NO882301L

NO882301L - GROUPED BULK LEADER.

Info

Publication number: NO882301L
Application number: NO882301A
Authority: NO
Inventors: Alan R Henderson
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1988-05-25
Publication date: 1988-05-25
Also published as: NO882301D0; DE3787642D1

Abstract

En flerhulroms bølgelederlaser er dannet av et par flate-mot-flate tilstøtende dlelektrlske blokker (70,72), hvor det 1 de movendende overflater av disse er dannet par av tilpassede bølgelederspor (78, 80, 82,. 84), som har en elektrodesklllevegg (92) avtettet til og mellom de hosllggende tilpassede blokker for å adskllle et par av bølgelederhulrom fra et annet, hvorved dannes fire tett adskilte bølgelederhulrom. I en annen utførelsesform er skilleveggen (26) mellom de to dlelektrlske blokkene (10,12) tynt ledende materiale, og dlelektrlsk skillevegger (36, 38) er tllvelebragt mellom hulrommene 1 hvert par 1 en enkelt dlelektrlsk blokk. De Innvendige overflater (40,42,44, 47) 1 hvert hulrom motstående den felles elektroden (26) er plettert med et elektrisk ledende materiale, og passende elektrisk forbindelse (56,58,18) er dannet fra de innvendige elektrodene til blokkenes utside. De to blokkene (10,12) er festet til hverandre ved hjelp av en slagloddlngs og tetnliigsmasse (18) på deres overflater, hvilken slagloddlngsmasse kan danne del av den elektriske forbindelsen fra de Innvendige elektrodene. Spell som er felles for samtlige fire hulrom er montert til endene (62, 64) av blokkene, og radiofrekvensenergi kobles til de Innvendige elektroder for ekslerlng av laslngsgassen Innenfor hulroc-ene.A multi-cavity waveguide laser is formed by a pair of face-to-face adjacent dielectric blocks (70,72), the moving surfaces of which are formed by pairs of adapted waveguide tracks (78, 80, 82, 84), which have a electrode shell wall (92) sealed to and between the adjacent matched blocks to separate a pair of waveguide cavities from another, thereby forming four closely spaced waveguide cavities. In another embodiment, the partition (26) between the two sub-electric blocks (10, 12) is thin conductive material, and the sub-electrical partitions (36, 38) are arranged between the cavities 1 of each pair in a single sub-electrical block. The inner surfaces (40, 42, 44, 47) of each cavity opposite the common electrode (26) are plated with an electrically conductive material, and a suitable electrical connection (56, 58, 18) is formed from the inner electrodes to the outside of the blocks. . The two blocks (10, 12) are attached to each other by means of a brazing and sealing mass (18) on their surfaces, which brazing mass can form part of the electrical connection from the inner electrodes. Spells common to all four cavities are mounted to the ends (62, 64) of the blocks, and radio frequency energy is connected to the Internal Electrodes to excrete the charge gas within the cavities.

Description

Denne oppfinnelse vedrører lasere og nærmere bestemt vedrører utformning av en forbedret bølgelederlaser som har flere hulrom. This invention relates to lasers and more specifically relates to the design of an improved waveguide laser which has several cavities.

Et viktig siktemål ved utviklingen og utformningen av arbeidslasere er oppnåelsen av et laserrsystem som har liten størrelse, høy effekt og lav vekt. Kompakte, høyeffekts lasere kan ha mange mulige anvendelsesområder, innbefattende kommunikasjon, produksjon og medisin. Særlig innenfor områdene av medisin og kommunikasjon ønskes instrumenter som er lette, små og har høy effekt. An important objective in the development and design of work lasers is the achievement of a laser system that has a small size, high power and low weight. Compact, high-power lasers can have many potential applications, including communications, manufacturing and medicine. Especially in the areas of medicine and communication, instruments are wanted that are light, small and have a high effect.

Den konvensjonelle gasslaseren, selvom den frembringer en passende høyeffektsutmatning, klarer ikke å bli tilrettelagt for tilstrekkelig kompakte og lettvektskonstruksjoner for mange anvendelser. Bølgeledergasslasere er blitt utviklet i et forsøk på å overvinne eksisterende problemer ved tidligere gasslasere. Bølgeledergasslaseren innbefatter en resonator hvori strålning sendes delvis ved ledet bølgeforplantning, som er i motsetning til den konvensjonelle laseren hvor tilbakekoblings- og resonatormodi etableres ved normal frittroms forplatning. Fordeler ved de fleste bølgeleder-lasersystemer sammenlignet med konvensjonelle lasere innbefatter redusert laserstørrelse, bruk av flate, i stedet for buete speil, mindre tverrdimensjoner, høyere laser-forsterkning, og trykkutvidede lasere. Bølgelederlaseren har potensial for kompakt, laveffektslasere som ellers ikke er mulig. Andre fordeler innbefatter høytrykksoperasjonen som medfører økt frekvensavstembarhet i lasere slik som kull-dioksydsystemer, effektiv tilpasning mellom det optisk resonerende og lasereksiterende middel, og utmerket modus-kontroll ved enestående egenskaper for bølgelederlaser-resonatorer. The conventional gas laser, although producing a suitable high power output, fails to be adapted to sufficiently compact and lightweight constructions for many applications. Waveguide gas lasers have been developed in an attempt to overcome existing problems with earlier gas lasers. The waveguide gas laser includes a resonator in which radiation is transmitted partly by guided wave propagation, which is in contrast to the conventional laser where feedback and resonator modes are established by normal free space propagation. Advantages of most waveguide laser systems compared to conventional lasers include reduced laser size, use of flat rather than curved mirrors, smaller cross-sectional dimensions, higher laser gain, and pressure-expanded lasers. The waveguide laser has the potential for compact, low-power lasers that are otherwise not possible. Other advantages include the high-pressure operation which results in increased frequency tunability in lasers such as carbon dioxide systems, efficient matching between the optically resonant and laser exciting means, and excellent mode control by unique properties of waveguide laser resonators.

Eksempler på bølgeledergasslasere er omtalt i de følgende US. patenter: 4.577.323 (Newmann et al), 4.103.255 (Schlossberg), 4.464.758 (Chenausky et al), 4.429.398 (Chenausky et al), 4.169.251 (Laakmann) og 4.129.836 (Papayoanou). Examples of waveguide gas lasers are discussed in the following US. patents: 4,577,323 (Newmann et al), 4,103,255 (Schlossberg), 4,464,758 (Chenausky et al), 4,429,398 (Chenausky et al), 4,169,251 (Laakmann) and 4,129,836 (Papayoanou).

Forskjellige teknikker for å konstruere bølgelederhulrom for tidligere kjente bølgeledergasslasere oppviser problemer med avtettingen av hulrom og koblingen av den eksiterende energien til hulrommene. Hvor bølgelederne er dannet i en flerhet av keramiske blokker > er loddemiddel eller epoxy blitt anvendt for å feste og tette blokkene til hverandre. Imidlertid anvender slike teknikker materialer som kan avgi gasser som forurenser lasingsmediet og kan mangle ønsket temperaturstabilitet og tetningskarakteristika. Vesentlige problemer eksisterer med å tilveiebringe eksiterende elektroder. Likestrømseksiter ing av slike bølgeleder-gasslasere har krevet en relativt stor likestrømseksitering mellom et par elektroder som er plassert nær respektive ender av et relativt langt laserbølgelederhulrom. En slik løsning krever store spenninger, krafttilførsler og kretser som er i stand til å håndtere slike spenninger. For å unngå problemer med likestrømseksitering, er radiofrekvens eksitering blitt foreslått, men intoduserer igjen vanskeligheten med å tilveiebringe eksitering langs hele leiigde av bølgeleder-hulrommene. Eksempelvis, som vist i US patent 4.169.251 (Laakmann), dannes et enkelt bølgelederhulrom mellom et par innbyrdes adskilte dlelektrlske blokker, mellom hvilke er innskutt et par innbyrdes adskilte faste elektroder som strekker seg sideveis utad forbi sidene av de dlelektrlske blokkene. Konstruksjon, størrelse og konfigurasjon av en slik løsning er begrenset av nødvendigheten til å gi slike innskutte elektroder. Dessuten er løsningen ikke tilpasset til å gi en kompakt, lettvektslaser som har flere hulrom. Various techniques for constructing waveguide cavities for prior art waveguide gas lasers exhibit problems with the sealing of cavities and the coupling of the exciting energy to the cavities. Where the waveguides are formed in a plurality of ceramic blocks > solder or epoxy has been used to attach and seal the blocks to each other. However, such techniques use materials that may emit gases that contaminate the lasing medium and may lack the desired temperature stability and sealing characteristics. Significant problems exist in providing exciting electrodes. Direct current excitation of such waveguide gas lasers has required a relatively large direct current excitation between a pair of electrodes placed near respective ends of a relatively long laser waveguide cavity. Such a solution requires large voltages, power supplies and circuits capable of handling such voltages. To avoid problems with direct current excitation, radio frequency excitation has been proposed, but again introduces the difficulty of providing excitation along the entire length of the waveguide cavities. For example, as shown in US patent 4,169,251 (Laakmann), a single waveguide cavity is formed between a pair of mutually separated electrical blocks, between which are inserted a pair of mutually separated fixed electrodes which extend laterally outward past the sides of the electrical blocks. The construction, size and configuration of such a solution is limited by the necessity to provide such inserted electrodes. Moreover, the solution is not adapted to provide a compact, lightweight laser that has multiple cavities.

Følgelig er det et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en flerhulroms bølgeleder som unngår eller minimaliserer problemer som er nevnt ovenfor. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a multi-cavity waveguide which avoids or minimizes problems mentioned above.

For å iverksette prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse i henhold til foretrukket utførelsesform derav, dannes en flerhulromsbølgelederlaser av første og andre blokker av dielektrisk materiale som har innbyrdes tilstøtende flater som er avtettet til hverandre. Første og andre par av bølgelederspor dannet i blokkene har sporene i hvert par adskilt med en tynn skillevegg, og har parene av spor hos de respektive blokker også adskilt av en tynn skillevegg. En av skilleveggene er elektrisk ledende * idet der dannes en første hellengdeelektrode for samtlige av sporene, hvilke definerer bølgelederhulrommene. Ifølge et trekk ved oppfinnelsenkobles radiofrekvensenergi til elektroden og til ytterligere motsatt anbragte innvendige elektroder ved hjelp av en ledendeflik eller metallisering som strekker seg gjennom hull i de dlelektrlske blokkene. To implement the principles of the present invention according to the preferred embodiment thereof, a multi-cavity waveguide laser is formed from first and second blocks of dielectric material having mutually adjacent surfaces which are sealed to each other. First and second pairs of waveguide tracks formed in the blocks have the tracks in each pair separated by a thin partition wall, and have the pairs of tracks in the respective blocks also separated by a thin partition wall. One of the partitions is electrically conductive * as a first full-length electrode is formed for all of the tracks, which define the waveguide cavities. According to a feature of the invention, radio frequency energy is coupled to the electrode and to further oppositely placed internal electrodes by means of a conductive tab or metallization which extends through holes in the electrical blocks.

Et annet trekk ved oppfinnelsen involverer bruken av en elektrisk ledende slagloddings-masse til å feste og avtette de dlelektrlske blokkene til hverandre, idet slik slagloddingsmasse strekker seg fra de innvendige hulrommene til det ytre av de dlelektrlske blokkene, hvorved dannes en elektrisk ledende bane for tilførsel av radiofrekensenergi til de innvendige elektrodene. Another feature of the invention involves the use of an electrically conductive solder paste to attach and seal the electrical blocks to each other, such solder paste extending from the internal cavities to the outside of the electrical blocks, thereby forming an electrically conductive path for supply of radio frequency energy to the internal electrodes.

I de vedlagte tegninger:In the attached drawings:

Fig. 1 er et perspektivriss, med deler bortkuttet, for en flerhulroms bølgeledergasslaser som anvender prinsippene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 1 is a perspective view, with parts cut away, of a multi-cavity waveguide gas laser employing the principles of the present invention.

Fig. 2 illustrerer den felles elektroden i fig. 1.Fig. 2 illustrates the common electrode in fig. 1.

Fig. 3 er et snitt tatt på linjen 3-3 i fig. 1.Fig. 3 is a section taken on the line 3-3 in fig. 1.

Fig. 4 er et forstørret fragmentært riss av fig. 3.Fig. 4 is an enlarged fragmentary view of fig. 3.

Fig. 5 er et perspektivriss med deler bortkuttet av en andre utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 5 is a perspective view with parts cut away of a second embodiment of the invention.

Fig. 6 er et snitt tatt på linjene 6-61 fig. 5.Fig. 6 is a section taken on the lines 6-61 fig. 5.

Fig. 7 er et forstørret snitt med deler bortkuttet som viser detaljer av elektrodekonstruksjonen i figur 5. Fig.8 er et perspektivriss med deler bortkuttet som viser detalj av endespeilfestet. Fig. 7 is an enlarged section with parts cut away showing details of the electrode construction in Figure 5. Fig. 8 is a perspective view with parts cut away showing detail of the end mirror attachment.

Som det er vist ifigurene 1 til og med 4, er første og andre relativt lange, keramiske blokker 10, 12 med rektangulært tverrsnitt, laget av berylliumoksyd eller aluminiumoksyd eller annet sammenlignbart materiale som har meget lav varmeutvidelseskoeffisiéht og som har gode elektriske isoleringsegenskaper, sammenføyet i flate mot flate forhold langs naboliggende overflater 14, 16, med en slagloddings-masse 18 dekkende alle innbyrdes naboliggende arealer av de tilpassede overflater for derved fast å feste og avtette blokkene til hverandre. Bortsett fra elektrode forbindelsesorgan hull, som skal beskrives nedenfor, er de to blokkene praktisk talt identiske. Således vil en beskrivelse av en av disse være tilstrekkelig til å gi en beskrivelse av begge. Hver av blokkene, slik som blokk 12, er formet med en grunn skilleveggmottagende fordypning 20 (fig. 4) i sin overflate 16, med en hulromsfordypning 22 som strekker seg dypere inn i blokken fra den skilleveggmottagende fordypningen 20. Ved en Innerste sentral posisjon av hulromsfordypningen 22 er det en tverrskilleveggmottagende fordypning 24 som mottar et kantparti av en tynn felles elektrodeskillevegg 26 (se også fig. 2) som strekker seg sentralt over hulrommene 22 og fordypningen 20 hos begge tilpassede blokker til å dele hulromsfordypningene i hver blokk i første og andre bølge-lederhulrom 28, 30 for blokk 12 og bølgelederhulrom 32, 34 for blokk 10. Skillevegg 26 er dannet av elektrisk ledende materiale og gir en felles elektrode for samtlige fire av bølgelederhulrommene 28, 30, 32 og 34. Skilleveggen strekker seg over den fulle lengden av hver av de dlelektrlske blokkene. As shown in Figures 1 through 4, first and second relatively long ceramic blocks 10, 12 of rectangular cross-section, made of beryllium oxide or aluminum oxide or other comparable material having a very low coefficient of thermal expansion and having good electrical insulating properties, are joined in flat to flat conditions along adjacent surfaces 14, 16, with a brazing mass 18 covering all mutually adjacent areas of the adapted surfaces to thereby firmly attach and seal the blocks to each other. Apart from the electrode connector hole, which will be described below, the two blocks are practically identical. Thus, a description of one of these will be sufficient to provide a description of both. Each of the blocks, such as block 12, is formed with a shallow partition receiving recess 20 (Fig. 4) in its surface 16, with a cavity recess 22 extending deeper into the block from the partition receiving recess 20. At an innermost central position of cavity recess 22 there is a transverse partition wall receiving recess 24 which receives an edge portion of a thin common electrode partition wall 26 (see also Fig. 2) which extends centrally over the cavities 22 and the recess 20 of both adapted blocks to divide the cavity recesses in each block into first and second waveguide cavities 28, 30 for block 12 and waveguide cavities 32, 34 for block 10. Partition wall 26 is formed of electrically conductive material and provides a common electrode for all four of the waveguide cavities 28, 30, 32 and 34. The partition wall extends over the full the length of each of the dlelectral blocks.

Innenfor tilpassede halvdeler av de skilleveggmottagende fordypnigner 20, på hver side av felles elektrodeskillevegg 26, er plassert tynne, keramiske (dlelektrlske) remser 36, 38 som forløper i langsgående retning over den fulle lengden av blokkene, og hvor hver strekker seg på tvers fra en ende av fordypningen 20 til nær, tettpassende anlegg mot en side av skilleveggelektroden 26. Within matched halves of the partition receiving recesses 20, on either side of common electrode partition 26, are placed thin ceramic (sub-conductor) strips 36, 38 extending longitudinally over the full length of the blocks, each extending transversely from a end of the recess 20 to a close, snug fit against one side of the partition electrode 26.

Slagloddingsmassen 18, som fast sammenkobler og avtetter de tilstøtende overflater 14, 16, er innskutt mellom de keramiske blokkene og begge sider av keramiske skillevegg-remser 36, 38, som forløper kontinuerlig langs sidene og endene av de tynne skilleveggremsene fra hulrommene til forbindelsesflaten 14, 16. Således vil de to blokkene, når sammenføyet som vist og beskrevet med de innskutte skillevegger deri, definere en gruppe av fire meget nær adskilte, symmetrisk plasserte og anordnede langstrakte bøleleder-hulrom, hvor hvert av disse har en side derav dannet av en overflate av skilleveggelektroden 26, som adskiller hulrommene 1 paret 32, 34 i blokk 10 fra hverandre og som også adskiller hullrommene i paret 28, 30 i blokk 12 fra hverandre. Skilleveggremsene 36, 38 separerer kollektivt paret av hulrom, 32, 34 fra paret av hulrom 28, 30 til å gi separate, innbyrdes uavhengige bølgelederhulrom som er umiddelbart hosliggende vherandre, symmetrisk anbragt, og likevel adskilt fra hverandre ved hjelp av skilleveggmidlet. Overflaten av hvert hulrom som er motstående elektroden 26, slik som overflatene 40, 42, 44 og 47 er belagt med elektrisk ledende materiale som danner, for hvert hulrom en andre elektrode som løper over hulrommets fulle lengde. Følgelig har hvert hulrom et par av innbyrdes adskilte, første og andre fullstendige innvendige elektroder som løper over den fulle lengde av hulrommet på motsatte sider av hulrommet. For å tilveiebringe radiofrekvenseksiteringsenergi til elektrodene, er en flerhet av matehull, slik som åpninger 46, 48 (fig. 1) dannet i en av blokkene slik som blokk 12, ved adskilte punkter langs blokken. Elektrode matehullene 46, 48 strekker seg fra den ytre overflaten 50 hos blokkenl2, delvis gjennom blokken til hull som strekker seg til hulrommene og er utformet eller på tett måte å passe til og motta ledende fliker, slik som flikene 56,58. De sistnevnte er enhetlig med eller på annen måte fast forbundet med en sidekant på den felles elektroden 26. Flikhullene er metallisert og slagloddet til å avtette flikene 56, 58 til hulrommene. Blokken 10 har hverken matehull eller fliker. Den felles elektroden 26 og dens ledende fliker 56, 58 kan formes som en hel eller enhetlig sammenstilling som vist i figur 2 med de ledende flikene 56, 58 innført i matehullene og flikhullene i blokk 12 akkurat før sammenstilling av denne blokken med den andre. The brazing mass 18, which firmly joins and seals the adjacent surfaces 14, 16, is sandwiched between the ceramic blocks and both sides of ceramic partition strips 36, 38, which run continuously along the sides and ends of the thin partition strips from the cavities to the connection surface 14, 16. Thus, the two blocks, when joined as shown and described with the partitions cut therein, will define a group of four very closely spaced, symmetrically placed and arranged elongate bole conductor cavities, each of which has one side thereof formed by a surface of the partition electrode 26, which separates the cavities 1 pair 32, 34 in block 10 from each other and which also separates the cavities in the pair 28, 30 in block 12 from each other. The partition strips 36, 38 collectively separate the pair of cavities, 32, 34 from the pair of cavities 28, 30 to provide separate, mutually independent waveguide cavities which are immediately adjacent to each other, symmetrically disposed, and yet separated from each other by the partition means. The surface of each cavity opposite electrode 26, such as surfaces 40, 42, 44 and 47, is coated with electrically conductive material which forms, for each cavity, a second electrode which runs the full length of the cavity. Accordingly, each cavity has a pair of mutually spaced first and second complete internal electrodes running the full length of the cavity on opposite sides of the cavity. To provide radio frequency excitation energy to the electrodes, a plurality of feed holes, such as openings 46, 48 (Fig. 1), are formed in one of the blocks such as block 12, at spaced points along the block. The electrode feed holes 46, 48 extend from the outer surface 50 of the block 12, partially through the block to holes which extend to the cavities and are shaped or closely fitted to fit and receive conductive tabs, such as the tabs 56, 58. The latter are integral with or otherwise firmly connected to a side edge of the common electrode 26. The tab holes are metallized and brazed to seal the tabs 56, 58 to the cavities. The block 10 has neither feed holes nor tabs. The common electrode 26 and its conductive tabs 56, 58 may be formed as a whole or unitary assembly as shown in Figure 2 with the conductive tabs 56, 58 inserted into the feed holes and tab holes in block 12 just prior to assembly of this block with the other.

Hele det ytre av de sammenføyde blokkene 10, 12 belegges med den metalliserende massen 60 som elektrisk kobles med det sammenkoblende slaglodningsbelegget 18, hvor dette eksterne belegget 60 dekker hele det ytre av de kombinerte blokkene bortsett fra områder i og omkring åpningene 46, 48 og de halvsirkulære flatene av blokkene 10 og 12. The entire exterior of the joined blocks 10, 12 is coated with the metallizing mass 60 which electrically connects with the interconnecting brazing coating 18, where this external coating 60 covers the entire exterior of the combined blocks except for areas in and around the openings 46, 48 and the the semicircular surfaces of the blocks 10 and 12.

Hver dlelektrlsk blokk har en halvpart av et par av tilpassede halvsirkulære eller halv-skiveformede elementer 62, 64 som er helhetlig formet på en ende derav med de to skive-elementene I flate mot flate anlegg til å danne en fullstendig sirkulær skive. Slagloddingsmassen, elektroden 26, og de tynne, keramiske skilleveggremsene 36, 38 forløper alle gjennom hele lengden av blokkene fra ende til ende og fra en av skivene til den andre. det vil forstås at begge ender av de sammenstilte blokker er de samme ved at hver har et identisk sett av halvsirkulære skiver. Disse skivehalvdeler danner kollektivt en sirkulær understøttelse for et speil slik at, som beskrevet nedenfor og vist i fig. 8 et speil kan monteres i hver ende av bølgelederhulrommene for å gi flere innevndige langsgående refleksjoner som behøves for lasings-virkningen. Et av speilene er laget delvis transmissivt til å gi en utgangsstråle. Den tette nærhet av samtlige fire bølgelederhulrom tilhverandre muliggjør at et enkelt speil på hver endespeilunderstøttelse kan anvendes felles for samtlige av de fire hulrommene. Følgelig er en enkelt vinkeljustering av speilet nødvendig for å oppnå optimal operasjon som effektivt vil justere refleksjon og operasjon for samtlige fire av hulrommene. Each electrical block has one half of a pair of matching semi-circular or semi-disc shaped members 62, 64 which are integrally formed at one end thereof with the two disc members in flush against flat abutment to form a fully circular disc. The brazing mass, the electrode 26, and the thin ceramic partition strips 36, 38 all extend through the entire length of the blocks from end to end and from one of the disks to the other. it will be understood that both ends of the assembled blocks are the same in that each has an identical set of semi-circular washers. These disc halves collectively form a circular support for a mirror so that, as described below and shown in fig. 8 a mirror can be mounted at each end of the waveguide cavities to provide more internal longitudinal reflections which are needed for the lasing effect. One of the mirrors is made partially transmissive to provide an output beam. The close proximity of all four waveguide cavities to each other enables a single mirror on each end mirror support to be used jointly for all of the four cavities. Consequently, a single angular adjustment of the mirror is required to achieve optimal operation that will effectively adjust reflection and operation for all four of the cavities.

Radiofrekvensenergi som har en frekvens i størrelsesorden ca. 100 megahertz, er koblet til samtlige fire hulrom i alt vesentlig langs hele lengden av hvert av hulrommene ved å tilveiebringe en effekt radiofrekvensforbindelse til de flere effektelektrodeflikene 56, 58 og ved å forbinde det eksterne skjermende belegget 60 til jord, som vist skjematisk i fig. 3. Det eksterne skjermende belegget 60 har kontinuerlig over lengden og rundt omkretsen av sammenstillingen av slagloddede blokker. Det er også kontinuerlig ( i elektrisk ledende kontakt) med slagloddingen mellom blokkene, og således er elektkrisk forbundet med de kontinuerlig innvendige belegningselektrodene 40, 42, 44 og 47. Radio frequency energy which has a frequency of the order of approx. 100 megahertz, is connected to all four cavities substantially along the entire length of each of the cavities by providing a power radio frequency connection to the multiple power electrode tabs 56, 58 and by connecting the external shielding coating 60 to ground, as shown schematically in fig. 3. The external shielding coating 60 is continuous over the length and around the circumference of the assembly of brazed blocks. It is also continuous (in electrically conductive contact) with the brazing between the blocks, and is thus electrically connected to the continuous internal coating electrodes 40, 42, 44 and 47.

Med den beskrevne løsning har hvert laserhulrom to sider som er dannet direkte av den dlelektrlske blokken, som gir god varmeoverføring til det ytre. Slaglodningsoperasjonen ved høy temperatur som anvendes til å metallisere blokkene, gir en sann hermetisk tetning som er meget overlegen en hvilken som helst tetning som tilveiebringes ved epoksybehandlet eller loddet skjøt. With the described solution, each laser cavity has two sides formed directly by the electrical block, which provides good heat transfer to the outside. The high temperature brazing operation used to metallize the blocks provides a true hermetic seal far superior to any seal provided by an epoxy treated or brazed joint.

Ved å tilveiebringe et tett gruppert sett av uavhengig laserbølgelederhulrom, blir det tilveiebragt en effekt-utmatning som er sammenlignbar med en laser som har en lengde som er flere ganger større enn den for den samlede gruppen. På grunn av den tette nærhet av de fire laserhulrommene, kan de fire uavhengige og separate laserstrålene lett kombineres ved en meget kort avstand fra utgangsspeilet, hvorved tilveiebringes en enkelt stråle med større tverrsnitt og vesentlig større effekt med en langt kortere laserlengde. På grunn av at den totale effekten fordeles over området for de fire strålene, blir dessuten energiintensiteten pr. enhets-areal som treffer speilene i stor grad minsket, hvorved speillevetiden og operasjonen forbedres. Som en ytterligere fordel, ved å anvende den tette kompakte løsning med fire hulrom, kan hver ha en meget liten diameter, slik at enkelt modusoperasjonen kan beholdes, og multi-modusoperasjonen som er tilstede ved en større bølgelederstørrelse unngås. By providing a closely grouped set of independent laser waveguide cavities, a power output comparable to a laser having a length several times greater than that of the combined array is provided. Due to the close proximity of the four laser cavities, the four independent and separate laser beams can be easily combined at a very short distance from the output mirror, thereby providing a single beam with a larger cross-section and significantly greater power with a much shorter laser length. Due to the fact that the total effect is distributed over the area of the four beams, the energy intensity per unit area that hits the mirrors is largely reduced, thereby improving mirror life and operation. As a further advantage, by using the tight compact solution with four cavities, each can have a very small diameter, so that the single mode operation can be retained, and the multi-mode operation present at a larger waveguide size is avoided.

Høyere gasstrykk innenfor en laser øker lengden av dens levetid og gir en bredere båndbredde, hvilket er trekk som er ønskelig for mange anvendelser. På grunn av at høyere trykk imidlertid krever bølgeledere med mindre diameter og den foreskrevne løsning gir et system hvor et antall av slike bøleledere med liten diameter kan tilveiebringes i en tett samlet gruppe, blir der effektivt tilveiebragt ekvivalenten av en enkelt stor-diameters laser av langt større lengde. Dessuten er det mulig med den beskrevne økning, å tilveiebringe en viss grad av moduskobling blant de flere sett adskilte strålene ettersom de går ut avlaseren gjennom det fremre, delvis reflekterende speilet. Hvis slikt speil er adskilt med endog en meget liten avstand fra enden av hulrommet, kan der være en liten mengde av optisk kobling ved hulromsendene på grunn av difraksjonen av lys ved enden av bølgelederen. Således kan noe lys fra et hulrom bli reflektert eller difraktert og reflektert inn i et annet, hvorved det settes opp en svak tilbakekoblingsbane. Denne tilbakekobling har tendens til å koble hulrommene sammen for derved å overlagre en enkelt frekvens eller en enkelt modus på alle. En annen fordel med den meget nære plassering av flere laserhulrom er at den muliggjør en større jevnhet i temperatur blandt hulrommene i gruppen. Med andre ord, desto nærmere hulrommene er til hverandre, dessto mindre sannsynlig er eventuell vesentlig temperaturforskjell fra en en til den andre. Således vil termiske endringer, dvs. termisk induserte utvidelser og sammentrekninger som har tendens til å endre modi, ha tendens til å være de samme i samtlige av hulrommene, og derved gi og opprettholde den samme effektive lengde for alle. Higher gas pressures within a laser increase the length of its lifetime and provide a wider bandwidth, features that are desirable for many applications. However, because higher pressures require smaller diameter waveguides and the proposed solution provides a system where a number of such small diameter waveguides can be provided in a tightly packed array, effectively providing the equivalent of a single large diameter laser of far greater length. Also, with the described increase, it is possible to provide a certain degree of mode coupling among the multiple set-separated beams as they exit the laser through the front partially reflective mirror. If such mirror is separated by even a very small distance from the end of the cavity, there may be a small amount of optical coupling at the cavity ends due to the diffraction of light at the end of the waveguide. Thus, some light from one cavity can be reflected or diffracted and reflected into another, whereby a weak feedback path is set up. This feedback tends to link the cavities together thereby superimposing a single frequency or mode on all of them. Another advantage of the very close placement of several laser cavities is that it enables greater uniformity in temperature among the cavities in the group. In other words, the closer the cavities are to each other, the less likely is any significant temperature difference from one to the other. Thus, thermal changes, i.e. thermally induced expansions and contractions that tend to change modes, will tend to be the same in all of the cavities, thereby giving and maintaining the same effective length for all.

Fra granskning av den involverte geometri, vil det sees at virkningen av etspeil som er orientert ut av et plan nøyaktig perpendikulært på hulromsaksene, slik at de to endespeilene ikke er nøyaktig parallelle med hverandre, vil gi en vesentlig minsket banelengdeforskjell fra et hulrom tild et neste, på grunn av den tette nærhet av flerheten av hulrom. Ta eksempelvis i betraktning et speil som har sin overflate i en viss vinkel som er en annen enn 90° relativt bølgeleder-hulrommets akse. I en slik situasjon vil en del av overflaten av speilet som er hosliggende et første av hulrommene være relativt nær hulromsenden, mens en hosliggende del av speiloverflaten som ompererer på energistrålen innenfor et tilstøtende hulrom kan være adskilt noe lengre fra enden av hulrommet på grunn av speilets vipping. Dette endrer de relative banelengdene for de to hulrommene og har tendens til å bevirke de to til å operere i forskjellige modi. Med hosliggende bølgelederlaserhulrom som er meget nær hverandre, blir denne banelengdeforskjell på grunn av feilinnretting av speilene minsket i vesentlig grad. From examination of the geometry involved, it will be seen that the effect of a mirror that is oriented out of a plane exactly perpendicular to the cavity axes, so that the two end mirrors are not exactly parallel to each other, will give a significantly reduced path length difference from one cavity to the next , due to the close proximity of the plurality of cavities. Consider, for example, a mirror which has its surface at a certain angle other than 90° relative to the axis of the waveguide cavity. In such a situation, a part of the surface of the mirror that is adjacent to a first cavity will be relatively close to the cavity end, while an adjacent part of the mirror surface that acts on the energy beam within an adjacent cavity may be separated somewhat further from the end of the cavity due to the mirror's tilting. This changes the relative path lengths of the two cavities and tends to cause the two to operate in different modes. With adjacent waveguide laser cavities that are very close to each other, this path length difference due to misalignment of the mirrors is reduced to a significant extent.

Den eksterne metallisering som omgir hele bølgeledersam-menstillingen tilveiebringer en radiofrekvensskjerm til å hindre strålning av den eksiterende RF energien som tilføres elektroden. The external metallization surrounding the entire waveguide assembly provides a radio frequency shield to prevent radiation of the exciting RF energy applied to the electrode.

Den energiserende frekvensen, fortrinnsvis ca. 100 megahertz, kan være innenfor området 40 til 150 megahertz. På lavere frekvenser vil færre elektrodematefliker, slik som 56, 58, behøves langs lengden av de dlelektrlske blokkene. Generelt bør ikke noe punkt langs lengden av elektroden 26 være mer enn ca. 5% av radiofrekvensbølgelenden vekk fra matepunktet. I visse konfigurasjoner kan det være ønskelig å gjøre den felles elektroden 26 diskontinuerlig, hvorved tilveiebringes et lite brudd, i størrelsesorden noen få tusenedeler av en tomme. Et slikt brudd bør holdes lite for å unngå uønsket samvirke mellom hosliggende bølgeledere og for å unngå energitap. På den annen side vil et slikt kort brudd hjelpe til med å koble energien for en av de grupperte bølgelederne til den andre ved diffraksjon av lysbølger rundt endene av elektroden ved brudd i elektroden, dersom slik kobling ønskes. Jo kortere lengden av bruddet er, desto mindre er mengden av energi som kobles mellom hosliggende hulrom. I visse tilfelle, hvor et relativt langt system av grupperte bølgeledere anvendes, kan diskontinuiteter i den felles elektroden 26 være ønsket, endog med tap av laservirknigns-grad, for å øke virkningsgraden for det tilførte radio-frekvensdrivsignal. The energizing frequency, preferably approx. 100 megahertz, may be within the range of 40 to 150 megahertz. At lower frequencies, fewer electrode feed tabs, such as 56, 58, will be needed along the length of the electrical blocks. In general, no point along the length of electrode 26 should be more than approx. 5% of the radio frequency wavelength away from the feed point. In certain configurations, it may be desirable to make the common electrode 26 discontinuous, thereby providing a small break, on the order of a few thousandths of an inch. Such a break should be kept small to avoid unwanted interaction between adjacent waveguides and to avoid energy loss. On the other hand, such a short break will help to connect the energy of one of the grouped waveguides to the other by diffraction of light waves around the ends of the electrode in the event of a break in the electrode, if such a connection is desired. The shorter the length of the break, the smaller the amount of energy that is connected between adjacent cavities. In certain cases, where a relatively long system of grouped waveguides is used, discontinuities in the common electrode 26 may be desired, even with a loss of laser efficiency, in order to increase the efficiency of the applied radio-frequency drive signal.

I figurene 5 til 7 er vist en modifikasjon av den grupperte bølgelederlaseren i figurene 1 til og med 4, hvor første og andre i alt vesentlig langstrakte dlelektrlske blokker 70, 72 av rektangulært tverrsnitt, laget av et berylliumoksyd eller aluminiumoksyd eller lignende, er dannet med innbyrdes tilstøtende flater 74, 76. Ever blokk har et par av bølgeleder hulromsspor 78, 80, og 82, 84 dannet deri av generelt rektangulært tverrsnitt og som forløper over hele lengden av den dlelektrlske blokken. Hulrommene i hvert par er adskilt ved hjelp av langsgående forløpende tynne skillevegger 86, 88, som danner en enhetlig del av de keramiske eller dlelektrlske blokkene. Figures 5 to 7 show a modification of the grouped waveguide laser in Figures 1 to 4 inclusive, where first and second essentially elongated electrical blocks 70, 72 of rectangular cross-section, made of a beryllium oxide or aluminum oxide or the like, are formed with mutually adjacent surfaces 74, 76. Ever block has a pair of waveguide cavity tracks 78, 80, and 82, 84 formed therein of generally rectangular cross-section and extending over the entire length of the dlelectral block. The cavities in each pair are separated by means of longitudinally extending thin partitions 86, 88, which form a unitary part of the ceramic or dielectric blocks.

En tynn plate av elektrisk ledende materiale 92, slik som kobber eller lignende, strekker seg over lengden av blokkene, er innskutt mellom de to ved de tilstøetende overflatene 74, 76 og forløper sideveis utad fra hulrommene i en liten grad. Skilleveggmottagende fordypninger er slipt inn i de til-støtende flatene på blokkene 70, 72 til å motta den felles elektroden som dannes av materialet 92. De tilstøtende overflater 74, 76 er belagt overalt på deres tilpassede overflater med elektrisk ledende forbindelsesmasse 96, slik, som slagloddingsmassen som er tidligére beskrevet. Siden av her av bølgelederhulrommene 78, 80, og 82, 84 motstående den felles elektroden 92 er belagt med et elektrisk ledende belegg, som angitt ved 100, 101, 102 og 103, til å tilveiebringe langsgående, kontinuerlige sekundære elektroder som er motstående den felles elektroden 92 for samtlige av de fire bølgelederhulrommene. A thin sheet of electrically conductive material 92, such as copper or the like, extends the length of the blocks, is sandwiched between the two at the adjacent surfaces 74, 76 and extends laterally outward from the cavities to a small extent. Partition receiving recesses are ground into the adjacent surfaces of the blocks 70, 72 to receive the common electrode formed by the material 92. The adjacent surfaces 74, 76 are coated throughout their mating surfaces with electrically conductive bonding compound 96, such that the solder paste that was previously described. The side here of the waveguide cavities 78, 80, and 82, 84 opposite the common electrode 92 is coated with an electrically conductive coating, as indicated at 100, 101, 102 and 103, to provide longitudinal continuous secondary electrodes opposite the common the electrode 92 for all of the four waveguide cavities.

Hele det ytre av sammenstillingen av de to blokkene er belagt med metalliseringsmassen, som angitt ved belegg 110, som dekker samtlige ytre overflater av de fire ytre sidene av de sammenstilte blokker, bortsett fra området som opptas av matehullene, slik som hullene 112, 114, se fig. 5. To eller flere av disse matehull er tilveiebragt i vher blokk. Hullene er sentralt plassert mellom blokkenes sidekanter, og er således innrettet med senteret av den kontinuerlig langsgående forløpende felles elektrode 92 og de keramisk, ikke ledende skilleveggene 86, 88. Mellom bunnen av matehullet 112 og den belagte indre overflaten 100, 101 av bølgelederhulrommene er det dåhnet et par av innvendige belagte forbindelsesboringer 118, 120, som strekker seg fra den indre enden av matehullet 112 til de belagte sidene 100, 1001 i hulrommene 78, 80. Hver av forbindelsesboringene er innvendig belagt med det samme elektrisk ledende materialet fullstendig rundt sin periferi, og hver har begge av sine endepartier utfallende utad for å unngå at skarpe vinkler i konfigurasjonen av det ledende belegget derav. Fast plassert innenfor hvert matehull 112 er den spenningsførende RF koblende elektroden 124, som har en indre skivedel 126 i elektrisk kontakt med og som gir en hermetisk tetning med de ytterste endene av begge av de belagte ledende boringene 118, 120. En stavdel 128 på elektroden 124 er dannet enhetlig som en del av skivedelen 126, forløpende utad fra skivedelen for mottagelse av en koblingstråd (ikke vist) for forbindelse med en radiofrekvens effektkilde. Konfigurasjonen av matehull 114 og dets forbindelsesboringer er den samme som beskrevet for matehull 112. The entire exterior of the assembly of the two blocks is coated with the metallizing compound, as indicated by coating 110, which covers all of the outer surfaces of the four outer sides of the assembled blocks, except for the area occupied by the feed holes, such as holes 112, 114, see fig. 5. Two or more of these feed holes are provided in each block. The holes are centrally located between the side edges of the blocks, and are thus aligned with the center of the continuously longitudinally extending common electrode 92 and the ceramic, non-conductive partitions 86, 88. Between the bottom of the feed hole 112 and the coated inner surface 100, 101 of the waveguide cavities, there is formed a pair of internally coated connecting bores 118, 120, which extend from the inner end of the feed hole 112 to the coated sides 100, 1001 of the cavities 78, 80. Each of the connecting bores is internally coated with the same electrically conductive material completely around its periphery , and each has both of its end portions projecting outwards to avoid sharp angles in the configuration of the conductive coating thereof. Fixed within each feed hole 112 is the live RF coupling electrode 124, which has an inner disk portion 126 in electrical contact with and which provides a hermetic seal with the outermost ends of both of the coated conductive bores 118, 120. A rod portion 128 of the electrode 124 is formed integrally as part of the disk portion 126, extending outwardly from the disk portion for receiving a connecting wire (not shown) for connection with a radio frequency power source. The configuration of feed hole 114 and its connecting bores is the same as described for feed hole 112.

Den ovenstående beskrevne løsning med matehullene og elektrodeforbidnelsene innenfor den dlelektrlske blokkene 70 er identisk med den lignende konstruksjonen av den dlelektrlske blokken 72, som også har et matehull 112a (og lignende matehull 114a, ikke vist) som bærer en fast forbundet spenningsførende RF elektrodeforbindelse 12a, som i sin tur er elektrisk forbundet med ledende boringer 118, 120a for derved å gi en elektrisk forbindelse til de ledende sidene 102, 103 av bøleledersporene 82, 84. The above-described solution with the feed holes and electrode connections within the electrical block 70 is identical to the similar construction of the electrical block 72, which also has a feed hole 112a (and similar feed hole 114a, not shown) which carries a fixedly connected voltage-carrying RF electrode connection 12a, which in turn is electrically connected to conductive bores 118, 120a to thereby provide an electrical connection to the conductive sides 102, 103 of the conductor tracks 82, 84.

Slik som i løsningen med figurene 1 til og med 4, er sammenstillingen ifølge figurene 5 til og med 7 forsynt ved begge ender med en enhetlig spei lunderstøttende skive dannet av skivehalvdeler 132, 134, (og lignende skivehalvdeler, ikke vist, på den andre enden) hvorpå et speil (ikke vist) kan motneres og avtettes til å tette endene av gruppen av bølgelederhulrom. As in the solution of Figures 1 to 4, the assembly of Figures 5 to 7 is provided at both ends with a unitary mirror supporting disc formed by disc halves 132, 134, (and similar disc halves, not shown, on the other end ) upon which a mirror (not shown) can be countersunk and sealed to seal the ends of the array of waveguide cavities.

I den løsning som er vist i figurene 5 til og med 7, er slaglodningsmassen som fast forbinder og avtetter de dlelektrlske blokkene til hverandre forbundet med den felles elektroden og til en ekstern jording, mens belegget på de motsatte sider av hulrommene i gruppen er koblet til kraftkilden ved hjelp av de ledende boringer og elektrodekoblingselementet 124, 124a- I løsningen ifølge figurene 1 til og med 4 derimot, er delene omsnudd ved at den felles elektroden, som er felles for samtlige av de fire bølgelederhulrommene, ligger i et plan som er perpendikulært på de tilpassede tilstøtende flater av de to dlelektrlske blokkene og danner den spenningsførende RF-elektroden, som er koblet til radiofrekvenseffekttilførselen, mens slagloddingsmassen som fast forbinder de to dlelektrlske blokkene med hverandre og er innskutt mellom de tilstøtende flatene av blokkene, er forbundet med de elektrisk ledende utvendige flater av sammenstillingen av blokkene, som i sin tur er Jordet (forbundet med den andre siden av krafttilførselen. In the solution shown in Figures 5 to 7, the solder mass which firmly connects and seals the electrical blocks to each other is connected to the common electrode and to an external ground, while the coating on the opposite sides of the cavities in the group is connected to the power source by means of the conducting bores and the electrode coupling element 124, 124a- In the solution according to Figures 1 to 4, on the other hand, the parts are reversed in that the common electrode, which is common to all four waveguide cavities, lies in a plane which is perpendicular on the matched adjacent surfaces of the two electrical blocks and form the voltage-carrying RF electrode, which is connected to the radio frequency power supply, while the solder mass which firmly connects the two electrical blocks to each other and is sandwiched between the adjacent surfaces of the blocks is connected to the electrical conductive outer surfaces of the assembly of the blocks, which in turn is the Earth (connected to d another side of the power supply.

Funksjonelt er de to konfigurasjonene identiske og samtlige fordeler med konfigurasjonen i figur 1 til og med 4 er fullstendig realisert ved konfigurasjonen i figurene 5 til og med 7. Slik som i den tidligere konfigurasjon er enkelte, flate speil som er montert på hver ende av bølgelederhulroms-konstruksjonene tilstrekkelig til å samvirke med samtlige fire av hulrommene. Ettersom bølgelederhulrommene er innbyrdes parallelle, skjer innretting av speilene for samtlige hulrom samtidig ved Justering av det ene speilet på hver ende. Igjen, selvom hver av bølgelederne er uavhengige, hvilket således resulterer i små faser og frekvensforskjeller 1 innmatningene, kan kobling mellom eller blant flere bølgeledere oppnås for effektivt å tilveiebringe en enkelt f rekvensutmatning. Functionally, the two configurations are identical and all the advantages of the configuration in Figures 1 through 4 are fully realized by the configuration in Figures 5 through 7. As in the previous configuration, individual flat mirrors mounted at each end of the waveguide cavity - the constructions sufficient to cooperate with all four of the cavities. As the waveguide cavities are mutually parallel, alignment of the mirrors for all cavities takes place simultaneously by adjusting one mirror at each end. Again, although each of the waveguides is independent, thus resulting in small phase and frequency differences in the inputs, coupling between or among multiple waveguides can be achieved to effectively provide a single frequency output.

Ved fremstillingen av de forskjellige konstruksjoner blir de dlelektrlske blokkene slipt til den viste konfigurasjon og så metallisert. De tynne skilleveggene 36, 38 og den felles elektroden 26 innføres i konfigurasjonen ifølge figurene 1 til og med 4, og blokkene slagloddes sammen langs de tilstøtende flatene 14, 16. Med løsningen ifølge figurene 5 til og med 7, utføres metalllseringen for bølgelederhulrom-mene, for hullene 112, 112a, 114, 114a, de tilstøtende overflatene 74, 76 og de utvendige overflatene bortsett fra de halvsirkulære endeflatene. de to dlelektrlske blokkene blir så sammenføyet og slagloddet, med elektroden92, forbindelseselementene 124, 124a og speilstøttene innført og festet på plass. I begge utførelsesformene er speilene montert på endene av sammenstillingen og hulrommene er fylt med gass, slik som eksempelvis kulldloksid. In the manufacture of the various constructions, the electrical blocks are ground to the configuration shown and then metallized. The thin partitions 36, 38 and the common electrode 26 are introduced in the configuration according to Figures 1 to 4 inclusive, and the blocks are brazed together along the adjacent surfaces 14, 16. With the solution according to Figures 5 to 7 inclusive, the metallization for the waveguide cavities is carried out , for the holes 112, 112a, 114, 114a, the adjacent surfaces 74, 76 and the exterior surfaces except for the semicircular end faces. the two electrical blocks are then joined and butt-soldered, with the electrode 92, connectors 124, 124a and mirror supports inserted and secured in place. In both embodiments, the mirrors are mounted on the ends of the assembly and the cavities are filled with gas, such as, for example, carbon monoxide.

I figur 8 er vist en eksempelvis spellsammenstllling som kan anvendes på de grupperte bølgelederne i hvilke som helst av de ovenfor viste utførelsesformer. Speilsammenstillingen er særlig vist på en ende av de grupperte bølgelederne i figurene 1, 2, 3 og 4. Første og andre skiveseksjoner 138, 140 er enhetlig forbundet med hverandre ved hjelp av en indre muffeseksjon 142. Muffeseksjonen er forbundet til den ytre perifere kanten 144 på skiveseksjonen 140 ved hjelp av en tynn, ringformet, relativt fleksibel forbindelsesseksjon 146. En kontinuerlig tynn, sirkulær flens 148 rager utad aksielt fra en flate av kanten 144 og mottar i tett forhold den ytre overflaten av skivehalvdelene 62, 64, hvortil den er festet ved metallisering og slaglodding. Figure 8 shows an example spell assembly which can be used on the grouped waveguides in any of the embodiments shown above. The mirror assembly is particularly shown at one end of the grouped waveguides in Figures 1, 2, 3 and 4. First and second disk sections 138, 140 are integrally connected to each other by means of an inner sleeve section 142. The sleeve section is connected to the outer peripheral edge 144 onto disc section 140 by means of a thin, annular, relatively flexible connecting section 146. A continuous thin, circular flange 148 projects axially outwardly from one face of rim 144 and receives in close relationship the outer surface of disc halves 62, 64 to which it is attached by metallization and brazing.

En åpning 150 i muffeseksjonen 142 hosliggende den ytre overflaten av skivehalvdelene 62, 64 er utvidet til å motta en tetningspakning 152 og det flate endespeilet 154. En andre utvidelse av åpningen 150 strekker seg gjennom skiveseksjonen 138 og er innvendig gjenget, slik som ved 156 til å motta en hul holdeskrue 158 som er gjenget i den utvidede åpningen og hviler mot en lastfordelingspakning 168 som er innskutt mellom den indre enden av skruen 158 og en ytre ringformet del av speilet 154. Skruen 158 er selv forsynt med åpning, slik som ved 170, slik at lys fra samtlige 4 hulrom fritt kan passere gjennom den minste boringen i åpningen 150 og gjennom skruen 170. Speilsammenstillingen 136 dannes effektivt i første og andre skiver 138 og 140 ved hjelp av en dyp ringformet spalte 141 som strekker seg fra ytterkantene av skivene 138, 140 radielt innad til skivemuffeseksjonen 142. An opening 150 in the sleeve section 142 adjacent the outer surface of the disc halves 62, 64 is enlarged to receive a sealing gasket 152 and the flat end mirror 154. A second extension of the opening 150 extends through the disc section 138 and is internally threaded, as at 156 to to receive a hollow retaining screw 158 which is threaded into the enlarged opening and rests against a load distribution gasket 168 which is inserted between the inner end of the screw 158 and an outer annular part of the mirror 154. The screw 158 is itself provided with an opening, as at 170 , so that light from all 4 cavities can freely pass through the smallest bore in the opening 150 and through the screw 170. The mirror assembly 136 is effectively formed in the first and second discs 138 and 140 by means of a deep annular slit 141 extending from the outer edges of the discs 138, 140 radially inwards to the disc sleeve section 142.

Tre justeringsskruer, hvorav kun de som er angitt ved 172 og 174 er vist, er adskilt likt rundt sammenstillingens periferi, gjenget i den ytre skiveseksjonen 138, og hviler mot den ytre overflaten av det ringformede partiet 144 på den indre skiveseksjonen 140. Justering av en eller flere av skruene 172, 174 bevirker bøyning av den tynne forbindelses-seksjone 146 til å justere planet for speilet relativt aksen for de ferie bølgelederhulrommene. Ettersom speilet er adskilt aksielt fra hulrbmmenes ender, vil hulrommene samvirke svakt med hverandre ved endene, selvom de flere skilleveggene avtetter hulrommene fra hverandre langs deres lengder. Gass innføres i hulrommene ved hjelp av en gassåpning (ikke vist) som strekker seg gjennom speilunder-støttelsessammenstillingen på en ende av de grupperte hulrommene, eller gjennom et hull i en av de dlelektrlske blokkene. Gassåpningen er i forbindelse ved en ende med det indre av hulrommene og ved den andre med en fitting som er koblet til en passende gasskilde, som typisk har et volum som er vesentlig større enn hulrommenes volum. Det vil forstås at speilsammenstillingen på den andre enden av blokken av grupperte bølgelederhulrom er identisk med den som er vist I fig. 8, avvikende kun hva angår speiltransmisivitet. Dessuten kan den identiske understøttelse av speil som er vist for løsningen i figurene 1 til og med 4 anvendes for utførelsesformen ifølge figurene 5, 6 og 7. Three adjusting screws, of which only those indicated at 172 and 174 are shown, are equally spaced around the periphery of the assembly, threaded into the outer disc section 138, and rest against the outer surface of the annular portion 144 of the inner disc section 140. Adjustment of a or more of the screws 172, 174 cause bending of the thin connecting section 146 to align the plane of the mirror relative to the axis of the holiday waveguide cavities. As the mirror is separated axially from the ends of the cavities, the cavities will interact weakly with each other at the ends, even though the several partitions seal the cavities from each other along their lengths. Gas is introduced into the cavities by means of a gas port (not shown) which extends through the mirror sub-support assembly at one end of the grouped cavities, or through a hole in one of the electrical blocks. The gas opening is in communication at one end with the interior of the cavities and at the other with a fitting which is connected to a suitable gas source, which typically has a volume that is substantially greater than the volume of the cavities. It will be understood that the mirror assembly at the other end of the block of grouped waveguide cavities is identical to that shown in FIG. 8, deviating only with regard to mirror transmissivity. Moreover, the identical mirror support shown for the solution in Figures 1 to 4 can be used for the embodiment according to Figures 5, 6 and 7.

Det er blitt beskrevet nye, grupperte bølgelederlaster-systemer som har forbedrete konfigurasjoner av innbyrdes parallell, tett adskilt flere bølgelederhulrom, og forbedret mer effektive løsninger for å koble radiofrekvensenergi til bølgelederhulrommene. Bruken av relativt tynne, i alt vesentlig kontinuerlige elektroder, som samtlige er plassert innvendig i bølgelederhulkrommene, gir i stor grad økt virknignsgrad ved tilførselen av radiofrekvens eksiterende energi. Løsningen muliggjør en kompakt laser av liten størrelse, med relativt høy utgangseffektevne. Samlingen av en gruppe av tett adskilte bølgelederhulrom muliggjør bruken av hulrom med lite tverrsnitt, hvorved favoriseres evnen til å oppnå enkel modusoperasjori ved ledsagende smal båndbredde, og likevel gi høy effektutmating. New clustered waveguide loader systems have been described which have improved configurations of mutually parallel, closely spaced multiple waveguide cavities, and improved more efficient solutions for coupling radio frequency energy to the waveguide cavities. The use of relatively thin, essentially continuous electrodes, all of which are placed inside the waveguide cavities, gives a largely increased degree of effectiveness when supplying radio frequency exciting energy. The solution enables a compact laser of small size, with a relatively high output power capability. The assembly of a group of closely spaced waveguide cavities enables the use of small cross-sectional cavities, thereby favoring the ability to achieve single mode operation with accompanying narrow bandwidth, and still provide high power output.

Den foregående detaljerte beskrivelse skal klart forstås som gitt i kun illustrerende og eksempels hensikt, idet ideen og omfanget ved denne oppfinnelse er begrenset kun av de vedlagte patentkrav. The preceding detailed description shall be clearly understood as given for illustrative and exemplary purposes only, as the idea and scope of this invention are limited only by the appended patent claims.

Claims

1. Multicavity waveguide laser, characterized by first and second blocks of dielectric material having mutually adjacent surfaces which are sealed to each other, first and second pairs of side-by-side waveguide tracks formed in said first and second blocks respectively, each track opening onto a respective one of said surfaces, first relatively thin partition means extending along and separating the tracks of each of said pairs of waveguide tracks from each other and forming a first side of each of said tracks, second relatively thin partition means which runs along and is inserted between said first and second blocks and separates the tracks in said first pair from the tracks in said second pair and forms a second side of each of said waveguide tracks, reflective means mounted at opposite ends of said tracks, wherein said track, said partition means and said reflective means define a plurality of oscillation cavities, a lasing medium in said cavity, in that one of said partition means is electrically conductive and forms a first electrode which extends along one of said first and second sides of each of said tracks, and means for connecting radio frequency electrical energy between said first electrode and one side of each of said waveguide tracks which is opposite said first electrode.

2. Laser as stated in claim 1, characterized in that said tracks and partition means collectively form a group of closely spaced waveguide cavities, each of which has two sides defined by means of one of said electrical blocks, Whereas one of said two sides in each waveguide cavity has an internal electrically conductive coating.

3. Laser as stated in claim 1, characterized in that said first partition means is electrically conductive and forms said first electrode, and that said means for connecting radio frequency electrical energy comprises at least one hole that extends through one of said blocks of dielectric material between an outside thereof and said first electrode and a conductive connector element in said hole and connected to said first electrode.

4. Laser as stated in claim 1, characterized by an electrically conductive connecting material which covers at least a major part of said adjacent surfaces to firmly connect and seal said first and second blocks to each other, said means for connecting radio frequency electrical energy includes said connecting material.

5 . Laser as stated in claim 5, characterized in that said mutually adjacent surfaces are coated with and sealed to each other by means of an electrically conductive solder paste, said means for connecting radio-frequency electric energy includes said solder paste.

6. Laser as stated in claim 1, characterized in that said mutually adjacent surfaces and outer surfaces of said first and second blocks of electrical material are coated with an electrically conductive connecting material, said first partition means forming said first electrode, said means for connecting radio frequency electrically energy includes said electrically conductive connection material, said connection material being in electrically conductive contact with the sides of each of said waveguide tracks and opposing said first partition means.

7. Laser as stated in claim 1, characterized in that said first partition wall means comprises first and second thin strips of dielectric material which extend along the tracks and separate one track in each pair of tracks from the other, said second relatively thin partition wall means comprising a longitudinally extending strip of electrically conductive material which forms a first longitudinally extending electrode, said first and second blocks having said mutually adjacent surfaces thereof coated with an electrically conductive connecting material, said conductive material being in electrically conductive contact with said second partition means, said means for supplying radio frequency electrical energy comprises a feed hole formed in each of said blocks facing the side thereof opposite said adjacent surfaces, the first and second conductive bores in each said block extending between said feed holes and respective of the grooves in one of said blocks, when said leading bores in nvendig is coated with an electrically conductive drilling material which is in electrically conductive contact with said first electrode, and a connecting member element which is mounted in the feed hole of each of said first and second blocks 1 electrically conductive contact with both the conductive bores in such block, said means for connecting radio frequency electrical energy Includes said connection element, and the electrically conductive connection material on said mutually adjacent surfaces.

8. Laser as stated in claim 1, characterized in that said first relatively thin partition means forms said first electrode, said second partition means having partitions that extend past said waveguide tracks between said first and second blocks, said mutually adjacent surfaces on said first and second blocks and said partitions of said second partition means which extend past said waveguide tracks are coated with an electrically conductive connection material, with at least one of said blocks including a connection member opening which extends from said first partition means to one side of said one block opposite said adjacent surfaces, a electrode flap placed in said connecting member opening and extending from said first electrode to the outside of said one block, said means for connecting radio frequency electrical energy including said electrically conductive connecting material and said electrode.

9. Method of manufacturing a multi-cavity waveguide laser having an array of separate closely spaced cavities characterized by the steps: forming matched first and second longitudinally extending partition wall receiving depressions in each of the respective first and second elongate sectional wall blocks, said partition wall receiving depressions being formed in and opening to first and second joining surfaces of the first and second blocks, respectively, forming longitudinally extending first and second cavity depressions in said first and second delalectral blocks which extend inwardly relative to the blocks from said partition receiving depressions, coating a surface of each of said cavity depressions with an electrically conductive electrode material, placing a common partition wall in said partition recesses to close one side of said cavity recesses, forming at least one feed hole in one of said electrical blocks extending from a side opposite said joining surface to the cavity recesses in said first electrical block, to mount an electrically conductive body in said feed hole, and firmly attach and seal said electrical blocks to each other along said joining surfaces thereof with said common partition placed in said skiile wall recesses.

10. Method as stated in claim 9, characterized by the step of forming said common partition wall of electrically conductive material to provide a first electrode which is common to all cavity recesses, and that said coating step is carried out on a surface of each said cavity recess which is opposite said common partition wall to thereby provide in each cavity recess a pair of oppositely placed mutually separated electrodes which are placed within each said cavity recess, and to electrically connect said conductive element with the electrically conductive coating material in the cavity recess in said one block.

11. Method as set forth in claim 10, characterized by coating said joining plate and the outer surfaces of said blocks with an electrically conductive mass, said step for firmly attaching and sealing comprises brazing said blocks together.

12. Method as stated in claim 10, characterized in that said step of forming cavity recesses comprises placing in said recesses a common strip electrode which extends across said joining surfaces through said cavity recesses to separate first and second cavity recesses from each other, and that said electrical conductive coating material is coated on a surface of each said cavity recess which is opposite said common cleaning electrode, thereby providing in each cavity recess a pair of oppositely arranged mutually separated electrodes which are placed within each cavity recess.

13. Method as stated in claim 12*characterized by the step of coating said joining surfaces and the outer surfaces of said blocks with an electrically conductive mass, said step for firmly attaching and sealing includes brazing said blocks together.

14 . Multi-cavity waveguide laser having an array of closely spaced but separate cavities, characterized by: first and second elongate electrical blocks having first and second longitudinally extending partition wall receiving recesses opening to first and second mutually adjacent surfaces of said respective first and second blocks, said first and second blocks having longitudinally extending first and second cavity recesses extending inwardly relatively the blocks from said partition receiving recesses, an electrically conductive electrode coating on the surface of one side of each said cavity recess, a common partition wall in said partition recesses which closes one side of each said cavity recess, in that said first electrical block has a feed hole therein which extends from one side opposite said mutually adjacent surfaces into the cavity recess in said first electrical block, an electrically conductive electrode tab mounted in said feed hole, means for coupling radio frequency energy between said electrode defect and the electrically conductive electrode coating on said cavity recess surfaces, a second common partition wall that extends over and between said cavity depressions, one of said common partition walls being electrically conductive and the other electrically non-conductive, means for firmly attaching and sealing said electrical blocks to each other along said adjacent surfaces thereof with said common partitions in said depressions, reflective means mounted on the ends of said depressions, said depressions, partitions and reflective means defining oscillation cavities, and a laser medium in said cavity.

15. Laser as stated in claim 14, characterized in that said means for firmly attaching and sealing said electrical blocks comprises an electrically conductive connection material which is formed on said mutually adjacent surfaces and in electrically conductive contact with said electrically conductive electrode coating on all of said cavity depressions.

16. Laser as stated in claim 15, characterized in that said second partition wall is electrically conductive and is electrically connected to said electrode defect in said electrode hole.

17. Laser as stated in claim 14, characterized in that said means for firmly attaching and sealing said electrical blocks to each other along said adjacent surface thereof comprises an electrically conductive connecting material which runs substantially along the entire area of said mutually adjacent surfaces, the said first common partition comprises a thin strip of electrically conductive material in contact with said electrically conductive connection material, said second electrical block having a second feed hole therein, said means for connecting radio frequency energy comprising a second electrically conductive electrode tab mounted in said second feed hole and an electrically conductive coating on the surfaces of said feed holes extending between said electrically conductive electrode tab and the electrically conductive electrode coating on said cavity recess surfaces.

18. Laser as set forth in claim 14, characterized by a support sleeve which is formed on one end of said blocks, a spell disc attached and sealed to said support sleeve and which has a mirror opening that extends through it, said opening being arranged with said cavity depressions and having a area not less than the combined cross-sectional area of all of said cavity depressions, and a mirror fitted in and sealed to said opening.

19. Laser as stated in claim 18, characterized in that said spell disc includes means for adjusting the orientation of the plane of said mirror relative to the longitudinal extent of said cavity depressions.