DE7218599U

DE7218599U - Metalldampf-Laser

Info

Publication number: DE7218599U
Application number: DE7218599U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1974-08-22

Description

Metalldampf-Laser

Die betrifft .τ in en mit einem Metalldampf arbeitenden Laser mit einem von optischen Elementen abgeschlossenen Entladungsrohr, in dem mindestens zwei Elektroden angeordnet sind, die eine Entladungsstrecke begrenzen.

Eei Lasern, deren laseraktives Medium Metalldampf ist, ergibt sich das Problem einer Beschlagung von kühleren .Entladungsrohrteilen im Bereich der Elektroden durch abkondensierenden Metalldampf. Besonders störend wirkt sich ein solcher Metalldampfniederschlag dabei auf die optischen Abschlüsse des Entladungsrohres aus, deren optische Qualitäten wie beispielsweise gleichmäßig gute Transparenz und Streuzentrenarmut schon durch geringste Oberflächenverunreinigungen merklich verschlechtert werden.

Zum Schutz der optischen Entladungsrohrabschlüsse von der genannten Metallbedampfung ist bislang der Abstand zwischen diesen Abschlüssen und dem kapillarförmigen Entladungsabschnitt sehr groß gehalten worden; man vergleiche hierzu beispielsweise die einen Hochtemperatur-Dampflaser betreffende deutsche Auslegeschrift 1 299 779· Ein Abstand von Entladungsrohrabschluß zur Elektrode, der nicht zur Entladung benutzt werden kann, bedeutet jedoch für den Laser eine verlorene Baulänge, die allgemein im Interesse eine:;; kompakten Laseraufbau? möglichst gering zu halten ist.

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Darüberhinaus wird durch jede zusätzliche Länge des Entladungsrohres auch der Versuch erschwert, einen frequenzstabilen oder spektral hochreinen Laserausgang zu erzeugen; denn bekanntlich schrumpft der Frequenzunterschied zwischen axialen Moden mit wachsendem Abstand zwischen den Reflektoren des Laserresonators und damit wird eine Selektion unter diesen Moden mit zunehmender Entladungsrohrlänge zwangsläufig schwieriger,

Neuerung

Die vorliegende hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Laser der eingangs genannten Art den geschilderten Nachteil v/eitgehend zu beseitigen. Zur Lösung wird für den genannten Laser ee vorgeschlagen, daß das Entladungsrohr außerhalb der Entladungsstrecke vor mindestens einem der optischen Elemente eine Kühlfalle in Porra eines besonders gekühlten Wandungsteiles enthält.

neuerungsgemäßen

Bei einem gemäßen Laser wird die Kühlung des besonders gekühlten V/andungsteils derart vorgenommen, daß sich praktisch kein Metalldampf jenseits dieses Wandungsteiles niederschlägt, so daß die Entladungsrohrabschlüsse somit nahezu kondensatfrei bleiben und dabei die Baulänge des Lasers ohne Herabsetzung der Laserausgangsleistung um ein gutes Stück verkürzt ist.

Neuerung

Anhand dreier Figuren soll die - nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Einander entsprechende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:

Figur 1 ein in der Seitenansicht schematisch dargestelltes ^& neuerungs

erstes Ausführungsbeispiel eines gemäßen

Lasers
Figur 2 in der gleichen Darstellungsweise wie Figur 1 das kathodenseitige Ende eines zweiten Ausführungsbei-

neuerungs
spiels eines esgemäßen Lasers und

Figur 3 das Ausführungsbeispiel der Figur 1 im Schnitt III-III. VPA 9/170/2020 - 3 -

neuerungs

In den Figuren sind unwesentliche Teile weggelassen.

neuerungs

Figur 1 zeigt das Entladungsrohr eines 'gemäßen Lasers. Dabei sind mit 1 die Entladungsrohrhülle, mit 2 deren üblicherweise zu einer Kapillare verengten Entladungsabschnitt und mit 3, 4 die optischen Entladungsrohrabschlüsse, in diesem Fall Brev/ster-Fenster, bezeichnet. Das Entladungsrohr dieses Ausführungsbeispiels weist einen einzigen Entladungsabschnitt auf, begrenzt durch eine Kathode 5 und eine Anode 6. In der Figur nicht eingezeichnet sind die elektrische Versorgung der Entladungsröhre sowie die üblicherweise am anodenseitigen Entladungsrohrende befindliche Metalldampf quelle .

Wird der Laser gezündet, so sammelt sich Metalldampf im Laufe des Betriebes im Bereich der Elektroden - und zwar wegen einer Metalldampfkataphorese vornehmlich im Bereich der Kathode - und schlägt sich dort in kühleren Bereichen nieder.

Um dabei die optischen Abschlüsse des Entladungsrohres_N vor einer Metallbedampfung zu schützen, ist gemäß der Erfind wag ein als Kühlfalle wirkendes besonders gekühltes Wandungsteil der Entladungsröhre in Form eines Metallringes 7 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Metallring aus Gründen der genannten Dampfkataphorese lediglich zwischen der Kathode und dem dieser benachbarten besonders gefährdeten Brewster-Fenster eingefügt. Zur Erhöhung der Kühlleistung ist dem Metallteil 7 ein als geschwärzter Kühlstern 8 mit Kühlrippen 9 ausgebildeter Kühlkörper aufgesteckt.

Die in ^igur 2 dargestellte Entladungsröhre des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels im wesentlichen dadurch, daß der Entladungsrohrabschnitt zwischen der Kathode 5 und dem Metallring 7 ebenfalls einen zu einer Kapillare verengten Innenquerschnitt 10 aufweist. Dieser zusätzliche Kapillarenabschnitt in der Entladungsröhre dient in Weiterbildung der

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Neuerung

dazu, zwischen der Kathode 5 einerseits und dem besonders gekühlten Wandungsteil als Hilfsanode andererseits eine Hilfsentladnung erzeugen zu können. Aufgrund der oben genannten Kataphorese - dem Diffundieren des Metalldampfes hin zur Kathode - erhöht diese an sich bekannte Maßnahme den Schutz des besonders gefährdeten kathodenseitigen Entladungsrohrabschlusses vor einer Metallbedampfung.

Neuerung

Die ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So braucht beispielsweise das besonders gekühlte Wandungsteil nicht aus einem anderen Material als dem des übrigen Entladungsrohres zu bestehen. Auch kann das Entladungsrohr mehrere Entladungsabschnitte aufweisen, beispielsweise mit einer zentralen Anode und zwei den beiden Entladungsrohrabschlüssen benachbarten Kathoden ausgestattet

Neuerung

sein. Schließlich ist für die belanglos, ob die Entladungsrohrabschlüsse aus unter dem Brewster-V/inkel geneigten Fenstern, aus anders angeordneten Penstern oder bereits aus den Resonatorreflektoren selbst bestehen. 20

Schutz

6 Partrerrtransprüche

3 Figuren

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Claims

Schutzansprüche

1. Mit einem Metalldampf arbeitender Laser mit einem von optischen Elementen abgeschlossenen Entladungsrohr, in dem mindestens zwei Elektroden angeordnet sind,die eine Entladungsstrecke begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsrohr (1) außerhalb der Entladungsstrecke vor mindestens einem der optischen Elemente (3»4) eine Kühlfalle in Form eines besonders gekühlten Wandungsteiles (7) enthält.

2. Laser nach Anspruch 1 mit einer einem der optischen Elemente benachbarten Kathode, dadurch gekennzeichnet, da3 sich der besonders gekühlte Wandungsteil zwischen der Kathode und dem benachbarten optischen Element befindet.

3.'Laser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das besonders gekühlte Wandungsteil (7) metallisch ist.

4.. Laser nach Anspruch 3» dadxirch gekennzeichnet, da3 der besonders gekühlte Wandungsteil (7) aus einem Jletallring besteht, dem ein Kühlkörper (8) aufgesetzt ist.

5. Metalldampflaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (8) ein geschwärzter Kühlstern ist.

6. Laser nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch, gekennzeichnet, daß das Entladungsrohr zwischen dem besonders gekühlten Wandungsteil und einer Kathode der Entladungsstrecke die Form einer Kapillare hat, welche mit dem besonders gekühlten Wandungsteil als Hilfsanode eine Hilfsentladungsstrecke bildet.

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