DE4128596A1

DE4128596A1 - Verfahren zur herstellung eines bandleiterlasers

Info

Publication number: DE4128596A1
Application number: DE4128596A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Ing Welsch; Hans Dipl Phys Krueger; Norbert Dr Rer Nat Wenzel; Hubert Dr Rer Nat Grosse-Wilde; Wilfried Dipl Phys Haas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1993-03-04
Also published as: US5244428A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bandleiterlasers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 37 29 053 bekannt.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, be steht in einer Erhöhung der Betriebsdauer eines abgeschlossenen Bandleiterlasers über 10 000 Betriebsstunden bei geringem Her stellungsaufwand. Diese Aufgabe wird bei einem Laser nach dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine Weichlötung als Lötverbindung in einem Laser einzusetzen, ist nicht ohne weiteres möglich. Nach einer Weichlötung verblei ben im Laser Wasserreste, Kohlenwasserstoffe und andere Verun reinigungen, die bei der maximal zulässigen Temperatur von Weich lötstellen von etwa 150°C nicht ausgeheizt werden können. Eine Reinigung und ein Ausheizen der genannten Verunreinigungen ist nach der Erfindung gelungen, indem man mit gesonderten Plasmabe handlungen den Innenraum des Lasers zunächst in oxidierender At mosphäre reinigt und anschließend in einer für den Betrieb des Lasers unschädlichen Gaszusammensetzung passiviert. Bei CO₂- Bandleiterlasern eignet sich zur Reinigung ein O₂-haltiges Plas ma, welches vorteilhaft zwischen der nicht auf Massepotential liegenden ("hochliegenden") Elektrode und dem Gehäuse angeregt wird. Soweit dies nicht möglich ist, empfiehlt sich der Einsatz einer Hilfselektrode, die im Laser verbleiben kann.

Die Anregung des Plasmas erfolgt vorteilhaft elektrodenlos mit tels einer gepulsten HF mit einer Frequenz, die bis in den GHz- Bereich reichen kann.

Die erste Plasmabehandlung in einer O₂-haltigen Atmosphäre, die vorzugsweise aus reinem Sauerstoff oder einer Mischung aus Sau erstoff und Helium besteht, bewirkt neben der Reinigung auch eine Formierung der Innenwände. In der zweiten Plasmabehandlung wird beim CO₂-Laser vorteilhaft CO₂ eingeblasen und die Plasmabe handlung fortgesetzt, bis der Innenraum des Gehäuses vollständig passiviert ist, d. h., daß die freiliegenden Oberflächen mit CO₂ gesättigt sind und daher beim Betrieb keine Änderung der CO₂-Kon zentration im Lasergehäuse mehr hervorrufen können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß im Laser ein Plasma angeregt wird, welches eine intensive UV-Strahlung im Wellenlängenbereich unter 200 nm erzeugt. Dies ergibt eine beson ders schnelle und kräftige Reinigung. Beim Betrieb dem Laserplas ma besonders stark ausgesetzte Teile, wie z. B. die Elektroden, werden vorteilhaft gesondert den beschriebenen Plasmabehandlungen ausgesetzt. Dadurch werden diese besonders stark gereinigt und passiviert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand einer Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein Flowsheet für das erfindungsgemäße Verfahren.

Zunächst werden die Laserteile in üblicher Weise zusammengesetzt. Erfindungsgemäß wird dann zumindest ein Teil der Laserteile durch Weichlöten miteinander verbunden. Nach dem Weichlöten wird eine Plasmabehandlung in einem O₂-haltigen Gas durchgeführt, welches bei Bedarf Helium oder ähnliche Zusätze enthält, die die optimale Oxidationsgeschwindigkeit gewährleisten. Durch diese Behandlung werden die Wände gereinigt und formiert, d. h. oxidiert. Zusätz lich werden durch eine weitere Plasmabehandlung, für einen CO₂- Laser in CO₂ die Wände passiviert, d. h. CO₂ wird bis zur Sätti gung an die Wände angelagert, so daß beim späteren Betrieb des geschlossenen Lasers keine Änderung des CO₂-Partialdruckes im Laser mehr stattfindet. Nach dieser Behandlung kann der Laser gefüllt und vakuumdicht verschlossen werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Bandleiterlasers, welcher aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzt wird, mit einem Entladungs raum mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt und einem Gehäuse, bei dem zumindest ein Teil der Bestandteile durch Lötung mitein ander verbunden wird, dadurch gekennzeich net, daß zumindest zwei Teile miteinander weichverlötet wer den, daß nach dem Weichlöten der Innenraum des Lasers durch Ein wirkung von Plasma gereinigt und in einer weiteren Plasmabehand lung in einer für den Betrieb des Lasers unschädlichen Gaszusam mensetzung passiviert wird und daß die Temperatur der miteinan der weichverlöteten Teile des Lasers bei der Plasmabehandlung auf höchstens etwa 150°C beschränkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß im Laser zur Reinigung ein O₂-haltiges Plasma angeregt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Plasma zwischen der nicht auf Massepo tential liegenden ("hochliegenden") Elektrode und dem Gehäuse angeregt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Anregung des Plasmas zumindest eine Hilfselektrode im Laser angeordnet ist und daß zwischen dieser Hilfselektrode und dem Gehäuse das Plasma angeregt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Plasma durch eine elektrodenlose Anre gung mittels einer gepulsten HF, die bis in den GHz-Breich rei chen kann, angeregt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Passivierung im Laser ein Plasma im CO₂-Gas angeregt wird und daß der Gasdruck so gewählt wird, daß sich die Wand des Lasers mit CO₂ sättigt.

7. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Plasma angeregt wird, welches eine intensive UV-Strahlung im Wellenlängenbereich unter 200 nm erzeugt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Plasmabehandlungen zwischen verschie denen beim Betrieb dem Laserplasma besonders ausgesetzten Teilen des Lasers, z. B. den Elektroden, gesondert durchgeführt werden.