Gas-Laser-Rohr
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ein Gas-Laser-Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung ist in
Patentanspruch 1 aufgeführt, dessen Präambel EP-AG 348 974 entspricht.
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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.
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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.
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Bevorzugte Ausführung sformen der vorliegenden Erfindung werden
nachstehend detailliert mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen
vollständig beschrieben werden; es zeigen:
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FIG. 1 einen Längsschnitt, der ein Beispiel der herkömmlichen
Struktur zum Halten einer Kathode an Mantelteilen in dem Gas-Laser-Rohr
des Innenspiegeltyps veranschaulicht;
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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;
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.