DE1764910C - Cathode for an optical transmitter or amplifier for coherent radiation - Google Patents

Description

weil das eine niedrige Austrittsarbeit der Elektronen- AnschluGleiter 128 der Kaltkathode 112 ist aus dembecause that is a low work function of the electron connection slider 128 of the cold cathode 112 from the

emission aufweisende adsorbierte Alkalimetall sich Entladungsgefäß nach außen geführt, in a«s innereemission-exhibiting adsorbed alkali metal discharge vessel led to the outside, in a «s inner

mindestens bis zu einem gewissen Grade in den Poren der Kathode 112 wird eine kleine Μ«βρ ones A«a-at least to a certain extent in the pores of the cathode 112 a small Μ «βρ ones A« a-

der Isolatormasse befindet und vor allem der unter limetalls, wie Kalium, aus einem VorratsbeifflBrthe insulator mass and especially the under limetalls, such as potassium, from a VorratsbeifflBr

dem Einfluß der einzelnen Teilchen des adsorbierten 5 über ein Rohr 130, das anschließend «»f**™?}the influence of the individual particles of the adsorbed 5 via a pipe 130, which is then «» f ** ™?}

Alkalimetalls stehende Bereich der Isolatorober- wird, eingebracht. Ferner ist ein KeramiKemsarz u*Alkali metal standing area of the insulator top is introduced. Furthermore, a ceramic resin is u *

fläche als leitende Fläche wirkt. Wenn sich benach- mit einer kleinen öffnung 134, z. B. einem lochι vuusurface acts as a conductive surface. If there is a small opening 134, e.g. B. a lochι vuu

barte leitende Gebiete gegenseitig überlappen, was 2,5 bis 3,8 mm Durchmesser vorgesehen 'weicne mcbarte conductive areas overlap each other, which provided 2.5 to 3.8 mm diameter 'weicne mc

bei ausreichenden Mengen an adsorbiert m Alkali- einzige Verbindung zwischen dem Roür lio una uciwith sufficient amounts of adsorbed m alkali - only connection between the Roür lio una uci

metall der FaU ist, so besteht zwischen du· eingebet- io Kaltkathode 112 darstellt Das Entladungsgefäß_ desmetal of FaU, there is between the embedded cold cathode 112 representing the discharge vessel

teten Elektrode und der Außenfläche der Isolator- Lasers ist mit einem stimuherbarem Oas, z, B. einemteten electrode and the outer surface of the isolator laser is with a stimuherbarem oas, e.g. a

masse eine einwandfrei elektrisch leitende Verbin- Gemisch aus Helium und Neon, mit einem uasurui.«.I made a perfectly electrically conductive compound mixture of helium and neon, with a uasurui. «.

dung von erheblich weniger als lOTorr gefüllt.dung of considerably less than lOTorr is filled.

Wegen der Anordnung der Kathode in einem End- Wenn die Leiter 122 an em geeignetes P°^s™;^^s raum des Gefäßes wird eine etwaige Entaktivierung 15 Potential und der Leiter 128 an em geeignetes negau der Kathode infolge Verlustes von adsorbiertem Al- ves Potential angeschlossen werden, tntt eine ^asenikaiimetall der Kathodenoberfläche im Betrieb lau- ladung von der Oberfläche der Schient 126 Hören aie fend durch den Vorgang der Katsphorese ausgegli- Öffnung 134, das enge Rohr ».1, ^de" ^e™^e"^e"„ chen Ebenso ist der durch ungewollte überhitzung Teil 102, das Rohr 100. den erwehrten Teil 104l unu der Kathode verursachte Verlust an Alkalimetall nur 20 das enge Rohr 114 zur Elektrode 11K der Anooe 110 vorübergehend. Und zwar kehrt der größte Teil des auf, und im Rohr 100 entsteht Licht. Wenn man, wie Alkalimetalls nach dem Abkühlen der Kathode wie- in der Lasertechnik bekannt, die Entladungsrohre in der zur großen wirksamen Kathodenfläche zurück, da einem optischen Resonator zwischen zwei parallelen das Alkalimetall stärker an der entblößten Isolator- Spiegelflächen (nicht gezeigt; an«^rdne*' ^eren eine fläche haftet als an sich selbst, so daß das Zurück- a₅ sich außerhalb des Fensters 106 und deren anbleiben von Tröpfchen an anderen Stellen des Gefä- dere sich außerhalb des Fensters 108 befindet, sodau ßcs verhindert wird. Die Kathode erholt sich also von das durch die entsprechenden Fenstrr »ⁱⁿf|^urcniiedurch Überhitzung verursachten Schaden selbst, so tende Licht auf diese Spiegelflachen fallt, tntt Laserdaß nach einer Erholzeit von ungefähr einer Stunde wirkung unter Erzeugung kohärenten Licntes am. der normale Betrieb wieder aufgenommen werden 30 Das Arbeiten der Kaltkathode 112 hangt davon aD, _kann . daß eine bestimmte Menge des in die Entladungs-Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin- röhre des Lasers eingeblachten Alkalimetall von der dune sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. porösen Schicht 126 aus Aluminiumoxid, das eineBecause of the arrangement of the cathode in an end if the conductor 122 to em suitable ° P ™ ^s; ^ ^s space of the vessel a possible deactivation is 15 potential and the conductor 128 of em suitable Negau the cathode due to the loss of adsorbed Al ves potential be connected tntt a ^ asenikaiimetall the cathode surface during operation lauryl charge from the surface of splints 126 Listen aie fend through the process of Katsphorese compensated opening 134, the narrow tube ".1," ^e ™ ^{e "e"} "chen ^de Likewise, the loss of alkali metal caused by unwanted overheating, the pipe 100, the reinforced part 104l and the cathode, only the narrow pipe 114 to the electrode 11K of the anode 110 is temporary 100 arises light. If, as alkali metal by cooling the cathode how-known in the laser technology, the back discharge tubes in the effective amount for large cathode area, since an optical resonator between zwe i parallel the alkali metal more closely to the exposed insulator mirror surfaces (not shown; older to ^"Rdne * '^ a surface liable as so that the rewind a ₅ to remain on the droplet at other sites of particular Gefä- is outside the window 108, sodau SSCS is prevented to itself outside the window 106, and . The cathode thus recovers from this through the corresponding window ⁱⁿ f | ^u rcniiedurch overheating damage caused themselves, tend light falls on these mirror surfaces, tntt Laserdaß after a recovery time of approximately one hour effective coherent to produce Licntes on. the normal operation to be resumed 30 The operation of the cold cathode 112 depends thereof aD _can. that a certain amount of the alkali metal from the dune which is injected into the discharge developments and configurations of the invention tube of the laser is characterized in the subclaims. porous layer 126 of alumina, the one

Der Erfindungsgedanke wird im folgenden an hohe Affinität für das Alkalimetall hat adsoroiertThe idea of the invention is adsorbed in the following to have a high affinity for the alkali metal

Hand von Avsfühningsbeispielen in Verbindung mit 35 wird. Obwohl nicht die gesamte Oberflache der poro-Hand of avsfühningsbeispielen in connection with 35 will. Although not the entire surface of the poro-

der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt sen Schicht 126 mit ^⁵⁰^^,.^³¹,¹,"?⁶^'^the drawing explained in more detail. It shows sen layer 126 with ^ ⁵⁰ ^^,. ^ ³¹ , ¹ , "? ⁶ ^ '^

Fie 1 einen Gas-Laser mit einer Ausführungs- deckt ist, ist gleichwohl etwas Alkalimetall innernainIf a gas laser is covered with an embodiment, there is nevertheless some alkali metal inside

form der erfindungsgemäßen Kaltkathode, der Poren der Schicht 126 adsorbiert Fern« wurdeform of the cold cathode according to the invention, the pores of the layer 126 being adsorbed

FiK 2 eine andere Ausführungsforrr. der erfin- gefunden, daß das einzelne Außer.hullenelektron derFiK 2 another embodiment. who invented that the individual outer shell electron of

dungsgemäßen Kaltkathode, 40 adsorbierten Alkalimetallatome sich ze.tweihg mner-according to the cold cathode, 40 adsorbed alkali metal atoms are

Fig 3 eine dritte Ausführungsform der erfin- halb der umgebenden OberflachenmoleKule des iso-3 shows a third embodiment of the invention of the surrounding surface molecules of the iso-

dungsgemäßen Kaltkathode. lators in der unmittelbaren Nachbarschaftues betref-proper cold cathode. lators in the immediate vicinity

F ig. 1 veranschaulicht eine Ausführungsform der fenden Äikaiimetaiiaioms au.na.t,^es »at Z¹JrMg.Fig. 1 illustrates an embodiment of the fenden Äikaiimetaiiaioms au.na.t, ^ es »at Z ¹ JrMg.

Erfindung, die sich besonders für eine Gasentla- daß ein kleines Gebiet der Oberflache der Isolator-Invention, which is particularly suitable for a gas discharge that a small area of the surface of the insulator

dungsröhre eines Gaslasers eignet. Die Entladungs- 45 schicht 126 in der Nachbarschaft und unter dem Ein-pipe of a gas laser is suitable. The discharge 45 layer 126 in the vicinity and under the

röhre besteht aus einem Rohr 100 mit einem Durch- fluß der einzelnen adsorbierten Alkalimetallatome ef-tube consists of a tube 100 with a flow of the individual adsorbed alkali metal atoms ef-

messer von einigen Millimetern, das einen ersten er- fektiv als Leiter statt als Isolator wirkt. Wenn daher,diameter of a few millimeters, which initially acts as a conductor instead of an insulator. Therefore, if

weiterten Teil 102 am einen Ende mit einem zweiten wie es der Fall ist, die Anzahl der vorhandenen ad-extended part 102 at one end with a second as is the case, the number of existing ad-

erweiterten Teil 1β4 am anderen Ende verbindet. Die sortierten Alkalimetallatome genügend grob ist, soextended part connects 1β4 at the other end. The sorted alkali metal atoms are sufficiently coarse so

erweiterten Teile 102 und 104 sind jeweils durch 50 dab cie entsprechenden Einflußgebiete der einzelnenExtended parts 102 and 104 are each divided by 50 dab cie corresponding areas of influence of the individual

Brewster-Fenstei 106 bzw. 108 abgeschlossen. ad orbierten Alkalimetallatome sich gegenseitig uber-Brewster windows 106 and 108, respectively. ad orbited alkali metal atoms mutually superimposed

Mit dem ersten erweiterten Teil 102 ist über ein ein lappen oder ineinandergreifen, wirkt die gesamteWith the first enlarged part 102 is a lap or mesh, the whole acts

verengtes Halsstück bildendes Rohr 110 ein Katho- Oberfläche des Isolators als Leiter Da der Isolatorconstricted throat forming tube 110 a catho surface of the insulator as a conductor Da the insulator

denraum mit einer Kaltkathode 112 verbunden. Ent- porös ist, enthält seine effektive Oberfläche, an derthe space connected to a cold cathode 112. Is ent- porous, contains its effective surface on which

sprechend ist mit dem zweiten erweiterten Teil 104 55 die Alkalimeta» atome adsorbiert sind die mikrosko-In other words, with the second extended part 104 55 the alkali metal atoms are adsorbed, the microscopic

über ein Rohr 114 ein Anodenraum mit einer Anode pisch feinen gewundenen Wege durch die ™zahhgenAn anode space with an anode pisch fine winding paths through the ™ tooth via a tube 114

116 verbunden. Die Anode 116 besteht aus der Poren in der Isolatorschicht 126. Es wrd folglichι die116 connected. The anode 116 consists of the pores in the insulator layer 126. It wrd accordingly

Elektrode 118, deren elektrische Anschlußleiter 120 eingebettete Wendelelektrode 124 über einen Lei-Electrode 118, the electrical connection conductor 120 of which is embedded spiral electrode 124 via a line

Die Kaltkathode 112 besteht aus einer Wendel- Da jedoch die Schicht 126 aus einem zerstäubungsfeelektrode 124 aus z. B. Wolfram, die in eine Schicht sten Isolator wie Aluminiumoxid besteht, ist die heraus porösem Isoliermaterial 126, beispielsweise Alu- stäubung dieses Kaltkathodenmatenals im Betneb miniumoxid (Al₂ O_s) eingebettet ist. Die Isolator- der Laser-Gasentladungsrohre vernachlassigbar geschieht 126 ist an der Seitenwand und dem rückwärti- 65 ring, j . j η · ί. Α Α_ΟΆ een Ende des die Kaltkathode 112 enthaltenden End- Beispielsweise wurde in der Praxis gefunden, dall Faumes des Entladungsgefäßes angebracht. Ein am die Kaltkathode gemäß einer Aushihmngsform der Ende der Wendelelektrode 124 befestigter elektrischer Erfindung bei Verwendung in einer Laser-Gasentla-The cold cathode 112 consists of a helix. However, since the layer 126 consists of a sputtering electrode 124 made of, for. B. tungsten, which consists in a layer of most insulator such as aluminum oxide, is the out porous insulating material 126, for example aluminum sputtering of this Kaltkathodenmatenals in Betneb miniumoxid (Al ₂ O _s ) is embedded. The insulator of the laser gas discharge tubes is negligible 126 is on the side wall and the rear ring, j. j η. Α Α _Ο Ά een end of the end containing the cold cathode 112, For example, it has been found in practice that the discharge vessel is attached to the end. An electrical invention attached to the cold cathode according to a cutout of the end of the helical electrode 124 when used in a laser gas discharge

dungsröhre selbst nach 2000stündigem Dauerbetrieb nition angeordnet sein. Wenn dagegen, wie es im vor-tion tube even after 2000 hours of continuous operation. If, on the other hand, as it was

noch nicht durch Zerstäubung oder anderweitig gelit- liegenden Fall tatsächlich zutrifft, die KaltkathodeThe cold cathode does not yet actually apply due to sputtering or other failures

ten, d. h. sich in ihren Eigenschaften verschlechtert 112 mit dem übrigen Teil des Gefäßes lediglich überth, ie deteriorates in their properties 112 with the rest of the vessel only over

hatte. Die für diesen Versuch * verwendete Laser-Gas- das Rohr 110 verbunden ist, so befindet sich diehad. The laser gas used for this experiment * is connected to the tube 110 , so is the

entladungsröhre war mit einem Quarzrohr 100 mit 5 Kaltkathode 112 innerhalb eines »Endraumes« desThe discharge tube was with a quartz tube 100 with 5 cold cathodes 112 within an "end space" of the

einem Innendurchmesser von 3 mm und einer effekti- Gefäßes.an inner diameter of 3 mm and an effekti-vessel.

ven Länge von 75 cm ausgerüstet und mit einem Ge- F i g. 2 und 3 zeigen andere mögliche Ausführungs-equipped with a length of 75 cm and a Ge F i g. 2 and 3 show other possible embodiments

misch aus Helium- und Neongas gefüllt, wobei als formen der Kaltkathode.A mixture of helium and neon gas filled with a cold cathode as a form.

Aktivatoralkalimetall für die Kaltkathode Kalium In Fig. 2 besteht die Kaltkathode 212 aus einerActivator Alkali Metal for the Cold Cathode Potassium In FIG. 2, the cold cathode 212 consists of a

verwendet wurde. io Netz- oder Maschenelektrode 224 aus Wolfram, diehas been used. io net or mesh electrode 224 made of tungsten, the

Ein weiteres Merkmal, wie erwähnt, besteht darin, in eine poröse Aluminiumoxidschicht 226 eingebettet daß die Kaltkathode 112 zwar entaktiviert wird, ist. Diese Aluminiumoxidschicht 226 ist unter Freilaswenn sie unter abnormalen Betriebsbedingungen sung eines Zwischenraums gegenüber dem Keramikstark überhitzt wird, so daß übermäßig viel Alkalime- einsatz 232 an den Wänden des die Kaltkathode 212 lall verdampft und sich auf der kälteren Gefäßober- 15 enthaltenden Teils der Laser-Gasentladungsröhre anflächc niederschlägt, daß diese Entaktivierung jedoch gebracht. Das Entladungsrohr 200, das bei dieser nur vorübergehend ist, weil das Alkalimetall, das sich AusiuiiAingsform dem Entladungsrohr 100 nach auf der Gefäßwand abgesetzt hat, schließlich ver- Fig. 1 entspricht, ist koaxial zur Kaltkathode 112 dampft und größtenteils auf der Aluminiumoxid- angeordnet und mit dieser lediglich durch die kleine schicht 126 kondensiert, die eine größere Affinität für ao öffnung 234 in einem zylindrischen Keramikeinsatz Alkalimetall hat als alle sonstigen Teile der Laser- 232 verbunden. Das Alkalimetall wird in die Kaltka-Gasentladungsröhre. Die Kaltkathode 112 ist also thode 212 aus einem Behälter durch die öffnung 230 nach Schädigung »selbstheilend«, so daß nach einer vor deren Abschmelzen eingebracht. Ferner ist ein Erholungszeit von ungefähr einer Stunde der normale Anschlußleiter 228 vorgesehen.
Betrieb wieder aufgenommen werden kann. as Die in F i g. 3 dargestellte Kaltkathode 312 enthältAnother feature, as mentioned, is embedded in a porous aluminum oxide layer 226 so that the cold cathode 112 is deactivated, although it is deactivated. This aluminum oxide layer 226 is exposed if, under abnormal operating conditions, it is severely overheated with respect to the ceramic, so that an excessive amount of alkali metal insert 232 evaporates on the walls of the cold cathode 212 and settles on the part of the laser gas discharge tube containing the colder vessel surface surface is reflected that this deactivation, however, brought about. The discharge tube 200, which is only temporarily in this because the alkali metal AusiuiiAingsform the discharge tube 100 has dropped down at the vessel wall, eventually comparable FIG. 1 corresponds, is evaporated coaxially to the cold cathode 112 and largely arranged on the alumina and with this only condensed by the small layer 126 , which has a greater affinity for ao opening 234 in a cylindrical ceramic insert alkali metal than all other parts of the laser 232 connected. The alkali metal is in the Kaltka gas discharge tube. The cold cathode 112 is therefore method 212 from a container through the opening 230 "self-healing" after damage, so that it is introduced before it melts. A recovery time of approximately one hour is also provided for normal lead 228 .
Operation can be resumed. The in F i g. 3 includes cold cathode 312 shown

Ferner werden etwaige Verluste an Alkalimetall Elektroden 324 in Form einer Mehrzahl von in eine vom Kathodengebiet im Betrieb infolge von Erwär- Aluminiumoxidmasse 326 eingebetteten Wolframmung und Zerstäubung laufend durch kataphoreti- drähten. Die einzelnen Wolframdrähte sind jeweils sehe Vorgänge ersetzt. Der kataphoretische Effekt mit einem frei liegenden Ende, das einen Durchkommt zustande, da die AlkalimetaUatome bei der 30 messer von 0,25 ram haben kann, unmittelbar d_em Entladung leicht ionisiert werden und infolge ihrer Gas in der Laser-Gasentladungsröhre ausgesetzt, positiven Ladung zur negativen Kathode zurückgezo- Mit ihren anderen Enden sind die Wolframdrähte an gen werden. einen nach außen geführten Leiter 328 angeschlos-In addition, any losses at alkali metal electrodes 324 in the form of a plurality of tungsten and atomization embedded in the cathode region during operation as a result of the heating aluminum oxide mass 326 are continuously monitored by cataphoretic wires. The individual tungsten wires have been replaced in each case. The cataphoretic effect with an exposed end, which, as the AlkalimetaUatome may include a through concluded have ram at the 30 diameter of 0.25, immediately d _em discharge are easily ionized and exposed as a result of their gas in the laser gas discharge tube, the positive charge for negative cathode withdrawn- With their other ends the tungsten wires are to be gene. an externally led conductor 328 connected

Damit die Kataphorese wirksam werden kann, sen. Die Kaltkathode 312 ist mit dem übrigen Teil muß die Kaltkathode 112 in einem Endraum der Gas- 35 der Gasentladungsröhre lediglich über eine kleine entladungsröhre angwrdnet sein. Der Ausdruck öffnung 334 in einem Keramikeinsatz 332 gekoppelt. »Endraum« bedeutet hier, daß mit diesem Teil kein Das Alkalimetall wird in die Kaltkathode 312 aus anderer Teil oder Bereich des Gasentladungsgefäßes einem Behälter durch die öffnung 330 vor deren Abmit Ausnahme des Teils, in dem die Anode 118 an- schmelzen eingebracht. Die Ausführungsform nach geordnet ist und durch den die Gasentladung erfolgt, 40 F i g. 3 eignet sich besonders für Impulslaser, beiverbunden ist. Das heißt, wenn in F i g. 1 sich (wie es spielsweise Argon-Impulslaser, bei denen die frei lietatsächlich nicht der Fall ist) unmittelbar rechts von genden Enden der Elektroden 324 sehr hohe Spitzender Kaltkathode 112 ein weiterer zusätzlicher Teil entladungsströme (in der Größenordnung von 100 A) des Gasentladungsröhrengefäßes befände, in den Gas während jedes Impulses ermöglichen,
diffundieren kann, ohne daß eine Entladung in ihm 45 Der poröse Isolator (126, 226, 326) der Kathode stattfindet, so würde die Kaltkathode 112 nicht in besteht vorzugsweise aus Teilchen mit einer Teilcheneinem »Endraum« des Gefäßes im Sinne dieser Defi- größe von ungefähr 5 μτη.So that the cataphoresis can be effective, sen. The cold cathode 312 and the remaining part of the cold cathode 112 need only be attached in an end space of the gas discharge tube via a small discharge tube. The expression opening 334 is coupled in a ceramic insert 332. "End space" here means that with this part no The alkali metal is introduced into the cold cathode 312 from another part or area of the gas discharge vessel through the opening 330 before it is removed, with the exception of the part in which the anode 118 melts. The embodiment is arranged according to and through which the gas discharge takes place, 40 FIG. 3 is particularly suitable for pulsed lasers that are connected. That is, if in FIG. 1 (as, for example, argon pulsed lasers, in which the free liet is actually not the case) immediately to the right of the low ends of the electrodes 324 very high peaks of the cold cathode 112 would be another additional partial discharge currents (of the order of magnitude of 100 A) of the gas discharge tube vessel, allow in the gas during each pulse,
can diffuse without discharge of the porous insulator (126, 226, 326) of the cathode takes place in it 45, so the cold cathode 112 would not size in preferably consists of particles with a Teilcheneinem 'end space "of the vessel in accordance with this Defi- of about 5 μτη.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims (8)

samen Gasentladungsraum innerhalb des optischen Patentansprüche: Resonators über ein verengtes Halsstück verbundenseed gas discharge space within the optical patent claims: resonator connected via a narrowed neck piece istis I. Kathode für einen optischen Sender oder Aus der belgischen Patentschrift 633 533 ist einI. Cathode for an optical transmitter or from Belgian patent 633 533 is a Verstärker für kohärente Strahlung aus einem 5 Gaslaser bekannt, der ein durch Brewster-Fenster abgasförmigen stimulierbaren Medium mit einem geschlossenes, rohrförmiges Entladungsgefäß enthält, Druck von weniger als 10 Torr, dessen Kathoden- bei dessen Enden ein Kathoden- bzw. Anousnraum endraum mit dem wirksamen Gasentladungsraum angeoidnet sind, die mit dem wirksamen Entladungsinnerhalb des optischen Resonators über ein ver- raum jeweils über ein senkrecht zu dessen Achse verengtes Halsstück verbunden ist, dadurch ge- ίο laufendes verengtes Halsstück verbunden sind. Dc: kennzeichnet, daß die Kathode als Kalt- Kathodenraum enthält eine thermisch emittierende kathode eine poröse Masse eines weitgehend zer- Kathode aus thoriertem Wolfram, stänbungsfesten Isolators (126) enthält, der ehe- Auch die Verwendung von Kaltkathoden in Gasmisch im wesentlichen inert gegen ein gegebenes entladungsröhren, wie den bekannten Neonröhren, Alkalimetall ist und in den eine mit dem äußeren 15 die mit Gasdrücken von 10 Torr und darüber arbei-Anschlußleiter (128) verbundene Drahtelektrode ten, ist bekannt. Diese Kaltkathoden bestehen geil^) eingebettet ist, wobei mindestens ein erheb- wohnlich aus einer Erdalkaliverbindung, wie Bariumlicher Teil dsi Oberfläche der Isolatormasse im oxid oder Calciumoxid, und in manchen Fällen Betrieb mit einem Alkalimetall, das an dieser sind noch Spuren eines Alkalimetals zugesetzt, um Oberfläche adsorbiert ist, bedeckt ist und wobei ao die Austrittsarbeit der Kathode zu verringern. Bei die Querschnittsfläche der Verengung (134, 234, Gasdrücken von 10 Torr una darüber ist die Zerstäu-334) so klein ist, daß die Temperatur bei der Gas- bung einer solchen Erdalkali-Kaltkathode Verhältnisentladung zwischen Kathode (112) und Anode mäßig gering, so daß sich eine ausreichende Lebens-(f 16) durch die Verengung (134, 234, 334) noch dauer ergibt.Amplifier for coherent radiation known from a gas laser which contains a medium which can be stimulated in the form of exhaust gases through Brewster windows and has a closed, tubular discharge vessel, Pressure of less than 10 Torr, the cathode of which is a cathode or anus space at the ends Endraum are anoidnet with the effective gas discharge space that with the effective discharge inside of the optical resonator through a space each narrowed through a space perpendicular to its axis Neck piece is connected, thereby ge ίο running narrowed neck piece are connected. Dc: indicates that the cathode as a cold cathode compartment contains a thermally emitting one cathode a porous mass of a largely zer- cathode made of thoriated tungsten, Contains static-resistant insulator (126), which also includes the use of cold cathodes in a gas mixture essentially inert to a given discharge tube, such as the known neon tubes, Alkali metal is and in the one with the outer 15 with gas pressures of 10 Torr and above working connection conductor (128) connected wire electrode is known. These cold cathodes consist of cool ^) is embedded, at least one of which is made up of an alkaline earth compound, such as barium Part of the surface of the insulator mass in the oxide or calcium oxide, and in some cases Operation with an alkali metal, which has traces of an alkali metal added to it Surface is adsorbed, is covered and where ao to reduce the work function of the cathode. at the cross-sectional area of the constriction (134, 234, gas pressures of 10 Torr and above it is the atomization 334) is so small that the temperature during the gassing of such an alkaline earth cold cathode is relative discharge between cathode (112) and anode moderately low, so that there is sufficient vitality (f 16) due to the narrowing (134, 234, 334) still results. ausreichend ist, um weitgehend zu verhindern, 35 Gaslaser arbeiten jedoch mit niedrigeren Gasdrükdaß sich auf der Oberfläche des die Verengung ken im Entladungsraum. Die üblichen Drücke liegen bildenden Gefäßteils Beläge aus dem Alkalimetall hier zwischen einigen Zehnteln Torr und mehreren bilden. Torr. Bei Drücken unterhalb von 10 Torr ist die mitt-is sufficient to largely prevent, but gas lasers operate with lower gas pressures on the surface of the constriction ken in the discharge space. The usual pressures are forming part of the vessel deposits from the alkali metal here between a few tenths of Torr and several form. Torr. At pressures below 10 Torr, the mean 2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lere freie Weglänge der Gasionen jedoch schon ziemzeichnet, daß die Isolaionnas_j (126, 226, 326) 30 lieh groß, so daß die auf eine Kaltkathode auftreffenaus Aluminiumoxid besteht. den Gasionen viel höhere Geschwindigkeit und kine-2. Cathode according to claim 1, characterized by the characteristic free path of the gas ions, that the Isolaionnas_j (126, 226, 326) 30 borrowed large, so that they hit a cold cathode Consists of alumina. the gas ions much higher speed and kinetic 3. Kathode nach Anspruch 1 ;der 2, dadurch tische Energien haben als bei den in Neonröhren gekennzeichnet, daß die Isolatormasse (332) eine u. dgl. üblichen Gasdrücken von 10 Torr und dar-Schicht bildet, die in Berührung mit der Innen- über. Die bekannten Kaltkathoden, die im wesentli wandfläche des den Kathodenendraum bildenden ₃₅ chen aus Erdalkaliverbindungen bestehen, haben da-Gefäßteils steht. her bei Verwendung mit einer NiecJ rdruck-Gasentla-3. Cathode according to claim 1; the 2, characterized tables energies than in the neon tubes characterized in that the insulator mass (332) forms a u. over. The known cold cathodes, which are made of alkaline earth compounds in the wesentli wall surface of the cathode end space forming ₃₅ surfaces, have part of the vessel. when used with a low pressure gas vent 4. Kathode nach Ansprach 1 oder 2, dadurch dung (Gasdruck unterhalb von 10 Torr), wie sie in gekennzeichnet, daß in die Isolatormasse (326) einem Gaslaser vorliegt, nurmehr eine sehr kurze Leeine Anzahl von im wesentlichen parallel verlau- bensdauer, z. B. von nur einer halben Stunde, fenden Drähten vorgesehen ist, die in der Ober- 40 Kaltkathoden haben andererseits gegenüber therfläche der Isolatormasse (326) enden und dem misch emittierenden Kathoden den Vorteil, daß sie Gas im Kaihoder.ep.draum ausgesetzt sind keine Heizleistung benötigen und außerdem wesent-(F i g. 3). lieh unempfindlicher sind.4. Cathode according to spoke 1 or 2, thereby manure (gas pressure below 10 Torr), as shown in characterized in that a gas laser is present in the insulator mass (326), only a very short line Number of essentially parallel lingering periods, e.g. B. from only half an hour, Fenden wires is provided, which in the upper 40 have cold cathodes on the other hand opposite therfläche the insulator mass (326) ends and the mixed-emitting cathode the advantage that they Gas exposed in the Kaihoder.ep. Room do not require any heating power and are also essential (F i g. 3). borrowed are less sensitive. 5. Kathode nach Anspruch 4, dadurch gekenn- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuzeichnet, daß die eingebetteten Elektrodendrähte 45 gründe, eine Kaltkathode anzugeben, die sich fur mit jeweils einen Durchmesser in der Größenordnung Gasdrücken von weniger als 10 Torr arbeitende Gasvon 0,25 mm haben. entladungen, wie sie in einem Gaslaser vorliegen,5. Cathode according to claim 4, characterized in that the present invention has the task of that the embedded electrode wires 45 establish a cold cathode that can be used with each having a diameter on the order of gas pressures of less than 10 torr 0.25 mm. discharges like those in a gas laser, 6. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekenn- eignen und eine sehr lange Lebensdauer haben, zeichnet, daß die Verengung (134) Teil eines im Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch Kathodenendraum angeordneten Keramikeinsat- 50 eine Kathode der eingangs genannten Art gelöst, die zes (132) ist. dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kathode als6. Cathode according to claim 1, characterized by suitable and having a very long service life, characterizes that the constriction (134) is part of an according to the invention this object is achieved by Ceramic insert 50 arranged at the cathode end space, a cathode of the type mentioned in the introduction, which zes (132) is. is characterized in that the cathode as T. Kathode nach Anspruch 6, dadurch gekenn- Kaltkathode eine poröse Masse eines weitgehend zerzeichnet, daß die Verengung (134) durch ein stäubungsfesten Isolators enthält, der chemisch im Loch im Keramikeinsatz (132) gebildet ist, das wesentlichen inert gegen ein gegebenes Alkalimetall einen Durchmesser von ungefähr 2,5 bis 3,8 mm 55 ist und in den eine mit dem äußeren Anschlußleiter hat. verbundene Drahtelektrode eingebettet ist, wobei T. cathode according to claim 6, characterized in that the cold cathode is a porous mass of a largely drawn in that the constriction (134) contains a sputter-proof insulator, which is chemically formed in the hole in the ceramic insert (132), which is essentially inert to a given alkali metal Diameter of about 2.5 to 3.8 mm 55 and has one with the outer lead. connected wire electrode is embedded, wherein 8. Kathode nach Anspruch 1, dadurch gekenn- mindestens ein erheblicher Teil der Oberfläche der zeichnet, daß die Isolatormasse (Ϊ26, 226, 326) Isolatormasse im Betrieb mit einem Alkalimetall, das aus einzelnen Teilchen mit einer Korngröße von an dieser Oberfläche adsorbiert ist, bedeckt ist und ungefähr 5 μία besteht. 60 wobei die Querschnittsfläche der Verengung so klein8. Cathode according to claim 1, characterized in that at least a considerable part of the surface is characterized in that the insulator mass (Ϊ26, 226, 326) insulator mass in operation with an alkali metal which is adsorbed from individual particles with a grain size of on this surface, is covered and consists of about 5 μία. 60 being the cross-sectional area of the constriction so small ist, daß die Temperatur bei der Gasentladung zwi-is that the temperature during the gas discharge is between sehen Kathode und Anode durch die Verengung nochcan still see the cathode and anode through the constriction ausreichend ist, um weitgehend zu verhindern, daßis sufficient to largely prevent Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kathode sich auf der Oberfläche des die Verengung bildenden für einen optischen Sender oder Verstärker für kohä- 65 Gefäßteiles Beläge aus dem Alkalimetall bilden, rente Strahlung aus einem gasförmigen stimulierba- Der normalerweise nichtemittierende Isolator wirdThe present invention relates to a cathode forming on the surface of the constriction for an optical transmitter or amplifier for the carbonate 65 part of the vessel form deposits from the alkali metal, Rent radiation from a gaseous stimulable which is normally non-emissive insulator ren Medium (Gaslaser) mit einem Druck von weniger durch die Anwesenheit des absorbierten Alkalimeals 10 Torr, dessen Kathodenendraum mit dem wirk- tails zu einer wirksamen zerstäubungsfesten Kathode,ren medium (gas laser) with a pressure of less due to the presence of the absorbed alkali metal 10 Torr, the cathode end space of which is effectively an effective sputter-proof cathode,