DE3744805A1 - Discharge channel for transverse-flow high-power lasers - Google Patents

Discharge channel for transverse-flow high-power lasers

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DE3744805A1 DE19873744805 DE3744805A DE3744805A1 DE 3744805 A1 DE3744805 A1 DE 3744805A1 DE 19873744805 DE19873744805 DE 19873744805 DE 3744805 A DE3744805 A DE 3744805A DE 3744805 A1 DE3744805 A1 DE 3744805A1
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Wolfram Dr Ing Schock
Erwin Gehringer
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Abstract

In order to improve a discharge channel for transverse-flow high-power lasers having a dielectric channel wall and having at least two mutually opposite electrode arrangements, between which a discharge space (through which a laser gas flow passes) is located and of which at least one has a metal core (which is held on the inside of the channel wall) and a dielectric covering body (which engages over said metal core and screens it from the discharge space) in such a manner that the discharge between the electrode arrangements is as uniform as possible, it is proposed that the metal core and the covering body be constructed such that a field strength is produced between the electrode arrangements which reduces in the laser gas flow downstream direction and leads to a constant discharge current density along the laser gas flow.

Description

Die Erfindung betrifft einen Entladungskanal für quer­ geströmte Hochleistungslaser, insbesondere für hoch­ frequenzangeregte Hochleistungslaser, mit einer di­ elektrischen Kanalwand und mit mindestens zwei einan­ der gegenüberliegenden Elektrodenanordnungen, zwischen denen ein von einem Lasergasstrom durchsetzter Ent­ ladungsraum liegt und von denen mindestens eine einen an einer Innenseite der Kanalwand gehaltenen Metallkern sowie einen diesen übergreifenden und gegenüber dem Ent­ ladungsraum abschirmenden dielektrischen Abdeckkörper aufweist.The invention relates to a discharge channel for across Flown high-power lasers, especially for high frequency-excited high-power laser, with a di electrical duct wall and with at least two on of the opposite electrode arrangements, between to which an ent penetrated by a laser gas stream cargo space lies and of which at least one one metal core held on an inside of the channel wall as well as an overarching and opposite the Ent charge-shielding dielectric cover body having.

Ein derartiger Entladungskanal ist beispielsweise aus der US-PS 37 48 594 bekannt.Such a discharge channel is off, for example the US-PS 37 48 594 known.

Bei einem derartigen Laser, bei welchem das Lasergas mit Unterschallgeschwindigkeit quer zur Längsrichtung der Elektrodenanordnungen strömt, besteht das Problem, daß bei der zwischen den Elektrodenanordnungen auftretenden Gas­ entladung eine Erwärmung des Lasergases auftritt, so daß sich stromabwärts über den Bereich zwischen den Elektrodenanordnungen, in welchem die Gasentladung stattfindet, die Dichte des Lasergases ändert, was dazu führt, daß sich die Entladungsstromdichte bei der Gasentladung im stromabwärts liegenden Bereich der Elektrodenanordnung konzentriert und folglich eine ungleichmäßige Gasentladung vorliegt. Dies ist bei derartigen Lasern unerwünscht, da der gesamte Bereich der Gasentladung zwischen den Elektrodenanordnungen von einem Resonatorstrahlengang durchsetzt ist, um eine möglichst große Laserleistung zu erreichen.In such a laser, in which the laser gas with subsonic speed transverse to the longitudinal direction the electrode arrangements flows, there is the problem that in the gas occurring between the electrode assemblies discharge a heating of the laser gas occurs, so that extend downstream across the area between the Electrode arrangements in which the gas discharge  takes place, the density of the laser gas changes what leads to that the discharge current density at the gas discharge in the downstream area concentrated of the electrode arrangement and consequently there is an uneven gas discharge. This is undesirable with such lasers because the entire Area of gas discharge between the electrode arrangements is penetrated by a resonator beam path in order to achieve the greatest possible laser power.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Entladungskanal der gattungsgemäßen Art der­ art zu verbessern, daß eine möglichst gleichmäßige Entladung im Bereich zwischen den Elektrodenanord­ nungen erfolgt.The invention is therefore based on the object a discharge channel of the generic type Art to improve that as evenly as possible Discharge in the area between the electrode arrangement takes place.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Metallkern und der Abdeckkörper so ausgebil­ det sind, daß zwischen den Elektrodenanordungen eine in stromabwärts des Lasergasstroms weisender Richtung abnehmende und zu einer konstanten Entladungsstrom­ dichte längs des Lasergasstroms führende Feldstärke herrscht.According to the invention, this object is achieved by that the metal core and the cover body so educated det are that between the electrode arrangements in the direction pointing downstream of the laser gas flow decreasing and at a constant discharge current dense field strength leading along the laser gas flow prevails.

Durch die besondere Ausbildung des auf einer Innen­ seite der Kanalwand angeordneten und somit hinsicht­ lich seiner Form frei variablen Metallkerns sowie auch des in seiner Form unabhängig von der Gestaltung der Kanalwand frei variablen Abdeckkörpers ist es möglich, den Metallkern und den Abdeckkörper so zu gestalten, daß die Feldstärke zwischen den Elektroden­ anordnungen stromabwärts so abnimmt, daß über den gesamten Bereich zwischen den Elektrodenanordnungen in Richtung des strömenden Lasergases eine konstante Entladungsstromdichte vorliegt und somit in dem Be­ reich zwischen den Elektrodenanordnungen eine für eine möglichst vollständige Ausnutzung dieses Raums zur Lasertätigkeit erwünschte gleichmäßige Gasent­ ladung stattfindet.Due to the special training of the inside arranged on the side of the channel wall and thus with respect Lich its shape freely variable metal core as well also in its form regardless of the design it is the duct wall of freely variable cover body possible to close the metal core and the cover body shape that the field strength between the electrodes arrangements downstream so decreases that over the  entire area between the electrode arrangements a constant in the direction of the flowing laser gas Discharge current density is present and thus in the loading range between the electrode arrangements one for the fullest possible use of this space even gas emission required for laser operation charge takes place.

Eine Möglichkeit zur Verringerung der Feldstärke in stromabwärts weisender Richtung sieht vor, daß der Metallkern in seinem stromabwärts des Lasergasstroms liegenden Bereich einen abgerundeten Querschnitt auf­ weist.One way to reduce field strength in downstream direction provides that the Metal core in its downstream of the laser gas stream area has a rounded cross-section points.

Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Feld­ stärke sieht vor, daß der Abdeckkörper in stromabwärts des Lasergasstroms weisender Richtung eine zunehmende Dichte aufweist, so daß die Feldstärke durch die zu­ nehmende Dicke des Dielektrikums ebenfalls herabge­ setzt wird.Another way to reduce the field Strength provides that the cover body in downstream of the direction of the laser gas flow is increasing Has density, so that the field strength through the increasing thickness of the dielectric also decrease is set.

Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Feld­ stärke ist dann gegeben, wenn der Abdeckkörper strom­ abwärts liegende und dem Entladungsraum zugewandte Oberflächen des Metallkerns vollständig umgreift.Another way to reduce the field Strength is given when the cover body is current lying down and facing the discharge space Fully encompasses surfaces of the metal core.

Im letzteren Fall hat es sich als besonders vorteil­ haft erwiesen, wenn der Abdeckkörper sich bis zur Kanalwand erstreckt.In the latter case, it has proven to be particularly advantageous proven proven if the cover body up to Channel wall extends.

Da der Metallkern und der Abdeckkörper an der Innenseite der Kanalwand angeordnet sind und somit innerhalb des Entladungsraums liegen, besteht das Problem, daß Zwischenräume zwischen den einander zugewandten Flächen des Metallkerns und des Abdeckkörpers entstehen können, in welchen ebenfalls Lasergas vorhanden ist und daß in diesen Zwischenräumen parasitäre Entladungen auftreten, welche unerwünscht sind. Aus diesem Grund ist es im Rahmen der erfindungs­ gemäßen Ausbildung des Entladungskanals von Vorteil, wenn Zwischenräume zwischen einander zugewandten Flächen des Metallkerns und des Abdeckkörpers mit einer Verbindungsmasse ausgefüllt sind.Because the metal core and the cover body on the inside the channel wall are arranged and thus within the  Discharge space, there is the problem that Spaces between the facing each other Surfaces of the metal core and the cover body can arise in which also laser gas is present and that in these spaces Parasitic discharges occur which are undesirable are. For this reason, it is part of the invention appropriate design of the discharge channel is advantageous, when spaces between facing each other Surfaces of the metal core and the cover body with a compound are filled.

Da der Abdeckkörper und der Metallkern bei der vor­ liegenden Erfindung auch in verstärktem Maße den in dem Entladungsraum herrschenden Temperaturen ausge­ setzt sind, die in der Grenzschicht zwischen Plasma und Elektroden, in welcher ein Großteil der Verlust­ wärme entsteht, vorliegen, können die unterschied­ lichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Metallkerns und des Abdeckkörpers zu einem Brechen der Verbindungs­ masse führen und somit wiederum kleine Zwischenräume zwischen diesen auftreten lassen. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verbindungsmasse elastisch oder plastisch verformbar ist, so daß diese Probleme vermieden werden können.Since the cover body and the metal core at the front lying invention also to a greater extent in temperatures prevailing in the discharge space that are set in the interface between plasma and electrodes in which much of the loss heat arises, there are differences union coefficient of thermal expansion of the metal core and the cover body to break the connection lead mass and thus again small gaps between them. For this reason it is particularly advantageous if the connecting mass is elastically or plastically deformable, so that this Problems can be avoided.

Die Verbindungsmasse zwischen dem Metallkern und dem Abdeckkörper wird bei Hochfrequenzanregung von elek­ trischen Feldern durchsetzt, so daß es günstig ist, wenn die Verbindungsmasse bei Hochfrequenz kleine dielektrische Verluste aufweist.The connecting mass between the metal core and the Cover body is with high frequency excitation from elek fields are interspersed so that it is favorable if the connection mass is small at high frequency has dielectric losses.

Der erfindungsgemäße Abdeckkörper wird, da er unmittelbar an die eigentliche Gasentladung angrenzt, sehr stark erhitzt, so daß es erwünscht ist, wenn die Wärme über dem Metallkörper abgeführt werden kann. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Verbin­ dungsmasse eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.The cover body according to the invention is because it is immediate  very close to the actual gas discharge heated so that it is desirable if the heat can be dissipated over the metal body. Out for this reason it is advantageous if the verb manure compound has good thermal conductivity.

Ein im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Verbindungsmasse metallgefüllt ist, wodurch sowohl kleine dielektrische Verluste als auch eine gute Wärmeleitfähigkeit problemlos erreichbar sind.One particularly in the context of the solution according to the invention advantageous embodiment provides that the Connecting compound is filled with metal, making both small dielectric losses as well as a good one Thermal conductivity can be easily achieved.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde nicht festgelegt, wie der Abdeckkörper an dem Metallkern gehalten ist. So wäre es z.B. denkbar, den Abdeckkörper durch Formschluß an dem Metallkern zu halten. Besonders einfach herzustellen ist jedoch eine Elektrodenanordnung, bei welcher der Abdeckkörper mittels der Verbindungsmasse an dem Metallkern gehalten ist, so daß die erfindungsgemäße Verbindungsmasse gleich­ zeitig als Klebemasse dient und das Herstellen einer formschlüssigen Verbindung unnötig ist.In the exemplary embodiments described so far was not determined how the cover body on the Metal core is held. So it would be e.g. conceivable the Cover body by positive locking on the metal core hold. However, it is particularly easy to manufacture an electrode arrangement in which the cover body held on the metal core by means of the connecting compound is so that the connecting compound according to the invention is the same serves early as an adhesive and the manufacture of a positive connection is unnecessary.

Insbesondere dann, wenn die Verbindungsmasse als Klebe­ masse dient, ist es vorteilhaft, wenn diese einen Sili­ konkleber umfaßt. Alternativ dazu ist es ebenfalls vor­ teilhaft, wenn die Verbindungsmasse einen Epoxidharz­ kleber umfaßt. Beide Klebearten sind ausreichend elas­ tisch oder plastisch und erlauben die Herstellung einer dauerhaften und festen Verbindung zwischen dem Metallkern und dem Abdeckkörper. Especially when the bonding compound is used as an adhesive serves mass, it is advantageous if this is a sili sticker includes. Alternatively, it is also available partial if the bonding compound is an epoxy resin glue includes. Both types of adhesive are sufficiently elastic table or plastic and allow the production of a permanent and firm connection between the metal core and the cover body.  

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen besteht noch die Möglichkeit, daß der Metallkern nicht vollständig von dem Abdeckkörper umschlossen ist. Aus diesem Grund ist vorgesehen, daß der Metallkern auf seinen nicht von dem Metall­ körper übergriffenen Oberflächen mit einer Verguß­ masse ummantelt ist, um weitere parasitäre Entla­ dungen zu verhindern.In the embodiments described above there is still the possibility that the Metal core not completely from the cover body is enclosed. For this reason, that the metal core on its not from the metal body-encapsulated surfaces with a potting is encased for further parasitic discharge prevention.

Bei dieser Vergußmasse hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese Silikon umfaßt.With this casting compound, it has proven to be advantageous proven if this includes silicone.

Wie bereits angedeutet, wird der Abdeckkörper da­ durch, daß er unmittelbar an die Gasentladung angrenzt, sehr stark erhitzt, so daß eine gute Wärmeleitung zum Metallkern erforderlich ist. Da dieser jedoch bei der erfindungsgemäßen Lösung an der Innenseite der Kanal­ wand angeordnet ist, stellt sich auch hier das Problem der Wärmeabfuhr. Aus diesem Grund hat es sich als vor­ teilhaft erwiesen, wenn der Metallkern mit Kühlkanälen versehen ist.As already indicated, the cover body is there by being directly adjacent to the gas discharge, very strongly heated, so that good heat conduction to Metal core is required. However, since this at solution according to the invention on the inside of the channel wall is arranged, the problem also arises here the heat dissipation. Because of this, it has turned out to be Proven partially if the metal core with cooling channels is provided.

Eine besonders effektive Kühlung ist dann möglich, wenn sich die Kühlkanäle in Längsrichtung des Metallkerns er­ strecken. Zusätzlich kann die Kühlung noch weiter da­ durch verbessert werden, daß die Kühlkanäle an Stirn­ seiten des Metallkerns durch Querkanäle zu Mäandern ver­ bunden sind.A particularly effective cooling is possible if the cooling channels in the longitudinal direction of the metal core stretch. In addition, the cooling can still be there be improved by having the cooling channels on the forehead ver sides of the metal core through transverse channels to meanders are bound.

Zur Halterung des Metallkerns hat es sich als vorteil­ haft erwiesen, wenn dieser mit die Kanalwand durch­ dringenden Stegen versehen ist, welche sich zweck­ mäßigerweise dann ihrerseits an der Kanalwand abstützen. It has been found to be advantageous to hold the metal core proven if this with through the channel wall urgent webs is provided, which is useful then moderately support yourself on the canal wall.  

Sofern der Metallkern mit Kühlkanälen versehen ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, diese Kühl­ kanäle durch Kühlmittelbohrungen in den Stegen mit Kühlmittel zu versorgen.If the metal core is provided with cooling channels, it has proven useful to cool this channels through coolant holes in the webs To supply coolant.

Ferner dienen die Stege dazu, eine elektrisch lei­ tende Verbindung zwischen dem Metallkern und der Hochfrequenzzuführung herzustellen.Furthermore, the webs serve to electrically lei ting connection between the metal core and the To manufacture high-frequency feed.

Insbesondere um eine symmetrische Hochfrequenzan­ kopplung zu ermöglichen ist es vorteilhaft, wenn die Stege ungefähr in der Längsmitte des Metallkerns angeordnet sind.In particular, a symmetrical high frequency to enable coupling it is advantageous if the bars approximately in the longitudinal center of the metal core are arranged.

Bei sämtlichen vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispielen werden unter Hochfrequenz Frequenzen ver­ standen, welche im Bereich von 100 kHz bis 500 MHz liegen, und bei dem Lasergas handelt es sich insbe­ sondere um übliche Lasergasgemische für CO2 und CO- Laser mit Unterschallströmung.In all of the embodiments described above, high-frequency frequencies were understood, which are in the range from 100 kHz to 500 MHz, and the laser gas is, in particular, special laser gas mixtures for CO 2 and CO lasers with subsonic flow.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbei­ spiele. In der Zeichnung zeigen: Other features and advantages of the invention are Subject of the following description and the graphical representation of some execution examples games. The drawing shows:  

Fig. 1 eine geschnittene perspektivische Darstellung eines Entladungskanals eines erfindungsgemäßen Lasers; Figure 1 is a sectional perspective view of a discharge channel of a laser according to the invention.

Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils A einer ersten Variante einer Elektrodenanordnung; Fig. 2 is a plan view in the direction of arrow A of a first variant of an electrode assembly;

Fig. 3 ein teilweise aufgebrochenes Endstück eines Metallkerns in Fig. 2; Fig. 3 is a partially broken end piece of a metal core in Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht ähnlich der Fig. 2 einer zweiten Variante; Fig. 4 is a plan view similar to Figure 2 of a second variant.

Fig. 5 eine Draufsicht ähnlich der Fig. 2 einer dritten Variante; Fig. 5 is a plan view similar to Figure 2 of a third variant.

Fig. 6 eine Draufsicht ähnlich der Fig. 2 einer vierten Variante; und Fig. 6 is a plan view similar to Figure 2 of a fourth variant. and

Fig. 7 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Metall­ kerns. Fig. 7 is a partially broken plan view of another embodiment of a metal core.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lasers umfaßt ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Gehäuse, mit einem Tragrahmen 12, welcher auf einer Innenseite 14 mit einem Wulst 16 versehen ist, auf welchem eine von einer oberen offenen Seite des Trag­ rahmens 12 eingesetzte Kanalwand 18 und eine von einer unteren offenen Seite des Tragrahmens 12 eingesetzte Kanalwand 20 aufliegen, welche durch den Wulst 16 im wesentlichen parallel und im Abstand voneinander gehalten sind. Ein als Ganzes mit 22 bezeichneter Entladungsraum ist durch die Kanalwände 18 und 20 von oben und unten sowie seitlich durch den Wulst 16 begrenzt.An embodiment shown in Fig. 1 of the laser according to the invention comprises a housing designated as a whole with 10 , with a support frame 12 which is provided on an inside 14 with a bead 16 on which a channel wall inserted from an upper open side of the support frame 12 18 and a channel wall 20 inserted from a lower open side of the support frame 12 , which are held essentially parallel and spaced apart by the bead 16 . A discharge space designated as a whole by 22 is delimited by the channel walls 18 and 20 from above and below and laterally by the bead 16 .

Der Entladungsraum 22 wird von einem durch die Pfeile 24 dargestellten Lasergasstrom durchsetzt, welcher durch einen ein Vorderteil 26 des Tragrahmens 10 ungefähr mittig des Wulsts 16 durchdringenden Einströmschlitz 28 in den Entladungsraum 22 eintritt und dem Einströmschlitz 28 über einen mit diesem verbundenen Einströmkanal 30 zu­ geführt wird. Den Entladungsraum 22 verläßt der Laser­ gasstrom 24 über ein ungefähr mittig des Wulsts 16 in einem Hinterteil 32 des Rahmens 12 angeordneten Ausström­ schlitz 34, an welchem sich ein Ausströmkanal 36 an­ schließt. Der Einströmkanal 30 und Ausströmkanal 36 sind Teil eines geschlossenen Lasergasumwälzsystems zur Kühlung des Lasergases vor einer erneuten Zufuhr durch den Ein­ strömschlitz 28. The discharge space 22 is penetrated by a laser gas flow represented by the arrows 24 , which enters the discharge space 22 through an inflow slot 28 which penetrates a front part 26 of the support frame 10 approximately centrally of the bead 16 and is guided to the inflow slot 28 via an inflow channel 30 connected to the latter . The discharge space 22 leaves the laser gas flow 24 via an approximately centrally of the bead 16 in a rear part 32 of the frame slot 12 arranged outflow 34, at which a discharge channel 36 to close. The inflow channel 30 and outflow channel 36 are part of a closed laser gas circulation system for cooling the laser gas before it is supplied again through the inflow slot 28 .

In dem Entladungsraum 22 sind ungefähr mittig der Kanalwände 18 und 20 und quer zum Lasergasstrom 24 sich im wesentlichen über eine gesamte Breite des Entladungsraums 22 quer zum Lasergasstrom 24 erstreckende Elektrodenanordnungen 38 je­ weils an einer Innenseite 39 der Kanalwand 18 bzw. 20 ge­ halten, deren Aufbau in Form von verschiedenen Varianten in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist.In the discharge space 22 are approximately in the middle of the channel walls 18 and 20 and transversely to the laser gas flow 24 , essentially over an entire width of the discharge space 22 transversely extending to the laser gas flow 24 , electrode arrangements 38 each hold on an inside 39 of the channel wall 18 and 20, respectively Structure in the form of different variants is shown in FIGS. 2 to 6.

Diese Elektrodenanordnungen 38 sind zweckmäßigerweise in ihrer Längsrichtung in einzelne Segmente unterteilt. Zur Erreichung möglichst guter Strömungsverhältnisse im Entladungsraum 22 sind stromaufwärts der Elektrodenanordnungen Glasplatten 19 vorgesehen, welche vom Einströmschlitz 28 bis zur Elektroden­ anordnung 38 reichen, sowie stromabwärts der Elektroden­ anordnungen 38 von diesen bis zum Ausströmschlitz 34 reichende Keramikplatten 21. Die Glasplatten 19 und die Keramikplatten 21 sind dabei so angeordnet, daß sie vom Einströmschlitz 28 bis zum Ausströmschlitz 34 eine dem Lasergasstrom zu zuge­ wandte, durchgehende und möglichst stufenfreie Fläche bil­ den, in welche die Elektrodenanordnung 38 integriert ist. Somit wird eine Wirbelbildung im Lasergasstrom 24 weitgehend vermieden. These electrode arrangements 38 are expediently divided into individual segments in their longitudinal direction. To achieve the best possible flow conditions in the discharge space 22 , glass plates 19 are provided upstream of the electrode arrangements, which extend from the inflow slot 28 to the electrode arrangement 38 , and downstream of the electrode arrangements 38 from these ceramic plates 21 reaching to the outflow slot 34 . The glass plates 19 and the ceramic plates 21 are arranged such that they face the laser gas flow from the inflow slot 28 to the outflow slot 34 , continuous and possibly step-free surface bil into which the electrode arrangement 38 is integrated. Vortex formation in the laser gas stream 24 is thus largely avoided.

Die in Fig. 2 dargestellte Elektrodenanordnung 38 umfaßt einen sich quer zum Lasergasstrom 24 und parallel zu der Innen­ seite 39 beispielsweise der Kanalwand 18 in Form einer rechteckförmigen Leiste erstreckenden Metallkern 40, welcher durch einen ungefähr senkrecht von diesem in Richtung der Kanalwand 18 abstehenden und diese durchdringenden Steg 42 an der Kanalwand 18 gehalten ist, wobei dieser Steg zum Beispiel kreiszylindrisch aus­ gebildet und mit einem Außengewinde 44 versehen ist, auf welches eine Mutter 46 aufschraubbar ist, über welche sich der Steg 42 dann auf der Kanalwand 18 abstützt.The electrode arrangement 38 shown in Fig. 2 comprises a transverse to the laser gas flow 24 and parallel to the inside 39, for example, the channel wall 18 in the form of a rectangular strip extending metal core 40 , which protrudes from this in the direction of the channel wall 18 and approximately perpendicular to it penetrating web 42 is held on the channel wall 18 , which web is for example formed from a circular cylinder and is provided with an external thread 44 , onto which a nut 46 can be screwed, via which the web 42 is then supported on the channel wall 18 .

In Längsrichtung dieses Stegs 42 verlaufen parallel zu­ einander zwei Kühlmittelbohrungen 48 und 50, welche im Metallkern 40 in zwei parallel zueinander und in Längs­ richtung des Metallkerns verlaufende Kühlkanäle 52 bzw. 54 einmünden. Diese Kühlkanäle 52 und 54 erstrecken sich längs des gesamten Metallkerns 40 und sind durch einen in einem den Metallkern 40 stirnseitig abschließenden End­ stück 56 angeordneten Querkanal 58 miteinander verbunden, so daß die Kühlkanäle 52 und 54 mit dem Querkanal 58 in dem Metallkern 40 eine Mäanderschleife bilden. Es ist außerdem im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung möglich, daß mehrere ebenfalls durch entsprechende Querkanäle ver­ bundene Mäanderschleifen vorgesehen sind.In the longitudinal direction of this web 42 run parallel to each other two coolant holes 48 and 50 , which open in the metal core 40 in two parallel to each other and in the longitudinal direction of the metal core cooling channels 52 and 54 respectively. These cooling channels 52 and 54 extend along the entire metal core 40 and are connected to one another by an end piece 56 arranged in a metal core 40 at the end end transverse channel 58 so that the cooling channels 52 and 54 form a meandering loop with the transverse channel 58 in the metal core 40 . It is also possible within the framework of the solution according to the invention that a plurality of meandering loops also provided by corresponding transverse channels are provided.

Der einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Metallkern 40 ist so ausgerichtet, daß er mit seinen Breitseiten 60 und 62 parallel zu der Innenseite 39 der Kanalwand 18 ausgerichtet ist, wobei zwischen der der Kanalwand 18 zugewandten Breitseite 60 und der Innenseite 39 derselben ein Abstand verbleibt. The metal core 40 , which has a rectangular cross section, is oriented such that its broad sides 60 and 62 are oriented parallel to the inside 39 of the channel wall 18 , a distance remaining between the broad side 60 facing the channel wall 18 and the inside 39 thereof.

Die sich zwischen diesen Breitseiten 60 und 62 erstreckenden Schmalseiten 64 und 66 verlaufen dabei im wesentlichen senk­ recht zu den Breitseiten 62. Auf der der Kanalwand 18 abge­ wandten Breitseite 62 und auf der stromabwärts des Laser­ gasstroms 24 liegenden Schmalseite 66 liegt ein winkelartig ausgebildeter und sich beiderseits über die Breitseite 62 hinaus erstreckender Abdeckkörper 68 mit seinen senkrecht aufeinanderstehenden Auflageflächen 70 und 72 an, wobei zwi­ schen der Breitseite 62 des Metallkerns 40 und der Auflage­ fläche 70 des Abdeckkörpers 68 sowie der Schmalseite 66 des Metallkerns 40 und der Auflagefläche 72 des Abdeckkör­ pers 68 eine metallgefüllte Verbindungsmasse 74 vorgesehen ist, welche den gesamten Abdeckkörper 68 an dem Metallkern 40 hält. Bei dieser metallgefüllten Verbindungsmasse 74 handelt es sich entweder um eine elastische Silikonklebe­ masse oder um eine elastische Epoxydharzklebemasse.The narrow sides 64 and 66 extending between these broad sides 60 and 62 run essentially perpendicular to the broad sides 62 . On the broadside 62 facing away from the channel wall 18 and on the narrow side 66 lying downstream of the laser gas stream 24 there is an angularly formed cover body 68 , which extends on both sides beyond the broad side 62 and with its mutually perpendicular contact surfaces 70 and 72 , with intermediate between the broad side 62 of the metal core 40 and the support surface 70 of the cover body 68 and the narrow side 66 of the metal core 40 and the support surface 72 of the cover body 68, a metal-filled connecting compound 74 is provided, which holds the entire cover body 68 on the metal core 40 . This metal-filled connecting compound 74 is either an elastic silicone adhesive compound or an elastic epoxy resin adhesive compound.

Der Abdeckkörper 68 ist aus einem dielektrischen Material her­ gestellt, wobei zu berücksichtigen ist, daß dieser mit seiner der Auflagefläche 70 gegenüberliegenden Oberfläche 76 an eine eigentliche Entladungszone im Entladungsraum 22 an­ grenzt und daher hohen Temperaturen ausgesetzt ist, so daß als Material für diesen Abdeckkörper lediglich hitzebe­ ständige Materialien, wie z.B. Teflon, Quarzglas, oder noch zusätzlich gut wärmeleitende Materialien, wie z.B. Keramik, insbesondere Al2O3 oder Silikatkeramik, als im Rahmen der Er­ findung bevorzugte Materialien in Frage kommen. The cover body 68 is made of a dielectric material, whereby it must be taken into account that this, with its surface 76 opposite the support surface 70 , borders on an actual discharge zone in the discharge space 22 and is therefore exposed to high temperatures, so that only material for this cover body heat-resistant materials, such as Teflon, quartz glass, or in addition good heat-conducting materials, such as ceramics, in particular Al 2 O 3 or silicate ceramics, are preferred materials in the context of the invention.

Da von dem Abdeckkörper 68 somit lediglich die Breit­ seite 62 und die Schmalseite 66 abgedeckt sind, ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung, um parasitäre Entladungen zu vermeiden, erforderlich, auch zusätzlich noch die Breitseite 60 und die Schmalseite 64 des Metall­ kerns 40 sowie dessen Endstück 56 abzudecken. Aus diesem Grund sind der sich zwischen dem über den Metallkern 40 stromaufwärts überstehenden Abdeckkörper 68 und der Innen­ seite 39 der Kanalwand 18 bildende Zwischenraum 78 sowie der sich zwischen der Breitseite 60 des Metallkerns 40 und der Innenseite 39 der Kanalwand 18 bildende Zwischen­ raum 80 mit einer Vergußmasse 82 ausgefüllt, welche vor­ zugsweise eine Silikonmasse ist. Diese Lösung hat den zu­ sätzlichen Vorteil, daß der Metallkern 40 nicht unmittelbar auf der Kanalwand 18 aufliegt.Since only the broad side 62 and the narrow side 66 are covered by the cover body 68 , it is necessary in the context of the solution according to the invention to avoid parasitic discharges, also additionally the broad side 60 and the narrow side 64 of the metal core 40 and its core Cover end piece 56 . For this reason, between the cover body 68 projecting upstream above the metal core 40 and the inner side 39 of the channel wall 18 , the intermediate space 78 and the intermediate space 80 formed between the broad side 60 of the metal core 40 and the inner side 39 of the channel wall 18 with a Potting compound 82 filled out, which is preferably a silicone compound. This solution has the additional advantage that the metal core 40 does not rest directly on the channel wall 18 .

Durch die Tatsache, daß der Abdeckkörper 68 winkelförmig ausgebildet ist und einen sich parallel zur Breitseite 62 erstreckenden Schenkel 84 sowie einen sich senkrecht vom Schenkel 84 bis zur Innenseite 39 der Kanalwand 18 parallel zur Schmalseite 66 erstreckenden Schenkel 86 umfaßt, wird erreicht, daß die Feldstärke eines sich ausgehend vom Metall­ kern 40 bildenden elektrischen Feldes zwischen der in Fig. 2 dargestellten Elektrodenanordnung 38 und einer dieser gegenüberliegenden entsprechenden Elektrodenan­ ordnung 38 stromabwärts des Lasergasstroms 24 hin abnimmt, so daß in einer stromabwärts des Lasergasstroms 24 weisenden Richtung die Entladungsstromdichte aufgrund einer Verringerung der Gasdichte nicht zunimmt, sondern längs des Lasergas­ stroms 24 konstant bleibt. The fact that the cover body 68 is angled and comprises a leg 84 extending parallel to the broad side 62 and a leg 86 extending perpendicularly from the leg 84 to the inside 39 of the channel wall 18 parallel to the narrow side 66 , ensures that the field strength a from the metal core 40 forming the electric field between the electrode arrangement shown in FIG. 2, 38 and an opposite corresponding electrodes on assembly 38 downstream of the laser gas flow 24 decreases toward the basis, so that in a downstream from the laser gas flow 24 facing towards the discharge current density due to a reduction of the Gas density does not increase, but remains constant along the laser gas stream 24 .

Somit ist bei der Elektrodenanordnung gemäß Fig. 2 der über die Innenseite der Kanalwand 18 überstehende Metallkern 40 vollständig von dielektrischem Material umgeben, so daß keine parasitären Entladungen auftreten können, wobei allerdings die Vergußmasse 82 in der Regel einen hohen Verlustwinkel aufweist und daher kein gutes Dielektrikum darstellt, während der Abdeckkörper 68, der im wesentlichen von dem gesamten, von dem Metallkern 40 ausgehenden Feld durchsetzt ist, ein gutes Dielektrium ist.Thus, the projecting beyond the inside of the channel wall 18 metal core, in the electrode assembly shown in FIG. 2 40 completely surrounded by dielectric material, so that no parasitic discharges may occur, however, the sealing compound 82 has a high loss tangent in the rule, and therefore not a good dielectric represents, while the cover body 68 , which is substantially penetrated by the entire field emanating from the metal core 40 , is a good dielectric.

Eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Elektroden­ anordnung 38′ ist in Fig. 4 dargestellt, bei dieser ist der Metallkern 40′ nicht als Leiste mit einem rechteckigem Querschnitt ausgebildet, sondern ausgehend von der der Innenseite 39 der Kanalwand 18 zugewandten Breitseite 60′ zum Entladungsraum 22 hin mit einer gerundeten Vorderseite 88 versehen. Auf dieser gerundeten Vorderseite 88 liegt der Abdeckkörper 68′ mit seiner entsprechend der Vorderseite 88 gerundeten Auflagefläche 70′ an und ist zusätzlich über den Metallkern 40′ hinaus bis zur Innenseite 39 der Kanalwand 18 heruntergezogen, so daß er an dieser ebenfalls anliegt.A second variant of an electrode arrangement 38 'according to the invention is shown in Fig. 4, in this the metal core 40 ' is not formed as a strip with a rectangular cross-section, but starting from the inside 39 of the channel wall 18 facing broad side 60 'towards the discharge space 22 provided with a rounded front 88 . On this rounded front side 88 of the cover body 68 'lies with its support surface 70 rounded corresponding to the front side 88 ' and is additionally pulled down over the metal core 40 'to the inside 39 of the channel wall 18 , so that it also bears against it.

Der Zwischenraum zwischen dem Abdeckkörper 68′ und der Vorderseite 88 des Metallkerns 40 ist ebenfalls mit einer metallgefüllten Verbindungsmasse 74′ ausgefüllt, so daß der Abdeckkörper 68′ ebenfalls durch die Verbindungsmasse 74′ an dem Metallkern 40′ gehalten ist. Ferner ist der Zwischen­ raum 80′ zwischen der Breitseite 60′ und der Innenseite 39 der Kanalwand 18 mit der Vergußmasse 82′ ausgefüllt, um parasitäre Entladungen zu verhindern. The space between the cover body 68 'and the front 88 of the metal core 40 is also filled with a metal-filled connecting compound 74 ', so that the cover body 68 'is also held by the connecting compound 74 ' on the metal core 40 '. Furthermore, the intermediate space 80 'between the broad side 60 ' and the inside 39 of the channel wall 18 is filled with the sealing compound 82 'to prevent parasitic discharges.

Aufgrund der abgerundeten Vorderseite 88 und des auf dieser aufliegenden Abdeckkörpers 68′ mit konstanter Dicke nimmt ausgehend von einem mittleren Bereich der Elektrodenanordnung 38′ die elektrische Feldstärke in stromabwärts weisender Richtung ab, so daß auch bei dieser Elektrodenanordnung 38′ durch die spezielle Krümmung der Vorderseite 88 eine konstante Entladungs­ stromdichte in stromabwärts weisender Richtung erreich­ bar ist.Due to the rounded front side 88 and the cover body 68 'resting thereon with a constant thickness, starting from a central region of the electrode arrangement 38 ', the electric field strength decreases in the downstream direction, so that even with this electrode arrangement 38 'due to the special curvature of the front side 88 a constant discharge current density in the downstream direction can be achieved.

Der Metallkern 40′ kann über den Steg 42′ in gleicher Weise wie bei der ersten in Fig. 2 und 3 dargestellten Variante gekühlt werden, so daß auf eine gesonderte Be­ schreibung im Rahmen dieser Variante verzichtet wird.The metal core 40 'can be cooled via the web 42 ' in the same way as in the first variant shown in FIGS. 2 and 3, so that a separate description in the context of this variant is dispensed with.

Der Metallkern 40′′ einer dritten Variante, dargestellt in Fig. 5, ist identisch ausgebildet, wie der Metallkern 40′ der zweiten Variante und außerdem ist auch der Abdeck­ körper 68′′ mit einer entsprechend der Vorderseite 88′ ge­ krümmten Auflagefläche 70′′ versehen, wobei zwischen der Auflagefläche 70′′ und der gekrümmten Vorderseite 88′ die metallgefüllte Verbindungsmasse 74′′ angeordnet ist, die den Abdeckkörper 68′′ an dem Metallkern 40′′ hält. Des­ gleichen ist auch der Zwischenraum 80′′ zwischen der Breit­ seite 60′′ und der Innenseite 39 mit Vergußmasse 82′′ gefüllt.The metal core 40 '' of a third variant, shown in Fig. 5, is identical to the metal core 40 'of the second variant and also the cover body 68 ''with a corresponding to the front 88 ' ge curved bearing surface 70 '' provided, between the support surface 70 '' and the curved front 88 ', the metal-filled connecting compound 74 ''is arranged, which holds the cover body 68 ''on the metal core 40 ''. The same is also the gap 80 '' between the broad side 60 '' and the inside 39 filled with potting compound 82 ''.

Der einzige Unterschied zur zweiten Variante zeigt sich in der Gestaltung der Oberfläche 76′′ des Abdeckkörpers 68′′. Bei der dritten Variante nimmt, ausgehend von einem mittleren Bereich der Elektrodenanordnung 38′′ in Richtung des Laser­ gasstroms 24, die Dicke des Abdeckkörpers 68′′ und somit auch die Dicke des Dielektrikums zu, was eine weitere Reduzierung der Feldstärke ausgehend von einem mittleren Bereich in stromabwärts weisender Richtung herbeiführt.The only difference to the second variant is shown in the design of the surface 76 '' of the cover body 68 ''. In the third variant, starting from a central region of the electrode arrangement 38 '' in the direction of the laser gas stream 24 , the thickness of the cover body 68 '' and thus also the thickness of the dielectric increases, which further reduces the field strength starting from a central region brings about in the downstream direction.

Die zweite und die dritte Variante, dargestellt in den Fig. 4 und 5 sind symmetrisch ausgebildet, so daß auch ausgehend von einem mittleren Bereich stromaufwärts eine Verringerung der elektrischen Feldstärke auftritt, die jedoch keinerlei Auswirkungen hat.The second and the third variant, shown in FIGS. 4 and 5, are symmetrical, so that even starting from a central area upstream, there is a reduction in the electric field strength, but this has no effect.

Bei der vierten Variante der erfindungsgemäßen Elektroden­ anordnung 38′′′ hat der Metallkern 40′′′ zwar ebenfalls noch einen viereckigen Querschnitt ähnlich der ersten Variante, allerdings verläuft die Breitseite 62′′′ nicht parallel zur Breitseite 60′′′, sondern ist gegenüber der letzteren um einen spitzen Winkel geneigt, so daß sich ein Abstand zwischen den Breitseiten 60′′′ und 66′′′ in strom­ abwärts weisender Richtung verringert. Ausgehend von parallel zueinander verlaufenden Innenseiten 39 der Kanalwände 18 und 20 nimmt bei dieser Elektrodenanordnung der Abstand einander gegenüberliegender Breitseiten 62′′′ stromabwärts zu, so daß die Feldstärke zwischen diesen abnimmt.In the fourth variant of the electrode arrangement 38 '''according to the invention, the metal core 40 ''' also has a square cross-section similar to the first variant, but the broad side 62 '''is not parallel to the broad side 60 ''', but is opposite the latter inclined at an acute angle, so that a distance between the broad sides 60 '''and 66 ''' decreases in the downstream direction. Starting from mutually parallel inner sides 39 of the channel walls 18 and 20 in this electrode arrangement, the distance between opposite broad sides 62 '''increases downstream, so that the field strength between them decreases.

Der auf dem Metallkern 40′′′ aufsitzende Abdeckkörper 68′′′ weist seinerseits eine parallel zur Breitseite 60′′′ ver­ laufende Auflagefläche 70′′′ auf sowie eine dem Entladungs­ raum 22 zugewandte Oberfläche 76′′′, welche parallel zur Breitseite 60′′′ verläuft. Dadurch wird der Abstand zwischen der Auflagefläche 70′′′ und der Oberfläche 76′′′ des Abdeckkörpers 68′′′ in stromabwärts weisender Richtung größer, so daß auch die Dicke des Dielektrikums in dieser Richtung zunimmt und dafür sorgt, daß dadurch in stromabwärts weisender Richtung die elektrische Feld­ stärke abnimmt. On the metal core 40 '''seated cover body 68 ''' in turn has a parallel to the broad side 60 '''ver running support surface 70 ''' and a discharge space 22 facing surface 76 ''', which is parallel to the broad side 60 '''Runs. As a result, the distance between the support surface 70 '''and the surface 76 ''' of the cover body 68 '''in the downstream direction is larger, so that the thickness of the dielectric increases in this direction and ensures that thereby in the downstream direction Direction the electric field strength decreases.

Der Abdeckkörper 68′′′ ist ebenfalls mit einer metall­ gefüllten Verbindungsmasse 74′′′ auf die Breitseite 62′′′ des Metallkörpers 40′′′ aufgeklebt und dadurch an diesem gehalten.The cover body 68 '''is also glued with a metal-filled connecting compound 74 ''' to the broad side 62 '''of the metal body 40 ''' and thereby held on it.

Außerdem erstreckt sich der Abdeckkörper 68′′′ sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts über den Metall­ kern 40′′′ hinaus, so daß der Zwischenraum 78′′′ zwischen dem stromaufwärts über dem Metallkern 40′′′ überstehenden Teil des Abdeckkörpers 68′′ und der Innenseite 39 der Kanalwand 18 sowie ein zwischen dem stromabwärts über den Metallkern 40′′′ überstehenden Teil des Abdeck­ körpers 68′′ und der Innenseite 39 der Kanalwand 18 entstehender Zwischenraum 90 jeweils mit der Verguß­ masse 82′′′ aufgefüllt sind.In addition, the cover body 68 '''extends both upstream and downstream over the metal core 40 ''' so that the gap 78 '''between the upstream over the metal core 40 ''' projecting part of the cover body 68 '' and the inside 39 of the channel wall 18 and between the downstream over the metal core 40 '''projecting part of the cover body 68 ''and the inside 39 of the channel wall 18 resulting space 90 are each filled with the sealing compound 82 '''.

Bei der vierten Variante liegt der Metallkern 40′′′ mit seiner Breitseite 60′′′ unmittelbar an der Innenseite 39 der Kanalwand 18 an, so daß zwischen diesen kein mit Vergußmasse aufzufüllender Zwischenraum besteht.In the fourth variant, the metal core 40 '''lies with its broad side 60 ''' directly on the inside 39 of the channel wall 18 , so that there is no space to be filled with potting compound between them.

Zur Kühlung des Metallkerns 40′′′ können ähnlich der ersten Variante in diesem Kühlkanäle vorgesehen sein, wobei hierzu auf die erste Variante verwiesen wird.To cool the metal core 40 '''can be provided in this cooling channels similar to the first variant, reference being made to the first variant.

Bei sämtlichen Elektrodenanordnungen 38 bis 38′′′ ist im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels vor­ gesehen, daß zur symmetrischen Hochfrequenzeinkopplung der Steg 42, 42′, 42′′ und 42′′′ jeweils mittig der Elektrodenanordnung 38, d.h. mittig des Metallkerns 40, 40′, 40′′, 40′′′ angeordnet ist. In all electrode arrangements 38 to 38 '''is seen in the context of the described embodiment that for the symmetrical high-frequency coupling of the web 42 , 42 ', 42 '' and 42 '''each in the center of the electrode arrangement 38 , ie in the center of the metal core 40 , 40th ', 40 '', 40 ''' is arranged.

Der Steg 42 der in Fig. 1 dargestellten oberen Elektroden­ anordnung 38 ist dabei direkt mit einem Innenleiter 90 einer quarzialen Hochfrequenzstromzuleitung 92 verbunden, während der Steg 42 der unteren Elektrodenanordnung 38 über eine parallel zur Kanalwand 20 im Abstand von dieser angeordnete metallische Abschirmung 94, über den metal­ lischen Tragrahmen 12 und dann wiederum über eine parallel zur Kanalwand 18 und im Abstand von dieser verlaufende metal­ lische Abschirmung 96 mit einem Außenleiter 98 der koaxialen Stromzuleitung 92 verbunden ist. In diese koaxiale Strom­ zuleitung 92 wird mittels eines Hochfrequenzgenerators 100 die Hochfrequenz zur Hochfrequenzanregung eingespeist.The web 42 of the illustrated in Fig. 1 the upper electrode assembly 38 is directly connected to an inner conductor 90 of a quarzialen high-frequency power supply 92, while the crosspiece 42 of the lower electrode assembly 38 via a parallel to the channel wall 20 at a distance therefrom disposed metallic shield 94, via the metallic support frame 12 and then again via a parallel to the channel wall 18 and at a distance from this metallic shield 96 is connected to an outer conductor 98 of the coaxial power supply 92 . The high frequency for high frequency excitation is fed into this coaxial current supply line 92 by means of a high frequency generator 100 .

Zusätzlich sind aus den Stegen 42 Kühlleitungen 102 heraus­ geführt, welche einerseits mit einem zeichnerisch nicht dargestellten Kühlmitteleinspeisungssystem und andererseits mit der Kühlmittelbohrung 48 und 50 in den Stegen 42 in Verbindung stehen.In addition, cooling lines 102 are led out of the webs 42 , which are connected on the one hand to a coolant feed system (not shown in the drawing) and on the other hand to the coolant bore 48 and 50 in the webs 42 .

Bei einer weiteren Möglichkeit der Kühlung des Metallkerns 40′′′, dargestellt in Fig. 7, ist der Metallkern 40′′′ mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Stegen 42′′′ ver­ sehen. Durch diese Stege 42′′′ ist jeweils eine Kühlmittel­ bohrung 48′′′′, 50′′′′ zum Metallkern 40′′′′ geführt, die in die­ sem jeweils einen zu einem Endstück 56′′′′ führenden Stich­ kanal 104 bzw. 106 münden. Diese Stichkanäle 104, 106 sind im Bereich der Endstücke 56′′′′ durch die Querkanäle 56′′′′ mit den sich längs des Metallkerns 40′′′′ erstreckenden Kühlkanälen 52′′′′ und 54′′′′ zu Mäandern verbunden.In a further possibility of cooling the metal core 40 ''', shown in Fig. 7, the metal core 40 ''' with two spaced webs 42 '''see ver. Through these webs 42 '''each have a coolant bore 48 '''', 50 ''''to the metal core 40 '''', which in each case one to an end piece 56 ''''leading stitch channel 104th or 106 open. These branch channels 104 , 106 are in the area of the end pieces 56 '''' through the transverse channels 56 '''' with the along the metal core 40 '''' extending cooling channels 52 '''' and 54 '''' connected to meandering .

Claims (20)

1. Entladungskanal für quergeströmte Hochleistungs­ laser, insbesondere für hochfrequenzangeregte Hoch­ leistungslaser, mit einer dielektrischen Kanalwand und mit mindestens zwei einander gegenüberliegenden Elektrodenanordnungen, zwischen denen ein von einem Lasergasstrom durchsetzter Entladungsraum liegt und von denen mindestens eine einen an einer Innenseite der Kanalwand gehaltenen Metallkern sowie einen diesen übergreifenden und gegenüber dem Entladungs­ raum abschirmenden dielektrischen Abdeckkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (40) und der Abdeckkörper (68) so ausgebildet sind, daß zwischen den Elektrodenanordnungen (38) eine in stromabwärts des Lasergasstroms (24) weisender Richtung abnehmende und zu einer konstanten Ent­ ladungsstromdichte längs des Lasergasstroms (24) führende Feldstärke herrscht.1.Discharge channel for cross-flow high-power lasers, in particular for high-frequency excited high-power lasers, with a dielectric channel wall and with at least two mutually opposite electrode arrangements, between which there is a discharge space penetrated by a laser gas flow and at least one of which holds a metal core held on an inside of the channel wall and one this overlapping and against the discharge space shielding dielectric cover body, characterized in that the metal core ( 40 ) and the cover body ( 68 ) are formed such that between the electrode arrangements ( 38 ) a direction in the downstream of the laser gas stream ( 24 ) decreasing and decreasing direction to a constant discharge current density along the laser gas current ( 24 ) leading field strength. 2. Entladungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Metallkern (40) in seinem strom­ abwärts des Lasergasstroms (24) liegenden Bereich einen abgerundeten Querschnitt aufweist. 2. Discharge channel according to claim 1, characterized in that the metal core ( 40 ) in its downstream of the laser gas stream ( 24 ) lying area has a rounded cross-section. 3. Entladungskanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (68) in stromabwärts des Lasergasstroms (24) weisender Richtung eine zunehmende Dicke aufweist.3. Discharge channel according to claim 1 or 2, characterized in that the cover body ( 68 ) in the downstream of the laser gas stream ( 24 ) pointing direction has an increasing thickness. 4. Entladungskanal nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeck­ körper (68) stromabwärts liegende und dem Ent­ ladungsraum (22) zugewandte Oberflächen (62, 66, 68) des Metallkerns (40) vollständig umgreift.4. Discharge channel according to one of the preceding claims, characterized in that the cover body ( 68 ) lying downstream and the discharge space ( 22 ) facing surfaces ( 62 , 66 , 68 ) of the metal core ( 40 ) completely surrounds. 5. Entladungskanal nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (68) sich bis zur Kanalwand (18, 20) erstreckt.5. Discharge channel according to one of claims 2 to 4, characterized in that the cover body ( 68 ) extends to the channel wall ( 18 , 20 ). 6. Entladungskanal nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischen­ räume zwischen einander zugewandten Flächen (62, 66, 88; 70, 72) des Metallkerns (40) und des Abdeckkörpers (68) mit einer Verbindungsmasse (74) ausgefüllt sind.6. Discharge channel according to one of the preceding claims, characterized in that between spaces between mutually facing surfaces ( 62 , 66 , 88 ; 70 , 72 ) of the metal core ( 40 ) and the cover body ( 68 ) are filled with a connecting compound ( 74 ). 7. Entladungskanal nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsmasse (74) elastisch oder plastisch verformbar ist. 7. Discharge channel according to claim 6, characterized in that the connecting mass ( 74 ) is elastically or plastically deformable. 8. Entladungskanal nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmasse (74) bei Hochfrequenz kleine dielektrische Verluste aufweist.8. Discharge channel according to claim 6 or 7, characterized in that the connecting mass ( 74 ) has small dielectric losses at high frequency. 9. Entladungskanal nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmasse (74) eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.9. Discharge channel according to one of claims 6 to 8, characterized in that the connecting compound ( 74 ) has good thermal conductivity. 10. Entladungskanal nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmasse (74) an dem Metallkern (40) gehalten ist.10. Discharge channel according to one of claims 6 to 9, characterized in that the connecting compound ( 74 ) is held on the metal core ( 40 ). 11. Entladungskanal nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckkörper (68) mittels der Verbindungsmasse (74) an dem Metallkern (40) gehalten ist.11. Discharge channel according to one of claims 6 to 10, characterized in that the cover body ( 68 ) is held by means of the connecting compound ( 74 ) on the metal core ( 40 ). 12. Entladungskanal nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsmasse (74) einen Silikonkleber umfaßt.12. Discharge channel according to claim 11, characterized in that the connecting compound ( 74 ) comprises a silicone adhesive. 13. Entladungskanal nach nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsmasse (74) einen Epoxydharzkleber umfaßt. 13. Discharge channel according to claim 11, characterized in that the connecting compound ( 74 ) comprises an epoxy resin adhesive. 14. Entladungskanal nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (40) auf seinen nicht von dem Abdeck­ körper (68) übergriffenen Oberflächen (60, 64) mit einer Vergußmasse (82) ummantelt ist.14. Discharge channel according to one of the preceding claims, characterized in that the metal core ( 40 ) on its not from the cover body ( 68 ) overlapped surfaces ( 60 , 64 ) with a casting compound ( 82 ) is coated. 15. Entladungskanal nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vergußmasse (82) Silikon umfaßt.15. Discharge channel according to claim 14, characterized in that the sealing compound ( 82 ) comprises silicone. 16. Entladungskanal nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall­ kern (40) mit Kühlkanälen (50, 52) versehen ist.16. Discharge channel according to one of the preceding claims, characterized in that the metal core ( 40 ) with cooling channels ( 50 , 52 ) is provided. 17. Entladungskanal nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Kühlkanäle (50, 52) in Längsrichtung des Metallkerns (40) erstrecken.17. Discharge channel according to claim 16, characterized in that the cooling channels ( 50 , 52 ) extend in the longitudinal direction of the metal core ( 40 ). 18. Entladungskanal nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühlkanäle (50, 52) an Stirn­ seiten des Metallkerns (40) durch Querkanäle (58) zu Mäandern verbunden sind.18. Discharge channel according to claim 17, characterized in that the cooling channels ( 50 , 52 ) on the end faces of the metal core ( 40 ) through transverse channels ( 58 ) are connected to meanders. 19. Entladungskanal nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall­ kern mit einem die Kanalwand durchdringenden Steg versehen ist. 19. Discharge channel according to one of the preceding Claims, characterized in that the metal core with a web penetrating the channel wall is provided.   20. Entladungskanal nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steg (42) ungefähr in der Längs­ mitte des Metallkerns (40) angeordnet ist.20. Discharge channel according to claim 19, characterized in that the web ( 42 ) is arranged approximately in the longitudinal center of the metal core ( 40 ).
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US3748594A (en) * 1972-06-22 1973-07-24 Avco Corp Radio frequency electrically excited flowing gas laser
DE8610693U1 (en) * 1986-04-18 1987-08-13 Rofin-Sinar Laser GmbH, 2000 Hamburg Gas laser with a discharge tube through which gas flows in the axial direction

Patent Citations (2)

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