DE7501540U

DE7501540U - Hochleistungs-Gaslaser

Info

Publication number: DE7501540U
Application number: DE7501540U
Authority: DE
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Publication date: 1975-09-18

Description

PATENTANWÄLTE D 59 Siegen

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75 014 Kü/A

2 0. JAN. 1975

United Kingdom Atomic Energy Authority, London SWlY England

Hochleistungs-Gaslaser

Die Neuerung bezieht sich auf Hochleistungs-Gaslassr, d.h. * auf Laser, die L.iistungsausgänge von Kilowattg^öße erzeugen.

Kontinuierlich arbeitende Hochleistungs-Kohlendioxidlaser wurden bereits beschrieben, bei denen ein Elektronenstrahl dazu verwendet wird, das die Laserwirkung hervorrufende Medium (genannt "Lasing-Medium") vor der Anregung der Laserentladung mittels einer Gleichstrom-"Dauer"~Spannung zu ionisieren. Bei anderen Anordnungen worden elektrische Felder von Radiofrequenz verwendet, um eine kontinuierliche Vorionisierung des Lasing-Mediums hervorzubringen.

Neuerungsgemäß wird ein Gaslaser geschaffen, der sich zusammensetzt aus einer Einrichtung, die einen Lasing-Hohlraum mit einer optischen Achse bildet, aus einem Einlaß und einem Auslaß für ein gasförmiges Lasii.^-Medium, aus einer Elektrode, dia als Kathode wirksam ist, und erfindungsgemäß aus einer Reihe von individuell belasteten Elektronen, die eine aus Segmenten zusammengesetzte Anode bilden, wobei die Elektroden aas Anode und Kathode so angeordnet sind, daß eine elektrische Entladung quer zur Strömungsrichtung des gasförmigen Lasing-Mediums und der optlscnen Achse des Hohlraums aufrechterhalten werden kann.

Die Neuerung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise

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wiedergebenden Zeichnung beschrieben, die einen schematischen Querschnitt eines Hochleistungs-Gaslasers zeigt.

In der Zeichnung ist ein optischer Hohlrau.· ^ mit 1 bezeichnet. Der optische Hohlraum 1 weist auf der einen Seite einen Einlaß 2 für ein gasförmiges Lasing-Medium, wie beispielsweise das COpNp-He-Gemisch, welches in der Technik allgemein bekannt ist, und auf der anderen Seite einen Auslaß 3 auf. Im Einlaß 2 befindet sich ein Gitter 4, mit welchem die Strömung des gasförmigen Mediums in den Bereich der tatsächlichen Laserentladung L gesteuert wird. Die Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums ist durch einen Pfeil angedeutet. Innerhalb des optischen Hohlraums 1 befinden sich eine einzelne hohle Kupferelektrode 5, die einr Kathode bildet, sowie eine aus Segmenten zusammengesetzte Anode 6, die aus fünf Reihen von Kupferstiften 7 besteht. Die Reihen der Stifte 7 haben einen Abstand von etwa 2 cm voneinander, und die Stifte 7 in jeder gegebenen Reihe sind etwa 9 nun voneinander entfernt Der Durchmesser der Stifte 7 beträgt 4 mm, obwohl auch Durchmesser im Bereich von 3 bis 15 mm verwendet worden sind. Jeder Stift 7 ist mit einer Energiezufuhr über einen Ballastwiderstand 8 von etwa 4, M Kiloohm verbunden, der außerhalb des Hohlraums 1 angeordnet ist.

Die segmentartige Anode 6 und die Kathode 5 sind etwa 10 cm, über den Entladebereich L hinweg voneinander entfernt. Jedes Ende der Kathode 5 ist von der segmentartigen Anode 6 weg gekrümmt, um den Anode—Kathode-Abstand zu vergrößern und so die Länge des Entladebereiches L festzulegen. Diese beträgt etwa 2_tk m.

Bei Gebrauch beträgt eine geeignete Gasströmungsgeschwindigkeit durch den Entladebereich L hindurch etwa 5 m/s, und Leistungseingänge von etwa 100 kV/ können in den Entladebereich L eingespeist werden. Als Folge davon müssen die segmentartige Anode 6 und die Kathode 5 gekühlt werden. Im Falle der Kathode 5 wird dies durch

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sie hindurch in Umlauf gehaltenes Wasser bewirkt» Die Anodenstj.fte 7 werden mittels Wasser gekühlt, welches durch Keramikrohre umläuft, die nicht dargestellt s' \d und mit der.en die Stifte thermisch srbunden sind. Alternativ kann man die Stifte 7 auch durch elr-n Wassermantel hindurch verlaufen lassen, der den Hohlraum 1 umgibt« In diesem Falle müssen sie Jedoch über Jenen Teil ihrer Länge hinweg, der mit dem Wasser in Kontakt steht, elektrisch isoliert sein.

Es ist außerdem notwendig, das gasförmige Lasing-Medium zu kühlen. Ein geeigneter Weg dazu besteht darin, das gasförmige Lasing-Medium in einer geschlossenen Schleife zirkulieren zu lassen, die einen Wärmetauscher einschließt.

Schutzansprüche

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Claims

PATENTANWÄLTE .-...· _D 59 Siegen

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT M.*fburger Tor 2 - Postfach

DIPL.- ING. ROLF PÜRCKHAUER ^{Telefon: (0271) 5}^⁷⁰

Telegramm-Auächrift: Patschub, Siegs

75 OU Kü.
G 75 015 40.6

United Kingdom Atomic
Energy Authority

Schutzansprüche

1 . Hochleistungs-Gaslaser mit einer Einrichtung, die einen Lasing-Hohlra un mit einer optischen Achse "bildet, mit einem Einlaß und einem Auslaß für ein gasförmiges Lasing-Medium, mit einer Elektrode, die als Kathode wirkt, und mit einer Elektrode, die als Anode wirkt, dadurch gekennzeichnet, d:.ß die Anode (6) eine Anordnung von einzeln "belasteten Elektroden (7) auf v/eist, die eine segmentartige Anode (6) "bilden, wo"bei diese und die Kathode (5) so angeordnet sind, daß eine elektrische Entladung quer zur Strömungsrichtung des gasförmigen Lasing-Mediums und zur optischen Achse des Hohlraumes (1) aufrechtzuerhalten ist.
2. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die segmentartige Anode (6) eine lineare Anordnung von einzeln belasteten Elektroden (7) aufweist.
3» Gaslaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das gasförmige Lasing-Medium ein geschlossener Kreislauf vorgesehen isx, der den Lasing-Hohlraum (1) einschließt.
4. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Elektroden (5»6) an den Enden der Kathode (5) größer ist.