DE1764652C3 - Gaslaser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gaslaser mit einer trische Elemente vorgesehen, als deren Widerlager elektrischen Entladungsröhre, deren einem Ende ein 35 auf der Außenwand der beiden Metallzylinder befeim wesentlichen zylindrischer Anodenraum zugeord- stigte isolatoren dienen.

net ist, mit einer Kathode und mit zwei, in Richtung Es hat sich hierbei als günstig erwiesen, die piezo-

der Achse der Entladungsröhre einander gegenüber- elektrischen Elemente jeweils aus mehreren dünnen liegenden Spiegeln, von denen jeweils einer an einer Plättchen aus piezoelektrischem Material aufzu-Wand des Kathodenraums bzw. des Anodenraums 40 bauen, die durch leitfähige Schichten miteinander angeordnet ist, wobei der axiale Abstand zwischen verbunden sind. Die Dicke der piezoelektrischen EIeden beiden Spiegeln mittels eines mit der Anode lei- mente kann durch Variieren der hieran angelegten tend verbundenen Metallbalges veränderbar ist. elektrischen Spannung geändert werden. Hierdurch

In jüngster Zeit sind Gaslaser entwickelt worden, ist auch der Abstand zwischen den Spiegeln einstelldie ein unter niedrigem Druck stehendes Mischgas 45 bar.

enthalten. Diese Laser werden auf verschiedene Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Weise auf den Gebieten der Physik und der Ingenieur- Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
technik eingesetzt. F i g. 1 den Gaslaser in teilweise geschnittener Sei-

Um die Spektrallinien sehr geringer Breite, die ein tenansicht und

Merkmal der Laserstrahlen sind, wirksam auszunut- 50 Fig. 2 in Vorderansicht, teilweise im Schnitt gezen, ist es erforderlich, die Wellenlänge der Laser- maß Linie II - II in F i g. 1.

strahlen zu stabilisieren. Zu diesem Zweck muß eine Der Gaslaser gemäß F i g. 1 weist zwei Quarzzy-

Konstruktion verwendet werden, welche die beiden linder 1 und 2 auf, die an ihren einander abgewandreflektierenden Spiegel, die den Laserresonator bil- ten Enden Spiegel 8 und 9 tragen. Die einander zugeden, in einer genau eingestellten Entfernung vonein- 55 wandten Enden der beiden Quarzzylinder 1, 2 sind ander hält und von außen wirkende Einflüsse, wie mit inneren Zylindern 3, 5 von doppelwandigen Mez. B. mechanische Vibrationen, Schallwellen u. dgl., tallzylindern 4, 6 verbunden. Das jeweils andere ausschaltet. Ferner ist es wünschenswert, daß durch Ende der beiden doppelwandigen Metallzylinder 4, 6 die genannte Konstruktion ermöglicht wird, den Ab- ist luftdicht mit einem Metallbalg 7 verbunden, mit stand zwischen den reflektierenden Spiegeln nachzu- 60 dessen Hilfe die Länge der Laserröhre in axialer regeln, wenn dieser sich beispielsweise durch Tempe- Richtung verändert werden kann,
raturänderungen in dem Mischgas innerhalb der Auf dem Außenmantel der beiden doppelwandi-

Laserröhre verändert. gen Metallzylinder 4, 6 sind Isolatoren 10, 11 ange-

Bei den bekannten Lasern mit außenliegenden bracht, die aus Glas, Hartkeramik oder ähnlichem Spiegeln kann der Abstand leicht eingestellt werden. 65 Material bestehen und an den Zylindern 4, 6 durch Es ist auch bekannt, bei Gaslasern mit innenliegen- Scheiben 12, 13 befestigt sind. Zwischen den Isolatoden Spiegeln die Entfernung zwischen den Spiegeln ren 10, 11 sind drei zylindrische piezoelektrische einzustellen, indem man Teile der Laserröhre durch Elemente 14 angeordnet. Deren Enden sind an den

Isolatoren 10, 11 befestigt, so daß sich ein bestimmter Abstand zwischen den Isolatoren 10, 11 aufrechterhalten läßt. Dieser Abstand kann durch eine Spannung geregelt werden, die einer nicht dargestellten, mit den piezoelektrischen Elementen 14 verbundenen Regelspannungsquelle entnommea wird. In der Zeichnung ist angedeutet, daß die piezoelektrischen Eiemente 14 jeweils aus dünnen Plättchen aus piezoelektrischem Material aufgebaut sind, die durch leitfähige Schichten miteinander verbunden sind.

Innerhalb der Laserröhre ist eine elektrische Entladungsröhre 15 so angeordnet, daß die optische Achse der Spiegels, 9 durch sie hindurchgeht. Die Entladungsröhre 15 wird von einer Trennwand 17 und Halterungen 18 getragen, Die Trennwand 17 trennt die Laserröhre in eine Kathodenkammer 19, die eine geheizte Kathode 21 enthält, und in eine Anodenkammer 20, deren Anode aus den doppelwandigen Metallzylindern 4, 6 und dem Metallbalg 7 be- »ο steht.

In der Laserröhre ist ein Mischgas enthalten, das unter geringem Druck steht. Die Anode, bestehend aus den doppelwandigen MetaUzylindern 4, 6 und dem Metallbalg 7, ist mit der Gleichstromversorgung as 22 verbunden. Die elektrische Entladungsröhre 15 ist zwischen der Anode und der geheizten Kathode 21 so angeordnet, daß sich eine elektrische Entladung ergibt. Aut diese Weise können stabile Laserschwingungen aufrechterhalten werden.

Bei dem beschriebenen Laser wird das anodenseitige Ende der elektrischen Entladungsröhre 15 von der zylindrischen Anode umgeben.Aus diesem Grund kann die elektrische Entladung bei niedrigerer Spannung als bei üblichen Lasern stattfinden. Außerdem ist es möglich, die Schaden zu verhindern, die an dem Spiegel 9 durch Aufprallen von Elektronen entstehen, da die Elektronen nach Durchlaufen der Entladungsröhre 15 von deren anodenseitigem Ende in Richtung auf die dieses Ende umgebende Anode abgelenkt werden.

Da die drei piezoelektrischen Elemente 14 parallel zu der Gleich- oder Wechselstrom-Regelspannungsquelle liegen, kann der Abstand zwischen den Spiegeln 8, 9 durch eine Regelung dieser Regelspannung fein eingestellt werden. Dementsprechend kann die Auswahl der Schwingungsfrequenzen oder eine Frequenzmodulation leicht durchgeführt werden.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden drei piezoelektrische Elemente verwendet. Eine entsprechende, ebenfalls günstige Arbeitsweise des Gasiasers kann jedoch auch erreicht werden, wenn ein kreisringförmiges piezoelektrisches Element verwendet wird, das einen inneren Durchmesser aufweist, der größer als derjenige der doppelwandigen Metallzylinder 4, 6 ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. einen Metallbalg verbindet, wobei jedoch die Mittel

   Patentansprüche: zur Einstellung der Entfernung zwischen den Spie

   geln sehr kompliziert sind.

   1, Gaslaser mit einer elektrischen Entladungs- Bei einem bekannten Laser der eingangs genannröhre, deren einem Ende ein im wesentlichen zy- 5 ten Art (britische Patentschrift 1 013 725) bildet die lindrischer Anodenraum zugeordnet ist, mit einer Anode die Wand des im wesentlichen zylindrischen Kathode und mit zwei, in Richtung der Achse der Teil des Anodenraums, und sie ist mittels eines Me-Entladungsröhre einander gegenüberliegenden tallbalges mit dem einen Spiegel am Ende des AnSpiegeln, von denen jeweils einer an einer Wand odenraums verbunden. Hierdurch soll offensichtlich des Kathodenraums bzw. des Anodenraums an- io der axiale Abstand zwischen den beiden einander gegeordnet ist, wobei der axiale Abstand zwischen genüberliegenden Spiegeln verändert werden können, den beiden Spiegeln mittels eines mit der Anode obwohl dies in der genannten Patentschrift nicht ausleitend verbundenen Metallbalges veränderbar drüeklich aufgeführt ist. Es ist daher auch nicht erist, dadurch gekennzeichnet, daß die kennbar, wie nun tatsächlich der axiale Abstand zwi-Anode aus zwei in Achsenrichtung hintereinan- 15 sehen den beiden Spiegeln verändert werden kann,
   der angeordneten doppelwandigen Metallzylin- Es ist auch ein Glaslaser bekannt (französische Padern (4, 6) besteht, die durch den Metallbalg (7) tentschrift 1 447 716), bei dem der Abstand zwischen miteinander luftdicht verbunden sind, und daß den Spiegeln durch Piezoelemente geregelt werden zum Bewirken einer Längenänderung der Anode kann. Die Piezoelemente bilden hierbei ein^n Teil ein oder mehrere piezoelektrische Elemente (14) 20 des Läse rrohres, der über die Entladungsstrecke hinvorgesehen sind, als deren Widerlager auf der aussteht.

   Außenwand der beiden doppelwandigen Metall- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

   zylinder befestigte Isolatoren (10,11) dienen. den Gaslaser der eingangs genannten Art derart aus-
2. 2. Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zubilden, daß in konstruktiv einfacher Weise der Abzeichnet, daß die piezoelektrischen Elemente (14) as stand zwischen den Spiegeln leicht und sicher eingejeweils aus mehreren dünnen Plättchen aus piezo- stellt werden kann, und daß in einfacher Weise eine elektrischem Material aufgebaut sind, die durch Frequenzmodulation ermöglicht ist.

   leitfähige Schichten miteinander verbunden sind. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die

   Anode aus zwei in Achsrichtung hintereinander an-30 geordneten doppelwandigen Metallzylinders besteht,

   die durch den Metallbalg miteinander luftdicht verbunden sind. Zum Bewirken der Längenänderung der Anode sind hierbei ein oder mehrere piezoelek-