DE4111858A1 - Metal vapour laser - has plasma tube formed by series of short tubes within holders - Google Patents

Metal vapour laser - has plasma tube formed by series of short tubes within holders

Info

Publication number
DE4111858A1
DE4111858A1 DE19914111858 DE4111858A DE4111858A1 DE 4111858 A1 DE4111858 A1 DE 4111858A1 DE 19914111858 DE19914111858 DE 19914111858 DE 4111858 A DE4111858 A DE 4111858A DE 4111858 A1 DE4111858 A1 DE 4111858A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tubular
tube
laser
segments
plasma tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19914111858
Other languages
German (de)
Inventor
Joseph-Albert Miehe
Antoine Dr Hirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of DE4111858A1 publication Critical patent/DE4111858A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/031Metal vapour lasers, e.g. metal vapour generation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

A metal vapour laser has a tube (2) of ceramic that is surrounded by insulation (12) to minimise heat loss. A cathode (6b) is set at one end and an anode (6a) at the other. The electrodes are of tantalum and are tubular and are set into holders (14). The holders are in contact with discs (18) that carry a cooling fluid. With the laser tube are a series of short tubes (30) that are supported in rings (32) of a heat resistance material, such as a suitable ceramic. ADVANTAGE - Provides high reliability and increased life.

Description

Die Erfindung betrifft einen Metalldampflaser.The invention relates to a metal vapor laser.

Bei derartigen Lasern ist im Verstärkungsbereich des Laser­ resonators ein Plasmarohr aus hitzebeständiger Keramik vorgese­ hen, in dem sich das Lasermedium bildet, das aus einem Puf­ fergas (Neon, Argon oder dergl.) und Metalldampf (beispiels­ weise Kupfer oder Gold) besteht und durch Längsentladung zwischen zwei koaxialen Elektroden erregt wird.With such lasers, the laser is in the amplification area resonators a plasma tube made of heat-resistant ceramic hen in which the laser medium forms, which consists of a puff fergas (neon, argon or the like) and metal vapor (for example copper or gold) and by longitudinal discharge is excited between two coaxial electrodes.

Von den Lasern, die im sichtbaren Bereich senden, besitzen die Metalldampflaser besonders interessante Eigenschaften:Of the lasers that transmit in the visible range the metal vapor laser particularly interesting properties:

  • - hohe Repetitionsfrequenz (10 kHz und mehr),- high repetition frequency (10 kHz and more),
  • - Spitzenleistung in Megawatthöhe während einiger zehn Nanosekunden,- Peak performance in megawatts for several tens Nanoseconds,
  • - mittlere Leistung von mehreren hundert Watt, abgegeben von einem einzigen Oszillator,- average power of several hundred watts, given from a single oscillator,
  • - Möglichkeit der Erzeugung verschiedener Wellenlängen je nach der Beschaffenheit des im Lasermedium benutzten Me­ talls,- Possibility of generating different wavelengths each according to the nature of the me used in the laser medium talls,
  • - die pro Volumenseinheit des Lasermediums entnehmbare Ener­ gie ist relativ konstant, was die Extrapolierung von Syste­ men mit großen Volumen gestattet, die hohe Energien pro Impuls liefern können.- The energy that can be removed per unit volume of the laser medium gie is relatively constant, which is the extrapolation of syste men with large volumes, the high energies per Can deliver momentum.

Seit ihrem Erscheinen im Jahr 1966 hat die Entwicklung die­ ses Lasertyps trotz der bei ihm auftretenden technologischen Schwierigkeiten (Physik der hohen Temperaturen, Kompatibili­ tät der Werkstoffe, usw.) derartige Fortschritte gemacht, daß er einen Grad der Zuverlässigkeit erreicht hat, der mit dem anderer Laser vergleichbar ist. Es hat sich heraus­ gestellt, daß seine Anwendung zum Pumpen von Farbstofflasern geeignet ist, und auf einem hohen Leistungsniveau kann er zur Isotopentrennung des atomaren Urans verwendet werden (etwa 10 kW). In diesem zuletztgenannten Anwendungsgebiet sind die an das Zuverlässigkeitsniveau des Lasers gestellten Anforderungen für industrielle Einsätze erheblich gestiegen (sichere Betriebsdauer von mehreren tausend Stunden). Im gegenwärtigen Stand der Technik haben die verfügbaren Metall­ dampflaser wesentlich kürzere Lebensdauern (hundert Stunden), und zwar weniger wegen des Wanderns des Metalls, das aus dem Plasma in die kalten Zonen "ausweicht", als wegen der Anfäl­ ligkeit des Rohrs selbst, die auf die extremen Bedingungen zurückzuführen ist, unter denen es arbeiten muß:Since its appearance in 1966, the development has ses laser type in spite of the technological Difficulties (physics of high temperatures, compatibility progress of materials, etc.)  that he has reached a level of reliability that is comparable to that of other lasers. It turned out posed that its application for pumping dye lasers is suitable, and at a high level of performance he can can be used for the isotope separation of atomic uranium (about 10 kW). In this latter area of application are based on the reliability level of the laser Requirements for industrial use increased significantly (safe operating time of several thousand hours). in the Current state of the art have the metal available steam laser much shorter lifetimes (hundred hours), less because of the migration of the metal from the Plasma "evades" into the cold zones than because of the seizures the pipe itself, due to the extreme conditions under which it has to work:

  • - sehr hohe Temperatur von 1400 bis 1600°C mit starken Schwankungen in Abhängigkeit von der Zeit (Thermoschock) ,- very high temperature from 1400 to 1600 ° C with strong Fluctuations depending on the time (thermal shock),
  • - hohes elektrisches Feld,- high electric field,
  • - Druckunterschied zwischen den Wänden des Rohrs.- pressure difference between the walls of the pipe.

Im allgemeinen wird das hitzebeständige Rohr rissig, was entweder zu Dichtungsmängeln oder zu einer verstärkten Verschmutzung durch die die rissige Keramik umgebende Isolation führt.In general, the heat-resistant pipe will crack, either to seal defects or to increased pollution through the insulation surrounding the cracked ceramic.

Bei den ersten Vorrichtungen bestand das Plasmarohr aus einem Rohr aus Keramik (Aluminiumoxid), das an seinen beiden Enden offen war. Durch wassergekühlte Ringe wurde die Abdichtung zwischen diesem Rohr und den Elektrodenhaltern hergestellt. Die beiden rohrförmigen Elektroden, die ihrerseits an jedem Ende koaxial montiert waren, traten mehrere 10 cm in das feuerfeste Rohr ein. Das Rohr war von einer pulverförmigen oder faserförmigen Wärmeisolation von einer gewissen Dicke umgeben, die die Auf­ rechterhaltung des thermischen Gleichgewichts für eine be­ stimmte mittlere eingegebene elektrische Leistung gestat­ tete.In the first devices, the plasma tube consisted of one Ceramic (alumina) tube that is open at both ends was. With water-cooled rings, the seal between this tube and the electrode holders. The two tubular electrodes, which in turn are coaxial at each end were installed, several 10 cm stepped into the refractory tube a. The tube was of a powder or fiber shape Thermal insulation surrounded by a certain thickness that the on maintaining thermal equilibrium for a be  agreed average electrical power allowed killed.

Die Nachteile dieser Vorrichtung sind:The disadvantages of this device are:

  • 1. Die Gefahr des Bruchs der Keramik an den Enden der Elek­ troden (kathodenseitig) infolge des hohen elektrischen Feldes und der Metallisierung des Raums zwischen dem Keramikrohr und den Elektroden.1. The danger of the ceramic breaking at the ends of the elec Troden (cathode side) due to the high electrical Field and the metallization of the space between the Ceramic tube and the electrodes.
  • 2. Ein hohes und ungünstiges Verhältnis der Länge der Kera­ mik zur Länge der Entladung. Zur Verringerung des Wärme­ gefälles zu den Enden hin und zum Schutz der Wulstringe erstrecken sich die Elektroden bis über die Hälfte der Länge des Keramikrohrs.2. A high and unfavorable ratio of the length of the kera mic to the length of the discharge. To reduce heat slope towards the ends and to protect the bead rings the electrodes extend to over half of the Length of the ceramic tube.
  • 3. Die an der Wand des Rohrs vorgesehene Metallreserve wirkt sich auf den Nutzquerschnitt des Laserstrahls aus.3. The metal reserve provided on the wall of the pipe acts the useful cross-section of the laser beam.

Die Entwicklung der Metalldampflaser im Zusammenhang mit der Isotopentrennung hat zu technologischen Vereinfachungen geführt, die Lösungen für die genannten Probleme 1 und 2 er­ brachten. Die Abdichtung wird nicht mehr an der auf hohe Temperatur erhitzten Keramik selbst vorgenommen, sondern die aus dem Keramikrohr und der koaxialen Wärmeisolation bestehen­ de Einheit ist in einem Mantel aus Glas (Pyrex) enthalten. Dieses ganze Volumen ist mit einem Puffergas (Neon) gefüllt, das für das Lasermedium dient. Die Temperatur der Keramik wird so gut wie gleichmäßig. Dieser Aufbau verursacht jedoch einen anderen Nachteil: die Zeit für die Präparierung des Rohrs (Entgasung der Wärmeisolation) ist besonders lang. Zur Begrenzung der Verschmutzung des Lasermediums durch die Ent­ gasung der Wärmeisolation wird eine Spülung der Verunreini­ gungen durch einen permanenten Puffergasstrom vorgenommen. Die anderen vorgeschlagenen Vorrichtungen beruhen auf der Idee eines Rohrs mit zwei oder mehr Mänteln, wobei in dem Plasmarohr ein anderer Druck herrscht als in dem die Wärme­ isolation enthaltenden Außenraum.The development of the metal vapor laser related Isotope separation has led to technological simplifications led the solutions to the problems 1 and 2 he mentioned brought. The seal is no longer on the high Heated ceramic itself, but the temperature consist of the ceramic tube and the coaxial thermal insulation The unit is contained in a glass jacket (Pyrex). This whole volume is filled with a buffer gas (neon), that serves for the laser medium. The temperature of the ceramic becomes pretty much even. However, this structure causes another disadvantage: the time to prepare the Pipe (degassing the thermal insulation) is particularly long. To Limitation of contamination of the laser medium by the Ent Gassing the heat insulation becomes a rinse of the contaminants conditions made by a permanent buffer gas flow. The other proposed devices are based on the  Idea of a tube with two or more jackets, in which Plasma tube is under a different pressure than the heat outdoor space containing isolation.

Im Zusatzpatent FR-A-26 13 143 hat die Anmelderin eine Vor­ richtung mit Blenden vorgeschlagen, die in den dichten, hitzebestän­ digen Mantel eingeschoben sind und Räume für eine größere Metallreserve schaffen.In the additional patent FR-A-26 13 143 the applicant has a proposal Direction with bezels suggested in the dense, heat-resistant coat are inserted and spaces for a larger one Create a metal reserve.

Bei dieser Vorrichtung ist der Metalldampfdruck durch die Temperatur der Rohrwand gegeben. Es besteht noch ein auf den Mantel verteiltes Temperaturgefälle. Dieses ist erfor­ derlich, um die Abdichtung an den Enden des Rohrs mit Hilfe von wassergekühlten Ringen vornehmen zu können. Da jedoch in diesem Fall die Entladung nicht mit dem Rohr in Kontakt kommt, eignet sich diese Vorrichtung mehr für Metalldampf­ laser mit Außenerhitzung (beispielsweise mit Hilfe eines um die Außenwand des Mantels herumgewickelten Widerstands). Da die elektrische Längsentladung nicht in direkten Kontakt mit der Wand des Rohrs und mit der Metallreserve kommt, braucht es länger, bis das Metall verdampft, und erfordert die Bil­ dung des Lasermediums eine höhere Entladungsleistung. Da sich das Lasermedium nicht über den ganzen Querschnitt des Keramikmantels erstreckt, ist eine Begrenzung der Repeti­ tionsfrequenz der Impulse auf einige kHz festzustellen. Der Mantel wird stärker durch thermische Spannungen beansprucht und bleibt der anfällige Teil der Vorrichtung. Besondere Aufmerksamkeit erfordert der Schutz der Dichtungen an den beiden Enden.In this device, the metal vapor pressure is due to the Given the temperature of the pipe wall. There is still one distributed temperature gradient the coat. This is required necessary to use the seal at the ends of the pipe of water-cooled rings. However, since in this case the discharge is not in contact with the pipe comes, this device is more suitable for metal vapor laser with external heating (for example with the help of an um the outer wall of the sheath wound resistance). There the longitudinal electrical discharge is not in direct contact with the wall of the pipe and comes with the metal reserve needs it takes longer for the metal to evaporate and requires the bil of the laser medium has a higher discharge power. There the laser medium does not cover the entire cross section of the Ceramic jacket stretches is a limitation of the repetition tion frequency of the pulses to a few kHz. The The jacket is subjected to greater stress from thermal stresses and remains the vulnerable part of the device. Special The protection of the seals on the both ends.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile durch Schaffung eines Metalldampflasers mit wesentlich höherer Zuverlässig­ keit und längerer Lebensdauer zu vermeiden, wobei ein opti­ males Leistungsniveau und eine relativ vielseitige Anwend­ barkeit beibehalten werden und vermieden wird, daß die Metallreserven den Querschnitt des Strahls beeinträchtigen.The aim of the invention is to overcome these drawbacks a metal vapor laser with much higher reliability Avoid speed and longer life, with an opti male performance level and a relatively versatile application  maintainability and avoid that the Metal reserves affect the cross section of the beam.

Zu diesem Zweck ist ein erfindungsgemäßer Metalldampflaser, bestehend aus einem rohrförmigen Mantel aus einem hitzebestän­ digem elektrisch isolierenden Werkstoff, der ein Laser­ medium von einem eine Wärmeisolation enthaltenden Außen­ raum trennt, zwei an den Enden des rohrförmigen Mantels montierte rohrförmige, zueinander koaxiale Elektroden zur Erregung des Lasermediums durch Längsentladung und einem im Inneren des rohrförmigen Mantels angeordneten Plasma­ rohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmarohr mindestens eine Aussparung zur Aufnahme einer Metallreserve für das Lasermedium aufweist und zwischen den Elektroden aus mehre­ ren aufeinanderfolgenden Rohrsegmenten aus einem hitzebestän­ digem Werkstoff besteht, die im wesentlichen dieselbe Längsachse wie die rohrförmigen Elektroden haben.For this purpose, a metal vapor laser according to the invention is consisting of a tubular jacket made of a heat-resistant material digem electrically insulating material, which is a laser medium from an exterior containing thermal insulation space separates, two at the ends of the tubular shell Assembled tubular, coaxial electrodes for Excitation of the laser medium by longitudinal discharge and one Plasma arranged inside the tubular jacket tube, characterized in that the plasma tube at least a recess to hold a metal reserve for the Has laser medium and several between the electrodes successive pipe segments made of a heat-resistant material digem material, which is essentially the same Longitudinal axis like the tubular electrodes.

Dank der Erfindung besitzt der Laser eine wesentlich höhere Lebensdauer, wobei die sichere Betriebsdauer mehrere tausend Stunden erreicht. Dies liegt daran, daß der hitzebeständige, rohr­ förmige Mantel, der den empfindlichsten Teil der Vorrichtung darstellt, nicht mehr direkt dem aktiven Medium ausgesetzt ist. Infolgedessen hat er eine weniger hohe Temperatur und ist einem schwächeren elektrischen Feld ausgesetzt. Das Plasma wird durch die Rohrsegmente umgrenzt, die eine wesent­ lich kleinere Länge besitzen, was folgende Vorteile mit sich bringt:Thanks to the invention, the laser has a much higher one Lifespan, the safe operating life being several thousand Hours reached. This is because the heat-resistant pipe shaped coat that is the most sensitive part of the device represents, no longer directly exposed to the active medium is. As a result, it has a lower temperature and is exposed to a weaker electric field. The Plasma is delimited by the tube segments, which are essential Lich smaller length, which has the following advantages brings:

  • - die hitzebeständigen Keramiken sind robuster, wenn sie eine kleinere Größe haben;- The heat-resistant ceramics are more robust if they have one have smaller size;
  • - wenn ein Rohrsegment trotzdem beschädigt wird, kann es einfach ausgetauscht werden, während bei den bekannten Lasern durch einen Bruch des kompletten Rohrs die gesamte Vorrichtung unverwendbar wird;- if a pipe segment is damaged, it can can be easily exchanged while the well-known  Laser through a break in the entire tube Device becomes unusable;
  • - da das Plasma im wesentlichen den ganzen Innenraum des Plasmarohrs ausfüllt, kann die maximale Repetitionsfre­ quenz der Impulse, die mit einem guten Betrieb des Lasers kompatibel ist, höher sein.- Since the plasma essentially the entire interior of the Fills plasma tube, the maximum repetition fre sequence of impulses associated with good operation of the laser is compatible, be higher.

Bei einer bevorzugten Abwandlung der Erfindung besitzt das Plasmarohr ferner zwischen den Rohrsegmenten angeord­ nete Montageringe zur Montage der Rohrsegmente, die mit ihrem Umfang an der Innenfläche des rohrförmigen Mantels anliegen und einen Innenquerschnitt besitzen, der im wesent­ lichen gleich dem Innenquerschnitt der Rohrsegmente ist.In a preferred modification of the invention the plasma tube is further arranged between the tube segments Nete mounting rings for mounting the pipe segments with their circumference on the inner surface of the tubular jacket fit and have an internal cross-section that is essentially Lichen is equal to the inner cross-section of the pipe segments.

Die Verwendung dieser Montageringe gestattet einen einfachen Einbau des segmentierten Plasmarohrs in den rohrförmigen Mantel. Der segmentierte Baukörper kann im Fall der Beschädi­ gung eines der Rohrsegmente leicht ausgebaut und nach Aus­ tausch des schadhaften Segments wieder eingebaut werden.The use of these mounting rings allows an easy one Installation of the segmented plasma tube in the tubular Coat. The segmented structure can in the case of damage One of the pipe segments slightly removed and after removal replacement of the defective segment.

Die Aussparung zur Aufnahme der Metallreserve für das Laser­ medium besteht in zweckmäßiger Weise aus einer Vertiefung, die auf der Innenfläche eines Montagerings der Rohrsegmente vorgesehen ist.The cutout to hold the metal reserve for the laser medium suitably consists of a recess, that on the inner surface of a mounting ring of the pipe segments is provided.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. In dieser Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention result from the following description, in the attached Drawing is referenced. In this drawing:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Laser, Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive laser,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Einzelheit eines erfindungsgemäßen Lasers, und Fig. 2 is a longitudinal section through a detail of a laser according to the invention, and

Fig. 3 einen Schnitt in der Ebene III-III von Fig. 2. Fig. 3 shows a section in the plane III-III of FIG. 2.

Der in Fig. 1 im Längsschnitt gezeigte Metalldampflaser besitzt erfindungsgemäß einen rohrförmigen Mantel 2 in Form eines zylindrischen Rohrs aus hitzebeständiger, elektrisch isolierender Keramik (beispielsweise aus gesintertem Aluminium­ oxid). Das hitzebeständige Rohr 2 bildet einen dichten Mantel, der den das Lasermedium (Puffergas und Metalldampf) ent­ haltenden Raum von einem Außenraum trennt, der eine Wärme­ isolation 12 enthält. Diese besteht aus einem Verbund von Aluminium­ oxidfasern, die um das Mantelrohr 2 herum angeordnet sind und die Wärmeisolierung des das aktive Medium enthal­ tenden Bereichs gewährleisten. An jedem Ende des rohrför­ migen Mantels 2 ist eine Kathode 6a bzw. eine Anode 6b angeordnet. Diese Elektroden 6a und 6b, die aus einem hitzebestän­ digem Metall wie Tantal bestehen, haben die Form von zylin­ drischen Rohren, die zum Mantel 2 koaxial sind. Sie treten teilweise in das Innere des rohrförmigen Mantels 2 ein, um das Lasermedium in Längsrichtung zu erregen. Diese Elektro­ den 6a, 6b sind auf Elektrodenhaltern 14 montiert, die aus Metallscheiben bestehen, die auf die Achse des Rohrs 2 zen­ triert sind und in der Mitte eine Bohrung zum Durchgang der Elektroden 6a, 6b besitzen. Die Elektrodenhalter 14 ver­ schließen die Enden des rohrförmigen Mantels 2, indem sie an diesen Enden positioniert sind, wobei die Abdichtung des Innenraums des Mantels 2 durch Wulstringe 22 gewährleistet ist. Jeder Wulstring 22 ist mit einem Kühlring 18 in Kontakt, in dem ein ringförmiger Kühlkreis 20 vorgesehen ist, in dem eine Kühlflüssigkeit umläuft. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Kühl­ ring 18 mit seiner Innenfläche mit dem Ende des rohrförmi­ gen Mantels 2 in Kontakt und liegt außerdem mit einer seiner Seitenflächen an der Fläche des benachbarten Elektrodenhal­ ters 14 an und gewährleistet auf diese Weise die erforder­ liche Kühlung des Dichtrings 22, der die Abdichtung zwischen dem Mantel 2 und dem Elektrodenhalter 14 herstellt.The metal vapor laser shown in FIG. 1 in longitudinal section has, according to the invention, a tubular jacket 2 in the form of a cylindrical tube made of heat-resistant, electrically insulating ceramic (for example made of sintered aluminum oxide). The heat-resistant tube 2 forms a tight jacket which separates the space containing the laser medium (buffer gas and metal vapor) from an external space containing heat insulation 12 . This consists of a composite of aluminum oxide fibers, which are arranged around the casing tube 2 and ensure the thermal insulation of the area containing the active medium. At each end of the tubular shell 2 , a cathode 6 a or an anode 6 b is arranged. These electrodes 6 a and 6 b, which consist of a heat-resistant metal such as tantalum, have the shape of cylindrical tubes that are coaxial with the jacket 2 . They partially enter the interior of the tubular jacket 2 in order to excite the laser medium in the longitudinal direction. These electric 6 a, 6 b are mounted on electrode holders 14 , which consist of metal disks that are centered on the axis of the tube 2 and have a hole in the middle for the passage of electrodes 6 a, 6 b. The electrode holder 14 ver close the ends of the tubular jacket 2 by being positioned at these ends, the sealing of the interior of the jacket 2 is ensured by bead rings 22 . Each bead ring 22 is in contact with a cooling ring 18 in which an annular cooling circuit 20 is provided, in which a cooling liquid circulates. As shown in Fig. 1, the cooling ring 18 is in contact with its inner surface with the end of the tubular casing 2 and also lies with one of its side surfaces on the surface of the adjacent electrode holder 14 , thus ensuring the required cooling of the Sealing ring 22 , which produces the seal between the jacket 2 and the electrode holder 14 .

Die elektrische Speisung der Elektroden 6a, 6b geht über Leiter 24, 26 vor sich, die mit einem nicht dargestellten Generator verbunden sind, der kurze elektrische Impulse (kleiner als 100 ns) hoher Spannung (etwa 10 kV) liefert. Der Leiter 24 führt den Strom der Kathode 6a zu, wobei der Strom bei der Längsentladung durch das in dem Mantel 2 enthaltene Gas über die Anode 6b, den zugeordneten Elektro­ denhalter 14 und dann über einen koaxialen Rückleiter 16 zurückkehrt, an den der zweite Speiseleiter 26 angeschlos­ sen ist.The electrical supply of the electrodes 6 a, 6 b takes place via conductors 24 , 26 , which are connected to a generator, not shown, which delivers short electrical pulses (less than 100 ns) of high voltage (approximately 10 kV). The conductor 24 supplies the current to the cathode 6 a, the current during the longitudinal discharge through the gas contained in the jacket 2 via the anode 6 b, the associated electrical denhalter 14 and then via a coaxial return conductor 16 , to which the second returns Feeder 26 is ruled out.

Die rohrförmigen Elektroden 6a, 6b sind auf bekannte Weise an ihrem Ende durch Fenster 8 abgeschlossen, die gegen die Achse des Rohrs im Brewster-Winkel geneigt sind, um die Ver­ luste durch Reflexion möglichst gering zu halten. Zwei Spie­ gel 10 sind links und rechts vom Laserrohr senkrecht zu sei­ ner Achse angeordnet und grenzen den Hohlraumresonator des Lasers ab.The tubular electrodes 6 a, 6 b are completed in a known manner at their end through windows 8 which are inclined against the axis of the tube at a Brewster angle in order to keep the losses through reflection as low as possible. Two mirror 10 are arranged to the left and right of the laser tube perpendicular to its axis and delimit the cavity of the laser.

Im Inneren des aus Keramik bestehenden Mantels 2 ist ein Plasmarohr 4 angeordnet, das sich im wesentlichen über die ganze Länge zwischen den beiden rohrförmigen Elektroden 6a, 6b erstreckt. Das Plasmarohr 4 besteht aus einer Reihe von zylindrischen, zueinander koaxialen Rohrsegmenten 30 mit demselben Radius r, die auf der Längsachse des rohrförmi­ gen Mantels 2 und der rohrförmigen Elektroden 6a, 6b lie­ gen. Die aufeinanderfolgenden Rohrsegmente 30 bestehen aus feuerfester, elektrisch isolierender Keramik, beispielsweise aus gesintertem Aluminiumoxid. Ihr Radius r fällt vorzugsweise ungefähr mit dem Radius der rohrförmigen Elektroden 6a, 6b zusammen, so daß die Rohrsegmente 30 des Plasmarohrs 4 einen Innenquerschnitt besitzen, der im wesentlichen gleich dem Querschnitt der rohrförmigen Elektroden 6a, 6b ist.In the interior of the jacket 2 made of ceramic, a plasma tube 4 is arranged, which extends essentially over the entire length between the two tubular electrodes 6 a, 6 b. The plasma tube 4 consists of a series of cylindrical, mutually coaxial tube segments 30 with the same radius r, which lie on the longitudinal axis of the tubular jacket 2 and the tubular electrodes 6 a, 6 b. The successive tube segments 30 consist of refractory, electrically insulating Ceramic, for example made of sintered aluminum oxide. Its radius r preferably coincides approximately with the radius of the tubular electrodes 6 a, 6 b, so that the tube segments 30 of the plasma tube 4 have an internal cross section which is essentially the same as the cross section of the tubular electrodes 6 a, 6 b.

Die Rohrsegmente 30 des Plasmarohrs 4 sind in dem Mantel 2 durch Montageringe 32, 38 montiert, die zwischen den Rohr­ segmenten 30 angeordnet sind.The tube segments 30 of the plasma tube 4 are mounted in the jacket 2 by mounting rings 32 , 38 , which are arranged between the tube segments 30 .

Die Montageringe 32, 38 bestehen aus hitzebeständiger, elektrisch isolierender Keramik, beispielsweise aus gesintertem Aluminiumoxid. Ihr Innenquerschnitt ist gleich dem Innenquerschnitt der Rohrsegmente 30. Ihre Umfangsfläche 46 liegt an der Innen­ fläche des rohrförmigen Mantels 2 an, so daß ihre Stellung im Mantel 2 festgelegt ist. Jeder Montagering 32, der zwi­ schen zwei Rohrsegmenten 30 angeordnet ist, besitzt auf seiner Innenfläche zwei Senkungen 36. Diese nach zwei Sei­ ten des Montagerings 32 gerichteten Senkungen haben densel­ ben Radius, der im wesentlichen gleich dem Außenradius der Rohrsegmente 30 ist, so daß sie Aussparungen bilden, in die die beiden zu beiden Seiten des betreffenden Montagerings 32 befindlichen Rohrsegmente 30 eintreten. Die an den beiden Enden des Plasmarohrs 4 angeordneten Montageringe halten jeweils nur ein einziges Rohrsegment 30 und erfordern des­ halb nur eine auf dieses Rohrsegment 30 zu gerichtete Sen­ kung 36.The mounting rings 32 , 38 consist of heat-resistant, electrically insulating ceramic, for example of sintered aluminum oxide. Their inside cross section is equal to the inside cross section of the pipe segments 30 . Its peripheral surface 46 lies against the inner surface of the tubular jacket 2 , so that its position in the jacket 2 is fixed. Each mounting ring 32 , which is arranged between two pipe segments 30 , has two recesses 36 on its inner surface. This directed after two Be th of the mounting ring 32 countersink ben radius, which is substantially equal to the outer radius of the pipe segments 30 , so that they form recesses into which the two pipe segments 30 located on both sides of the relevant mounting ring 32 enter. The arranged at the two ends of the plasma tube 4 mounting rings each hold only a single tube segment 30 and therefore only require one to this tube segment 30 directed Sen 36th

Die Innenfläche jedes zwischen zwei Rohrsegmenten 30 befind­ lichen Montagerings 32 besitzt ferner eine Vertiefung 34, die eine Aussparung zur Aufnahme einer Metallreserve bildet, die zur Aufrechterhaltung des Metalldampfgehalts des Laser­ mediums dient. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungs­ beispiel besteht die Vertiefung 34 aus einer ringförmigen Aussparung, die in der Innenfläche des Montagerings 32 aus­ gearbeitet ist, wobei die Metallreserve 50 infolge der Schwer­ kraft sich natürlich im unteren Teil der Vertiefung 34 befin­ det. The inner surface of each between two pipe segments 30 Lichen mounting ring 32 also has a recess 34 which forms a recess for receiving a metal reserve, which is used to maintain the metal vapor content of the laser medium. In the embodiment shown in the figures, the depression 34 consists of an annular recess which is machined in the inner surface of the mounting ring 32 , the metal reserve 50 being located in the lower part of the depression 34 as a result of the force of gravity.

Das aus den Rohrsegmenten 30 und den Montageringen 32 beste­ hende segmentierte Plasmarohr 4 ist in dem rohrförmigen Man­ tel 2 durch zwei zylindrische Buchsen 40, 42 aus hitzebeständiger Keramik positioniert, die an den beiden Enden des Plasma­ rohrs 4 angeordnet sind. Sie besitzen einen etwas kleineren Durchmesser als der rohrförmige Mantel 2 und stützen sich an den seitlichen Rändern der an den Enden des segmentierten Plasmarohrs 4 befindlichen Montageringe 38 ab. Auf der Seite der Kathode 6a stützt sich die Buchse 40 andererseits an der Fläche 43 des entsprechenden Elektrodenhalters 14 ab, durch den der Mantel 2 in Nähe der Kathode 6a verschlossen wird. Am anderen Ende des rohrförmigen Mantels 2 stützt sich die Buchse 42 andererseits an mindestens einer Schraubenfeder 44 ab, die zwischen dieser Buchse 42 und der Fläche 45 des Elektrodenhalters 14 sitzt, die den Mantel 2 in Nähe der Anode 6b verschließt. Die Feder 44 ist auf Kompression bean­ sprucht und übt eine Längskraft auf die Buchse 42 aus, die diese Kraft auf den Montagering 38 und auf das segmentierte Plasmarohr 4 ausübt, damit es insbesondere bei durch den Laserbetrieb erzeugten thermischen Verformungen zusammen­ gehalten wird.Consisting of the tube segments 30 and the mounting rings 32 best rising segmented plasma tube 4 is positioned in the tubular Man tel 2 by two cylindrical bushes 40, 42 made of heat-resistant ceramics, which are arranged at the two ends of the plasma tube. 4 They have a somewhat smaller diameter than the tubular jacket 2 and are supported on the lateral edges of the mounting rings 38 located at the ends of the segmented plasma tube 4 . On the side of the cathode 6 a, the socket 40 is supported on the other hand on the surface 43 of the corresponding electrode holder 14 , by which the jacket 2 is closed in the vicinity of the cathode 6 a. At the other end of the tubular jacket 2 , the socket 42 is supported on the other hand by at least one coil spring 44 , which sits between this socket 42 and the surface 45 of the electrode holder 14 , which closes the jacket 2 in the vicinity of the anode 6 b. The spring 44 is subject to compression and exerts a longitudinal force on the bush 42 , which exerts this force on the mounting ring 38 and on the segmented plasma tube 4 , so that it is held together, in particular by thermal deformations generated by laser operation.

Der die Anode 6b umgebende Bereich der Vorrichtung ist detaillierter in Fig. 2 dargestellt, die eine zweckmäßige Ausführungsform der Montageringe 32 zeigt. Die Umfangsflä­ che 46 der zwischen zwei Rohrsegmenten 30 angeordneten Mon­ tageringe 32 ist so bearbeitet, daß die Umfangskontaktzone 48 zwischen diesen Ringen 32 und der Innenfläche des Mantels 2 eine reduzierte Ausdehnung besitzt. Bei dem in Fig. 2 ge­ zeigten Ausführungsbeispiel besteht diese Kontaktzone aus zwei ringförmigen Kanten 48, die den Umfang des Montage­ rings 32 in Nähe seiner Seitenflächen darstellen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktzone 48 ebenfalls reduziert und besteht aus Auflagepunkten (mindes­ tens drei), die auf den Umfang des Montagerings 32 verteilt sind.The area of the device surrounding the anode 6 b is shown in more detail in FIG. 2, which shows an expedient embodiment of the mounting rings 32 . The circumferential surface 46 of the arranged between two pipe segments 30 Mon rings 32 is machined so that the peripheral contact zone 48 between these rings 32 and the inner surface of the shell 2 has a reduced extent. In the ge shown in Fig. 2 embodiment, this contact zone consists of two annular edges 48 which represent the circumference of the mounting ring 32 near its side surfaces. In another preferred embodiment, the contact zone 48 is also reduced and consists of support points (at least three) that are distributed over the circumference of the mounting ring 32 .

Der erfindungsgemäße Laser arbeitet wie die bekannten Metall­ dampflaser. In den Mantel 2 wird ein Puffergas (Neon) unter einem Druck von etwa 2,666 kPa (20 Torr) eingeführt und in die Aussparungen 34 der Montageringe 32 des Plasmarohrs 4 werden Reserven 50 von festem Metall (Kupfer) eingebracht, die so angeordnet werden, daß sie den Querschnitt des Plasma­ rohrs 4 nicht beeinträchtigen. Nun wird das Lasermedium durch Längsentladung im Puffergas zwischen den Elektroden 6a und 6b erhitzt, bis das Medium die Betriebstemperatur (etwa 1500°C) erreicht. Diese Betriebstemperatur bestimmt die Metalldampf­ spannung im Lasermedium (etwa 0,133 kPa, d. h. 1 Torr) und damit seine Konzentration.The laser according to the invention works like the known metal vapor laser. A buffer gas (neon) is introduced into the jacket 2 under a pressure of approximately 2.666 kPa (20 torr) and in the recesses 34 of the mounting rings 32 of the plasma tube 4 , reserves 50 of solid metal (copper) are introduced, which are arranged such that they do not affect the cross section of the plasma tube 4 . Now the laser medium is heated by longitudinal discharge in the buffer gas between the electrodes 6 a and 6 b until the medium reaches the operating temperature (about 1500 ° C). This operating temperature determines the metal vapor voltage in the laser medium (about 0.133 kPa, ie 1 Torr) and thus its concentration.

Nun ist das Lasermedium in dem Plasmarohr 4 gebildet, und die Längsentladungen im Plasma bewirken, unterstützt durch das Puffergas, den Übergang von Metallatomen in einen angereg­ ten Zustand. Dies führt zu einem Zustand der Besetzungs­ inversion in dem Hohlraumresonator, der bei der Entregung die Emission des Laserstrahls zur Folge hat (grünes Licht mit der Wellenlänge 0,5106 µm im Fall eines Kupferdampflasers) .Now the laser medium is formed in the plasma tube 4 , and the longitudinal discharges in the plasma, supported by the buffer gas, cause the transition from metal atoms to an excited state. This leads to a state of population inversion in the cavity resonator, which results in the emission of the laser beam upon de-excitation (green light with a wavelength of 0.5106 µm in the case of a copper vapor laser).

Der zentrale Teil des Lasers wird somit auf eine Temperatur von etwa 1500°C erhitzt. Da die Dichtringe 22 zur Abdichtung des Mantels 2 dieser Temperatur nicht standhalten würden, wer­ den sie durch Umlauf von Wasser in dem in den Kühlringen 18 vorgesehenen Kühlkreis gekühlt.The central part of the laser is thus heated to a temperature of around 1500 ° C. Since the sealing rings 22 for sealing the jacket 2 would not withstand this temperature, who cooled them by circulating water in the cooling circuit provided in the cooling rings 18 .

Der rohrförmige Mantel 2 aus Keramik bildet das empfindlichste Bauteil des Lasers. Er besitzt nämlich eine ziemlich große Länge (bis zu 2 m), und bei diesen Abmessungen ist es bekannt­ lich schwierig, Keramikrohre zu schaffen, die sehr robust sind und gleichzeitig keine Formabweichungen (Konizität) auf­ weisen. Dank der Erfindung ist der Mantel 2, durch den die Lebensdauer der bisherigen Metalldampflaser auf einige hun­ dert Stunden beschränkt wurde, nicht direkt den extremen Bedingungen infolge des Kontakts mit dem Plasma ausgesetzt, was eine erhebliche Erhöhung der Lebensdauer des Lasers ge­ stattet (sichere Betriebsdauer bis zu mehreren tausend Stun­ den). Einerseits ist er nicht mehr dem hohen elektrischen Feld (30 bis 40 V/cm) ausgesetzt, das in dem Plasma herrscht, und andererseits ist seine Temperatur wesentlich niedriger, und zwar insbesondere dann, wenn die Kontaktzone 48 zwischen seiner Innenfläche und den Montageringen 32 des Plasmarohrs 4 auf die in Fig. 2 gezeigte Weise verkleinert wird. Eine Verkleinerung dieses Kontaktbereichs 48 gestattet die Begren­ zung des Wärmeflusses durch Wärmeleitung zwischen dem Plasma­ rohr 4 und dem Mantel 2.The tubular jacket 2 made of ceramic forms the most sensitive component of the laser. It has a fairly large length (up to 2 m), and with these dimensions it is known to be difficult to create ceramic tubes that are very robust and at the same time have no shape deviations (taper). Thanks to the invention, the jacket 2 , by which the life of the previous metal vapor laser was limited to a few hundred hours, is not directly exposed to the extreme conditions resulting from contact with the plasma, which allows a considerable increase in the life of the laser (safe operating time up to to several thousand hours). On the one hand, it is no longer exposed to the high electric field (30 to 40 V / cm) that prevails in the plasma, and on the other hand its temperature is significantly lower, especially when the contact zone 48 between its inner surface and the mounting rings 32 of the Plasma tube 4 is reduced in the manner shown in Fig. 2. A reduction in this contact area 48 allows the limitation of the heat flow by heat conduction between the plasma tube 4 and the jacket 2nd

Die extremen Bedingungen infolge des Magnetfeldes und der Temperatur wirken bei dem erfindungsgemäßen Laser auf die Rohrsegmente 30 und auf die Montageringe 32 ein. Da diese Bauteile kleiner als der Mantel 2 sind (ein Rohrsegment 30 mißt gewöhnlich 20 cm), sind sie leichter herzustellen und besitzen eine höhere relative Robustheit, wodurch sich die Zuverlässigkeit des Lasers erhöht. Außerdem kann eines die­ ser Bauteile, wenn es trotzdem schadhaft wird (Risse, Bruch) ausgetauscht werden, indem das Rohr 4 ausgebaut, das schad­ hafte Bauteil ausgetauscht und das Plasmarohr 4 wieder ein­ gebaut wird. Bei den bekannten Metalldampflasern bringt der geringste Defekt des mit dem Plasma in Kontakt befindlichen Bereichs den kompletten Ausfall der gesamten Vorrichtung mit sich.The extreme conditions due to the magnetic field and the temperature act on the tube segments 30 and on the mounting rings 32 in the laser according to the invention. Since these components are smaller than the jacket 2 (a tube segment 30 usually measures 20 cm), they are easier to manufacture and have a higher relative robustness, which increases the reliability of the laser. In addition, one of these components, if it is still defective (cracks, breakage) can be replaced by removing the tube 4 , replacing the defective component and installing the plasma tube 4 again. In the known metal vapor lasers, the slightest defect in the area in contact with the plasma results in the complete failure of the entire device.

Da der rohrförmige Mantel 2 dicht verschlossen ist, tritt keine Verschmutzung des Lasermediums durch die Entgasung der Wärmeisolation 12 auf. Ferner ist auch keine Beseitigung der durch das Rohr 4 verursachten Verunreinigungen wie bei manchen bekannten Lasern mehr nötig.Since the tubular jacket 2 is tightly sealed, the laser medium is not contaminated by degassing the thermal insulation 12 . Furthermore, it is no longer necessary to remove the impurities caused by the tube 4 , as in some known lasers.

Die Erfindung ermöglicht ferner die Schaffung eines Metall­ dampflasers, bei dem zwischen den rohrförmigen Elektroden 6a, 6b und der Innenfläche des rohrförmigen Mantels 2 ein so großer Raum bestehen bleibt, daß das Auftreten von Licht­ bögen auf der Seite der Kathode 6a vermieden wird, ohne daß ein Mantel 2 mit einer komplizierten Form erforderlich ist. Der erfindungsgemäße Laser kann einfach mit einem Mantel 2 zylindrischer Form ausgeführt sein.The invention also enables the creation of a metal vapor laser, in which between the tubular electrodes 6 a, 6 b and the inner surface of the tubular jacket 2 , such a large space remains that the occurrence of arcs on the side of the cathode 6 a is avoided without requiring a jacket 2 with a complicated shape. The laser according to the invention can simply be designed with a jacket 2 of cylindrical shape.

Die Aussparungen 34 in dem Plasmarohr 4 verhindern wie in dem Zusatzpatent FR-A-26 13 143 der Anmelderin, daß die Me­ tallreserven 50 den erzeugten Laserstrahl partiell abdecken. Da das das Lasermedium bildende Plasma bei der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung den ganzen Raum im Inneren des segmen­ tierten Rohrs 4 einnimmt, erreicht man durch die Verringe­ rung der Lebensdauer der Metallatome in dem Grundzustand des den Laserstrahl erzeugenden Übergangs höhere Repetitions­ frequenzen der Impulse (etwa 10 kHz) als in dem genannten Zusatzpatent.The recesses 34 in the plasma tube 4 prevent, as in the additional patent FR-A-26 13 143 of the applicant, that the metal reserves 50 partially cover the laser beam generated. Since the plasma forming the laser medium in the device according to the Invention occupies the entire space inside the segmen ted tube 4 , one achieves higher repetition frequencies of the pulses (about 10 kHz ) than in the additional patent mentioned.

Das segmentierte Plasmarohr 4 wird in dem rohrförmigen Man­ tel durch Buchsen 40, 42 und Federn 44 positioniert. Diese Montageart gestattet den Zusammenhalt des segmentierten Rohrs 4, wenn es durch die im Laserbetrieb auftretenden Temperatur­ schwankungen thermische Verformungen (Ausdehnung oder Schrumpfung) erleidet. Diese Verformungen führen nämlich zu Änderungen der Länge des Plasmarohrs 4, die bei einem Rohr mit der Länge von 1,5 m bis zu 10 mm gehen können. Die Federn 44 müssen eine Temperatur von etwa 600°C aushalten. Es können beispielsweise Federn aus Inconel gewählt werden. Anstelle der Federn 44, die auf die in Fig. 1 und 2 gezeigte Weise auf den Umfang des Mantels 2 verteilt sind, kann eine einzige Schraubenfeder vorgesehen sein, deren Windungen sich im Inneren des Mantels 2 in Nähe seiner Innenfläche befinden, oder jede andere Rückhol­ einrichtung, die eine gleichwertige Längskraft liefert.The segmented plasma tube 4 is positioned in the tubular man tel through bushings 40 , 42 and springs 44 . This type of assembly allows the segmented tube 4 to hold together if it undergoes thermal deformations (expansion or contraction) due to the temperature fluctuations occurring in laser operation. This deformation namely leads to changes in the length of the plasma tube 4 , which can go up to 10 mm for a tube with a length of 1.5 m. The springs 44 must withstand a temperature of approximately 600 ° C. For example, Inconel springs can be selected. Instead of the springs 44 , which are distributed over the circumference of the casing 2 in the manner shown in FIGS. 1 and 2, a single coil spring can be provided, the windings of which are located inside the casing 2 near its inner surface, or any other return device that provides an equivalent longitudinal force.

Im dargestellten Fall sind diese Federn 44 auf der Seite der Anode 6b vorgesehen. Sie können jedoch auch auf der Seite der Kathode 6a oder sogar an beiden Enden des Mantels 2 vorgesehen werden. Der Vorteil bei der Anordnung auf der Seite der Anode 6b besteht darin, daß dadurch die Möglich­ keit des Auftretens eines Lichtbogens zwischen der Elektrode 6a, 6b und dem rohrförmigen Mantel 2 verringert wird, da die­ ser Lichtbogen durch das Vorhandensein einer leitenden Feder 44 erleichtert wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anode 6b im wesentlichen auf dem Potential der Masse, so daß Lichtbögen unwahrscheinlich sind, während die Kathode eine Potentialdifferenz von 10 bis 15 kV gegen die Masse auf­ weist.In the case shown, these springs 44 are provided on the side of the anode 6 b. However, they can also be provided on the side of the cathode 6 a or even at both ends of the jacket 2 . The advantage of the arrangement on the side of the anode 6 b is that thereby the possibility of an arc occurring between the electrode 6 a, 6 b and the tubular jacket 2 is reduced, since the water arc by the presence of a conductive spring 44 is facilitated. In the illustrated embodiment, the anode 6 b is essentially at the potential of the ground, so that arcing is unlikely, while the cathode has a potential difference of 10 to 15 kV against the ground.

Die Erfindung ist nicht auf die im vorhergehenden anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the exemplary embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 3.

Insbesondere sind zahlreiche Ausführungsformen eines segmen­ tierten Plasmarohrs möglich. Die Rohrsegmente 30 können bei­ spielsweise einen Umfangsteil besitzen, der an der Innenfläche des rohrförmigen Mantels 2 anliegt, was einen erfindungsge­ mäßen Aufbau ohne Montageringe 32, 38 ermöglicht. In diesem Fall sind die Aussparungen 34 zur Aufnahme der Metallreserve 50 für das Lasermedium in den Rohrsegmenten 30 selbst ausge­ arbeitet.In particular, numerous embodiments of a segmented plasma tube are possible. The tube segments 30 may have, for example, a peripheral part which abuts the inner surface of the tubular jacket 2 , which allows a structure according to the invention without mounting rings 32 , 38 . In this case, the recesses 34 for receiving the metal reserve 50 for the laser medium in the tube segments 30 themselves are working out.

Zur Bildung von Plasmarohren mit großen Abmessungen ist ein segmentierter Aufbau des Plasmarohrs 4 der Verwendung eines einzigen Rohrs vorzuziehen, das schwer herzustellen ist (Rein­ heit, Maßgenauigkeit) und für thermische Spannungen empfind­ licher ist. Soweit man über hitzebeständige Metalle (Tantal, Wolfram, Molybdän) von höherer Reinheit als gesintertes Aluminium­ oxid verfügen kann, hindert nichts daran, Rohrsegmente 30 aus Metall zu verwenden, die zur Vermeidung von Kurzschlüssen durch elektrisch isolierende Montageringe 32 getrennt sind. Diese leitenden Intervalle bestimmen die Verteilung des Potentials im Plasma, bilden einen Wärmeschirm und reißen nicht so leicht wie Tonerde.To form plasma tubes with large dimensions, a segmented structure of the plasma tube 4 is preferable to the use of a single tube which is difficult to manufacture (purity, dimensional accuracy) and is more sensitive to thermal stresses. As far as one can have heat-resistant metals (tantalum, tungsten, molybdenum) of higher purity than sintered aluminum oxide, nothing prevents the use of pipe segments 30 made of metal, which are separated by electrically insulating mounting rings 32 to avoid short circuits. These conductive intervals determine the distribution of the potential in the plasma, form a heat shield and do not tear as easily as alumina.

Anstelle der wassergekühlten Dichtringe 22 des Mantels 2 können zur Bildung eines versiegelten Rohrs auch Keramik- Metallelemente benutzt werden.Instead of the water-cooled sealing rings 22 of the jacket 2 , ceramic-metal elements can also be used to form a sealed tube.

Anstelle der den rohrförmigen Mantel 2 umgebenden Aluminiumoxid­ fasern 12 können als Wärmeisolation auch andere Einrichtun­ gen, beispielsweise eine Folge von Wärmeschirmen vorgesehen sein.Instead of the alumina fibers 12 surrounding the tubular jacket 2 , other devices, for example a series of heat shields, can also be provided as thermal insulation.

Der voranstehend verwendete Begriff "hitzebeständig" soll auch "feuerfest" bedeuten im Sinne der sogenannten "Feuerfestmate­ rialien".The term "heat-resistant" used above is also intended "Fireproof" in the sense of the so-called "refractory mate" rialien ".

Claims (12)

1. Metalldampflaser, bestehend aus einem rohrförmigen Man­ tel (2) aus einem hitzebeständigen, elektrisch isolierenden Werkstoff, der ein Lasermedium von einem eine Wärmeiso­ lation (12) enthaltenden Außenraum trennt, zwei an den Enden des rohrförmigen Mantels montierte rohrförmige, zu­ einander koaxiale Elektroden (6a, 6b) zur Erregung des Lasermediums durch Längsentladung und einem im Inneren des rohrförmigen Mantels (2) angeordneten Plasmarohr (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmarohr mindestens eine Aussparung (34) zur Aufnahme einer Metallreserve (50) für das Lasermedium aufweist und zwischen den Elektroden (6a, 6b) aus mehre­ ren aufeinanderfolgenden Rohrsegmenten (30) aus einem hitze­ beständigen Werkstoff besteht, die im wesentlichen die­ selbe Längsachse wie die rohrförmigen Elektroden (6a, 6b) haben.1. metal vapor laser, consisting of a tubular Man tel ( 2 ) made of a heat-resistant, electrically insulating material that separates a laser medium from a heat insulation ( 12 ) containing outer space, two tubular, coaxial electrodes mounted at the ends of the tubular jacket ( 6 a, 6 b) for excitation of the laser medium by longitudinal discharge and a plasma tube ( 4 ) arranged in the interior of the tubular jacket ( 2 ), characterized in that the plasma tube has at least one recess ( 34 ) for receiving a metal reserve ( 50 ) for the Has laser medium and between the electrodes ( 6 a, 6 b) from several successive tubular segments ( 30 ) made of a heat-resistant material, which have essentially the same longitudinal axis as the tubular electrodes ( 6 a, 6 b). 2. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt der Rohrsegmente (30) des Plasmarohrs (4) im wesentlichen gleich dem Querschnitt der rohrför­ migen Elektroden (6a, 6b) ist.2. Laser according to claim 1, characterized in that the inner cross section of the tube segments ( 30 ) of the plasma tube ( 4 ) is substantially equal to the cross section of the rohrför shaped electrodes ( 6 a, 6 b). 3. Laser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmarohr ferner zwischen den Rohrsegmenten (30) angeordnete Montageringe (32, 38) zur Montage dieser Rohr­ segmente (30) besitzt, die mit ihrem Umfang (46, 48) an der Innenfläche des rohrförmigen Mantels (2) anliegen und einen Innenquerschnitt besitzen, der im wesentlichen gleich dem Innenquerschnitt der Rohrsegmente (30) ist. 3. Laser according to claim 1 or 2, characterized in that the plasma tube further between the tube segments ( 30 ) arranged mounting rings ( 32 , 38 ) for mounting these tube segments ( 30 ), with its circumference ( 46 , 48 ) on the Bearing the inner surface of the tubular jacket ( 2 ) and have an inner cross section which is substantially equal to the inner cross section of the tubular segments ( 30 ). 4. Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageringe (32, 38) zur Montage der Rohrsegmente (30) aus einem hitzebeständigen, elektrisch isolierenden Werkstoff bestehen.4. Laser according to claim 3, characterized in that the mounting rings ( 32 , 38 ) for mounting the tube segments ( 30 ) consist of a heat-resistant, electrically insulating material. 5. Laser nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aussparung (34) zur Aufnahme einer Metallreserve (5) für das Lasermedium aus einer Vertie­ fung besteht, die an der Innenfläche eines Montagerings (32) der Rohrsegmente (30) vorgesehen ist.5. Laser according to one of claims 3 or 4, characterized in that the recess ( 34 ) for receiving a metal reserve ( 5 ) for the laser medium consists of a recess, which on the inner surface of a mounting ring ( 32 ) of the tubular segments ( 30 ) is provided. 6. Laser nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Montageringe (32) der Rohrsegmente (30) über einen reduzierten Umfangsbereich (48) mit der Innen­ fläche des rohrförmigen Mantels (2) in Kontakt sind, um den Wärmefluß durch Übertragung von dem Plasmarohr (4) auf den rohrförmigen Mantel (2) zu begrenzen.6. Laser according to one of claims 3 to 5, characterized in that the mounting rings ( 32 ) of the tubular segments ( 30 ) over a reduced circumferential area ( 48 ) with the inner surface of the tubular jacket ( 2 ) are in contact to the heat flow by transferring from the plasma tube ( 4 ) to the tubular jacket ( 2 ). 7. Laser nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder zwischen zwei Rohrsegmenten (30) an­ geordneter Montagering (32) auf seiner Innenfläche zwei Senkungen (36) aufweist, in die die Rohrsegmente (30) eintreten.7. Laser according to one of claims 3 to 6, characterized in that each between two tube segments ( 30 ) on an ordered mounting ring ( 32 ) on its inner surface has two depressions ( 36 ) into which the tube segments ( 30 ) enter. 8. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohrsegmente (30) des Plasmarohrs (4) aus einem hitzebeständigen, elektrisch isolierenden Werkstoff bestehen.8. Laser according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tube segments ( 30 ) of the plasma tube ( 4 ) consist of a heat-resistant, electrically insulating material. 9. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rohrsegmente (30) des Plasmarohrs (4) aus einem metallischen hitzebeständigen Werkstoff bestehen. 9. Laser according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tube segments ( 30 ) of the plasma tube ( 4 ) consist of a metallic heat-resistant material. 10. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Plasmarohr (4) in dem rohrförmigen Mantel (2) durch zwei Buchsen (40, 42) gehalten ist, die auf jedes Ende des Plasmarohrs (4) eine Längskraft über­ tragen, um es insbesondere bei den im Betrieb des Lasers erzeugten thermischen Verformungen zusammenzuhalten, wo­ bei die Längskraft von mindestens einem Rückholorgan (44) ausgeübt ist, das zwischen eine der Buchsen (42) und das entsprechende Ende (45) des rohrförmigen Mantels (2) ein­ gesetzt ist.10. Laser according to one of claims 1 to 9, characterized in that the plasma tube ( 4 ) in the tubular jacket ( 2 ) is held by two sockets ( 40 , 42 ) which on each end of the plasma tube ( 4 ) a longitudinal force carry over to hold it together, in particular in the thermal deformations generated during operation of the laser, where the longitudinal force is exerted by at least one return element ( 44 ) which is between one of the sockets ( 42 ) and the corresponding end ( 45 ) of the tubular jacket ( 2 ) is set. 11. Laser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückholorgan (44) an dem Ende (45) des rohrförmigen Man­ tels (2) angeordnet ist, auf dessen Seite diejenige der rohrförmigen Elektroden (6b) liegt, deren elektrisches Potential im Betrieb dem Potential der Masse am nächsten ist.11. Laser according to claim 10, characterized in that the return member ( 44 ) at the end ( 45 ) of the tubular man means ( 2 ) is arranged, on the side of which the tubular electrodes ( 6 b), whose electrical potential is in operation is closest to the potential of the mass. 12. Laser nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Plasmarohr (4) sich im wesentlichen über die ganze Länge zwischen den beiden rohrförmigen Elektroden (6a, 6b) erstreckt.12. Laser according to one of claims 1 to 11, characterized in that the plasma tube ( 4 ) extends substantially over the entire length between the two tubular electrodes ( 6 a, 6 b).
DE19914111858 1990-07-11 1991-04-11 Metal vapour laser - has plasma tube formed by series of short tubes within holders Withdrawn DE4111858A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9008820A FR2665582B1 (en) 1990-07-11 1990-07-11 METAL STEAM LASER SOURCE.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4111858A1 true DE4111858A1 (en) 1992-01-16

Family

ID=9398594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914111858 Withdrawn DE4111858A1 (en) 1990-07-11 1991-04-11 Metal vapour laser - has plasma tube formed by series of short tubes within holders

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4111858A1 (en)
FR (1) FR2665582B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110600974B (en) * 2019-10-31 2024-04-26 成都微深科技有限公司 Laser assembly with support transition device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1553109A (en) * 1967-11-30 1969-01-10
US3755756A (en) * 1971-05-20 1973-08-28 Bell Telephone Labor Inc Gaseous laser employing a segmented discharge tube
GB2176335B (en) * 1985-06-04 1989-12-06 English Electric Valve Co Ltd Discharge tubes
GB8812276D0 (en) * 1988-05-24 1988-06-29 English Electric Valve Co Ltd Laser apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
FR2665582B1 (en) 1995-03-24
FR2665582A1 (en) 1992-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19743702C2 (en) High-pressure metal halide discharge lamp
DE2351919C3 (en) Hollow cathode metal vapor laser tube
DE9112690U1 (en) High pressure discharge lamp
DE2014480A1 (en) Highly heat-resistant protective cover
DE3789950T2 (en) Ceramic bulb for high pressure discharge lamp.
DE2641867A1 (en) ELECTRIC DISCHARGE LAMP
DE69839292T2 (en) Short arc discharge lamp and manufacturing method thereof
DE3038993C2 (en) Metal vapor discharge lamp
DE68918480T2 (en) Ceramic bulb for high-pressure discharge lamp and method for producing this bulb.
DE2142338A1 (en) Optical transmitter or amplifier with a gaseous medium
DE3688599T2 (en) Hole construction for gas lasers.
DE19729219B4 (en) High pressure discharge lamp with cooled electrode and corresponding electrode
DE3327940A1 (en) HIGH-PERFORMANCE CESIUM LAMP SYSTEM FOR LASER PUMPING
DE3036112C2 (en) Metal vapor laser with cataphoretic vapor transport
DE1764910B1 (en) CATHODE FOR AN OPTICAL TRANSMITTER OR AMPLIFIER FOR COAERENT RADIATION
DE69927574T2 (en) ELECTRIC LAMP WITH A COATED OUTDOOR CIRCUIT
DE4111858A1 (en) Metal vapour laser - has plasma tube formed by series of short tubes within holders
DE4327535A1 (en) High-pressure discharge lamp with ceramic discharge tube
EP0477735A1 (en) High pressure discharge lamp
DE69103912T2 (en) Unilateral metal vapor discharge lamp.
DE2824761A1 (en) DISCHARGE HEATED COPPER VAPOR LASER
DE3851515T2 (en) Metal vapor laser apparatus.
DE2223057A1 (en) Arc lamp
DE3883837T2 (en) Metal vapor laser.
DE2943358A1 (en) LASER ARRANGEMENT

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8139 Disposal/non-payment of the annual fee