DE2152163C3 - Lampengehäuse für Festkörperlaser - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein kühlbares Gehäuse eines zylindrischen Hohlspiegels zur optischen Anregung eines festen stimulierbaren Mediums in einem optischen Sender oder Verstärker (Laser), das längs der optischen Achse zweigeteilt und von Kanälen für ein Kühlmittel in Längsrichtung und parallel zur optischen Achse durchzogen ist, wobei die Kanäle so dicht wie möglich unter der Spiegeloberfläche angeordnet sind, an welcher die Anregungslampen in unmittelbarem Wärmekontakt durch Wärmeleitung gekühlt werden.

Solche Lampengehäuse sind in den verschiedensten Ausführungsformen schon bekanntgeworden. Alle diese bekannten Gehäuse erfordern jedoch besondere zusätzliche Maßnahmen für eine Kühlung, da ein Teil der Anregungslich!energie als Wärme frei wird und aus dem Lampengehäuse abgeführt werden muß. So sind kontinuierliche Festkörperlaser bekannt, bei denen zur Kühlung der Reflektor im Lampengehäuse direkt vom Wasser durchflossen wird, wobei die Durchführungen für die Lampe und den Kristall in den Endplatten aus Silber sind und zugleich die Ein- und Auslaßkanäle für das Kühlwasser bilden. Diese Ausbildung hat jedoch den Nachteil, daß die Oberfläche des empfindlichen Spiegels durch das Kühlwasser sehr leicht beschlagen und durch Ablagerungen, wie Kalk, verunreinigen. Dies aber führt zu einer Verminderung der Laserleistung.

Durch die US-Patentschrift 3 413 567 ist eine Kühlanordnung bekanntgeworden, bei der die Lampe oder das stimulierbare. Medium so in das Gehäuse eingebettet ist, daß ein Wärmekontakt mit dem Gehäuse besteht. Dieses wird mittels einer Kühlflüssigkeit in einzelnen Bohrungen durchströmt und somit die Wärme der Lampe abgeführt Diese Maßnahmen haben sich als unzureichend erwiesen und ein Dauerbetrieb des Lasers ist nur für eine beschränkte Zeit möglich. Eine gleichmäßige Wärmeabfuhr ist nicht gegeben.

Ähnlich verhält es sich bei der Anordnung, die durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 944 852 bekanntgeworden ist Hier soll durch zwei Metallstangen im Kontakt eine Kühlung des stimulierbaren Mediums bzw. der Lampe erreicht werden. Das Überströmen der Reflektorflächen mit Kühlmittel führt in kurzer Zeit zu einer Verminderung der Laserleistung.

Eine weitere Anordnung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 514 605 bekanntgeworden. Auch hier werden voneinander getrennte parallel liegende Durchströmkanäle verwendet Beim Auswechseln der Lampen fließt jedoch das in den Kanälen stehende Wasser in den Reflektorraum und beschlägt die Spiegel.

Besondere Kühlmaßnahmen und Einrichtungen hierzu erfordern beispielsweise auch alle YAG-Laser, da deren Kristalle auf eine tiefe Temperatur gekühlt und konstant gehalten werden müssen. Diese und ähnliche Anlagen erfordern einen zusätzlichen apparativen Aufwand, der außerdem den Zugang zum Lampengehäuse b/w. zu den Lampen selbst beträchtlich erschwert und außerdem treten bei Montagen - wie beispielsweise beim Auswechseln der Lampen — zum Teil erhebliche Kühlmittelverluste auf, weil die zahlreichen Zu- und Ableitungen einzeln abmontiert werden müssen. Dadurch aber wird in erhöhtem Maße die Gefahr von Verunreinigung von Lampen und Spiegelflächen hervorgerufen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und ein Kühlsystem zu schaffen, welches im Bereich der Spiegel nicht leckt und den gesamten Reflektorraum auf einer gleichmäßigen Temperatur konstant hält.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine gleichmäßig verteilte Vielzahl paralleler Kühlkanäle in einem jeden der beiden Gehäuseteile vorgesehen ist, die innerhalb der Gehäusehälften an ihren Enden mäanderförmig aufeinander und an den Enden eines solchen mäanderförmigen Kühlkanals durch zwei abdichtbare Übergänge von der einen zur anderen Gehäusehälfte miteinander und mit einer öffnung nach außen verbunden sind, derart, daß über einen gemeinsamen Zu- und Abfluß des Kühlmittels der Kühlmittelfluß innerhalb einer jeden Gehäusehälfte hintereinander geschaltet ist und bezüglich der beiden Gehäusehälften zueinander parallel geschaltet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Innenrandpartien der beiden Bauteile des Gehäuses als ineinandergreifende Labyrinthdichtungen und Zentrierung ausgebildet sind. Diese Maßnahmen erlauben den Verzicht auf die bisher üblichen, zusätzlichen Kühleinrichtungen und schaffen somit eine leichte Zugänglichkeit zu den Lampen bzw. zu dem Kristall.

Die Erfindung ist nachfolgend gezeichnet und in einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch das zusammengesetzte Lampengehäuse,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie H-H gemäß Fig.l.

Das Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Lampengehäuses setzt sich aus zwei Bauteilen 10, U zusammen, deren innere Flächen 19, 20 entsprechend der Form der Lampen und des Kristalls ausgefräst und verspiegelt sind. Die Innenrandpartien der beiden Bauteile

10, 11 sind als ineinandergreifende Labyrinthdichtung 17 ausgebildet In Längsrichtung der Bauteile 10,11 und parallel zur optischen Achse 12 sind Bohrungen S3 angeordnet, die miteinander durch Verbindungskanäle 14 verbunden sind, und zwar so, daß von einem Kühlmitteleinflußrohr 15 im Bauteil 10 aus gleichzeitig die Bohrungen 13 sowohl des Bauteils 10 aU auch des Bauteils 11 nacheinander durchflossen werden und gleichzeitig wieder über einen Ausflußkanal 16 im Bauteil 10 das Kühlmittel das Lampengehäuse unter gleichzeitiger Wärmeabführung verläßt Im Bereich der Verbindungskanäle 14, die den Obergang vom Bauteil 10 zum Bauteil 11 ermöglichen, sind Dichtringe 18 angeordnet, so daß absolut sicher gewährleistet ist daß keinerlei Undichtigkeit auftritt Die Bohrungen 13 sind lediglich in dem erforderlichen Mindestabstand von den Innenflächen 19,20 angeordnet so daß eine schnelle Wärmeableitung von der Spiegelfläche durch das Kühlmittel gewährleistet ist Mittels eines nicht gezeichneten, jedoch al'gemein bekannten Schnellverschlusses an den Seitenflächen können die Bauteile 10,11 in kürzester Zeit — beispielsweise zum Lampenaustausch — voneinander gelöst werden, ohne daß zusätzliche Demontagemaßnahmen für die Kühleinrichtung erforderlich sind. Neben einer Montageersparnis wird durch die erfindungsgemäße Anordnung außerdem noch eine Platzersparnis sowie eine Gewichtserleichterung erzielt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kühlbares Gehäuse eines zylindrischen Hohlspiegels zur optischen Anregung eines festen stimulierbaren Mediums in einem optischen Sender oder Verstärker (Laser), das längs der optischen Achse zweigeteilt und von Kanälen für ein Kühlmittel in Längsrichtung und parallel zur optischen Achse durchzogen ist, wobei die Kanäle so dicht wie mög- ίο Hch unter der Spiegeloberfläche angeordnet sind, an welcher die Anregungslampen in unmittelbarem Wärmekontakt durch Wärmeleitung gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichmäßig verteilte Vielzahl paralleler Kühlkanälc in einem jeden der beiden Gehäuseteile vorgesehen ist, die innerhalb der Gehäusehälften an ihren Enden mäanderförmig aufeinander und an den Enden eines solchen mäanderförmigen Kühlkanals durch zwei abdichtbare Obergänge (18) von der einen zur anderen Gehäusehälfte (10,11) miteinander und mit einer öffnung nach außen verbunden sind, derart, daß über einen gemeinsamen Zu- und Abfluß (15, 16) des Kühlmittels der Kühlmittelftuß innerhalb einer jeden Gehäusehälfte hintereinandergeschaltet ist und bezüglich der beiden Gehausehälften zueinander parallel geschaltet ist

2. Lampengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrandpartien der Bauteile (10, 11) als ineinandergreifende Labyrinthdichtung und Zentrierung (17) ausgebildet sind.