DE602004000574T2 - Gaslaserröhre mit einem Magnetfeld zur Formung des optischen Bündels - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Laser-Oszillator des Typs, bei dem eine elektrischen Entladung als Pumpe für ein Gaslasermedium verwendet wird, zur Verwendung bei Laserbearbeitung, medizinischer Behandlung, Beleuchtung und Kommunikation usw. und insbesondere einen Laser-Oszillator mit einer Funktion zum Steuern eines lateralen Modus (im Folgenden als Strahlmodus bezeichnet) der Laserausgabe.
  • Man kennt einen Gaslaser-Oszillator zur Verwendung bei Laserbearbeitung, medizinischer Behandlung, Beleuchtung und Kommunikation usw. mit einem oder mehr elektrischen Entladungsabschnitten mit Elektroden, die jeweils mit einer Spannungsquelle zum Anregen von elektrischer Entladung verbunden sind. 6 zeigt schematisch ein typisches Beispiel für einen solchen Gaslaser-Oszillator. Siehe 6: Zwischen einem hinteren Spiegel 4a, der von einem totalreflektierenden Spiegel bereitgestellt wird, und einem Auskoppelspiegel 4b, der von einem teilreflektierenden Spiegel bereitgestellt wird, wird ein optischer Resonanzraum gebildet. In diesem befinden sich zwei elektrische Entladungsabschnitte 3a, 3b.
  • Das Mediumgas zirkuliert mithilfe eines Gebläses 6 entlang Zirkulationswegen durch den optischen Resonanzraum. Das aus dem Gebläse 6 herauskommende Mediumgas gelangt zur Entfernung von Kompressionswärme durch einen Wärmeaustauscher 5a und wird den elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b zugeführt. Die elektrischen Entladungsabschnitte 3a, 3b besitzen Elektroden 2a, 2b, die jeweils verbunden sind mit Spannungsquellen 1a bzw. 1b zum Anregen von elektrischer Entladung zum Pumpen des Gasmediums mittels elektrischer Entladung zwischen den Elektroden 2a, 2b, so dass ein Laserstrahl erzeugt wird. Der erzeugte Laserstrahl wird durch den optischen Resonator verstärkt und vom Auskoppelspiegel 4b ausgesendet. Das durch die elektrische Entladung aufgeheizte Gasmedium wird durch den Wärmeaustauscher 5b abgekühlt und kehrt zum Gebläse 6 zurück.
  • Bei diesem Beispiel werden zwei elektrische Entladungsabschnitte 3a, 3b mit jeweils einen elektrischen Entladungsröhre durch die entsprechenden Spannungsquellen 1a, 1b angeregt. Die Spannungsquellen 1a, 1b liefern Wechselstrom, und daher sind die in den elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b erzeugten elektrischen Entladungen Wechselstromentladungen.
  • In der Regel wird der Strahlmodus eines Gaslaser-Oszillators dieses Typs von der Anordnung und Größe des Laser-Resonators bestimmt. Beispielsweise ändert sich der Strahlmodus je nach der Länge des Laser-Resonators, der Querschnittsform und Größe des elektrischen Entladungsabschnittes. Besteht der elektrische Entladungsabschnitt zudem aus einer elektrischen Entladungsröhre, sind Faktoren, die den Strahlmodus bestimmen, auch der Innendurchmesser einer Apertur, die an ei nem optischen Pfad bereitgestellt wird (in 6 nicht dargestellt), sowie der Innendurchmesser der elektrischen Entladungsröhre und die Formen der Elektroden. Diese Faktoren sind zum Beispiel in JP 64-42187 eingehend erläutert.
  • Der Strahlmodus der Gaslaser-Oszillators sollte je nach der Verwendung des Laser-Oszillators in der Praxis, beispielsweise zur Bearbeitung, eingestellt werden. Eine adäquate Steuerung des Strahlmodus ist wünschenswert, damit er die Eigenschaften aufweist, die für die Verwendung des Laser-Oszillators in der Praxis geeignet sind, und sich unterschiedlichen Verwendungen anpassen kann.
  • Man kennt ein Verfahren zum Steuern des Strahlmodus mit einer Apertur, wie in EP 0492340A offenbart. Dabei wird eine Apertur zum Beschränken des Strahldurchmessers in einen optischen Pfad eines Laser-Resonators eingesetzt und wieder zurückgezogen, so dass der Strahlmodus geändert wird. Eine Modusveränderung erfolgt zwischen einem TEM00-Modus (Gauss-Modus) oder Niedriggradmodus und einem TEM01*-Modus (Ringmodus) oder Hochgradmodus, indem vom Zustand der auf einer optischen Achse eingesetzten Apertur zum Zustand der aus dem optischen Pfad zurückgezogenen Apertur umgeschaltet wird.
  • Bei diesem Verfahren, bei dem die Apertur mechanisch betätigt wird, tritt gewöhnlich ein Problem mit der Haltbarkeit und der geringen Anpassungsfähigkeit an eine Hochgeschwindigkeitssteuerung des Strahlmodus im Hinblick auf Reaktionsmerkmale auf. Zudem ist die Einstellung einer optischen Achse der Apertur schwierig, was zu Schwierigkeiten bei Handhabung und Wartung führt.
  • Eine weitere Technik zur Steuerung des Strahlmodus ist aus JP 2002-118312A bekannt. In dieser Schrift wird ein adaptiver Spiegel (Spiegel mit variabler Krümmung) zum Steuern des Strahlmodus verwendet. Die Modusänderung erfolgt zwischen zwei eingestellten Zuständen der mechanisch veränderbaren Spiegelkrümmung. Auch dieses Verfahren, bei dem die Spiegelkrümmung verändert wird, bereitet jedoch Probleme bei den Reaktionsmerkmalen und der Steuerbarkeit insofern, als die Spiegelform mechanisch variiert wird, und löst nicht die Schwierigkeit beim Einstellen einer optischen Achse des Spiegels. Die Funktion und Struktur des adaptiven Spiegels sind eingehend in JP 3072519B beschrieben.
  • Aus JP-A-01 202 879 kennt man zudem einen Gaslaser-Oszillator nach der Präambel des beigefügten Anspruchs 1. Dabei wird ein Gauss-Modus erhalten durch Anlegen eines Magnetfeldes an einen elektrischen Entladungsabschnitt in Richtung des Umfangs um die Entladungsrichtung des Lasermediums herum, wodurch der Entladungsbereich derart gesteuert wird, dass er zum axialen Zentrum der Entladung hin zusammengedrückt wird.
  • US-A-4 604 752 offenbart ebenfalls einen Gaslaser-Oszillator nach der Präambel des beigefügten Anspruchs 1, wobei eine Dreiphasen-Wechselstrom-Magnetfeld-Wicklung einen schnell rotierenden Wechselstrom-Magnetfeld-Vektor erzeugt, der mit einer zentralen Entladungssäule wechselwirkt. Genauer gesagt, wird eine axiale Hälfte einer Laserentladungsstruktur offenbart, wobei Dreiphasen-Wechselstrom-Magnetfeld-Wicklungen auf ein Entladungsvolumen in einem wassergekühlten Aufbewahrungsgefäß einwirken, das an jedem seiner Enden einen Elektrodenring besitzt, so dass der schnell rotierende Wechselstrom-Magnetfeld-Vektor erzeugt wird.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung kann einen leicht zu wartenden Gaslaser-Oszillator bereitstellen, der den Laserstrahlmodus mit hoher Reaktion und Steuerbarkeit regeln kann.
  • Ein erfindungsgemäßer Gaslaser-Oszillator umfasst: einen elektrischen Entladungsabschnitt, der derart betrieben werden kann, dass eine elektrische Entladung im Gaslasermedium zum Pumpen des Gaslasermediums erzeugt wird; eine Spannungsquelle, die mit dem elektrischen Entladungsabschnitt verbunden ist und derart betrieben werden kann, dass diesem elektrische Entladungsspannung zugeführt wird; und eine Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes, die derart betrieben werden kann, dass ein Magnetfeld an den elektrischen Entladungsabschnitt in einer anderen Richtung als die Richtung der elektrischen Entladung angelegt wird, so dass ein Parameter aus Intensität und Richtung des Magnetfeldes verändert werden kann und dadurch ein lateraler Laserausgabemodus verändert wird; dadurch gekennzeichnet, dass: der elektrische Entladungsabschnitt eine elektrische Entladungsröhre umfasst, mit der die Spannungsquelle über Elektroden verbunden ist, die sich an einander gegenüberliegenden Seiten der Entladungsröhre über Kreuz zur Achse der Entladungsröhre befinden, so dass die elektrische Entladung von der einen Seite der Entladungsröhre zur anderen und über Kreuz zur Röhrenachse stattfindet; und die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes Spulen umfasst, die um den elektrischen Entladungsabschnitt gewickelt sind, sowie Spulenerregungsvorrichtungen, die einen Stromfluss in den Spulen derart bewirken, dass ein Magnetfluss in axialer Richtung des elektrischen Entladungsabschnittes erzeugt wird, wodurch eine elektromagnetische Kraft erzeugt wird, die auf die elektrische Entladung in einer Richtung über Kreuz zur Entladungsrichtung einwirkt.
  • Die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes kann Gleichstrom-Spulenerregungsvorrichtungen umfassen, mit denen den Spulen Gleichstrom zugeführt wird, so dass die Intensität des an den elektrischen Entladungsabschnitt ange legten Magnetfeldes durch Veränderung der Gleichstromstärke verändert werden kann.
  • Die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes kann ersatzweise Wechselstrom-Spulenerregungsvorrichtungen umfassen, mit denen den Spulen Wechselstrom zugeführt wird, so dass die Intensität des an den elektrischen Entladungsabschnitt angelegten Magnetfeldes durch Veränderung der Wechselstromstärke verändert werden kann. Die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes kann das Wechselstrom-Magnetfeld mit dem Entladewechselstrom synchronisieren.
  • Es kann eine Mehrzahl elektrischer Entladungsabschnitte vorgesehen sein. Die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes legt ein Magnetfeld an einen von einer Mehrzahl elektrischer Entladungsabschnitte in einer anderen Richtung als die Richtung des Magnetfeldes in einem anderen der Mehrzahl elektrischer Entladungsabschnitte an.
  • Bei obiger Anordnung des Gaslaser-Oszillators lässt sich der Strahlmodus über die Steuerung von Intensität und Richtung des Magnetfeldes steuern, das an den elektrischen Entladungsabschnitt angelegt wird, ohne dass mechanische Bewegung oder Verformung des optischen Bauteils angewendet werden muss. Somit erhält man ohne eine komplizierte Struktur eine Strahlmodussteuerfunktion mit hoher Steuerbarkeit, die bei hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann und zudem leichte Handhabung und Wartung bereitstellt. Dadurch werden leicht für verschiedene Verwendungen geeignete Strahlmoden erhalten, die bei verschiedenen Verwendungen eingesetzt werden können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigt/zeigen:
  • 1 schematisch einen Laser-Oszillator nach einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2a2c schematische Querschnitte eines elektrischen Entladungsabschnitts des Laser-Oszillators, wobei 2a die bei der Anregung von Spulen auf einen elektrischen Entladestrom ausgeübte Kraft zeigt, 2a und 2b die Einflüsse der Kraft auf einen elektrischen Entladestrom zeigen, der mit der Phase eines Wechselstroms zum Anregen einer elektrischen Entladung variiert, und 2d einen Zustand des elektrischen Entladestroms bei einem Zyklus des elektrischen Entladewechselstroms zeigt;
  • 3a ein Schaubild des Strahlmodus, wenn kein Magnetfeld angelegt wird, und 3b ein Schaubild des Strahlmodus, wenn ein ausreichend starkes Magnetfeld an den Laser-Oszillator angelegt wird;
  • 4a ein Schaubild des Strahlmodus, wenn ein vergleichsweise schwaches Magnetfeld angelegt wird, 4b ein Schaubild des Strahlmodus, wenn ein mittleres Magnetfeld angelegt wird, 4c ein Schaubild des Strahlmodus, wenn ein vergleichsweise starkes Magnetfeld angelegt wird;
  • 5 schematisch den Querschnitt durch den elektrischen Entladungsabschnitt mit einem Zustand eines elektrischen Entladestroms mit Spiralelektroden; und
  • 6 schematisch ein typisches Beispiel für einen herkömmlichen Gaslaser-Oszillator.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG
  • Siehe 1: Ein optischer Resonanzraum wird zwischen einem hinteren Spiegel 4a, der ein totalreflektierender Spiegel ist, und einem Ausgabespiegel 4b, der ein teilreflektierender Spiegel ist, gebildet. Zwei elektrische Entladungsabschnitte 3a, 3b zum Pumpen von Gaslasermedium befinden sich in dem optischen Resonanzraum.
  • Die elektrischen Entladungsabschnitte 3a, 3b besitzen jeweils Elektroden 2a bzw. 2b. Die Elektroden 2a sind mit einer elektrischen Entladungsspannungsquelle 1a verbunden, die Elektroden 2b mit einer elektrischen Entladungsspannungsquelle 1b. Die elektrischen Entladungsspannungsquellen 1a, 1b sind Wechselstromversorgungen und führen den jeweiligen elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b Wechselstrom zu. Die Quellen 1a, 1b sind mit einer Steuerung 10 verbunden, die EIN/AUS und das Einstellen der zuzuführenden elektrischen Spannung vornimmt.
  • Das Mediumgas zirkuliert aufgrund eines Gebläses 6 entlang Zirkulationswegen durch den optischen Resonanzraum, wie durch einen Pfeil 7 dargestellt. Das aus dem Gebläse 6 heraustretende Mediumgas strömt zum Entfernen von Kompressionswärme durch den Wärmeaustauscher 5a und wird dann den elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b zugeführt. In den elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b wird das Mediumgas mithilfe von elektrischer Entladung zwischen den Elektroden 2a, 2b gepumpt, so dass ein Laserstrahl erzeugt wird. Der erzeugte Laserstrahl wird durch den optischen Resonator verstärkt und vom Ausgabespiegel 4b nach einem bekannten Prinzip ausgesendet. Das durch die elektrische Entladung aufgeheizte Gasmedium wird durch den Wärmeaustauscher 5b abgekühlt und kehrt zum Gebläse 6 zurück.
  • Die oben beschriebene Anordnung unterscheidet sich nicht besonders von der in 6 dargestellten herkömmlichen Laser-Oszillator-Anordnung. Merkmal der Erfindung ist, dass Spulen 8a, 8b und 8c, 8d um elektrische Entladungsröhren herum angeordnet sind, die die elektrischen Entladungsabschnitte 3a bzw. 3b bilden. Die Spulen 8a, 8b und 8c, 8d können jeweils durch Spulenerregungsstromkreise 9a9d angeregt werden. Die Spulen 8a und 8b befinden sich um die elektrische Entladungsröhre, die den elektrischen Entladungsabschnitt 3a ausmacht, mit einem angemessenen Isolationszwischenraum dazwischen. Ebenso befinden sich die Spulen 8c und 8d um die elektrische Entladungsröhre, die den elektrischen Entladungsabschnitt 3b ausmacht, mit einem angemessenen Isolationszwischenraum dazwischen.
  • Die Spulenerregungsstromkreise 9a9d zum Anregen der jeweiligen Spulen 8a8d sind mit einer Steuerung 10 verbunden, so dass jeweils die Intensitäten und Richtungen der Anregungsströme, die in die Spulen 8a8d fließen sollen (d.h. die diesen zugeführt werden sollen), geregelt werden können. Bei dieser Ausführungsform fließen Gleichströme als Anregungsströme in die Spulen. Die Anregungsströme können Wechselströme sein, wie später noch beschrieben wird.
  • Siehe 2a: Werden die Spulen 8a8d durch Gleichströme angeregt, wird ein Magnetfluss B in jedem elektrischen Entladungsabschnitt 3a und 3b in axialer Richtung der elektrischen Entladungsröhren erzeugt. Fließt ein elektrischer Entlade(gleich)strom I von der oberen zur unteren Seite in 2a, wirkt eine elektromagnetische Kraft F (= I × B) auf den elektrischen Strom I und erzeugt die in 2b dargestellte gekrümmte elektrische Entladung.
  • Wird eine elektrische Wechselstromentladung durch Anregen mittels der elektrischen Entladungsspannungsquellen 1a, 1b in den elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b erzeugt, ändert sich die Richtung des elektrischen Entladestroms alternierend bei jeder halben Periode. In der nächsten halben Periode ist deshalb die Richtung der Kraft F verglichen mit 2b umgekehrt, so dass die in 2c dargestellte elektrische Entladung hervorgerufen wird. Somit breitet sich der elektrische Entladungszustand in der ganzen Periode wie in 2d gezeigt zu den gegenüberliegenden Außenseiten der elektrischen Entladungsröhre aus.
  • Der von der Schwankung des Zustands der elektrischen Entladung im elektrischen Entladungsabschnitt abhängige Strahlmodus wird durch die Breiten der Elektroden beeinflusst. Eine allgemeine Beziehung zwischen den Breiten der Elektroden der elektrischen Entladungsröhre und dem Strahlmodus ist im obengenannten JP 64-42187A offenbart. Siehe 3: Anhand eines Falls mit vergleichsweise schmalen Elektroden wird beschrieben, wie der Strahlmodus je nach dem elektrischen Entladungszustand in der elektrischen Entladungsröhre bestimmt wird.
  • Siehe 3a: Sind die Elektrodenbreiten vergleichsweise schmal, wird ohne Magnetfluss (B = 0) ein Strahlmodus erhalten, der etwa dem Gauss-Modus entspricht. Wird das Magnetfeld (der Magnetfluss B) an den elektrischen Entladestrom angelegt, damit sich dieser ausbreitet, wie in 2d gezeigt, ändert sich der Strahlmodus. Werden beispielsweise die Spulen zur Erzeugung eines ausreichend starken Magnetflusses (B = B1) angeregt, wird ein Ringmodus erhalten, siehe 3b.
  • Schwankt die Intensität des Magnetflusses B zwischen 0 und B1, werden verschiedene Strahlmoden erhalten, siehe 4a4c. Ein Strahlmodus mit etwa trapezoider Form, wie in 4a gezeigt, wird bei einer vergleichsweise kleinen Magnetflussintensität erhalten. Ein Strahlmodus mit Winkelform mit sich vorwölbenden Seiten, wie in 4b gezeigt, wird bei einer mittleren Magnetflussintensität erhalten. Ein Strahlmodus, wie in 4c gezeigt, wird bei einer vergleichsweise hohen Magnetflussintensität im Übergang zum Ringmodus, wie in 3b gezeigt, erhalten.
  • Bei der obigen Beschreibung wird vorausgesetzt, dass die Anregungsintensitäten der Spulen 8a8d in den elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b gleich eingestellt sind. Je nach den Anforderungen können aber die Anregungsintensität der Spulen 8a, 8b im elektrischen Entladungsabschnitt 3a und die Anregungsintensität der Spulen 8c, 8d im elektrischen Entladungsabschnitt 3b verschieden voneinander eingestellt werden. In diesem Fall unterscheiden sich der Modus des Laserstrahls, der im elektrischen Entladungsabschnitt 3a mittels Pumpen erzeugt wird, und der Modus des Laserstrahls, der im elektrischen Entladungsabschnitt 3b mittels Pumpen erzeugt wird. Diese Moden werden gemischt und ergeben als Ganzes einen mittleren Strahlmodus. Zudem können auch die Anregungsintensitäten von Spulen (z.B. der Spule 8a und der Spule 8b) im gleichen elektrischen Entladungsabschnitt unterschiedlich eingestellt werden.
  • Bei der obigen Ausführungsform werden die Magnetfelder durch Leiten von Gleichströmen in die Spulen erzeugt. Sind die Elektroden 2a, 2b spiralförmig um die elektrischen Entladungsröhren angeordnet, können die elektrischen Entladungsspannungsquellen 1a, 1b und die Spulenerregungsstromkreise 9a9d synchron geregelt werden, so dass mit den elektrischen Entladeströmen synchronisierte Magnetfelder erzeugt werden durch Leiten von Wechselstrom in die Spulen 8a8d in den jeweiligen elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b. Dann werden die elektrischen Entladungen ungeachtet der Richtung des elektrischen Stroms (der Wechselstromphase) in Querschnitten der elektrischen Entladungsröhren in eine Richtung gebogen, wie 5 zeigt. Weil die Biegerichtung der elektrischen Entladung sich je nach der Position der elektrischen Entladung in Längsrichtung der elektrischen Entladungsröhre stetig spiralförmig ändert (dreht), werden je nach der Magnetfeldstärke die in 4a4c und 3b dargestellten Strahlmoden erreicht.
  • Bei der obigen Ausführungsform sind zudem die Spulen in den zwei elektrischen Entladungsabschnitten jeweils so angeordnet, dass die Anregungsintensität der jeweiligen Spulen variabel ist. Die Anregungsintensität der Spulen, die in nur einem elektrischen Entladungsabschnitt angeordnet sind, kann variabel sein. Es gibt keine Beschränkung für die Anzahl elektrischer Entladungsabschnitte und die Anzahl elektrischer Entladungsröhren sowie die Anzahl Spannungsquellen. Beispielsweise können ein elektrischer Entladungsabschnitt, eine elektrische Entladungsröhre, eine Spannungsquelle oder drei elektrische Entladungsabschnitte, drei elektrische Entladungsröhren, drei Spannungsquellen vorgesehen sein. Zudem können zwei oder mehr elektrische Entladungsabschnitte durch eine Spannungsquelle angeregt werden. Erfindungsgemäß ist entscheidend, dass das Magnetfeld in mindestens einem elektrischen Entladungsabschnitt erzeugt wird.
  • *Der Gasfaser-Oszillator der obigen Ausführungsform gehört zum Typ des so genannten längsgeströmten Hochgeschwindigkeitslasers. Der erfindungsgemäße Gaslaser-Oszillator ist nicht auf den längsgeströmten Hochgeschwindigkeitslaser beschränkt, sondern kann andere Typen des Gaslaser-Oszillators mit elektrischen Entladungsabschnitten zum Durchführen einer elektrischen Gasentladung umfassen. Die Erfindung kann beispielsweise auf einen längsgeströmten Niedergeschwindigkeitslaser, einen Laser mit zwei senkrechten Achsen, einen Laser mit drei senkrechten Achsen und einen TEA- (transversal angeregten Atmosphären-) Laser usw. angewendet werden, wobei eine zu dem längsgeströmten Hochgeschwindigkeitslaser gleichwertige Wirkung erzielt wird.
  • Die Beschreibung bezieht sich zudem auf den Fall, bei dem die elektrische Gasentladung eine elektrische Wechselstromentladung ist. Das gleiche Prinzip (Anlegen eines Magnetfeldes an den elektrischen Entladestrom zum Steuern des elektrischen Entladungszustands) kann mit der gleichen Wirkung auf eine elektrische Gleichstromentladung oder eine elektrische Pulsentladung angewendet werden.
  • Bei einer elektrischen Gleichstromentladung wird beispielsweise eine pumpende Gleichstrom-Spannungsquelle als pumpende Spannungsquelle 1a, 1b eingesetzt. Die Richtung des Magnetfeldes bezogen auf die Richtung der elektrischen Entladung wird in den elektrischen Entladungsabschnitten 3a, 3b wie in 2a gezeigt eingestellt, so dass die in 2b gezeigte elektrische Entladung erhalten wird. Der Biegungsgrad der elektrischen Entladung wird durch Regeln der Intensität des Magnetflusses B gesteuert.
  • Die in 2b und 2c dargestellten elektrischen Entladungen können zudem erhalten werden, indem ein Parameter aus Richtung des Magnetfeldes und Richtung der elektrischen Entladung im elektrischen Entladungsabschnitt 3a gegenüberliegend zu einem Parameter aus Richtung des Magnetfeldes und Richtung der elektrischen Entladung im elektrischen Entladungsabschnitt 3b eingestellt wird. Dann wird als Ganzes ein Laseroszillationsmodus (z.B. der Ringmodus) erhalten, der demjenigen entspricht, der durch die in 2d gezeigte elektrische Entladung hervorgerufen wird.
  • Weil, wie beschrieben, der erfindungsgemäße Laser-Oszillator die Steuerung oder das Umschalten des Laserstrahlmodus durch Anlegen des Magnetfeldes an die elektrische Entladung zum Pumpen ohne mechanische Bewegung oder Versetzen von optischen Bauteilen durchführt, erhält man eine Laserstrahlsteuerfunktion mit hoher Reaktion und Steuerbarkeit ohne eine komplizierte Struktur. So werden leicht Strahlmoden erzeugt, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind und somit bei verschiedenen Verwendungen eingesetzt werden können.

Claims (5)

  1. Gaslaser-Oszillator, umfassend: einen elektrischen Entladungsabschnitt (3a, 3b), der derart betrieben werden kann, dass eine elektrische Entladung im Gaslasermedium zum Pumpen des Gaslasermediums erzeugt werden kann; eine Spannungsquelle (1a, 1b), die mit dem elektrischen Entladungsabschnitt (3a, 3b) verbunden ist und derart betrieben werden kann, dass diesem elektrische Entladungsspannung zugeführt wird; und eine Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes, die derart betrieben werden kann, dass ein Magnetfeld an den elektrischen Entladungsabschnitt (3a, 3b) in einer anderen Richtung als die Richtung der elektrischen Entladung angelegt wird, so dass ein Parameter aus Intensität und Richtung des Magnetfeldes verändert werden kann und dadurch ein lateraler Laserausgabemodus verändert wird; dadurch gekennzeichnet, dass: der elektrische Entladungsabschnitt (3a, 3b) eine elektrische Entladungsröhre umfasst, mit der die Spannungsquelle (1a, 1b) über Elektroden (2a, 2b) verbunden ist, die sich an einander gegenüberliegenden Seiten der Entladungsröhre über Kreuz zur Achse der Entladungsröhre befinden, so dass die elektrische Entladung von der einen Seite der Entladungsröhre zur anderen und über Kreuz zur Röhrenachse stattfindet; und die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes Spulen (8a8d) umfasst, die um den elektrischen Entladungsabschnitt (3a, 3b) gewickelt sind, sowie Spulenerregungsvorrichtungen (9a9d), die einen Stromfluss in den Spulen (8a8d) derart hervorrufen, dass ein Magnetfluss (B) in axialer Richtung des elektrischen Entladungsabschnittes (3a, 3b) erzeugt wird, wodurch eine elektromagnetische Kraft (F) entsteht, die auf die elektrische Entladung in einer Richtung über Kreuz zur Entladungsrichtung einwirkt.
  2. Gaslaser-Oszillator nach Anspruch 1, wobei die Spulenerregungsvorrichtungen den Spulen (8a8d) Gleichstrom zuführen, so dass die Intensität des an den elektrischen Entladungsabschnitt (3a, 3b) angelegten Magnetfeldes durch Veränderung der Gleichstromstärke verändert werden kann.
  3. Gaslaser-Oszillator nach Anspruch 1, wobei die Spulenerregungsvorrichtungen den Spulen (8a8d) Wechselstrom zuführen, so dass die Intensität des an den elektrischen Entladungsabschnitt (3a, 3b) angelegten Magnetfeldes durch Veränderung der Wechselstromstärke verändert werden kann.
  4. Gaslaser-Oszillator nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes das Magnetfeld mit dem Entladestrom synchronisiert.
  5. Gaslaser-Oszillator nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl elektrischer Entladungsabschnitte (3a, 3b) bereitgestellt werden und die Vorrichtung zum Anlegen eines Magnetfeldes in einem von einer Mehrzahl an elektrischen Entladungsabschnitten (3a, 3b) ein Magnetfeld in einer anderen Richtung anlegt als die Richtung des Magnetfeldes, das an einem anderen von einer Mehrzahl an elektrischen Entladungsabschnitten (3a, 3b) angelegt wird.
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