NL8005038A

NL8005038A - Laserinrichting.

Info

Publication number: NL8005038A
Application number: NL8005038A
Authority: NL
Original assignee: Stichting Res & Tech
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1980-09-05
Publication date: 1982-04-01
Also published as: NL178465C; NL178465B; DE3135166A1; BE890216A; GB2084392A; FR2490031A1; FR2490031B1; US4426708A; GB2084392B

Description

r - VO 0955 -1-

Titel: Laserinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een laserinrichting, omvattende een buisvormige holte, waarin een gas- of dampvormig materiaal wordt gehouden dat laserwerking kan vertonen, welke holte aan weerszijden is voorzien van een venster, in hoofdzaak bestaande uit een plaatje van 5 geschikt voor straling doorlaatbaar materiaal, welke vensters ieder onder toepassing van een 0-ring afdichtend op de respectieve eindvlakken van de holte zijn bevestigd, zodat zij de holte afsluiten.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 7400338. In het bijzonder wordt in deze publikatie 10 aan de hand van figuur 11 een constructie met 0-ring afdichting beschreven. Bij bekende inrichtingen waarin een afdichting met 0-ringen wordt toegepast ligt de 0-ring tegen een hoofdvlak van het vensterplaatje.

De uitvinding heeft tot doel de bekende inrichting te verbeteren. Het gestelde doel wordt bereikt met een laserinrichting waarin het 15 straling doorlatende plaatje van ieder venster direkt aanligt tegen het aangrenzende eindvlak van de holte en tegen dat eindvlak wordt gehouden door een opsluitframe, bestaande uit een het vensterplaatje omgevende rand, die met geschikte bevestigingsmiddelen op het eindvlak van de holte is bevestigd, welke rand is voorzien van een aan de van het eind-20 vlak afgewende zijde binnenwaarts tot boven de omtrek van het vensterplaatje stekende flens, terwijl rond de zijrand van het vensterplaatje in de rand van het opsluitframe aan de zijde van het eindvlak een uitsparing is voorzien die plaats biedt aan de 0-ring.

Een voordeel van de inrichting volgens de uitvinding is dat de 25 0-ring niet meer tegen een hoofdvlak van het vensterplaatje ligt, maar rond de zijrand. Hierdoor kan een groter deel van het oppervlak van het plaatje voor de transmissie van de laserstraling worden benut, of kan bij gelijkblijvend nuttig oppervlak een kleiner plaatje worden toegepast. Gezien de kostbaarheid van het voor vensterplaatjes gewoonlijk 30 toegepaste materiaal (veelal halfgeleidermateriaal zoals ZnSe, CdTe,

GaAs, Ge) betekent dit optimale gebruik van het venstermateriaal een economisch voordeel. Daarnaast blijkt de inrichting volgens de uitvinding een grotere mechanische stabiliteit dan bekende inrichtingen te vertonen. Gemeend wordt dat deze betere kwalificaties van de laser 8005038

• V

-2- volgens de uitvinding vergeleken met bekende lasers als volgt kan worden verklaard. Bij de bekende inrichtingen rust het vensterplaatje in wezen op de 0-ring en wordt de 0-ring door het vensterplaatje samengedrukt gehouden tegen het eindvlak van de trilholte of in een in het eindvlak 5 aangebrachte groef. Bij het in het systeem mogelijkerwijze optreden van drukvariaties kan zelfs bij goed aangedrukt houden van de venster-plaatjes ieder plaatje geringe op- en neerwaartse bewegingen uitvoeren op de elastische 0-ring. Hierdoor treden variaties in de afmetingen van de .trilholte op. Bij toepassing van zogenaamde Brewster-vensters 10 kunnen hierdoor variaties in de hoek waaronder het venster is opgesteld optreden. Dergelijke variaties in afmetingen en/of hoek beïnvloeden de werking van de laserinrichting ongunstig. Bij de inrichting volgens de uitvinding is het optreden van dergelijke variaties praktisch uitgesloten.

15 Opgemerkt kan worden dat het optreden van bedoelde variaties door beweging van een venster op de 0-ring vermeden wordt in laser-inrichtingen waarin geen 0-ringen worden toegepast, maar waarin de vensterplaatjes worden vastgekit. Dergelijke inrichtingen zijn bijvoorbeeld bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 7502973. Een nadeel 20 van dergelijke bekende inrichtingen is dat de vensters niet demontabel zijn en dus bij falen niet gemakkelijk vervangen kunnen worden.

Bij een geschikte uitvoeringsvorm van de laserinrichting volgens de uitvinding is de uitsparing zodanig bemeten dat de 0-ring tenminste 90% van het volume van de uitsparing inneemt. Voor het vaststellen van 25 een dergelijke vullingsfactor wordt gerekend.met een maximale stuik van 3% en een maximale rek van 6% van de 0-ring. Bij een vullingsfactor van tenminste 90% blijkt de inrichting volgens de uitvinding optimaal te functioneren.

De verdere opbouw van de inrichting volgens de uitvinding kan 30 van gebruikelijke aard zijn en is aan de deskundige bekend. Hetzelfde geldt voor de aard van het lasermedium en de wijze van bedrijven van de inrichting. Gevonden werd dat de uitvinding bijzonder geschikt is voor toepassing bij zogenaamde CO^-lasers.'

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, 35 waarin fig. 1 een weergave in doorsnede is door het uiteinde van een 8005038 Π- Λ -3- laserinrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een "bovenaanzicht is van een opsluitframe en fig. 3 een dwarsdoorsnede is door het opsluitframe volgens fig. 2 genomen langs de lijn III- III.

55 In fig. 1 is het uiteinde weergegeven van een laserinrichting met

Brewster-venster, waarin de uitvinding is toegepast. Over het uiteinde van de eigenlijke laserbuis 1 is het eindstuk 2 voorzien van een afgeschuind eindvlak 3 geschoven. Het eindstuk 2 heeft een "balkvorm en is aan het van de laserbuis 1 afgewende einde voorzien van een boring met in hoofdzaak 10 rechthoekige dwarsdoorsnede. Aan het naar de laserbuis 1 toegevoerde einde van het eindstuk 2 is een trapsgewijs zich vernauwende cyiindrische boring voorzien, die'overgaatin de rechthoekige boring, zodat het gehele eindstuk 2 doorboord is. Het uiteinde van de laserbuis 1 rust tegen de voorrand k van de rechthoekige boring, ter plaatse waarvan deze overgaat 15 in de cyiindrische trapsgewijs vernauwde boring. Het deel van de cyiindrische boring met de geringste diameter past met geringe speling om de buitenomtrek van het uiteinde van de buis 1. Tegen de voorrand 5 van dit deel van de cyiindrische boring is een 0-ring 6 opgesteld, die aangedrukt wordt.gehouden door een opsluitelement 7S dat in hoofdzaak bestaat uit een 20 cylindrisch deel dat past tussen de buitenwand van de buis 1 en de binnenwand van het deel van de cyiindrische boring met grootste binnendiameter van het eindstuk 2 en een kraagvormig deel dat rust tegen de voorrand 8 van het cyiindrische deel met grootste binnendiameter van het eindstuk 2.

Op het afgeschuinde eindvlak 3 van het eindstuk 2 ligt het 25 vensterplaatje 9 van geschikt voor straling doorlaatbaar materiaal. Het vensterplaatje 9 wordt tegen het eindvlak 3 aangedrukt gehouden door het opsluitframe 10 dat met behulp van geschikte bevestigingsmiddelen, bijvoorbeeld schroeven 11, op het eindstuk 2 is bevestigd. Het opsluitframe 10 bestaat in wezen uit een rand die aan de zijde die van het 30 eindstuk 2 is afgewend, is voorzien van een binnenwaarts gerichte flens 12 die steekt tot boven de buitenste rand van het hoofdvlak van het vensterplaatje 9, Rond de zijrand van het vensterplaatje 9 is in de rand van het opsluitframe 10 aan de zijde van het eindstuk 2 een uitsparing voorzien, zodanig dat tussen het plaatje 9 en het 35; opsluitframe 10 een groef bestaat. In deze groef is een 0-ring 13 opgesteld.

Doordat het plaatje 9 stevig aangedrukt wordt gehouden tegen het eindvlak 3 door het opsluitframe 10 en de afdichtende 0-ring 13 zich bevindt rond het plaatje 9 en niet tussen het plaatje 9 en het 8005038 -4- ·' - ' *f % eindstuk 2 zal het plaatje zelfs bij optreden van drukvariaties in het systeem niet bewegen zodat de afmetingen van de totale inrichting geen variaties vertonen en ook de hoek van het plaatje ten opzichte van de centrale as niet aan wijzigingen onderhevig is.

5 In fig. 2 is een onderaanzicht weergegeven van een uitvoerings vorm van het opsluitframe 10 dat geschikt is voor toepassing bij een rechthoekig vensterplaatje. De afmetingen van de uitsparing voor de 0-ring zijn bij voorkeur zodanig dat de 0-ring de uitsparing voor tenminste 90% vult. Hierdoor wordt een zeer goede afdichting bereikt.

10 In fig. 3 is een dwarsdoorsnede door het opsluitframe volgens fig. 2, genomen langs de lijn III-III weergegeven. Gelijke onderdelen als in fig. 2 en 1 zijn in fig. 3 met gelijke verwijzingsgetallen aangegeven.

8005038

Claims

1. Laserinrichting, omvattende een buisvormige holte, waarin een gas- of dampvormig materiaal wordt gehouden, dat laserwerking kan vertonen, welke holte aan weerszijden is voorzien van een venster, in hoofdzaak bestaande uit een plaatje van geschikt voor straling 55 döorlaatbaar materiaal, welke vensters ieder onder toepassing van een 0-ring afdichtend op de respectieve eindvlakken van de holte zijn bevestigd, zodat zij de holte afsluiten, met het kenmerk dat het straling doorlatende plaatje van ieder venster direkt aanligt tegen het aangrenzende eindvlak van de holte en. tegen dat eindvlak wordt 10 gehouden door een opsluitframe, bestaande uit een het vensterplaatje omgevende rand, die met geschikte bevestigingsmiddelen op het eindvlak van de holte is bevestigd, welke rand is voorzien van een aan de van het eindvlak afgewende zijde binnenwaarts tot boven de omtrek van het vensterplaatje stekende flens, terwijl rond de zijrand van het 15 vensterplaatje in de rand van het opsluitframe aan de zijde van het eindvlak een uitsparing is voorzien die plaats biedt aan de 0-ring»

2. Laserinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de uitsparing zodanig is bemeten dat de Q-ring tenminste 90% van het volume van de uitsparing inneemt. 8005038