DE9106829U1

DE9106829U1 - Festkörperlaser

Info

Publication number: DE9106829U1
Application number: DE9106829U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1991-06-04
Publication date: 1991-08-01
Anticipated expiration: 2001-06-05

Description

Beschreibung: 91022 G

Festkörperlaser

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Festkörperlaser mit einem Laserstab und mindestens einer Pumplampe im Innenraum einer Pumpkammer mit Stirnwänden.

Bei optisch gepumpten Festkörperlasern sitzt der Laserstab häufig in einer sog. Pumpkammer, deren Innenraum (auch Kavität genannt) derart ausgebildet ist, daß die von der Pumplichtlampe bzw. den Pumplichtlampen ausgehende Anregungsstrahlung möglichst vollständig auf den Laserstab reflektiert wird.

Die Pumpkammer ist oft unmittelbar oder über eine Grundplatte an einem Grundgestell befestigt, das - um eine gute thermische Stabilität zu erreichen - aus mindestens drei Invarstäben und zwei Platten besteht, welche die genaue Lage der Invarstäbe zueinander in der Nähe ihrer Enden festlegen. An den Platten können der End- und der Auskoppelspiegel befestigt sein. Eventuell vorhandene weitere Bauteile des Lasers sind an zusätzlichen Platten oder an mindestens zwei der drei Invarstäbe befestigt.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Pumpkammer auf einer Montageplatte, z.B. aus der Aluminium-Magnesium-Legierung AlMg 4,5 Mn F28 der Fa. Aluminium-Walzwerke Singen, zu befestigen. Auf dieser Montageplatte sind dann auch der Resonator- und der Auskoppelspiegel, sowie eventuell vorhandene weitere Bauteile des Lasers befestigt.

Bekannte derartige Festkörperlaser haben den Nachteil, daß der Austausch der Pumplampen umständlich ist und/oder daß nach dem Austausch der Laser neu- oder mindestens nachjustiert werden muß. Das ist insbesondere deshalb störend, da die Lebensdauer der Pumplampen verhältnismäßig kurz ist.

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Aus dem Gebrauchsmuster DE-U-8 903 388 ist ein Festkörperlaser bekannt, bei dem die Pumplampen mit Fassungsteilen verbunden sind und mit diesen in eine Pumpkammer, deren obere Hälfte abnehmbar ist, durch mechanische Führungen und Anschläge in eine vorgegebene und reproduzierbare Lage einsetzbar sind. Auf diese Weise wird das Nachjustieren des Lasers nach dem Auswechseln der Pumplampen vermieden.

Nachteilig bei diesem bekannten Festkörperlaser ist, daß jede Pumplampe mit Fassungsteilen versehen sein muß, die genau auf die mechanischen Führungen und Anschläge an der Pumpkammer abgestimmt sein müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Festkörperlaser so auszubilden, daß die Pumplampen auf einfache Weise ausgetauscht werden können, daß nach dem Austausch der Pumplampen keine Nachjustierung erforderlich ist und daß trotzdem der Aufwand für mechanische Teile möglichst gering ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Festkörperlaser mit den Merkmalen des Anspruches 1.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Außenteile als Steckerteile ausgebildet, welche die elektrischen Verbindungen der Pumplampen mit ihrer Stromversorgung herstellen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Pumpkammer und Zwischenteile, sowie Zwischenteile und Außenteile durch getrennte Schrauben miteinander verbunden. Insbesondere bei den Verbindungen zwischen Zwischenteilen und Außenteilen ist es jedoch auch möglich, den notwendigen Druck auf die Dichtringe auf andere Art zu erzeugen, z.B. durch Schnellspannvorrichtungen .

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen beschrieben, welche in den Figuren 1 bis 5 dargestellt sind. Dabei zeigen

Figur 1 eine Pumpkammer mit einer Pumplampe,

Figur 2 eine Befestigung von Zwischenteil und Außenteil,

Figur 3 eine Pumpkammer mit zwei Pumplampen,

Figur 4 einen Schnitt durch ein Zwischenteil von Figur 3 und

Figur 5 einen Schnitt durch die Pumpkammer von Figur 3.

In Figur 1 ist mit (11) ein Laserstab bezeichnet, der im Innenraum (13i) der Pumpkammer (13) angeordnet ist. Der Innenraum (13i) wird in bekannter Weise durch Stirnwände (14) abgeschlossen, welche durch die Dichtungen (14d) mit Pumpkammer (13) flüssigkeitsdicht verbunden sind. Die Stirnwände (14) haben Öffnungen für den Laserstab (11) und die Pumplampe (12). An die Stirnwände (14) werden gleichartig ausgebildete Zwischenteile (15) angedrückt, welche mit Hilfe der Dichtungsringe (16) den Laserstab (11) flüssigkeitsdicht in den Stirnwänden (14) und damit auch in der Pumpkammer (13) fixieren. Der Andruck der Zwischenteile (15) an die Stirnwände (14) kann z.B. durch Schrauben erfolgen, von denen eine in Figur 2 dargestellt und mit (21) bezeichnet ist.

Die Zwischenteile (15) haben Bohrungen (15b) für den Strahlengang durch den Laserstab (11) und Hohlräume (15h) für die Pumplampe (12). Letztere sind durch Dichtungsringe (15d) flüssigkeitsdicht mit den Stirnwänden (14) und mit dem Innenraum (13i) der Pumpkammer verbunden und haben Anschlüsse (17)

für den Zu- bzw. Abfluß einer Kühlflüssigkeit.

Die Pumplampe (12) wird in den Zwischenstücken (15) flüssigkeitsdicht fixiert durch Dichtungsringe (18), welche durch die Außenteile (19) zusammengedrückt werden, wenn die Außenteile gegen die Zwischenteile (15) gedrückt werden. Dies kann z.B. mit Schrauben geschehen, von denen eine in Figur 2 dargestellt und mit (22) bezeichnet ist. Die Außenteile (19) können - wie in den Figuren dargestellt - als Stecker ausgebildet sein, welche Muffen (19m) enthalten, die an Kabel (19k) angeschlossen sind. Dann werden beim Ansetzen der Außenteile (19) zugleich die elektrischen Verbindungen zwischen den Elektroden (12e) der Pumplampe (12) und ihrer Stromversorgung hergestellt.

Zum Auswechseln der Pumplampe (12) werden lediglich die Außenteile (19) abgezogen, dann kann die Pumplampe (12) in Richtung ihrer Achse aus der Pumpkammer (13) und den beiden Zwischenteilen (15) herausgezogen und eine neue Pumplampe reingesteckt werden. Der Laserstab (11) bleibt dabei unverändert in der Pumpkammer (13), da die Zwischenteile (15) fest mit der Pumpkammer verbunden bleiben. Daher ist nach dem Auswechseln der Pumplampe (12) keine Neu- oder Nachjustierung des Lasers erforderlich.

In Figur 3 ist ein Festkörperlaser mit zwei Pumplampen (32) dargestellt, deren Strahlung den Laserstab (31) zur Emission anregt. Die Pumpkammer ist mit (33) bezeichnet, ihre Stirnwände mit (34) und die Dichtungsringe zwischen ihnen mit (34d). Die Zwischenteile (35) haben wieder Dichtungsringe (35d) gegenüber den Stirnplatten (34) und Dichtungsringe (36) zur Fixierung des Laserstabes (31). Die Hohlräume (35h) der Zwischenteile (35) sind - wie in Figur 4 dargestellt - mit den Anschlüssen (47) für den Zu- und Abfluß der Kühlflüssigkeit durch die Kanäle (45k) verbunden. Auch hier werden die Pumplampen (32) in den Zwischenstücken (35) flüssigkeitsdicht fixiert durch die Dichtungsringe (38), wenn die Außenteile

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(39) aufgesetzt und gegen die Zwischenteile (35) gedrückt werden. Dies kann z.B. durch die in Figur 4 mit (42) bezeichneten Schrauben geschehen, ebenso wie auch in diesem Ausführungsbeispiel die Zwischenteile (35) durch die mit (41) bezeichneten Schrauben an die Pumpkammer (33) gedrückt und verbunden werden können. Auch in diesem Fall ist es vorteilhaft, die Außenteile (39) als Stecker auszubilden, welche über Muffen (39m) und Kabel (39k) die elektrischen Verbindungen zu den Elektroden (32e) der Pumplampen (32) herstellen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist in dem Innenraum (33i) der Pumpkammer (33) ein zylinderförmiges Glasrohr (33g) eingekittet, dessen Querschnitt in der Figur zu sehen ist. Die Außenwand (53a) des Glasrohres (33g) ist verspiegelt und behält daher trotz der Kühlflüssigkeit auch über lange Zeit ein gutes Reflexionsvermögen.

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Claims

cft-fnsprüche:

1. Festkörperlaser mit einem Laserstab (11, 31) und mindestens einer Pumplampe (12, 32) im Innenraum (13i, 33i) einer Pumpkammer (13, 33) mit Stirnwänden (14, 34), dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Stirnwände (14, 34) Zwischenteile (15, 35) und an letztere Außenteile (19, 39) angesetzt sind, wobei die Zwischenteile (15, 35)

a) durch zusammengedrückte Dichtungsringe (16, 36) den Laserstab (11, 31) flüssigkeitsdicht fixieren,

b) für die Pumplampe (12) bzw. die Pumplampen (32) Hohlräume (15h, 35h) haben, die durch weitere zusammengedrückte Dichtungsringe (15d, 35d) flüssigkeitsdicht mit dem Innenraum (13i, 33i) der Pumpkammer (13, 33) verbunden sind,

c) einen Zufluß und einem Abfluß (17, 37) zu bzw. von den Hohlräumen (15h, 35h) für eine Kühlflüssigkeit haben und

d) durch von den Außenteilen (19, 39) weitere zusammengedrückte Dichtungsringe (18, 38) die Pumplampe (12) bzw. die Pumplampen (32) flüssigkeitsdicht in den Zwischenteilen (15, 35) fixieren.

2. Festkörperlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenteile (19, 39) als Steckerteile mit Muffen (19m, 39m) und Kabeln (19k, 39k) für die Stromversorgung der Pumplampe (12) bzw. der Pumplampen (32) ausgebildet sind.

3. Festkörperlaser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenteile (15, 35) mit der Pumpkammer (13, 33) und die Außenteile (19, 39) mit den Zwischenteilen (15, 35) durch getrennte Schrauben (21, 22, 41, 42) verbunden sind.

4. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Stirnwände (14, 34) der Pumpkammer (13, 33) aus Platten bestehen, welche über Dichtringe (14d, 34d) mit der Pumpkammer flüssigkeitsdicht verbunden sind.

5. Festkörperlaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenraum (33i) der Pumpkammer (33) ein zylinderförmiges Glasrohr (33g) eingesetzt ist, das auf seiner Außenseite (53a) verspiegelt ist.

6. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer (13, 33) oder die Zwischenteile (15, 35) mit einer Montageplatte verbunden sind, auf welcher weitere optische Teile des Lasers montiert sind.

7. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer (13, 33) oder die Zwischenteile (15, 35) mit einem Gestell verbunden sind, an dem weitere optische Teile des Lasers montiert sind.

8. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer (13, 33) oder die Zwischenteile (15, 35) mit einer Grundplatte verbunden sind, die an einem Gestell befestigt ist, an dem weitere optische Teile des Lasers montiert sind.

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