NL7905969A - Gasontladingslaser. - Google Patents

Description

r PHN 9546 i ƒ 3 £!jg ia7r , N.V, Philips' Gloeilampenfabrieken te 'g-ïri^'hr.traiL j "Gasontladingslaser".

De uitvinding heeft betrekking op een gasontla-dingslaser, bevattende een glazen cilindervormig ontladings-vat, waarvan tenminste één uiteinde met een metalen kap is afgesloten, welke kap in het centrum van een reflektor-5 lichaam is voorzien en excentrisch een metalen pomps tengel aan de kap is bevestigd.

Een dergelijke gasontladingslaser is bekend uit de Duitse openbaargemaakte octrooiaanvrage 27 54 756. Dergelijke gasontladingslasers hebben een breed toepassings-10 gebied, zoals bijvoorbeeld voor het uitlijnen van constructies, in contröle systemen, afstandsmeters, kopieermachines, meetinrichtingen voor het meten van lucht- en waterverontreiniging en vooral in toestellen voor het weergeven van optische informatiedragers, zoals bijvoorbeeld de beeld-15 platenspeler voor het weergeven van beeldplaten via een televisieinrichting.

Voor een groot aantal van deze toepassingen is een grote richtingsstabiliteit van de opgewekte laserbundel noodzakelijk. In de genoemde Duitse octrooiaanvrage 20 27 54 756 wordt een grotere richtingsstabiliteit van de opgewekte laserbundel verkregen door radiaalsymmetrisch tegenover de pompstengel een kompenserend buisvormig element aan de metalen kap, die een uiteinde van het ontla- > dingsvat afsluit te bevestigen. De metalen kap heeft een 25 bolle vorm en is met een z.g. "drop-seal" met het glas van het ontladingsvat verbonden. (Bij een "drop seal" wordt het glas tijdens het verbinden gestuikt). De pompstengel vormt voor de metalen kap een asymmetrische thermische belasting, waardoor de bolle metalen kap bij opwarming na 30 het in bedrijf stellen van de laser gaat vervormen, waardoor wederom het reflektorlichaam kantelt. Het kompenserend buisvormig element kompenseert de vervorming van de metalen kap. Het is duidelijk dat een dergelijke oplossing bewer- 790 5 9 69 * PHN 95^6 2 kelijk en duur is, omdat een element aan de constructie moet worden toegevoegd dat nauwkeurig radiaalsymmetrisch tegenover de metalen pompstengel aan de kap moet worden aangebracht. Bovendien zullen kleine verschillen in afme-5 tingen en massa tussen de pompstengel en het kompenserend element toch nog aanleiding geven tot vervormingen.

De uitvinding beoogt dan ook, zonder toevoeging van een element aan de constructie, een grotere richtings-stabiliteit van de opgewekte laserbundel te verkrijgen.

10 Een gasontladingslaser van de in de eerste alinea genoemde soort wordt volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de metalen kap in hoofdzaak de vorm van een afgeknotte kegel heeft, waarbij het reflectorlichaam in het centrum van het topoppervlak van de afgeknotte kegel is 15 aangebracht en de metalen pompstengel zich in de kegelman-tel bevindt. Bij voorkeur gaat de kegelmantel aan het breedste uiteinde in een cilindrische kraag over, die het uiteinde van de glazen buis van het ontladingsvat omsluit. Deze kraag geeft de glas-metaal verbinding (butt-seal) 20 van de kap met de glazen wand van het ontladingsvat extra stevigheid. Waarom de richtingsstabiliteit van de laserbundel groter is bij een kap met de vorm van een afgeknotte kegel is niet geheel duidelijk. Aangenomen wordt dat de vlakheid van het manteloppervlak in axiale richting ook een 25 axiale stijfheid tot gevolg heeft. Deze stijfheid maakt de kap aanzienlijk minder gevoelig voor het aanbrengen van een opening met daarin een pompstengel, welke meestal uit een materiaal met een andere uitzettingscoëfficient bestaat.

Een kap met de vorm van een afgeknotte kegel 30 waarvan de tophoek ongeveer 150° was gaf bijzonder goede resultaten.

De uitvinding wordt nu bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van een tekening waarin de figuur een He-Ne-gasontladingslaser volgens de uitvinding 35 in een langsdoorsnede weergeeft. Deze laser bestaat uit een cilindervormig ontladingsvat 1 uit glas dat aan beide uiteinden is afgesloten met metalen kappen 2 en 3> welke met een z.g. '’butt-seal” met het glas verbonden zijn en 7905969 PHN 95^6 3 f welke voorzien zijn van de centrale openingen 4 en 5 waaraan reflektorlichamen 6 en 7 zijn bevestigd. Ieder reflec-torlichaam bestaat uit een buisvormig deel 8, dat in de openingen 4 en 3 is bevestigd, reflectorhouders 9 en multi-5 lagenreflectoren 10. Een metalen na het vullen van de gas-ontladingslaser dichtgeknepen en/of gesoldeerde pompstengel 11 is aan kap 3 bevestigd. Kap 3 heeft in hoofdzaak de vorm van een afgeknotte kegel met een topoppervlak 12 en een kegelmantel 13 en een kraag 14. Bij kappen zonder kraag 10 14 kan de bevestiging aan het glazen ontladingsvat met be hulp van een "drop-seal" geschieden. De pompstengel 11 dient volgens de uitvinding in het manteloppervlak van de afgeknotte kegel te worden aangebracht. Een beïnvloeding van de richting van het reflectorlichaam 7 blijkt dan na-15 genoeg niet op te treden en wordt een grote richtingsstabiliteit van de laserbundel verkregen. De reflectoren 10 vormen samen met het laserkapillair 15 de laserresonator. In de omhulling van de laser is verder een cilindrische kathode 1 6 aangebracht, welke zich coaxiaal in de omhulling uit-20 strekt. Om gepolariseerd licht uit de laser te verkrijgen is nabij het reflectorlichaam 7 in een houder 17 een brewstervenster 18 aangebracht.

Tot nu toe werden ook wel glazen pompstengels in de cilindrische glazen wand van het ontladingsvat aange-25 bracht. Voor massa productie zijn echter metalen pompstengels aangebracht op de wijze volgens de uitvinding veel aantrekkelijker, omdat ze eenvoudiger te vervaardigen zijn en geschikt zijn voor geautomatiseerde productie.

De in de figuur getoonde He-Ne-laser is ongeveer 30 25 cm lang en heeft een diameter van ongeveer 28 mm. De metalen kappen bestaan uit een diepgetrokken aan glas hechtend metaal van 1 mm dik. Een goede hechting aan een hard glas geven kappen van bijvoorbeeld fernico. Kappen van bijvoorbeeld Dilvero of Nilo 475 (respectievelijk een Cr-Fe-35 legering en een Cr-Ni-Fe legering, merknamen van Metal-imphy , Parijs, Frankrijk) hechten goed aan zachte glazen.

De tophoek van de afgeknotte kegel bedraagt 150°, zodat het manteloppervlak 13 een hoek van 75° met de as van de 7905969 ik Ί PHN 9546 4 laser maakt. De diameter van het topoppervlak 12 is 12 mm. De kraag 14 is inwendig 1.5 mm hoog. De metalen pompstengel 11 heeft een diameter van 4 mm.

5 10 15 20 25 30 35 790 5 9 69

Claims (4)

1· Gasontladingslaser bevattende een glazen cilin dervormig ontladingsvat, waarvan tenminste één uiteinde met een metalen kap is afgesloten, welke kap in het centrum van een reflectorlichaam is voorzien en excentrisch een 5 metalen pompstengel aan de kap is bevestigd, met het kenmerk, dat de metalen kap in hoofdzaak de vorm van een afgeknotte kegel heeft, waarbij het reflectorlichaam in het centrum van het topoppervlak van de afgeknotte kegel is aangebracht en de metalen pompstengel zich in de kegelmantel bevindt.

2. Gasontladingslaser volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kegelmantel aan het breedste uiteinde in een cilindrische kraag overgaat.

3. Gasontladingslaser volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de tophoek van de kegel ongeveer 150° is.

4. Gasontladingslaser volgens conclusie 1, 2 of 3» met het kenmerk, dat de diameter van het ontladingsvat ongeveer 30 mm en de diameter van het topoppervlak ongeveer 12 mm bedraagt. 20 25 30 35 790 5 9 69