DE1614602C3 - Optischer Sender - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sender für kohärente Strahlung (Laser), bei dem sowohl die Anregungslichtquelle als auch das stabförmige stimulierbare Medium jeweils zwischen dem Scheitel und dem Brennpunkt längs der großen Achse eines der optischen Anregung dienenden rotationselliptischen Hohlspiegels angeordnet sind, der an den Hohlspiegelscheiteln konzentrisch zur großen Achse, die zugleich die Rotationsachse ist, Flansche aufweist, die der Halterung bzw. Zentrierung der Anregungsiichtquelle bzw. des stimulierbaren Mediums dienen, bei dem ferner sich das stabförmige stimulierbare Medium und die Anregungslichtquelle innerhalb eines Kühlsystems befindet, in das der ihm zugehörige Flansch einbezogen und hierzu mit einem für den Zu- bzw. Abfluß des Kühlmittels dienenden Anschlußstutzen ausgerüstet ist, und bei dem der Flansch für die Anregungslichtquelle am Hohlspiegelscheitel in zwei zur großen Achse des Hohlspiegels und zueinander konzentrische für die Anregungsstrahlung durchlässige Kühlrohre übergeht, nach

ίο Hauptpatent 1 564 685.

Bei der Anordnung nach dem Hauptpatent, die ein getrenntes Kühlsystem für das stimulierbare Medium und die Anregungsiichtquelle aufweist, ist das äußere Rohr am freien Ende geschlossen und das innere, kürzere Rohr an seinem freien Ende offen. Der Flansch weist zwei Anschlußstutzen für die Zu- bzw. Abfuhr der Kühlmittel auf, von denen der eine durch das äußere Rohr hindurch mit dem inneren Rohr und der andere mit dem äußeren Rohr verbunden ist.

Durch den Aufsatz »Room-Temperature CW Ruby Laser« von Dieter R ö ß in »Microwaves«, April 1965, S. 29 bis 33, ist ebenfalls ein optischer Sender (Laser) mit einem rotationselliptischen Hohlspiegel bekannt, in dessen Hauptachse auf der einen Hohlspiegelscheitel-

2s seite ein stabförmiges stimulierbares Medium und auf der anderen Hohlspiegelscheitelseile eine stabförmige Impulsanregungslichtquelle angeordnet ist und bei dem auf Seiten der Hohlspiegelscheitcl zur Hauptachse konzentrisch angeordnete Flansche vorgesehen sind, die der Halterung und Zentrierung der Anregungslichtquelle bzw. des stimulierbaren Mediums dienen. Die Anregungsiichtquelle und das stimulierbare Medium befinden sich innerhalb eines das Kühlmittel führenden Rohres des Kühlsystems, in das der ihm zugehörige Flansch einbezogen ist und hierzu mit einem für die Zu- bzw. Abfuhr des Kühlmittels dienenden Anschlußstutzen ausgerüstet ist.

Bei derartigen, vorzugsweise mit flüssigen Kühlmitteln gekühlten optischen Sendern (Laser), ist es für eine einfache Auswechslung der stabförmigen Anregungslichtquelle zweckmäßig, beide Elektroden der Anregungslichtquelle von einer Seite her zu kontaktieren. Dabei ergibt sich ein geringer mechanischer Abstand der einen Elektrode zu den auf Masse liegenden Teilen, für den die Spannungsfestigkeit der Wasserisolationsstrecke zu gering ist, um die Zündung der Lampe bei der vorzugsweise verwendeten Überlagerungszündung zu ermöglichen. Es wäre an sich möglich, zur Isolation gegen die Zündspannung die Anode der Lampe mit einem aushärtenden Kunststoff, beispielsweise aus zwei Komponenten, zu vergießen. Dabei könnten jedoch unerwünschte Wärmestauungen an der eingegossenen Elektrode auftreten. Ferner würden dadurch Lampe und Halterung, die Bauteile unterschiedlicher Lebensdauer sind, zu einer unlösbaren Einheit verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, flüssigkeitsgekühlte optische Sender (Laser) hinsichtlich dieser Schwierigkeiten zu verbessern.

Ausgehend von einem optischen Sender für kohärente Strahlung (Laser) der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß das äußere der beiden Kühlrohre sich über die gesamte Länge der Hohlspiegelachse erstreckt und die Anregungsiichtquelle und das stimulierbare Medium gemeinsam umschließt, und daß das innere Rohr lediglich die Anregungslichtquelle umschließend angeordnet ist, derart, daß in der Umgebung ihres nicht geerdeten Anodenanschlusses das Kühlmittel auf beiden Seiten

des inneren Rohres entgegengesetzte Strömungsrichtung hat, wobei der Strömungsweg mindestens gleich derjenigen Strecke gewählt ist, die noch eine Isolation im Hinblick auf die Leitfähigkeit des Kühlmittels gewährleistet.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Anregungslichtquelle und das innere Rohr auswechselbar, vorzugsweise steckbar, ausgebildet sind.

In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes bilden Anregungslichtquelle und das darauf ab- ro gestimmte äußere und innere Rohr eine auswechselbare Einheit.

Als Anregungslichtquelle wird vorzugsweise eine Blitzlampe gewählt und als Kühlmittel Wasser, insbesondere deionisiertes oder destilliertes Wasser verwendet.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei sind lediglich ein Teil des Ellipsoids und die innerhalb des scheitelseitigen Flansches eingesetzte Anregungslichtquelle dargestellt.

In der Halbschale 1 des Ellipsoids ist in der scheitelseitigen konzentrischen Öffnung eine Kalotte 5 eingesetzt, durch die die als Blitzlampe ausgebildete Anregungslichtquelle 2 in den Anregungshohlspiegel 1 hineinragt. Die Blitzlampe 2 ist in dem Flansch 6, welcher scheitelseitig auf die Ellipsoid-Halbschale 1 aufgeschraubt ist, gehaltert. Zwischen der Kalotte 5 und dem Flansch 6 ist eine umlaufende Dichtung 8 eingefügt. An der dem Spiegelinnern zugewendeten Seite ist die Kalotte 5 mit einem umlaufenden treppenförmigen Absatz versehen, in dem das die Anregungslichtquelle und das stimulierbare Medium umschließende äußere Rohr 3 eingesetzt ist. Der Kathodenanschluß der Blitzlampe zu der im Bereich innerhalb des Spiegels liegenden Kathode erfolgt über zwei Bügel 10, welche durch die Öffnung der Kalotte 5 herausgeführt und mit den im Flansch 6 befindlichen Anschlußteilen verbunden sind. Die auf Masse liegende Kathode ist mit einem Kontaktüberwurf 12 versehen. Erfindungsgemäß ist nun innerhalb des Rohres 3 ein weiteres, lediglich die Anregungslichtquelle 2 in der Umgebung des nicht geerdeten Anodenanschlusses 13 umschließendes inneres Rohr 4 angeordnet. Durch dieses innere Rohr 4 wird der Kühlmittelstrom derart geführt, daß das Kühlmittel in der Umgebung des Anodenanschlusses 13 der Anregungslichtquelle auf beiden Seiten des Rohres entgegengesetzte Strömungsrichtung hat. Das das äußere Rohr 3 in axialer Richtung vom stimulierbaren Medium zur Blitzlampe 2 hin durchströmende Kühlmittel strömt zunächst im Innern des inneren Rohres 4 an der Blitzlampe vorbei, wird am Ende des inneren Rohres 4 umgelenkt und strömt in entgegengesetzter Richtung außen am inneren Rohr 4 zurück und wird danach über den am Flansch 6 befindlichen Stutzen 7 abgeführt. Somit wird eine gute Kühlung der Blitzlampe erreicht und eine ausreichende elektrische Spannungsfestigkeit, die ein sicheres Zünden der Blitzlampe gewährleistet.

Lampen verschiedener Durchmesser und darauf abgestimmte äußere und innere Rohre werden in vorteilhafter Weise als steckbare, leicht auswechselbare Einheit ausgebildet. Als Kühlflüssigkeit verwendet man vorzugsweise Wasser, insbesondere deionisiertes oder destilliertes Wasser.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Optischer Sender für kohärente Strahlung (Laser), bei dem sowohl die Anregungslichtquelle als auch das stabförmige stimulierbare Medium jeweils zwischen dem Scheitel und dem Brennpunkt längs der großen Achse eines der optischen Anregung dienenden rotationselliptischen . Hohlspiegels angeordnet sind, der an den Hohlspiegelscheiteln konzentrisch zur großen Achse, die zugleich die Rotationsachse ist, Flansche aufweist, die der Halterung bzw. Zentrierung der Anregungslichtquelle bzw. des stimulierbaren Mediums dienen, bei dem ferner sich das stabförmige stimulierbare Medium und die Anregungslichtquelle innerhalb eines Kühlsystems befindet, in das der ihm zugehörige Flansch einbezogen und hierzu mit einem für den Zu- bzw. Abfluß des Kühlmittels dienenden Anschlußstutzen ausgerüstet ist, und bei dem der Flansch für die Anregungslichtquelle am Hohlspiegeischeilel in zwei zur großen Achse des Hohlspiegels und zueinander konzentrische für die Anregungsstrahlung durchlässige Kühlrohre übergeht, nach Hauptpatent 1564 685, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere (3) der beiden Kühlrohre (3, 4) sich über die gesamte Länge der Hohlspiegelachse erstreckt und die Anregungslichtquelle (2) und das stimulierbare Medium gemeinsam umschließt und daß das innere Rohr (4) lediglich die Anregungslichtquellc umschließend angeordnet ist, derart, daß in der Umgebung ihres nicht geerdeten Anodenanschlusses (13) das Kühlmittel auf beiden Seiten des inneren Rohres (4) entgegengesetzte Strömungsrichtung hat, wobei der Strömungsweg mindestens gleich derjenigen Strecke gewählt ist, die noch eine Isolation im Hinblick auf die Leitfähigkeit des Kühlmittels gewährleistet.

2. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungslichtquelle (2) und das innere Rohr (4) auswechselbar, vorzugsweise steckbar, ausgebildet sind.

3. Optischer Sender nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungslichtquelle (2) und das darauf abgestimmte äußere (3) und innere Rohr (4) eine auswechselbare Einheit bilden.

4. Optischer Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungslichtquelle (2) eine Blitzlampe ist.

5. Optischer Sender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel Wasser, insbesondere deionisiertes oder destilliertes Wasser ist.