seinem dem Rohr 2 ab­ gekehrten Ende 33 an einem Absatz der Ringscheibe 25 ange­ schweißt. Das andere Ende 34 ist an einem Ring 35 angeschweißt, der mit Schrauben 36 an dem Rohr 2 befestigt ist. Dichtungen 37 in Nuten 38 sorgen für die Dichtigkeit zwischen dem Rohr 2 und dem Ring 35 sowie zwischen der Ringscheibe 25 und dem Stellkörper 28.

Der Stellkörper 28 ist im Bereich 40 durch eine Ausnehmung 41 zu einer dünnen Wand verengt. Daneben sitzen in zwei in Achsrichtung des Rohres 2 hintereinanderliegenden Ringbe­ reichen 43 und 44 des Stellkörpers 28 Stellschrauben 50 in zwei Gewindebohrungen 51 und 52, die unterschiedliche Steigungen aufweisen. Die Steigungshöhe der Gewindebohrung 51 beträgt z.B. 0,5 mm, die der Gewindebohrung 52 dagegen 0,75 mm. Dreht man nun die Stellschrauben 51 mit Hilfe des mit Bohrungen ver­ sehenen Ringes 55, so verlagern sich mit der Differenz der Steigungen die über den Steg 40 verbundenen Teile 43, 44 gegen­ einander. Damit erfolgt eine Feinjustierung der Lage der Glas­ scheibe 24 gegenüber dem Rohr 2. Die Feinjustierung kann die Dichtigkeit des Gehäuses 1 nicht beeinträchtigen. Sie ist im Bereich des Fensters 24 noch durch Dichtungsringe 53 und 54 verbessert, die an Abschrägungen des Fensters 24 vorgesehen sind.

Zu erwähnen ist noch ein Ring 56, der auf einem Gewinde 57 des Ringbereiches 43 sitzt und Radialkräfte bei der Betätigung der Stellschraube 50 aufnimmt.

Das Fenster 6 ist in der gleichen Weise wie das Fenster 5 befestigt. Es ist jedoch verspiegelt, damit es als Resonator wirkt.

Da die Stangen 10 nur über einen kleinen Bruchteil ihrer Länge mit dem Rohr 2 in Berührung stehen, sonst aber der Raumtempe­ ratur ausgesetzt sind, ist ihre Länge und damit der Abstand zwischen Resonator und Fenster weitgehend unabhängig vom Rohr­ körper 2. Vielmehr bilden die Stangen 10 mit den Rahmen 23 eine Einheit, die für sich, also unabhängig vom Rohrkörper 2 optimal eingestellt werden kann.

Claims (7)

1. Gehäuse für einen Laser, insbesondere einen Hochenergie­ laser mit Edelgas, bestehend aus einem Rohrkörper, dessen Stirnseiten mit Fenstern abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (5, 6) an den beiden Enden (8, 9) von Stangen (10) befestigt sind, die parallel zum Rohrkörper (2) verlaufen und etwa in der Mitte (12) des Rohrkörpers (2) mit diesem verbunden sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stangen (10) an den Enden (8, 9) Gewinde (17, 18) aufweisen, an denen die Fenster (5, 6) einstellbar befestigt sind.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß um den Umfang des Rohr­ körpers (2) vier Stangen (10) verteilt angeordnet sind.

4. Gehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (5, 6) einen Rahmen (23) aufweisen, der durch Stellschrauben (50) elastisch verformbar ist, um eine Feineinstellung der Fenster (5, 6) zu ermöglichen.

5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stellschrauben (50) zwei unterschiedliche Gewindesteigungen aufweisen und mit der Differenz der Steigungen auf den Rahmen (23) wirken.

6. Gehäuse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (23) mit dem Rohrkörper (2) durch einen Metallbalg (32) verbunden ist.

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der Fenster (6) verspiegelt ist.