DE69805801T2

DE69805801T2 - Ringlaserkreisel mit ionenfallenelektrode

Info

Publication number: DE69805801T2
Application number: DE69805801T
Authority: DE
Inventors: Craig Morris
Original assignee: L3 Communications Corp
Current assignee: L3 Technologies Inc
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: WO1999004464A1; EP0998771A1; US5856995A; DE998771T1; ES2157189T1; HK1029448A1; DE69805801D1; EP0998771B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Ringlasergyroskope und einen Glaskeramiklaserrahmen mit verbesserter Zuverlässigkeit. Diese Geräte umfassen Mittel zur Verminderung oder Verhinderung der Degradation der Kathodenvakuumdichtung, die durch die Elektromigration von beweglichen positiven Ionen von der Anode zur Kathode unter dem Einfluss des elektrischen Feldes während eines Laserbetriebs verursacht wird.
Ein Ringlasergyroskop ist ein Instrument, bei dem der Sagnac-Effekt verwendet wird, um die Rotationsgeschwindigkeit zu messen. Der Sagnac-Effekt hat eine Phasendifferenz zwischen zwei sich entgegengesetzt ausbreitenden Ringlaserstrahlen zur Folge, wenn die Ringlaserspiegelbaugruppe eine Festkörperrotation erfährt. Die Sagnac- Effekt-Phasendifferenz ist proportional zu der angewendeten Rotationsgeschwindigkeit und kann interferometrisch mit großer Präzision gemessen werden, wodurch ein feinstufiges Rotationsmaß bereitgestellt wird. Typischerweise werden elektrisch gepumpte Helium-Neon-Laser für Gyroskop-Anwendungen verwendet. Der Resonanzhohlraum des gyroskopischen Ringlasers wird von drei oder mehr Spiegeln abgegrenzt, die Licht in einen geschlossenen Weg leiten. Für einen stabilen Einmodenlaserbetrieb ist es wünschenswert, dass die Gesamtlänge des optischen. Weges des Resonanzhohlraums mit geschlossenem Weg innerhalb eines kleinen Bruchteils der Laserwellenlänge konstant gehalten wird. Da das Instrument im Allgemeinen in einer variablen Temperaturumgebung verwendet wird, ist der Rahmen des Ringlasers vorzugsweise aus einem Material mit geringer Wärmeausdehnung hergestellt. Das Rahmenmaterial muss ebenfalls der hohen Spannung standhalten, die benötigt wird, um das Laserplasma anzuregen, und muss der Diffusion von Lasergas aus der abgedichteten Laserbaugruppe heraus widerstehen. Glaskeramikmaterialien auf Lithium-Aluminium-Silicat-Basis, wie beispielsweise das Material, das unter dem Handelsnamen Zerodur bekannt ist, besitzen alle notwendigen Eigenschaften und sind die bevorzugten Konstruktionsmaterialien für Ringlasergyroskoprahmen. Einer der wenigen Nachteile von Lithium-Aluminium- Silicat-Glaskeramikmaterialien besteht darin, dass sie dazu neigen, Ionenleitfähigkeitswerte aufzuweisen, die größer sind als viele andere nominell dielektrische Materialien. Diese Eigenschaft der Ionenleitfahigkeit kann eine Verringerung der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit des Gyroskops bei Betriebstemperaturen von 40 Grad Celsius und darüber verursachen.
Bei einem typischen Konstruktionsverfahren wird ein Ringlasergyroskop aus einem Block oder Rahmen aus Lithium-Aluminium-Silicat-Glaskeramikmaterial konstruiert, der sorgfältig bearbeitet und oberflächenbearbeitet wurde, um drei oder mehr hohle zylindrische Laserbohrungen, die die Plasmakammer abgrenzen und den geschlossenen Laserresonatorweg bilden, drei oder mehr Eckflächen zur Aufnahme der Laserspiegel und zwei oder mehr zusätzliche Öffnungen zur Oberfläche des Rahmens bereitzustellen. Diese zusätzlichen Öffnungen sind mit der Plasmakammer verbunden und empfangen die Anode und die Kathode, die benötigt werden, um das Laserplasma in den Bohrungen anzuregen. Bei diesem Konstruktionsverfahren sind die Anode und die Kathode unter Verwendung einer kaltgeformten oder verschweißten Indium-Vakuumdichtung über den geeigneten Öffnungen an der äußeren Fläche des Rahmens befestigt. Die Anode und die Kathode bestehen typischerweise aus Metallen mit Wärmeausdehnungskoeffizienten, die größer sind als der des Lithium-Aluminium-Silicat- Glaskeramikrahmens. Das Metall Indium wird im Allgemeinen aufgrund seiner einzigartigen Fähigkeit, an den verschiedenen miteinander verbundenen Keramik- und Metallteilen anzuhaften, für die Vakuumdichtung gewählt. Das Indiummetall verformt sich zudem plastisch als Reaktion aufdifferentielle Wärmeausdehungsbewegungen der verbundenen Teile, ohne die Vakuumdichtigkeit zu verlieren und ohne große Zugkräfte auf den Laserrahmen auszuüben. Für die Zuverlässigkeit des Instruments ist es wichtig, dass die Indiumvakuumdichtung vollständig undurchlässig für den Durchgang von Lasergasen aus der Plasmakammer heraus und ebenfalls undurchlässig für den Durchgang von atmosphärischen Gasen in die Kammer hinein ist. Die Indiumdichtung muss ebenfalls mechanisch fehlerfrei und frei von Poren sein, um wiederholten wärmeinduzierten Verformungen während der Lebensdauer des Instruments standzuhalten.
Der Erfinder hat festgestellt, dass die Indiumdichtungen unter der Kathode nach langen Zeitspannen des Laserbetriebs bei erhöhten Temperaturen chemisch und mechanisch degradierten. Ein Nachweis dieser Degradation kann visuell als Veränderung der äußeren Erscheinung der Schnittstelle zwischen dem Indiummetall und dem Glaskeramikrahmen beobachtet werden. Sie kann ebenfalls direkt als Verringerung der Kraft gemessen werden, die erforderlich ist, um die Kathode vom Rahmen zu lösen. Zudem vergrößert sich als Folge einer langen Einwirkung einer Kombination aus hoher Temperatur und hoher Spannung die Neigung der Kathodendichtung, als Folge der Temperaturschwankungen undicht zu werden.
Wenn die Indiumabschnitte solcher degradierter oder defekter Dichtungen mit den Verfahren der Oberflächenforschung und der chemischen Analyse untersucht werden, werden bedeutende Menge von Lithium in dem Indium in dem Bereich gefunden, der sich benachbart zum Laserrahmen befindet. Es ist aus den zitierten Quellen der Patent- und technischen Literatur ersichtlich, dass dieses Lithium durch Ionenleitung als Li durch das Volumen oder entlang der Oberfläche des Laserrahmens transportiert und elektrolytisch auf der Indiumkathodendichtung abgeschieden wurde. Es besteht Grund zu der Annahme, dass Elektromigration anderer positiver Ionen, einschließlich I-T oder H3O&spplus; (Hydronium), ebenfalls zu einer Degradation der Kathodendichtung beitragen kann. Während die genauen Mechanismen der Dichtungsdegradation nicht mit Sicherheit bekannt sind, verursacht die allgemeine Schwächung der Dichtung, die von der Elektromigration von positiven Ionen verursacht wird, eine Verringerung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Ringlasergyroskopen, die über lange Zeiträume hinweg bei erhöhten Temperaturen betrieben werden.
Die Degradation von Kathodendichtungen von Ringlasergyroskopen aufgrund von Elektromigration positiver Ionen ist ein in der Technik bekanntes Phänomen. Zum Beispiel beschreibt Karlheinz von Bieren im U.S.-Patent 5,098,189 mit dem Titel "Ionsuppressed Ring Laser Gyro Frames" ein ähnliches Problem. Von Bieren lehrt die Verwendung speziell gebildeter Spalte im Laserrahmen und/oder von zusätzlichen Elektroden, die in der Nähe des Rahmens gehalten werden, diesen jedoch nicht berühren, um das elektrische Feld derart zu modifizieren, dass der Ionenfluss unterdrückt wird. Ebenso lehren Canfield et. al. im U.S.-Patent 5,432,604 die Verwendung von speziell angebrachten Isolierbarrieren, um den Ionentransport in Ringlasergyroskoprahmen zu unterdrücken.
Während das Luftspalt- und das Isolierbarriereverfahren, die in diesen beiden Patenten gelehrt werden, in ihren beabsichtigten Zwecken etwas effektiv sein mögen, weisen sie den Nachteil auf, dass sie die Anzahl von exakt bearbeiteten Bauteilen erhöhen und das Montageverfahren des Gyroskops verkomplizieren. Diese beiden Nachteile erhöhen die Kosten und können die Zuverlässigkeit des hergestellten endgültigen Instruments verringern. Die berührungslosen, zusätzlichen negativen Elektroden, die von von Bieren gelehrt werden, sind wahrscheinlich nicht effektiv, da die dabei erzeugte gewünschte Verzerrung des elektrischen Feldes schnell durch ein entgegengesetztes elektrisches Feld annulliert wird, das von positiven Ionen erzeugt wird, die von der Rahmenoberfläche in der Nähe der Hilfselektroden angezogen werden. Dieses Phänomen der Feldaufhebung, das als Elektrodenpolarisation bekannt ist, wird in ionenleitfahigen Systemen beobachtet, in denen einer oder beiden Elektroden die Fähigkeit fehlt, dem ionenleitfahigen Medium neue Ionen zuzuführen oder die ankommenden transportierten Ionen zu absorbieren und zu neutralisieren. Daher fehlt den berührungslosen, negativ geladenen Elektroden, die von von Bieren gelehrt werden, die Fähigkeit, die angezogenen positiven Ionen zu absorbieren und zu neutralisieren, welche sich daher ansammeln und eine positive Ladung erzeugen, die die negative Ladung an der Elektrode aufhebt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Problem von ionentransportinduzierter Degradation der Kathodendichtung. Anstatt wie in den oben angegebenen Patenten zu versuchen, den Ionenfluss zu unterdrücken oder zu blockieren, löst diese Erfindung das Ionenmigrationsproblem, indem der Großteil der transportierten Ionen an einer negativ geladenen Fangelektrode gefangen wird, die vorzugsweise in direktem elektrischem Kontakt mit der Gyroskoprahmenoberfläche angeordnet wird, die sich benachbart zur Kathodendichtung befindet oder diese umgibt. Da diese Fangelektrode nicht gleichzeitig als Vakuumdichtung wirkt, wird das Einfangen der elektromigrierten Ionen ohne nachteilige Wirkung auf die Lebensdauer oder die Zuverlässigkeit der Kathodendichtung erreicht. Das Material, die Dimensionen und die genaue Anordnung der Fangelektrode sind nicht entscheidend, und ihr Gebrauch fügt der Ringlasergyroskopvorrichtung und dem Herstellungsverfahren sehr geringe Kosten und Komplexität hinzu.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Ringlasergyroskopkathodendichtung zu verbessern, indem elektromigrierte positive Ionen an einer nicht kritischen Fangelektrode oder Opferfangelektrode gefangen werden, wodurch die nachteilige Wirkung von positiven Ionen neutralisiert wird.
Zusätzliche Aufgaben, Vorteile und neuartige Eigenschaften der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung aufgeführt und werden teilweise für Fachleute bei Prüfling des Folgenden ersichtlich oder können durch die Umsetzung der Erfindung in die Praxis erlernt werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können durch die Mittel und Kombinationen realisiert und erzielt werden, die in den Ansprüchen besonders herausgestellt sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die oben genannten und andere Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Bauteile bezeichnen und in denen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer Gasringlaserbaugruppe ist, die den Laserrahmen, die Laserbohrung, Laserspiegel, Anode und Kathode, Vakuumdichtungen und einen zusätzlichen Fangelektrodenring umfasst, der die Kathode umgibt;
Fig. 2 ein Aufriss der Ausführungsform aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist, die zwei Fangelektroden aufweist, die an den gegenüberliegenden großen äußeren Oberflächen des Rahmens befestigt sind; und
Fig. 4 ein Aufriss der Ausführungsform aus Fig. 3 ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten unter Bezugnahme auf die oben genannten Figuren besser verständlich. Die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung, die in den Figuren veranschaulicht sind, sollen nicht umfassend sein oder die Erfindung auf die exakte offenbarte Form beschränken. Sie sind gewählt, um die Prinzipien der Erfindung und ihren anwendbaren und praktischen Gebrauch zu beschreiben oder bestmöglich zu erläutern und dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung bestmöglich zu nutzen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine typische Laserbaugruppe für ein Ringlasergyroskop auf einem Laserrahmen 10 konstruiert, in dem Laserbohrungen 12 enthalten sind, die die Helium-Neon-Lasergasmischung enthalten und den geschlossenen Laserweg weiter abgrenzen. Der Laserrahmen 10 ist typischerweise aus einem Lithium- Aluminium-Silicat-Glaskeramikmaterial mit geringer Wärmeausdehnung hergestellt, wie beispielsweise das Material, das unter dem Handelsnamen Zerodur bekannt ist. Solche Lithium-Aluminium-Silicat-Glaskeramikmaterialien weisen typischerweise Ionenleitfahigkeitswerte auf, die höher sind als die der meisten anderen Glas- und Keramikmaterialien. An den äußeren Flächen des Laserrahmens sind Laserspiegel 13 befestigt, Anoden 14 und eine Kathode 15. Die Spiegel 13 sind typischerweise durch direkten optischen Kontakt an den sorgfältig polierten Ecken des Rahmens befestigt. Die Anode 14 und die Kathode 15 sind typischerweise mit Hilfe von Indiumvakuumdichtungen 16 an dem Rahmen befestigt. Zusätzlich zu den gezeigten Komponenten enthält der Rahmen typischerweise Getter-Wells und Getter, um eine hohe Reinheit der Lasergasmischung sicherzustellen, sowie ein mittig befestigtes mechanisches elastisches Element zu dem Zweck, das Gyroskop zu zittern zu lassen, um eine Lasermodenkopplung bei niedrigen Rotationsgeschwindigkeiten zu verhindern. Ebenfalls nicht gezeigt sind Mechanismen zur Bewegung eines oder mehrerer der Spiegel, um eine konstante Länge des optischen Wegs um den geschlossenen Laserweg aufrecht zu erhalten. Fig. 1 soll nur die Eigenschaften einer typischen Ringlaserkonstruktion abbilden. Es sind viele Variationen hinsichtlich der Anzahl von Spiegeln, Konstruktionsmaterialien, Befestigungsverfahren usw. möglich, wie Fachleuten gewöhnlich bekannt ist.
Bei dieser Art von Konstruktion neigt das negative elektrische Potential, das an die Kathode 15 angelegt wird und etwa -1000 Volt betragen kann, dazu, bewegliche positive Ionen in dem Rahmenmaterial anzuziehen, die sich schließlich auf der Kathodenvakuumdichtung 16 abscheiden und ihre Eigenschanen verschlechtem. Dieses Problem ist besonders ernst, wenn der Laser in einer Umgebung mit erhöhter Temperatur betrieben wird, welche die Ionenleitfahigkeit der Lithium-Aluminium- Silicat-Glaskeramikmaterialien stark erhöht.
Fig. 1 und 2 zeigen ebenfalls einen Fangelektrodenring 17, der in direktem elektrischem Kontakt mit dem Rahmen angeordnet ist, der die Kathode 15 umgibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fangelektrode 17 aus Fig. 1 aus einer dünnen Schicht eines metallähnlichen Kupfers hergestellt und unter Verwendung eines relativ nachgiebigen, leitenden Klebstoffs an der Rahmenaußenfläche befestigt. Der Begriff "leitender Klebstoff soll daraufhinweisen, dass die elektrische Leitfähigkeit des Klebstoffs mindestens gleich oder größer als die Leitfähigkeit des ionenleitfähigen Laserrahmemnaterials 10 ist. Mit anderen Worten sollte der Klebstoff ausreichend leitfähig sein, um keine Barriere für den Ionenstrom darzustellen, der an der Fangelektrode 17 eintrifft. Für diesen Zweck geeignete Klebstoffe umfassen silberhaltige, nachgiebige Epoxide, wie beispielsweise die bei A. I. Technology Inc (Princeton, NJ) erhältlichen, die mit ME8452, ME8456 und LESP 8350 bezeichnet sind. Alternativ kann die Fangelektrode 17 leitfähige Farbe sein, die auf den Rahmen 10 aufgetragen wird. Des Weiteren kann eine Elektrode 17, die eine dünne Schicht aus Metall umfasst und mittels eines leitenden Klebstoffs am Rahmen 10 befestigt ist, unter Verwendung von Aluminiumfolienband (Scotch 1170) oder Kupferfolienband (Scotch 1181), beides Produkte der 3M Corporation, hergestellt werden. Vorzugsweise ist die Fangelektrode 17 derart geformt, dass sie die Kathode 15 vollständig umgibt.
Alternativ ist die Fangelektrode 17 ein dünner Metallfilm, der durch Vakuumabscheidung aufgetragen wird. Zum Beispiel könnte die Fangelektrode 17 durch Aufdampfen oder Sputtern eines Aluminiumfilms auf die Rahmenoberfläche hergestellt werden, so dass sie vorzugsweise die Kathode 15 vollständig umgibt.
Alternativ wird die Fangelektrode 17 aus einer Metalllegierung mit niedriger Wärmeausdehung, wie beispielsweise Invar oder. Super Invar, zu der gewünschten Form bearbeitet und durch rein mechanische Mittel, wie beispielsweise Federn und Klammem, in Kontakt mit der Rahmenoberfläche gehalten.
Bei einer vierten bevorzugten Ausführungsform werden die Fangelektroden durch Bürsten, Wischen, Sprühen oder Siebdruck einer leitenden Farbe oder eines leitenden Klebstoffs auf ausgewählte Bereiche der Rahmenoberfläche aufgetragen.
Vorzugsweise weist die Fangelektrode 17, die in Fig. 1 gezeigt ist, einen Gesamtbereich in Kontakt mit dem Laserrahmen auf, der mit dem Gesamtbereich der Kathodenvakuumdichtung vergleichbar ist. Es wird ebenfalls bevorzugt, das elektrische Potential der Fangelektrode 17 auf einen Wert einzustellen, der negativer ist als das Potential der Kathode. Wenn daher die Kathodenspanung -1000 Volt betrüge, sollte die Fangelektrodenspannung im Bereich von -1050 bis -1200 Volt eingestellt werden. Dies stellt sicher, dass der überwiegende Anteil von beweglichen Ionen von der Fangelektrode, und nicht von der Kathodenvakuumdichtung 16, angezogen wird.
Fig. 3 und 4 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Fangelektroden 17A an den großen, flachen gegenüberliegenden Seiten des Laserrahmens 10 befestigt. Die symmetrische Anordnung der beiden Fangelektroden 17A wird bevorzugt, um Dreh- oder Biegebelastungen zu minimieren, die aufgrund von differentieller Wärmeausdehnung auf den Laserrahmen übertragen werden. Diese Dreh- oder Biegebelastungen können dazu neigen, die Laserresonatorspiegel zu versetzen. Bei dieser Ausführungsform ist der Gesamtbereich der beiden Fangelektroden 17A im Wesentlichen größer als der Bereich der Kathodenvakuumdichtung 16. Der große Bereich der Fangelektroden in Fig. 3 und 4 erhöht die Wirkung der Fangelektroden beim Einfangen von beweglichen Ionen. Die Fangelektroden 17A können aus denselben Materialien bestehen und am Rahmen 10 befestigt sein, wie oben erörtert. Der große Elektrodenbereich vergrößert jedoch ebenfalls die Möglichkeit von Spannungen aufgrund von Wärmeausdehnung, die dazu neigen können, die Länge des optischen Weges des Laserresonators nachteilig zu vergrößern oder zu verringern. Solche Spannungen können minimiert werden, indem die großen Fangelektroden 17A aus gewobenem oder ungewobenem Kohlenstofffasergewebe hergestellt werden, das unter Verwendung eines der oben genannten nachgiebigen, leitenden Klebstoffe an den Seiten des Rahmens 10 befestigt wird.
Bei sämtlichen der bevorzugten Ausführungsformen ist es wichtig, dass die Fangelektrode 17, 17A in elektrischem Kontakt mit der Laserrahmenoberfläche angebracht wird. Es ist ebenfalls wichtig, dass die Fangelektrode derart konstruiert und am Rahmen befestigt wird, dass die Übertragung der nachteiligen mechanischen Kräfte auf den Laserrahmen minimiert wird. Schließlich ist es wichtig, dass mechanische Restkräfte, die auf den Rahmen übertragen werden, symmetrisch sind und kein Verbiegen oder Verdrehen des Rahmens verursachen. Wenn diese allgemeinen Anforderungen erfüllt werden, sind die exakte Form, das Material und die Art der Befestigung der Fangelektroden nicht entscheidend.

Claims

1. Glaskeramiklaserrahmen (10) mit einer Anode (14) und einer Kathode (15), die zum Zweck der Anregung von Laserplasma in dem Rahmen über Öffnungen in der Oberfläche des Rahmens angeordnet sind und die durch elektrisch leitende Vakuumdichtungen (16) mit dem Rahmen elektrisch in Kontakt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen des Weiteren eine negativ geladene Fangelektrode (17) umfasst, die an der Oberfläche des Rahmens befestigt und mit dieser in elektrischem Kontakt ist.

2. Laserrahmen nach Anspruch 1, wobei die Fangelektrode (17) mit einem Oberflächenbereich des Rahmens (10), der die Kathode (15) umgibt, elektrisch verbunden ist.

3. Laserrahmen (10) nach Anspruch 1, der des Weiteren eine Mehrzahl von negativ geladenen Fangelektroden (17A) umfasst.

4. Gaslaserrahmen (10) nach Anspruch 1, wobei das Spannungspotential der Fangelektrode (17) im Wesentlichen gleich dem Spannungspotential der Kathode (15) ist.

5. Gaslaserrahmen (10) nach Anspruch 1, wobei das Spannungspotential der.

Fangelektrode (17) im Wesentlichen negativer ist als das Spannungspotential der Kathode (15).

6. Laserrahmen (10) nach Anspruch 1, wobei die Fangelektrode (17) ein Metallelement ist, das mit einem elektrisch leitenden Klebstoff an dem Rahmen (10) befestigt ist.

7. Laserrahmen (10) nach Anspruch 1, wobei die Fangelektrode (17) aus einem Metallfilm gebildet ist, der mittels Dampf oder elektrochemischen Mitteln auf den Rahmen aufgetragen ist.

8. Laserrahmen (10) nach Anspruch 1, wobei die Fangelektrode (17) ein Metallelement ist, das durch mechanische Mittel mit dem Rahmen (10) in Kontakt gehalten wird.

9. Ein Ringlasergyroskop mit einem Rahmen (10), der aus einem Material gebildet ist, das bewegliche Ionen, eine Anode (14) und eine Kathode (15) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen des Weiteren mindestens eine Fangelektrode (17) umfasst, die an dem Rahmen befestigt und mit diesem in elektrischem Kontakt ist, um wandernde Ionen in dem Rahmen anzuziehen.

10. Glaskeramiklaserrahmen (10) nach Anspruch 1, der aus einem Material gebildet ist, das bewegliche Ionen umfasst.