SE457491B - Hoeghastighets gaslaseroscillator av axialfloedestyp - Google Patents

Description

457 491 2 torerna. Detta innebär att motstånden mot gasflödet inte är lika stora i de olika cirkulationsvägarna, vilket framkallar skillnader i strömningshastigheterna och således i lasergas- temperatur inuti de olika laserrören.

Med andra ord gäller att i rören som mottager lasergas som cirkulerat vid lägre strömningshastigheter än lasergas som inträder i andra laserrör, är temperaturen högre, vilket inne- bär att populationsinversionen reduceras och i sin tur laserns uteffekt reduceras, och detta påverkar i sin tur laserbågens mod. Följaktligen är de olika strömningshastigheterna för lasergasen som inträder i olika laserrör en orsak till lägre uteffekt och fluktuationer i uteffekten från hela gaslaser- oscillatorn.

Vidare gäller att den gas som cirkuleras till värmeväxlaren från laserrören i en gaslaseroscillator är ett slags plasma eftersom gasen har joniserats genom elektriska urladdningar inuti laserrören. Detta innebär i sin tur att gasen blir elek- triskt ledande så att oekonomiska elektriska urladdningar, vilka inte bidrar någonting till lasergasens pumpning, upp- träder mellan värmeväxlaren och laserrörens katoder, vilket vållar en stor förlust av elektrisk effekt som utnyttjas för injektion. Dessutom uppvärmer dessa elektriska urladdningar lasergasen ytterligare, vilket ytterligare belastar värmeväx- v laren eller kylaren.

I de tidigare kända gaslaseroscillatorerna föreligger även ett besvärligt problem vad gäller avlägsnande och utbyte av elek- troder. För de elektriska urladdningarnas stabilitet och för goda förhållanden för lasergasens strömming inuti laserrören krävs det att elektroderna är ringformade. För att reducera kontaktresistansen mellan elektroderna och elektrodhållarna är vidare elektroderna krymppassade på elektrodhållarna vilka är kopplade till laserrören. Eftersom varje elektrodhållare måste avlägsnas från laserröret i syfte att utbyta elektroden upp- står följaktligen problemet att laserröret måste förskjutas i axiell riktning. 457 491 3 Eftersom stödplåtarna som uppbär laserrören är fixerade vid basen föreligger vidare, vid de tidigare kända gaslaser- oscillatorerna, det problem att det är svårt att kompensera för värmedeformation av stödplåtarna och omgivande delar.

Det primära syftet med denna uppfinning är att åstadkomma en höghastighets gaslaseroscillator av axialflödestYP: i vilken strömningshastigheterna för lasergasen inuti laserrören kommer att vara mer eller mindre lika.

Ett annat syfte med denna uppfinning är att åstadkomma en höghastighets gaslaseroscíllator av axialflödestyp, i vilken längderna på cirkulationsvägarna från laserrören till värme- växlare eller kylare kommer att förbli approximativt lika även om antalet rör ökas eller minskas.

Ett ytterligare syfte med denna uppfinning är att åstadkomma en höghastighets laseroscillator av axialflödestyp, i vilken de elektriska urladdningarna mellan laserrörens elektroder och värmeväxlaren undertrycks i och för reducering av förlusten av den elektriska effekt som utnyttjas för insprutning och för undertryckning av för kraftig upphettning av lasergasen och, dessutom, för reducering av den ytterligare belastningen på värmeväxlaren eller kylaren.

Ett ytterligare syfte med denna uppfinning är att åstadkomma en höghastighets laseroscillator av axialflödestyp, i vilken avlägsnandet och utbytet av elektroderna i laserrören kan ut- föras på enkelt sätt utan förskjutning av rören i axiell rikt- ning.

Ett ytterligare syfte med denna uppfinnning är att åstadkomma en höghastighets gaslaseroscillator av axialflödestyp, i vilken vibrationerna i kompressorn som utnyttjas för att cirkulera lasergas till laserrören inte överförs till vart och ett av rören, och vid vilken det vidare är möjligt att kompen- sera för värmedeformation i förbindningarna mellan kompressorn och laserrören. 457 491 4 Annu ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en hög- hastighets gaslaseroscillator av axialflödestyp, i vilken stödplåtarna som uppbär båda ändarna av laserrören är något rörliga för att kompensera för expansion och sammandragning av dragstängerna som är kopplade till varje stödplåt.

För att uppnå dessa och andra syften är, vid oscillatorn enligt denna uppfinning, längderna för gascirkulationsvägarna från laserrören till värmeväxlaren eller kylaren approximativt lika, Vidare finns utmed cirkulationsvägarna en katalysator för neutralisering av de joniserade lasergaserna. Vidare ut- nyttjar förbindningarna mellan kompressorn och varje laserrör och mellan varje laserrör och värmeväxlaren fogar tillverkade av flexibelt material. Vidare är laserrörens stödplåtar monte- rade på ett sådant sätt att de är fria att röra sig något i beroende av en expansion och sammandragning av dragstängerna.

Dessutom är elektroderna inuti varje laserrör fastspända mellan klor på en hållare på ett sådant sätt att de enkelt kan' avlägsnas och utbytas.

Andra syften och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av följande beskrivning och bifogade ritningar vilka i illustrerande syfte visar en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning och principerna därför. På rit- ningarna visar: x Figur l en vertikalprojektion framifrån av en laserbearbet- ningsmaskin som införlivar en laseroscillator baserad på denna uppfinning, figur 2 en vertikalprojektion framifrån av en laseroscillator baserad på denna uppfinning, figur 3 en planvy ovanifrån av laseroscillatorn enligt fig 2, figur 4 en vertikalprojektion av den högra sidan av laser- oscillatorn enligt fig 2, 457 491 5 figur 5 ett schematiskt tvärsnitt utmed linjen V-V i fig 2, figur 6 ett förstorat schematiskt tvärsnitt utmed linjen VI~VI i fig 2, figur 7 ett förstorat schematiskt tvärsnitt utmed linjen VII-VII i fig 3, ooh figur 8 ett förstorat schematiskt tvärsnitt utmed linjen VIII-VIII i fig 3.

Med hänvisning till fig l anger hänvisningssiffran 1 allmänt en konventionell laserbearbetningsmaskin som innefattar en laseroscillator 3. Denna laseroscillator 3 alstrar en laser- stråle LB i riktning mot laserbearbetningsmaskinen l och är monterad vid baksidan av laserbearbetningsmaskinen l. Vidare är i fig l laseroscillatorn 3 monterad på laserbearbetnings- maskinen 1, men laseroscillatorn 3 är inte endast användbar tillsammans med laserbearbetningsmaskiner utan den kan även utnyttjas vid andra typer av anordningar.

Laserbearbetningsmaskinen 1 består av ett stativ 5, en stån- dare 7 som sträcker sig uppåt i rät vinkel från stativet 5, och en överliggande bom 9 som är anordnad ovanför och paral- lell med stativet 5 och som vid en ände uppbärs på ett fri- bärande sätt av ståndaren 7. På stativet 5 är ett arbetsbord ll anordnat på vilket ett stort antal glidkulor är roterbart anordnade för att i ett horisontellt läge uppbära ett arklik- nande arbetsstycke W som skall bearbetas. Ett bearbetnings- huvudaggregat 13 är monterat på den fria änden av ovan nämnda överliggande balk 9; ett spegelaggregat 15 och en ljusfokuse- ringslins 17 är inbyggda i detta bearbetningshuvudaggregat 13. 0van'nämnda spegelaggregat 15 reflekterar den av laseroscilla- torn 3 alstrade laserstrålen LB i riktning mot arbetsstycket W. Ljusfokuseringslinsen 17 koncentrerar laserstrålens LB ljus och är monterad i ett sådant läge att den riktar laserstrâlen LB mot arbetsstycket W tillsammans med en hjälpgas såsom syr- gas. Följaktligen mottager laserbearbetningsmaskinen 1, vilken 457 491 6 är konstruerad på ovan beskrivet sätt, laserstrålen LB från laseroscillatorn 3 och är vidare så konstruerad att den riktar laserstrålen LB mot arbetsstycket W genom ljusfokuserings- linsen 17 som är monterad inuti bearbetningshuvudaggregatet 13.

I syfte att förflytta arbetsstycket W som skall bearbetas och för att inställa detta i korrekt läge, har laserbearbetnings- maskinen l en första släde eller vagn 19 som är fri att röra sigi.horisontell led och en andra vagn 21 som har ett flertal fastspänningsorgan 23 för fastspänning av arbetsstycket W i läge.Den första vagnen 19 är uppburen på ett sådant sätt att den är fri att röra sig på ett par skenor 25 som är monterade parallella med varandra på den övre delen av stativet 5, och att den är fri att röra sig mot och bort från det område där bearbetningen utförs, direkt nedanför bearbetningshuvudaggre- gatet 13, när den drivs. Den andra vagnen Zl som uppvisar fastspänningsorganen 23 är uppburen så att den är fri att glida på den första vagnens 19 överdel; den är fri att röra sig i horisontell led när den drivs i en riktning vinkelrät mot ovan nämnda skenor 25. Arbetsstycket W som fastspännes på plats av fastspänningsorganen 23 kan således på arbetsbordets ll överdel förflyttas till ett läge direkt nedanför bearbet- ningshuvudaggregatet 13 genom förflyttningen av den första vagnen 19 och den andra vagnen 21.

Vid det ovan beskrivna arrangemanget kan arbetsstycket W bearbetas med hjälp av lasersträlen LB då det inställts på arbetsbordets ll överdel omedelbart nedanför bearbetnings- huvudaggregatet 13 genom förflyttningen av den första vagnen 19 och den andra vagnen 21. Naturligtvis riktas laserstrâlen LB, vilken alstras med hjälp av laseroscillatorn 3, mot bearbetningshuvudaggregatet 13 och riktas nedåt på det sätt som visas med hjälp av pilen, av spegelaggregatet 15. Där- efter, efter att ljuset koncentrerats av ljusfokuseringslinsen 17, leds den till arbetsstycket W tillsammans med en hjälpgas såsom syrgas. 457 491 7 Såsom framgår av fig 2-5 innefattar ovan nämnda laseroscilla- tor 3 en stödbock 27 som uppbär hela oscillatorn, en laser- oscillations- eller lasringssektion 29 som uppbärs upptill på stödbocken 27, en inställningstillsatssektion 31 som utnyttjas för justering av det optiska systemet till ovan nämnda laser- bearbetningsmaskin 1 och för justering av speglarna i laser- oscillationssektionen 29. Närmare bestämt är ovan nämnda stöd- bock 27 konstruerad av ett flertal fyrkantsrör i rektangulär form; lådformade stödplattformar 33A och 333 placerade på de högra och vänstra sidorna av denna stödbock 27 uppbär i sin tur ovan nämnda laseroscillationssektion 29. Inställningstill- satssektionen 31 kan vara monterad på stödplattformen 33A på laseroscillationssektionens 29 utgångssida.

Såsom klart framgår av fig 5 är ett skyddshölje 35, vars syfte är att skydda hela laseroscíllatorn 3, och vilket täcker hela laseroscillationssektionen 29, inställningstillsatssektíonen 31 etc, monterat på nämnda stödbock 27.Ett främre hölje 35F och ett bakre hölje 35R av skyddshöljet 35 är fastsatta vid ett övre hölje 35U via gångjärn 37 så att de kan stängas och öppnas så att övervakning och underhåll av laseroscillations- sektionen 29, inställningstillsatssektionen 31 etc enkelt kan utföras. I syfte att kyla insidan av skyddshöljet 35 är vidare hjälpvärmeväxlare 39 med ventilationsfläktar monterade vid ett flertal platser på nämnda främre hölje 35F och bakre hölje 35R, och dessutom är transparenta fönster 41 med akrylskivor installerade vid lämpliga platser. Följaktligen kyls och cir- kuleras alltid luften inuti skyddshöljet 35 av hjälpvärme- växlarna 39, och dessutom kan insidan observeras genom de transparenta fönstren 41.

I syfte att kyla lasergasen, vilken är en blandning av He. N2 och C02 och vilken cirkuleras från ovan nämnda laseroscilla- tionssektion 29,är, såsom framgår av fig 2, en relativt stor huvudvärmeväxlare 43 monterad i det centrala partiet av stöd- bocken 27. Denna huvudvärmeväxlare 43 har bockade rör genom vilka ett kylmedel, såsom kylvatten, strömmar in, och har även ett stort antal kylflänsar etc.I syfte att göra det lätt att 457 491 8 underhålla ovan nämnda värmeväxlare 43 är en stativplatta 45 i huvudvärmeväxlaren 43 fastsatt vid stödbocken 27 via en gång- järnsbult 47 på ett sådant sätt att den kan öppnas i en rikt- ning nedåt och stängas. Följaktligen är det enkelt att utföra underhåll och övervakning av huvudvärmeväxlaren 43.

Laseroscillationssektionen 29 har ett flertal laserrör 49A och 49B, anordnade parallella med varandra, där exciteringsljuset bringas till resonans och förstärks. Laserrören 49A och 498 sträcker sig ut åt höger och åt vänster; deras ändar är upp- burna av vertikala stödplåtar 51A och 5lB som i sin tur upp- bärs av stödplattformarna 33A och 33B. Stödplåtarna 51A och 5lB är utsträckta i riktning framåt-bakåt, vinkelrätt mot den riktning i vilken laserrören 49A och 493 är utsträckta; stöd- plåtarna SlA.och 5lB är förbundna till en enda enhet med hjälp av ett antal dragstänger 53 vilka är monterade ovanför och nedanför stödplåtarna 51A och 51B.

I syfte att kunna reagera på termisk formförändring hos stöd- plåtarna 51A och 5lB, dragstängerna S3 etc, vilka formföränd- ringar förorsakas av temperaturvariationer inuti skyddshöljet 35, är stödplåtarna 51A och 5lB monterade på ett sådant sätt att de kan röra sig något i förhållande till stödplattformarna 33A och 33B. Såsom bäst framgår av fig 6 är närmare bestämt en nedåt utsträckt justerskruv 55 medelst en gängförbindning ansluten nära en ände av stödplåten 51A, varvid justerskruven 55 är förbunden med stödplattformen 33A via ett säte 57 med sfärisk yta vilket tillåter skruven att rotera och snedställas något. Nära den andra änden av stödplåten 51A är vidare stöd- plåten 51A förbunden med stödplattformen 33A via en styrning 59 och ett glidblock 61 i och för upptagning av stödplåtens 51A termiska utvidgning utmed dess längdriktning. Nära mitten på stödplåten 51A är denna slutligen förbunden med stödplatt- formen 33A via en tunn flexibel pinnbult 63. Den andra stöd- plåten 5lB är förbunden med stödplattformen 33B via en fast styrning 65 och ett glidblock 67, såsom visas i fig 2, så att stödplåten 5lB kan glida utmed stödplattformen 33B i riktning vänster-höger. 457 491 9 Om dragstängerna S3 utsätts för termisk formförändring i längdriktningen kan stödplåten 5lB vid ovan beskrivna arrange- mang ta upp denna rörelse genom att röra sig något i samma riktning, medan termisk formförändring av stödplåten 51A i längdriktningen, en liten rotation av hela enheten etc tas upp av rörelse utmed den sfäriska vridytan 57, styrningen 59 etc.

Följaktligen förblir stödplåtarna 51A och 5lB, vilka uppbär båda ändarna av laserrören 49A och 49B, i sina korrekta lägen utan någon större förändring förorsakad av termisk formföränd- ring.

I syfte att tillföra lasergas till laserrörens 49A och 49B inre är, såsom framgår av fig 2-5, laserrören 49A och 498 anslutna till ett gascirkulationsdrivorgan 69; och i syfte att avkyla lasergasen som upphettas genom elektriska urladdningar inuti laserrören 49A och 49B, är laserrören 49A och 49B dess- utom förbundna med ovan nämnda huvudvärmeväxlare 43. Närmare bestämt mottager gascirkulationsdrivorganet 69 lasergas som har avkylts inuti huvudvärmeväxlaren 43 och tillför denna gas till laserrören 49A och 49B. Exempelvis kan drivningen utföras med hjälp av en Root's-kompressor etc. Drivorganet 69 uppbärs upptill på huvudvärmeväxlaren 43 med hjälp av ett flertal vibrationsupptagande stycken av gummi 71.

På den övre delen av ovan nämnda gascirkulationsdrivorgan 69 finns en hjälpvärmeväxlare 73 för avlägsnande av värme som produceras av gascirkulationsdrivorganet 69 och för att garan- tera tillräcklig avkylning av den lasergas som tillförs till laserrören 49A och 49B. Hjälpvärmeväxlaren 73 kan exempelvis vara en värmeväxlare som utnyttjar kylvatten, och i detta fall skulle den vara lådformad. Ett flertal förbindningsrör 75 är monterade vertikalt på dess övre yta och ytterligare hål är pluggade med hjälp av cirkelformiga lock 77 för att ge plats för ytterligare laserrör. Vidare är förbindningsrörens 79 bas ansluten horisontellt till respektive sidoytor på hjälp- värmeväxlaren 73, och det finns ytterligare hål pluggade med hjälp av lock 81 så att ytterligare laserrör kan mottages. De andra ändarna av ovan nämnda förbindningsrör 79 sträcker sig 457 491 10 till i närheten av respektive ändar av laserrören 49A och 49B där de via vibrationsupptagande gummistycken 83 är uppburna av stödblock 85 som är monterade på stödplattformarna 33A och 338. Följaktligen överförs gascirkulationsdrivanordningens 69 vibrationer inte till stödbocken 27 eller till stödplattfor- marna 33A och 33B.

I syfte att tillföra lasergasen, vilken utblåses från gas- cirkulationsdrivorganet 69, till laserrören 49A och 49B är de ovan nämnda förbindningsrören 75 förbundna med laserrören 49A och 49B nära deras mittpunkter. Ändarna av förbindningsrören 79 är anslutna till respektive ändar av laserrören 49A och 49B via vertikalt monterade förbindningsrör 87. För att beskriva detta närmare i detalj kan laserrören 49A och 49B uppdelas i tre delar, dvs centrala rör 89 och ändrör 91 och 93. Förbind- ningsrören 75 är anslutna till de centrala rören 89 och för- bindningsrören 79 är anslutna till ändrören 91 och 93 via för- bindningar 95 som utgöres av cirkulära stycken av flexibel silikongummi. Följaktligen överförs inte gascirkulationsdriv- organets 69 vibrationer till laserrören 49A och 498, och små förskjutningar i någondera riktning ifråga om de inbördes lägena för förbindningsrören 75 och 87 och laserrören 49A och 498 tas upp av de flexibla förbindningarna.

I syfte att alstra elektriska urladdningar i laserrören 49A och 49B är ett par av positiva och negativa elektroder monte- rade vid ett flertal platser i laserrören 49A och 49B. I syfte att avkyla lasergasen som upphettas av de elektriska urladd- ningarna i laserrören 49A och 49B är laserrören 49A och 49B anslutna till värmeväxlaren 43. Närmare bestämt är anoder in- bäddade i ovan nämnda förbindningar 95, vilket kommer att beskrivas nedan.

Mellan laserrörens 49A och 49B centrala rör 89 och ändrör 91 och 93 är gascirkulationsvägar 97 anordnade, hos vilka de övre ändarna är T-formade och de nedre ändarna är anslutna till huvudvärmeväxlaren 43 via bälgar, och vilka är anslutna till de centrala rören och ändrören 91 och 93 via elektrodaggregat 457 491 ll 99. Lasergasen som tillförs från gascirkulationsdrivorganet 69 via hjälpvärmeväxlarna 73 till laserrören 49A och 493 strömmar följaktligen tillbaka till huvudvärmeväxlaren 43 via gascirku- lationsvägarna 97, och efter att den avkylts i huvudvärme- växlaren 43 matas den till gascirkulationsdrivorganet 69. avkyls ytterligare av hjälpvärmeväxlarna 73 och tillförs åter till laserrören 49A och 49B.

Såsom framgår av fig 7 är ändarna på laserrörens 49A och 49B ändrör 91 uppburna av stödplåten 51A via cylindriska ändhål- lare 101. Nära ändarna finns cylindriska utsprång 9lP som skjuter ut i riktning nedåt. Ovan nämnda förbindningar 95 är kopplade till dessa utsprång 9lP. Cylindriska anodhållare 105 som innehåller nålformade anoder 103 är införda i det inre av dessa utsprång 91P. Elektriskt isolerande skyddsrör 107 som omger anoderna 103 är inskruvade i anodhållarna 105. De övre ändarna på anoderna 103 sträcker sig upp mot de övre ändarna på skyddsrören 107. Ringformiga fjäderbrickor 109 är införda ovanför de övre ändarna av förbindningsrören 87, vilka under- ifrån är införda i förbinaningarna 95, på ett sådant sätt att fjädrarna sammanpressas från motsatta ändar därav av utsprång- en 91P och förbindningsrören 87 inuti förbindningarna 95.

Elektriskt ledande lindningar lll är fjädrande.monterade mellan dessa fjäderbrickor 109 och anodhållare 105.

Det arrangemang som beskrivits ovan medger att relativa för- skjutningar mellan ändröret 91 och förbindningsröret 87 tas upp och förhindrar att gascirkulationsdrivorganets 69 vibra- tioner överförs till laserrören 49A och 493.

Laserrörens 49A och 498 ändrör 93 uppbärs av stödplåten 513 på samma sätt som ändrören 91. Eftersom konstruktionen för för- bindningarna 95 i detta fall är densamma som den konstruktion som beskrivits ovan har en detaljerad förklaring därav uteläm- nats.

Såsom inses med hänvisning åter till fig 2-5 är ovan nämnda katodaggregat 99 uppburna av hållarplåtar 113 som i sin tur 457 491 12 uppbärs av dragstängerna 53 som sammanbinder de vänstra och högra stödplåtarna 51A och 518. Det finns ett flertal stödhål 113H i hållarplåten 113 för mottagning av ett ökat antal laserrör, och det minimalt nödvändiga antalet katodaggregat 99 är införda i stödhålen 1l3H.

Såsom bäst framgår av fig 8 är katodaggregaten 99 konstruerade för att göra det mycket enkelt att avlägsna och ersätta de ringformade katoderna 115. Närmare bestämt finns det på båda sidor om varje katod 115 två hållarringar, en första hållar- ring 117 in i vilken laserrörens 49A och 49B ändrör 91 införs, och en andra hållarring 119 in i vilken den övre ände på gas- cirkulationsvägen 97 införs. Katoden 115 och bägge hållar- ringarna 117 och 119 är med hjälp av ett flertal bultar 121 tätt förbundna med varandra i och för reducering av kontakt- resistansen. Vidare är tätningsringar 125, vilka håller O- ringar 123, med hjälp av bultar 127 fastsatta vid sidorna av båda hållarringarna 117 och 119. Följaktligen kan borttagning och ersättning av katoden 115 utföras enkelt genom avlägsnande av bultarna 127 och 121.

Såsom klargjorts redan tidigare finns det inuti laserrören 49A och 49B ett flertal platser där elektriska urladdningar alstras av par av anoderna 103 och katoderna 115. Lasergasen som upphettas av de elektriska urladdningarna inuti laserrören 49A och 49B cirkuleras genom ovan nämnda gascirkülationsvägar 97 till huvudvärmeväxlaren 43. Gascirkulationsvägarnas 97 längder eller sträckningar är approximativt lika så att ström- ningshastigheten för lasergasen i laserrören 49A och 49B kommer att förbli ungefär densamma även om antalet laserrör ökas. För att neutralisera lasergasen som har joniserats av elektriska urladdningar inuti laserrören 49A och 498 är dess- utom en lämplig katalysator placerad utmed varje gascirkula- tionsväg 97. Med andra ord finns det utmed varje gascirkula- tionsväg 97 en utvidgad del 129, och inuti denna utvidgade del 129 finns en bikakeformad katalysator med aktiverad aluminium- oxid vilken katalysator exempelvis kan vara bemängd med platina.- 457 491 13 I det arrangemang som beskrivits ovan upphettas katalysatorn i varje gascirkulationsväg 97 av lasergasen, vilket ökar kataly- satorns effektivitet. Lasergasen som passerar genom de utvid- gade delarna av gascirkulationsvägarna 97 innehållande kataly- satorn neutraliseras av katalysatorns verkan och strömmar sedan tillbaka till huvudvärmeväxlaren 43 såsom en neutral gas. Följaktligen undertrycks oekonomiska elektriska urladd- ningar som annars skulle tendera att uppträda mellan katoderna 115 och huvudvärmeväxlaren 43, och härigenom ökas oscillatorns totala effektivitet.

I syfte att åstadkomma resonans och förstärkning av det ljus som alstras av elektriska urladdningar inuti laserrören 49A och 493 är ett utgångsspegelaggregat 131 och ett bakre spegel- aggregat 135 anordnade så att utgångsspegelaggregatet 131, vilket har en utgångsspegel däri, är monterat på en ände av laserröret 49A, medan det bakre spegelaggregatet 135, vilket innehåller en lämplig utgångsavkänningssensor 133 och har en reflekterande spegel däri, är monterat på samma ände av laser- röret 49B. Anordnade vid de andra ändarna av laserrören 49A och 498 är motstående avböjningsspegelaggregat 137 vilka av- böjer exciteringsljusbanorna 90°. Utgångsspegelaggregatet 131 och det bakre spegelaggregatet 135 är monterade på stödplåten 51A via bälgar så att deras inriktning kan justeras fritt, medan varje avböjningsspegelaggregat 137 är monterat på stöd- plåten 5lB via en bälg så att dess inriktning kan justeras fritt, och de två avböjningsspegelaggregaten är förbundna med varandra via en bälg.

Med hänvisning åter till fig 7 är en lämplig Eläns l31F monte- rad på spegelaggregatet 131 i och för reglering av utgångs- spegelaggregatets 131 inriktning. Det finns ett flertal justerskruvar 139 vilka sträcker sig genom denna fläns l3lF och även ett flertal justerskruvar 141 som sträcker sig genom stödplâten 51A, och dragfjädrar 143 är spända mellan varje par av justerskruvar. Dessutom är mikrometrar 145 monterade vid ett flertal platser på ovan angivna fläns 131; spindeln l45S I ¿4s7 491 14 till varje mikrometer 145 stöter stumt mot ett block 147 som är fastskruvat vid stödplåten l5lA.

Eftersom utgångsspegelaggregatet 131 alltid är förspänt mot stödplåten 51A av dragfjädrarna 143 med varje spindel 1458 hos var och en av mikrometrarna 145 stödjande mot blocket 147 kan följaktligen utgångsspegelaggregatets 131 inriktning inställas genom justering av varje mikrometer 145 till lämpligt läge, och finjustering av vinkeln för spegeln som är monterad på insidan är likaledes möjlig.

Ovan nämnda bakre spegelaggregat 135 och avböjningsspegel- aggregat 137 är monterade på stödplåtarna 51A respektive 5lB i arrangemang som är identiska med det för utgångsspegelaggrega- tet 131. Monteringslägena är utbytbara så att om antalet laserrör ökas kan lägena där spegelaggregaten är monterade ändras fritt motsvarande vad som är nödvändigt för anpassning till det ökade antalet laserrör.

Med hänvisning åter till fig 2-4 består ovan nämnda fastsätt- ningssektion 31 av en helium-neonlaseroscillator 149, en prismaanordning 151, en stråldämpare 153 etc. He1ium-neon- laseroscillatorn 149 utnyttjas vid justering av speglarna i ovan nämnda utgångsspegelaggregat 131, det bakre spegelaggre- gatet 135 och avböjningsspegelaggregaten 137 i laseroscilla- tionssektionen 29, och vid justering av det optiska systemet i ovan nämnda laserbearbetningsmaskin 1. Såsom framgår av fig 2 är helium-neonlaseroscillatorn 149 vertikalt monterad på en stödkonsol 155 som är monterad på stödplattformen 33A. Prisma- anordningen 151 tjänar till att selektivt bryta laserstrålen från helium-neonlaseroscillatorn 149 och mot endera av laser- rören 49A och 49B i ovan nämnda laseroscillationssektion 29 eller mot laserbearbetningsmaskinen 1. I det speciella exempel som visas här är den monterad rörligt i förhållande till skär- ningspunkten mellan laserstrålen från helium-neonlaseroscilla- torn 149 och laserstrålen LB från laseroscillationssektionen 29. Ovan nämnda stråldämpare 153 kan blockera laserstrålen LB från utgångsspegelaggregatet 131 i laseroscillationssektionen 457 491 15 29; den är fri att röra sig in i och ut från banan för laser- strålen LB mellan utgångsspegelaggregatet l3l och prismaanord- ningen 151.

Genom ovanstående beskrivning har klargjorts att,eftersom längderna på cirkulationsvägarna från flertalet laserrör som är anordnade parallella med varandra är approximativt lika, är vid denna uppfinning strömningshastigheterna för lasergasen i vart och ett av laserrören så gott som lika, och temperatur- höjningen för lasergasen i varje laserrör kan hållas huvudsak- ligen lika. Följaktligen kan ett stabilt laseruttag erhållas.

Eftersom varje gascirkulationsväg innehåller en katalysator för att neutralisera lasergasen som har joniserats av elek- triska urladdningar är vidare lasergasen som cirkuleras till huvudvärmeväxlaren neutral och en hög utnyttjandegrad av in- matad effekt bibehålles utan förluster på grund av elektriska urladdningar mellan katoderna och huvudvärmeväxlaren.

Dessutom kan enligt denna uppfinning, såsom förklarats ovan, katoderna avlägsnas och utbytas mycket enkelt, och stödplåtar- na och andra uppbärande delar som uppbär laserrören, är fria att röra sig något för att kompensera för värmeutvidgning och -krympning. Dessutom överförs inte vibrationerna hos block etc till laserrören varigenom en hög noggrannhet kan bibehållas. Även om en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning har visats och beskrivits häri bör det inses att anordningen kan modifieras av fackmän inom området utan att man avviker från principerna för uppfinningen. Följaktligen skall uppfin- ningens omfattning endast begränsas av de bifogade kraven.

Claims (5)

457 491 16 PATENTKRAV

1. l. Höghastighets gaslaseroscillator av axialflödestyp, inne- fattande ett flertal laserrör (49A, 49B) anordnade paralella med varandra, operativt förbundna med varandra och bildande ett flertal parallella, raka sektioner för att bringa en lasergas till resonans och för förstärkning av denna, elek- trodorgan (103, 115) i anslutning till laserrören (49A, 49B) för jonisering och därmed förbunden uppvärmning av lasergasen som cirkuleras därigenom, drivorgan (69) för att cirkulera lasergasen genom.laseroscillatorn (3) och en värmeväxlare (43) för kylning av lasergasen som cirkuleras genom laseroscilla- torn, k ä n n e t e c k n a d av cirkulationsorgan (97) operativt anslutna mellan laserrören (49A, 49B) och värme- växlaren (43), och avgränsande ett flertal gascirkulations- vägar, varvid nämnda flertal gascirkulationsvägar är placerade på motsatta sidor om lasergascirkulationsdrivorganet (69) och är anordnade symmetriskt i förhållande till lasergascirku~ lationsdrivorganet och till de parallella, raka sektionerna som bildas av laserrören (49A. 49B), och av dejoniserings- organ (129) i var och en av cirkulationsvägarna (97) mellan laserrören (49A, 49B) och gascirkulationsdrivorganet (69) och anordnade symmetriskt i förhållande till laserrören och gas- cirkulationsdrivorganet för dejoniseríng av lasergasen så att den uppvärmda lasergasen kan cirkuleras genom värmeväxlaren (43) och in i laserrören (49A, 49B) i ett elektriskt neutralt tillstånd, varigenom strömningshastigheterna för lasergasen som strömmar genom laserrören och längden på gascirkulations- vägarna (97) är i huvudsak lika så att temperaturökningen i vart och ett av laserrören (49A, 498) bibehålles i huvudsak lika.

2. 'Höghastighets gaslaseroscillator enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a d av att dejoniseringsorganet (129) är en bikakeformad katalysator med aktiverad aluminiumoxid.

3. Höghastighets gaslaseroscillator enligt krav l, k ä n - n e t e c k n a d av stödorgan (5lA, 5lB) för uppbärande av 457 491 17 laserrören (49A, 49B), varvid stödorganen är anordnade fria att röra sig något i och för att kompensera för termisk ut- vidgning och krympning.

4. Höghastighets gaslaseroscillator enligt krav 3, k ä n ~ n e t e c k n a d av att stödorganen (5lA, 5lB) innefattar ett flertal stödplätar (SIA, 51B) vilka vid en ände är monte- rade i ett sfäriskt säte (57) och i den andra änden är monte- rade i en styrning (59: 65) som har ett glidblock (6l; 67) glidbart däri.

5. Höghastighets gaslaseroscillator enligt krav 1, k ä n - n e t e c k n a d av att elektrodorganen innefattar katoder (115) anordnade i ringar runt vart och ett av laserrören (49A, 49B), och hållarorgan (117, 119) för borttagbar fastsättning av katoderna (115) på plats, varigenom borttagning och utbyte därav underlättas.