DE1942786A1 - Gas laser - Google Patents
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Description
Spectra-Physics, Incorporated, Mountain View, Kalif.(V.St.A.)Spectra-Physics, Incorporated, Mountain View, Calif. (V.St.A.)
Gaslaser.Gas laser.
Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden U.S. Anmeldung Serial No* 755 145 vom 26. August 1968 in Anspruch genommen.For this registration, the priority is derived from the corresponding one U.S. Registration Serial No * 755 145 from August 26, 1968 claimed.
Die Erfindung feezieht sich auf einen Gaslaser und insbesondere auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Modulieren eines Gaslasers.The invention relates to a gas laser and, more particularly, to a method and apparatus for modulating a gas laser.
Ein Gaslaser wird durch eine elektrische Entladung innerhalb eines Plasmarohrs betrieben, in welchem sich geeignete Gase wie beispielsweise ein Gemisch aus Helium und Neon befinden. Die elektrische Entladung oder der Stromdurchgang durch das Plasmarohr liefert Energie, durch welche die Elektronen der Gasatome in einen angeregten Zustand angehoben werden. Wenn mehr Atome im angeregten Zustand als im normalen Energiezustand vorhanden sind, spricht man von einer "Bevölkerungsumkehr" (population inversion). Da der angeregte höhere Energiezustand instabil ist, fallen die Atome unter Abgabe von Lichtstrahlung (Photonen) in den niedrigeren Energiezustand zurück. Während des Betriebes eines Gaslasers sind die beiden Vorgänge der AnregungA gas laser is operated by an electrical discharge inside a plasma tube, in which there is suitable Gases such as a mixture of helium and neon. The electrical discharge or the passage of current through the plasma tube supplies energy, through which the electrons of the gas atoms are in an excited state be raised. When there are more atoms in the excited state than in the normal energy state, one speaks from a "population inversion". Since the excited higher energy state is unstable, fall the atoms return to the lower energy state, releasing light radiation (photons). During operation of a gas laser are the two processes of excitation
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von Atomen durch die elektrische Entladung und der Anregung von Atomen unter Abgabe von Photonen im Gleichgewicht, so " daß die Bevölkerungsumkehr ständig aufrechterhalten wird.of atoms by the electrical discharge and the excitation of atoms with the emission of photons in equilibrium, so " that population reversal is constantly maintained.
In derzeitigen Helium/STeon-Lasern stehen die Gase innerhalb des Plasmarohrs unter einem verringerten Druck in der Größenordnung von 4 bis 5 Torr (am Hg) und die Entladungsstromstärke oder der Plasmastrom liegt normalerweise in der Größenordnung von 6 bis 8 Milliampere. 2ur Aufrechterhaltung des Plasmastroms in einem in Betrieb befindlichen Gaslaser ist ein Potential von angenähert 5000 ToIt erforderlich. Zur Zündung oder zur Einleitung der elektrischen Entladung wird im allgemeinen eine Spannung in der Höhe des Dreifachen der normalen Spannung benötigte Daher muß die Stromversorgungsanlage für einen Gaslaser für die Zündung etwa 10 kV, und zur Auf recht erhaltung des Plasmastromes etwa 3 kV liefern. In current helium / STeon lasers, the gases are inside of the plasma tube under a reduced pressure on the order of 4 to 5 Torr (amHg) and the discharge current or plasma current is usually in the range On the order of 6 to 8 milliamperes. To maintain the plasma flow in a gas laser that is in operation a potential of approximately 5000 ToIt is required. In order to ignite or initiate the electric discharge, a voltage of three times this is generally used the normal voltage required therefore the power supply system for a gas laser for ignition about 10 kV, and supply about 3 kV to maintain the plasma current.
Außer der zusätzlich benötigten Spassisag erfordert äas Sünden oder das -"Anschalten11 eines G-aslasers eine ziemlich lange Anstiegs seit, die. in der Größenordnung von zwei Sekunden liegt. Offenbar maohen daher die zusätzlich benötigte Spannung und die Verzögerung jeden Versuch unmöglich.," einen Laserstrahl dadurch au siodulieren, daß die Spannungszufuhr unterbrochen wird, um den Strahl abzuschalten, und d.ann der'Laser erneut gezündet wird, um den Strahl wiederum einzuschalten. Außerdem ißt es nicht zweckmäßig;* den Laserstrahl durch Verringerung des Plasmaströaes zu modulieren,Besides the additional required Spassisag AEAS sins or requires - "turning 11 a G aslasers a rather long rise since, is in the order of two seconds therefore Apparently the tension and additionally required the delay maohen any attempt impossible..." To isolate a laser beam by interrupting the voltage supply to switch off the beam, and then re-igniting the laser to switch the beam on again. In addition, it is not advisable to eat; * to modulate the laser beam by reducing the plasma flow,
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um dadurch etwa die Leistung des Strahls zu verringern (jedoch nicht auf null herabzusetzen), da eine Verringerung des Plasmastromes einen instabilen Zustand hervorruft, bei welchem der Strom sehr leicht auf den Wert null abfallen kann, wodurch die elektrische Entladung zum Erlöschen kommt* Bei seitherigen Modulationsverfahren war es zur Erzielung einer genauen und schnellen Modulation des Laserausganges erforderlich, eine elektrooptische Modulationseinrichtung einzusetzen, die nicht nur sehr teuer war, sondern auch unerwünschte Verluste und Störungen in den optischen Eigenschaften des Laserstrahls hervorrufen kann.in order to reduce the power of the beam, for example (but not to be reduced to zero), since a reduction in the plasma flow causes an unstable state, at which the current can very easily drop to zero, causing the electrical discharge comes to extinction * With previous modulation methods it was to achieve an exact and fast Modulation of the laser output required to use an electro-optical modulation device that does not was only very expensive, but also undesired losses and disturbances in the optical properties of the laser beam can cause.
Durch die Erfindung sollen daher ein neues Verfahren und eine neuartige Einrichtung zur Modulation eines Graslasers angegeben werden.The invention is therefore intended to provide a new method and to provide a novel device for modulating a grass laser.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Graslaser vorgeschlagen, der ein Plasmarohr aufweist, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Entladungsstromes innerhalb eines Plasmarohres versehen ist, welcher zur Herbeiführung der Laserwirkung.dient, wobei die Laserwirkung in Abhängigkeit von dem Entladungsstrom einen Bereich negativen Verlaufes umfaßt und eine Vorrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, die Laserwirkung durch gesteuerte Veränderung des Stromes innerhalb dieses Bereiches in gesteuerter Weise zu verändern.A grass laser is used to solve the task at hand proposed, which has a plasma tube, with a device for generating a discharge current within a plasma tube is provided, which is used to bring about the laser effect, the laser effect as a function from the discharge current a region with a negative course and a device is provided which serves to change the laser effect by controlled change to change the current within this range in a controlled manner.
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Die Modulation el es Lasers erfolgt durch Erhöhung des Plasmastromes über den Funkt der größten Ausgangsleistung des Lasers hinaus bis zu einem Bereich, in welchem die Laserausgangsleistung bei zunehmendem Plasmastrom einen negativen Verlauf aufweist, d.h. die Leistung abfällt, und durch Verringerung des Plasmastromes zurück zu diesem Punkt, um die Leistung zu steigern. Der Plasmastrom kann so weit gesteigert werden, bis der Laserstrahl völlig erloschen ist. Von diesem Punkt aus läßt sich der Ausgang innerhalb einer Anstiegszeit von angenähert 0,5 Mikro— Sekunden auf den normalen Wert steigern, indem lediglich der Plasmastrom auf einen Normalwert verringert wird.The modulation of the laser takes place by increasing the Plasma current beyond the point of the greatest output power of the laser to a range in which the Laser output power increases with increasing plasma current shows a negative course, i.e. the power drops, and by reducing the plasma flow back to it Point to increase performance. The plasma flow can be increased until the laser beam is completely extinguished is. From this point the output can be increased in a rise time of approximately 0.5 micro- Increase seconds to normal by simply reducing the plasma flow to a normal value.
Die Erfindung wird anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert* In den Zeichnungen ist:The invention is explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the drawings the drawings is:
Pig. 1'ein-.schematischer Schaltplan eines Lasers, undPig. 1'a schematic circuit diagram of a laser, and
Pig. 2 eine Kurvenschar, welche die Kennlinien der Ausgangsleistung eines typischen Helium-Neon -Lasers in Abhängigkeit von dem Plasmastrom für verschiedene Gasdrücke innerhalb des Plasmarohrs darstellen.Pig. 2 a family of curves showing the characteristics of the output power of a typical helium-neon -Lasers as a function of the plasma flow for different gas pressures within the Represent plasma tube.
In der Anordnung der Fig. 1 wird durch ein elektrisches System eine Glimmentladung innerhalb eines PlaBmarohrs 12 herbeigeführt, welche eine Strahlung im optischen Bereich erzeugt. Diese Strahlung wird in einem optischen ResonatorIn the arrangement of FIG. 1, an electrical System a glow discharge within a plaBma tube 12 brought about which a radiation in the optical range generated. This radiation is in an optical resonator
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hin und her reflektiert, der aus sich optisch gegenüberliegenden Reflektoren 1 und 2 besteht, weiche mit einem dielektrischen Belag versehen sind, der bei der gewünschten Laserwellenlänge einen maximalen Reflexionsgrad aufweist. Per Reflektor 2 hat eine ausreichend hohe Durchlässigkeit für Laserstrahlung, um-einen Laserstrahl 3 zu bilden.back and forth reflected, which consists of optically opposing reflectors 1 and 2, soft with a dielectric covering are provided in the desired Laser wavelength has a maximum reflectance. Per reflector 2 has a sufficiently high permeability for laser radiation in order to form a laser beam 3.
Das in Fig. 1 dargestellte elektrische System dient zur Aufrechterhaltung der Glimmentladung innerhalb des Plasmarohrs 12 und weist eine herkömmliche Konstantetromciuelle 11 für Gleichstrom auf, die einem Laser-Plasmarohr 12 einen Strom über einen Stabilisierungswiderstand 13 zuführt. Der Elektronenstrom erfolgt von der Anode zur Kathode des Plasmarohrs 12 in der ]?orm einer Gasentladung} die allgemeinxhin als Plasmastrom bezeichnet wird. Die Kathode des Plasmarohrs 12 ist durch die in Reihe geschalteten Widerstände 14» 15 und 16 mit einer Quelle negativer Spannung - E verbunden. Parallel su dem Widerstand 15 ist ein Kondensator 1? geschaltet.The electrical system shown in Fig. 1 is used to maintain the glow discharge within the Plasma tube 12 and has a conventional Konstantetromciuelle 11 for direct current, which supplies a laser plasma tube 12 with a current via a stabilization resistor 13 feeds. The electron flow takes place from the anode to the cathode of the plasma tube 12 in the form of a gas discharge} which is commonly referred to as plasma flow. the The cathode of the plasma tube 12 is more negative due to the series connected resistors 14 »15 and 16 with a source Voltage - E connected. Parallel to the resistor 15 is a capacitor 1? switched.
Die Konstantstromquelle 11 soll einen ausreichend hohen Strom I0 abgeben können» um den Laser über den Bereich der nutzbaren Ausgangsleistung hinaus in einen Bereich zu bringen, in welchem die Ausgangsleistung null ist. Ein typischer Laser kann beispielsweise bei einem Gasdruck von 4,5 Torr (mm Hg) die in Pig. 2 dargestellte Arbeitskenn-The constant current source 11 should be able to deliver a sufficiently high current I 0 to bring the laser beyond the range of usable output power into a range in which the output power is zero. For example, a typical laser can operate at 4.5 torr (mm Hg) gas pressure as described in Pig. 2 working characteristics shown
s. linie 13 aufweisen. Bei einem derartigen Laser soll diesee line 13. With such a laser, the
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Konstantstromquelle 11 beispielsweise einen Plasmastrom von mehr als H mA liefern können, um dadurch die Ausgangsleistung des Lasers völlig zum Verschwinden zu bringen. Zur Verringerung des Plasmastromes wird ein Modulationsstrom I von dem durch die Stromquelle gelieferten Strom subtrahiert, so daß der Gesamtstrom verringert wird und den Wert Iß - 1 annimmt,, Der Wert des Plasmas tromes I ■ - Im soll dann im Bereich von 9 "bis H mA liegen, so daß der Laser innerhalb des Bereiches 19 der Arbeitskennlinie 18 betrieben wird; in welchem die Sennlinie in Abhängigkeit von dem Plasmastrom einen allgemein linearen Verlauf der Ausgangsleistung anzeigt. Constant current source 11 can supply a plasma current of more than H mA, for example, in order to make the output power of the laser completely disappear. To reduce the plasma current, a modulation current I is subtracted from the current supplied by the current source, so that the total current is reduced and the value I ß - 1 assumes "The value of the plasma current I ■ - I m should then be in the range of 9" to H mA, so that the laser is operated within the range 19 of the operating characteristic 18, in which the characteristic curve shows a generally linear course of the output power as a function of the plasma current.
Wie Fig» 1 -seig-t, bestellt &©r Modulationsstrom. 3^1 au® dem Anodenstrom einer Elektronenröhre 21', Sie im FebenschliaS au üea Strom I öer Speisestromquelle geechaltet ist« Dureii Verwendung eines derartigen. Mebenschlußmodulators läSt sich eine größere Modulationsljandbreite erzielen im Vergleich au einer immittelMren Modulation des Speisestroms I_. Als Röhre 21 ist hier eine Triode dargestellt 9 in der Praxis bewährt sieh jedoch-eine. End tetrode. Die Anode der Röhre 21 ist .unmittelbar mi't " der Anode des Plasmarohrs 12 verbunden, so daß der Plasmastrom I. - Tn aus der algebraischen Addition des konstanten Stromes I und des Modulationsstromes I^ besteht. Die Kathode der Elektronenröhre 21 ist über einen Widerstand 22 und eine Zenerdiode 23 mit Masse verbunden. Die Zener-As Fig »1 -seig-t, ordered & © r modulation current. 3 ^ 1 au® the anode current of an electron tube 21 ', you in FebenschliaS au üea current I öer feed current source is geechetzt «Dureii use of such. A larger modulation bandwidth can be achieved in comparison with an average modulation of the supply current I_. As tube 21 is shown here a triode 9 in practice, however, proven check-a. End tetrode. The anode of the tube 21 is .immediately connected to the anode of the plasma tube 12, so that the plasma current I. - T n consists of the algebraic addition of the constant current I and the modulation current I ^. The cathode of the electron tube 21 is over a resistor 22 and a zener diode 23 connected to ground.
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diode 23 wird im Nebenschluß durch einen Kondensator 24 überbrückt um den !Frequenzgang der Schaltung zu verbessern.diode 23 is shunted by a capacitor 24 bridged to improve the frequency response of the circuit.
Das Gitter der Röhre 21 ist unmittelbar mit der Kathode des Plasmarohrs 12 verbunden und liefert damit eine Gegenkopplung zur Linearisierung der Modulation des Plasmastromes. Wenn daher der Strom I - Iffl innerhalb des Plasmarohrs zunimmt, nimmt auch die an dem Widerstand H liegende Spannung zu und verringert dadurch die negative Gitter-Kathoden-Spannung am Gitter der Röhre 21, wodurch der Nebenschlußstrom I ansteigt und der Strom I - I^ innerhalb des Plasmarohrs verringert wird. Wenn dagegen-der Strom innerhalb des Plasmarohrs abnimmt, nimmt die Spannung an Widerstand 14 ab und vergrößert die negative Gitter-Kathoden-Spannung am Gitter der Röhre 21, wodurch der Nebenschlußstrom I verringert und der Strom I - !_ des Plasmarohrs vergrößert wird.The grid of the tube 21 is directly connected to the cathode of the plasma tube 12 and thus provides a negative feedback for linearizing the modulation of the plasma flow. Therefore, as the current I - I ffl within the plasma tube increases, the voltage across resistor H also increases, thereby reducing the negative grid-to-cathode voltage at the grid of tube 21, thereby increasing the shunt current I and the current I - I ^ is decreased within the plasma tube. Conversely, when the current within the plasma tube decreases, the voltage across resistor 14 decreases and increases the negative grid-cathode voltage on the grid of tube 21, thereby reducing the shunt current I and increasing the plasma tube current I -! _.
Wie Pig. 1 zeigt, ist eine Eingangsklemme 25 über die Zenerdiode 23 und den Kondensator 24 mit der Kathode der Röhre 21 gekoppelt und bildet eine geeignete Ankopplung für ein negatives Modulationssignal. Ein an die Eingangsklemme 25 angelegtes negatives Eingangssignal wird daher durch die Elektronenröhre 21 verstärkt und liefert den Modulationsstrom Im, der algebraisch zu dem konstanten Strom I addiert wird und den Plasmastrom innerhalb des Rohrs 12 moduliert.Like Pig. 1 shows, an input terminal 25 is coupled to the cathode of the tube 21 via the Zener diode 23 and the capacitor 24 and forms a suitable coupling for a negative modulation signal. A negative input signal applied to the input terminal 25 is therefore amplified by the electron tube 21 and provides the modulation current I m , which is algebraically added to the constant current I and modulates the plasma flow within the tube 12.
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Wenn (anstelle eines negativen Eingangssignals) ein positives Eingangssignal zur Verfügung steht, wird die dafür vorgesehene Eingangsklemme 26 verwendet, um das Signal dem Gitter der Röhre 21 zuzuführen. Zwischen der Eingangsklemme 26 und dem Widerstand 15 ist eine Mode 27 geschaltet. Zwischen Eingangsklemme 26 und Masse ist ein Widerstand 28 vorgesehen. Der Widerstand 15 ist veränderlich einstellbar und stellt eine Schwellwerteinstellung für die Eingangssignale dar, sowie dient außerdem zur Einstellung eines stabilen Ausgangswertes, wenn kein Eingangssignal angelegt ist.If (instead of a negative input signal) a positive input signal is available, the dedicated input terminal 26 is used to connect the Signal to the grid of the tube 21 feed. There is a mode between the input terminal 26 and the resistor 15 27 switched. A resistor 28 is provided between input terminal 26 and ground. The resistor 15 is variable adjustable and represents a threshold value setting for the input signals, and is also used for setting a stable output value when there is no input signal is created.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel war das · Plasmarohr 12 mit Gas unter einem Druck von 4»5 Torr gefüllt, so daß ein Betrieb entlang der Kennlinie 18 möglich war. In dieser Ausführung war die Elektronenröhre eine Endtetrode vom Typ 807, deren zwei Gitter zusammengeschaltet waren. Die Nennspannung der Zenerdiode 23 betrug 20 Volt und die Nennleistung 1 Watt, die Speisespannung - E betrug - 30 Volt und die Diode 27 war vom Typ IN2O71. Die Widerstände und Kondensatoren hatten in diesem Ausfübrungsbeispiel die folgenden Werte: .In the embodiment shown here, the Plasma tube 12 is filled with gas at a pressure of 4 »5 Torr, so that operation along characteristic curve 18 is possible was. In this version the electron tube was an end tetrode of the type 807, the two grids of which were connected together. The nominal voltage of the Zener diode 23 was 20 volts and the nominal power 1 watt, the supply voltage - E was - 30 volts and the diode 27 was of the type IN2O71. The resistances and capacitors in this exemplary embodiment the following values:.
Widerstand 13 50 000 (0hm)Resistance 13 50 000 (0hm)
Widerstand H 470 (0hm)Resistance H 470 (0hm)
Widerstand 15 null bis 2500 (Ohm)Resistance 15 zero to 2500 (ohms)
Widerstand 22 50 (0hm)Resistor 22 50 (0hm)
Widerstand 28 50 (0hm)Resistor 28 50 (0hm)
Kondensator 17 0,1 /V Capacitor 17 0.1 / V
Kondensator 24 0,1 /Capacitor 24 0.1 /
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¥ie hereits erwähnt, stellen die verschiedenen Kurven der Pig. 2 Arbeitskennlinien des Plasmarohrs für verschiedene Gasdrücke dar, wobei die Ausgangsleistung in Abhängigkeit von dem Plasmastrom aufgetragen ist. Die Kennlinie 18 entspricht einem typischen Plasmarohr, das im Handel erhältlich ist. Die Kennlinien sind sich einander ähnlich und weisen jeweils einen bestimmten Punkt minimalen Plasmastroms auf, der durch den plötzlichen Abbruch der Kurve dargestellt wird. Wenn versucht wird, das Plasmarohr mit einem kleineren Plasmastrom zu betreiben, ist die Entladung instabil und es besteht die Möglichkeit, daß der Strom auf null abfällt und die Entladung unterbrochen wird. Jede Kurve hat einen Punkt maximaler Ausgangsleistung, an welchem der Laserstrahl eine größte Intensität aufweist. In allen Fällen wird durch eine Steigerung des Plasmastromes über den Punkt maximaler Ausgangsleistung hinaus lediglich die Ausgangsleistung verringert. Der Bereich negativen Verlaufes der Ausgangsleistung (Bereich 19 der Kurve 18) ist in bemerkenswerter Weise linear, so daß bei Betrieb des Lasers innerhalb dieses Bereiches eine lineare Modulation möglich ist. Wie sich durch einen Vergleich der verschiedenen Kennlinien ersehen läßt, haben die Plasmarohre mit geringeren Drücken eine längere und weniger steil verlaufende Kennlinie, was für eine Modulationsschaltung wünschenswert sein kann. ¥ Ie mentioned here, represent the different curves the pig. 2 shows the working characteristics of the plasma tube for different gas pressures, with the output power in Dependence on the plasma flow is applied. The characteristic curve 18 corresponds to a typical plasma tube that is commercially available. The characteristics are mutually exclusive similar and each have a certain point of minimal plasma flow caused by the sudden Abort of the curve is displayed. If an attempt is made to operate the plasma tube with a smaller plasma flow, the discharge is unstable and there is a possibility that the current will drop to zero and the discharge is interrupted. Each curve has a point of maximum output power at which the laser beam has the greatest intensity. In all cases it will by increasing the plasma flow over the point maximum output power only reduces the output power. The area of negative development the output power (area 19 of curve 18) is remarkably linear, so that when the Laser a linear modulation within this range is possible. As can be seen by comparing the various characteristics, the plasma tubes have with lower pressures a longer and less steep characteristic curve, which can be desirable for a modulation circuit.
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Ein Hauptvorteil der Erfindung liegt in der !Datsache, daß ein Laser durch Erhöhung des Plasmastromes zum Erlöschen, d.h. auf die Ausgangsleistung null gebracht werden kann. Wenn jedoch der normale Plasmastrom anschließend verringert wird, steigt die Ausgangsleistung innerhalb einer Zeitspanne in der Größenordnung von 0,3 Mikrosekunden wiederum auf den normalen Wert an. Durch diese Modulationstechnik läßt sich somit eine größtmögliche Bandbreite in der Größenordnung von 2 Megahertz erzielen. Mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ließ sich mühelos ein Frequenzbereich von"300 kHz erreichen·A main advantage of the invention lies in the fact that a laser is extinguished by increasing the plasma current, i.e. can be brought to zero output power. However, if the normal plasma flow subsequently decreased the output power increases within a period of time on the order of 0.3 microseconds turn to the normal value. With this modulation technique, the greatest possible bandwidth of the order of magnitude can be achieved of 2 megahertz. With the embodiment described above, a frequency range can be easily determined of "reach 300 kHz ·
Vie bereits erwähnt, wird der Laser unter statischen Bedingungen mit einem konstanten Strom In betrieben, weleher am Abschaltpunkt des Laserstrahles liegt, wobei die Ausgangsleistung der abgegebenen optischen Strahlung den Vart null aufweist* Des? Modulations strom I^ wird algebraisch zu dem konstanten Strom In addiert, um den Plasmastrom auf einen Wert I0 - J^ zu verringern. Wie klar ersichtlich ist, lassen sich auch andere Modulationsschaltungen verwenden, um einen Laser in den Bereich eines negativen Verlaufes . der Ausgangsleistung zu bringen. Es ist auch andererseits möglich, einen konstanten Strom I. anzulegen, der unter statischen Bedingungen einen normalen Plasmastrom an oder in der Nähe des Punktes der maxi malen Ausgangsleistung einer der Kurven der Pig. 2 einstellt, und einen Modulations Stromkreis Ijn gleicher Polarität wie I zu verwenden,* so daß As already mentioned, the laser is operated under static conditions with a constant current I n , which is closer to the switch-off point of the laser beam, the output power of the emitted optical radiation having Vart zero * Des? Modulation current I ^ is algebraically added to the constant current I n in order to reduce the plasma current to a value I 0 - J ^ . As can be clearly seen, other modulation circuits can also be used to move a laser into the area of a negative curve. to bring the output power. On the other hand, it is also possible to apply a constant current I. Which under static conditions a normal plasma current at or in the vicinity of the point of the maximum output power of one of the curves of the Pig. 2 sets, and to use a modulation circuit Ij n of the same polarity as I, * so that
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der Plasmastroin den Wert I + I annimmt und der Laser auch hler im Bereich dee negativen Verlaufes der Ausgangsleistung betrieben wird. Zn jedem Falle reicht der algebraische Gesamtstrom dazu aus, den Laser im Bereich des negativen Verlaufes seiner Kennlinie zu modulieren, so daß eine Zunahme des Plasmastromes eine Abnahme der optischen Strahlung hervorruft. Die Modulation kann durch Impulse erfolgen, indem entweder der Laser unter statischen Bedingungen vollständig abgeschaltet ist und durch eine Abnahme des Plasmastromes stoßweise auf im wesentlichen volle Ausgangsleistung gebracht wird, oder indem der Laserstrahl unter statischen Bedingungen im wesentlichen auf voller Ausgangsleistung ist und durch eine Zunahme des Plasmastromes stoßweise im wesentlichen auf die Ausgangsleistung null gebracht wird. Andererseits ist es ebenfalls möglich, den Laser entsprechend des A-Betriebee zu modulieren, indem der Plasmastrom im linearen Abschnitt der Ausgangskennlinie zwischen bestimmten Grenzwerten verändert wird, wobei die Ausgangsleistung unter statischen Bedingungen im wesentlichen in der Mitte zwischen diesen Grenzwerten liegt. Dazu kann beispielsweise die längere Kennlinie 29 verwendet werden, die einem Plasmarohr mit einem Druck von 3,5 Torr entspricht. Der Plasmastrom wird dann zwischen den Grenzwerten von 11 mA und 19 mA verändert, so daß die Ausgangsleistung entsprechend eines linearen Abschnittes der Kennlinie 29 schwankt. Durch geeignete Wahl der Schaltungen und/oderthe plasma stream assumes the value I + I and the laser also less in the area of the negative curve of the output power is operated. In any case, the total algebraic current is sufficient to keep the laser in the negative range To modulate the course of its characteristic curve, so that an increase in the plasma flow leads to a decrease in the optical radiation evokes. The modulation can be done by impulses, either by completely switching off the laser under static conditions and by decreasing the Plasma current is intermittently brought to essentially full output power, or by the laser beam under static conditions is essentially at full output power and by an increase in the plasma flow is brought intermittently to the output power essentially zero. On the other hand, it is also possible to use the To modulate the laser according to the A-Betriebee by the plasma flow in the linear section of the output characteristic is changed between certain limit values, the Output power under static conditions is essentially in the middle between these limit values. In addition For example, the longer characteristic curve 29 can be used, which corresponds to a plasma tube with a pressure of 3.5 Torr. The plasma current is then changed between the limit values of 11 mA and 19 mA, so that the output power corresponding to a linear section of the characteristic curve 29 fluctuates. By suitable choice of circuits and / or
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der Plasmadrücke läßt sich, erreichen, daß der modulierte Plasmastrom die Ausgangsleistung von null bis zu einem maximalen Wert verändern kann, oder daß die Ausgangsleistung innerhalb eines geeigneten Bereiches der den. Verlauf der Ausgangsleistung in Abhängigkeit von dem Plasmastrom darstellenden Kennlinie linear verändert wird.of the plasma pressures can be achieved that the modulated Plasma current the output power from zero to one can change the maximum value, or that the output power is within a suitable range of the. Course of the output power as a function of the Characteristic curve representing plasma flow changed linearly will.
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| US75514568A | 1968-08-26 | 1968-08-26 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0054939A2 (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-30 | Sumitomo Electric Industries Limited | Laser device |
-
1969
- 1969-08-22 DE DE19691942786 patent/DE1942786A1/en active Pending
- 1969-08-25 FR FR6929032A patent/FR2016380A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0054939A2 (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-30 | Sumitomo Electric Industries Limited | Laser device |
| EP0054939A3 (en) * | 1980-12-22 | 1982-07-28 | Sumitomo Electric Industries Limited | Laser output controlling device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2016380A1 (en) | 1970-05-08 |
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