DE69200180T2 - Gas-Laser-Rohr. - Google Patents

Gas-Laser-Rohr.

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    • 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
    • H01S3/032Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube
    • H01S3/0323Constructional details of gas laser discharge tubes for confinement of the discharge, e.g. by special features of the discharge constricting tube by special features of the discharge constricting tube, e.g. capillary

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Description

    Gas-Laser-Rohr
  • Die Erfindung betrifft ein Gas-Laser-Rohr und insbesondere eine Struktur zum Halten einer Kathode in einem Gas-Laser-Rohr eines Innenspiegeltyps, bei dem Mantelteile des Gas-Laser-Rohrs an ihren gegenüberliegenden Enden mit bündig abschließenden Abdichtteilen abgedichtet sind, die mit Hohlteilen mit Plansenken versehen sind, und Glasabdeckplatten an den Plansenken der Hohlteile vorgesehen sind.
  • Gemäß FIG. 1 weisen bei einem herkömmlichen Gas-Laser-Rohr eines Innenspiegeltyps die Mantelteile des Gas-Laser-Rohrs ein dickes Glasrohr 4, bündig abschließende Abdichtteile 1a und 1b, Hohlteile 2a und 2b mit Plansenken und Spiegel 10 auf. Das dicke Glasrohr ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit den bündig abschließenden Abdichtteilen 1a und 1b abgedichtet, die jeweils mit den Hohlteilen 2a und 2b mit Plansenken versehen sind. Die Hohlteile 2a und 2b sind an den Plansenken jeweils mit Spiegeln 10 versehen. Die bündig abschließenden Abdichtteile 1a und 1b werden jeweils durch Löten an den Hohlteilen 2a und 2b befestigt. Ein Zwischenraum zwischen dem Hohlteil und dem Spiegel wird mit einem Glasmaterial 9 mit niedrigem Schmelzpunkt abgedichtet. Das Hohlteil 2b dient als Anode.
  • Eine herkömmliche Struktur zum Halten der Kathode an den Mantelteilen in dem Gas-Laser-Rohr wird beschrieben werden. Die röhrenförmige Kathode, die an ihrem Schweißbereich 14 aus Aluminium besteht, wird durch Schweißen an dem bündig abschließenden Abdichtteil 1a befestigt. Die Mantelteile an seiner Anodenseite sind darin mit einer Entladungskammer 8 versehen, die innerhalb der Entladungskammer 8 mit einem Auslaß zum Freisetzen eines Gases versehen ist. Ein schlankes Entladungsrohr 7 ist an seiner Anodenseite an einer Wand der Entladungskammer 8 befestigt. Das dicke Glasrohr 4 und das schlanke Entladungsrohr sind in einer Gesamtstruktur durch die Wand der Entladungskammer 8 hindurch ausgebildet. Das dicke Glasrohr 4, die Kathode 5 und das dünne Entladungsrohr 7 sind in koaxialer Weise angeordnet.
  • Bei einer derartigen herkömmlichen Struktur zum Halten der Kathode in dem Gas-Laser-Rohr des Innenspiegeltyps, wie in FIG. 1 gezeigt, ist die Kathode 5 an dem bündig abschließenden Abdichtteil 1a lediglich mittels Widerstandsschweißen befestigt. Das Abdichtteil 1a besteht aus Kovar (Fernico). Im Gegensatz dazu besteht die Kathode 5 aus Aluminium. Das bündig abschließende Abdichtteil besitzt einen höheren elektrischen Widerstand als die Kathode. Wenn folglich das bündig abschließende Abdichtteil 1a der Widerstandsschweißung ausgesetzt wird, neigt der Schweißbereich 14 des bündig abschließenden Abdichtteils 1a dazu, zu schmelzen oder zu reißen, was undichte Stellen bewirkt. Angenommen, das Schweißen zum Befestigen der Kathode 5 an dem bündig abschließenden Abdichtteil 1a wird mit einem niedrigen Schweißstrom durchgeführt, dann ist die Stärke der Befestigung der Kathode 5 an dem bündig abschließenden Abdichtteil 1a niedrig, so daß sich die Kathode leicht aus dem bündig abschließenden Abdichtteil 1a lösen kann.
  • Andererseits wird eine andere herkömmliche Struktur zum Halten der Kathode an den Mantelteilen in dem Gas-Laser-Rohr beschrieben werden. Gemäß FIG. 2 ist die Kathode 5 an ihrem oberen Abschnitt mit einem schmalen Vorsprung versehen. Das an dem bündig abschließenden Abdichtteil 1a befestigte Hohlteil 2a ist an seinem Hohlabschnitt mit einer ringförmigen Rille 13 ausgebildet. Der schmale Vorsprung der Kathode wird in das Hohlteil 2a eingesetzt und mit der in dem Hohlteil 2a ausgebildeten ringförmigen Rille 13 verstemmt, um die Kathode in dem Gas-Laser-Rohr zu halten.
  • Bei der derartigen Struktur zum Halten der Kathode kann die Kathode 5 ohne Schweißen an den Mantelteilen des Gas-Laser-Rohrs gehalten werden, so daß das Gas-Laser-Rohr daher nicht die aufgezeigten Probleme des Schmelzens oder Reißens des bündig abschließenden Abdichtteils durch Schweißen aufweist. Die Kathode wird jedoch an dem bündig abschließenden Abdichtteil lediglich durch Verstemmen des schmalen Vorsprungs der Kathode mit der ringförmigen Rille in dem Hohlteil befestigt. Bei einem Betrieb des Gas-Lasers werden die Kathode und das Hohlteil einer Vibration und einer thermischen Ausdehnung ausgesetzt. Somit kann das Verstemmen des schmalen Vorsprungs der Kathode leicht verloren gehen, oder die Kathode kann sich leicht aus dem bündig abschließenden Abdichtteil lösen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gas-Laser-Rohr eines Innenspiegeltyps mit einer neuen Struktur zum Halten einer Kathode an dessen Mantelteilen bereitzustellen.
  • Ein Gas-Laser-Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Patentanspruch 1 aufgeführt, dessen Präambel EP-AG 348 974 entspricht.
  • Gemäß Ausführungsformen der Erfindung weisen die Mantelteile ein dickes Glasrohr, an gegenüberliegenden Enden des dicken Glasrohrs vorgesehene bündig abschließende Abdichtteile, an jedem der bündig abschließenden Abdichtteile befestigte Hohlteile mit einer Plansenke und an jedem der Hohlteile an der Plansenke befestigte Spiegel auf. Die Kathode ist an ihrem oberen Abschnitt mit einem schmalen Vorsprung versehen, der in das Hohlteil eingesetzt wird. Der schmale Vorsprung der Kathode wird mit einer in dem Hohlteil ausgebildeten Rille verstemmt. Der erweiterte Abschnitt kann als Entladungskammer dienen. Die obige Einrichtung zum Befestigen der Kathode an der Innenwand der Mantelteile kann mindestens ein Federplattenelement aufweisen.
  • Bei dem neuen Gas-Laser-Rohr des Innenspiegeltyps gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Kathode mit der Einrichtung zum Befestigen der Kathode an den Mantelteilen versehen. Wohingegen das Entladungsrohr mit dem erweiterten Abschnitt versehen ist, um die Einrichtung zum Befestigen der Kathode an die Mantelteile zu drücken. Weiterhin wird der schmale Vorsprung der Kathode in das Hohlteil eingesetzt und mit der in dem Hohlteil ausgebildeten Rille verstemmt. Dies ermöglicht, daß die Kathode innerhalb des Gas-Laser-Rohrs des Innenspiegeltyps ohne die aufgezeigten Probleme, die mit dem Stand der Technik verknüpft sind, sicher gehalten wird.
  • Bevorzugte Ausführung sformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen vollständig beschrieben werden; es zeigen:
  • FIG. 1 einen Längsschnitt, der ein Beispiel der herkömmlichen Struktur zum Halten einer Kathode an Mantelteilen in dem Gas-Laser-Rohr des Innenspiegeltyps veranschaulicht;
  • FIG. 2 einen Längsschnitt, der ein anderes Beispiel der herkömmlichen Struktur zum Halten einer Kathode an Mantelteilen in dem Gas-Laser-Rohr des Innenspiegeltyps veranschaulicht;
  • FIG. 3 einen Längsschnitt, der eine Ausführungsform einer neuen Struktur zum Halten einer Kathode an Mantelteilen in einem Gas-Laser-Rohr eines Innenspiegeltyps gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
  • FIG. 4 einen Längsschnitt, der eine andere Ausführungsform einer neuen Struktur zum Halten einer Kathode an Mantelteilen in einem Gas-Laser-Rohr eines Innenspiegeltyps gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Eine erste Ausführungsform einer neuen Struktur zum Halten einer Kathode an Mantelteilen in einem Gas-Laser-Rohr eines Innenspiegeltyps gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden.
  • Gemäß FIG. 3 weisen jetzt die Mantelteile ein dickes Glasrohr 4, bündig abschließende Abdichtteile 1a und 1b, Hohlteile 2a und 2b mit einer Plansenke und Spiegel 10 auf. Das dicke Glasrohr 4 besteht aus einem Natriumborsilikatglas, das an seinen gegenüberliegenden Enden mit den bündig abschließenden Abdichtteilen 1a und 1b aus Kovar (Fernico) abgedichtet ist. Die bündig abschließenden Abdichtteile la und ib sind jeweils mit den Hohlteilen 2a und 2b mit der Plansenke versehen, die aus 426-Legierung bestehen. Die Hohlteile 2a und 2b sind an der Plansenke jeweils mit Spiegeln 10 versehen. Die Abdichtteile 1a und 1b sind an den Hohlteilen 2a und 2b jeweils mit einem Lötmaterial 3 befestigt. Ein Zwischenraum zwischen dem Hohlteil und dem Spiegel wird mit einem Glasmaterial 9 mit niedrigem Schmelzpunkt abgedichtet. Das Hohlteil 2b dient als Anode.
  • Eine neue Struktur zum Halten der Kathode an den Mantelteilen in dem Gas-Laser-Rohr gemäß der Erfindung wird beschrieben werden. Eine röhrenförmige Kathode 5 aus Aluminium ist mit einem schmalen Vorsprung versehen, der in das Hohlteil 2a eingesetzt wird. Der schmale Vorsprung der Kathode wird mit einer in dem Hohlteil 2a ausgebildeten ringförmigen Rille verstemmt, um die Kathode zu halten. Ein schlankes Entladungsrohr 7 ist mit einem erweiterten Abschnitt, der als Entladungskammer 8 dient, versehen, dessen Durchmesser kleiner ist als der der Kathode 5. Das schlanke Entladungsrohr 7 und die Entladungskammer 8 bestehen aus einem Natriumborsilikatglas. Das schlanke Entladungsrohr 7 und die Entladungskammer 8 sind außerdem durch Flammverarbeitung in einer Gesamtstruktur ausgebildet. Das schlanke Entladungsrohr 7 ist an seiner Anodenseite durch die Entladungskammer 8 an den Mantelteilen des Gas-Laser-Rohrs befestigt. Das dicke Glasrohr 4, die Kathode 5, das schlanke Entladungsrohr 7 und die Kammer 8 sind in koaxialer Weise angeordnet. Das bündig abschließende Abdichtteil 1b ist innerhalb der Entladungskammer 8 mit einem Auslaß 12 zum Freisetzen eines Gases versehen. Mehrere V-förmige Federplattenelemente 6 aus nichtrostendem Stahl sind durch Schweißen so an einer Innenwand der Kathode an ihrer Anodenseite befestigt, daß sie gegen die Entladungskammer 8 drücken. Die Federplattenelemente 6 ermöglichen es, so zu wirken, daß die Kathode 5 an einer Innenwand des bündig abschließenden Abdichtteils 1a sicher befestigt wird. Ferner wird der schmale Vorsprung der Kathode in das Hohlteil 2a eingesetzt und mit der in dem Hohlteil 2a ausgebildeten ringförmigen Riile verstemmt, wodurch die Kathode innerhalb der Mantelteile des Gas-Laser-Rohrs festgehalten werden kann.
  • Eine zweite Ausführungsform einer neuen Struktur zum Halten einer Kathode an Mantel teilen in einem Gas-Laser-Rohr eines Innenspiegeltyps gemäß der vorliegenden Erfindung wird beschrieben werden.
  • Gemäß FIG. 4 in Hinblick auf eine Einrichtung zum Befestigen der Kathode an den Mantelteilen sind durch Schweißen mehrere gebogene Federplattenelemente 11 aus SUS3O4 an der Kathode an ihrer Anodenseite so befestigt, daß sie gegen die Entladungskammer 8 drücken. Die Federplattenelemente 6 ermöglichen, so zu wirken, daß die Kathode 5 an dem bündig abschließenden Abdichtteil 1a der Mantelteile befestigt wird, wodurch die Kathode innerhalb der Mantelteile des Gas-Laser-Rohrs sicher gehalten werden kann.
  • Bei dem Gas-Laser-Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Einrichtung zum Befestigen der Kathode an den Mantelteilen ein elastisches Glied, zum Beispiel ein Federplattenelement, aufweisen. Das Federplattenelement zum Befestigen der Kathode an den Mantelteilen kann zu verschiedenen Formen hin verändert werden. Die Einrichtung zum Befestigen der Kathode an den Mantelteilen kann ein oder mehrere elastische Glieder aufweisen. Die Stelle des Federplattenelements kann entsprechend den verschiedenen Strukturen in dem Gas-Laser-Rohr ausgewählt werden.
  • Somit ermöglicht die neue Struktur zum Halten der Kathode in dem Gas-Laser-Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung, die Kathode ohne Widerstandsschweißung an den Mantelteilen zu halten, wobei bei dem neuen Gas-Laser-Rohr kein Schmelz- oder Reißproblem der bündig abschließenden Abdichtteile, was undichte Stellen oder das Loslösen der Kathode aus dem bündig abschließenden Abdichtteil bewirkt, auftritt. Ferner, da es das Federplattenelement ermöglicht, die Kathode an dem bündig abschließenden Abdichtteil der Mantelteile zu befestigen, wird die Kathode 5 ohne Lockerung der Verstemmung des schmalen Vorsprungs der Kathode oder Loslösen aus dem bündig abschließenden Abdichtteil der Mantelteile sicher festgehalten.

Claims (6)

1. Gas-Laser-Rohr mit mehreren Mantelteilen, einer rohrförmigen Kathode (5), einem Entladungsrohr (7), das an seinem einen Ende mit einem erweiterten Abschnitt (8) versehen ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der der Kathode (5), wobei das Entladungsrohr (7) über den erweiterten Abschnitt (8) an dem einen Ende der Mantelteile befestigt ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6) zum Befestigen der Kathode (5) an einer Innenwand am anderen Ende der Mantelteile, wobei die Einrichtung (6) so an der Kathode (5) befestigt ist, daß sie gegen den erweiterten Abschnitt (8) gedrückt wird.
2. Gas-Laser-Rohr nach Anspruch 1, wobei der erweiterte Abschnitt eine Entladungskammer aufweist.
3. Gas-Laser-Rohr nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Befestigen der Kathode än der Innenwand der Mantelteile mindestens ein elastisches Glied aufweist.
4. Gas-Laser-Rohr nach Anspruch 3, wobei das elastische Glied ein Federplattenelement aufweist.
5. Gas-Laser-Rohr nach Anspruch 4, wobei das Feder-Element eine V-förmige gewundene Platte aufweist.
6. Gas-Laser-Rohr nach Anspruch 4, wobei das Feder-Element eine gebogene Platte aufweist.
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