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Vorrichtung für das Auswechseln des laseraktiven Materials in
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einem optisch gepumpten Laser Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung für das Auswechseln des laseraktiven Materials in einem optisch gepumpten
Laser mit einer aus einem zylinderförmigen Heflektorgehäuse bestehenden Pumpanordnung.
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Optisch gepumpte Laser können Festkörper- und Farbstofflaser sein.
Bei einem Farbstofflaser besteht das laseraktive Material aus einer Farbstofflösung,
die mittels einer Pumplichtquelle optisch zur Lasertätigkeit angeregt wird. Als
Pumplichtquellen kommen gepulste und im Dauerstrich betriebene intensive Laser oder
auch Blitzlampen in Betracht. In allen Fällen wird der Farbstoff umgewälzt und in
einer speziellen Pumpanordnung angeregt.
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Bei mittels Blitzlampen gepumpten Farbstofflasern besteht die
Pumpanordnung
in der Regel aus einem innenverspiegelten llohlzylinder mit elliptischem Bohrungsquerschnitt.
Die stabförmige Lampe und das Küvettenrohr sind in den Brennlinien des Zylinderspiegels
angeordnet, um' eine optimale Biindelung des ausgestrahlten Lampenlichts in der
Küvette zu erhalten.
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Farbstofflaser zeichnen sich dadurch aus, daß die optische Verstärkungsbadhreite
im Vergleich zu anderen Lasertypen sehr groß ist und dauurch die emittierte Wellenlänge
des Lasers mit Hilfe spezieller Linrichtungen innerhalb der Verstärkerbandbreite
abgestimmt werden Icann. Durch z.usatzliches Auswechseln verschiedener Farbstoffldsungen
können Farbstofflaser im gesamten sichtbaren Spektralbereich bis in das nahe Infrarot
emittieren.
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Die heute bekannten elliptischen Pumpanordnungen haben den Nachteil,
daß beim Auswechselll der Farbstofflösungen die Küvette zusammen mit dem Vorratsgefäß
und der zugehörigen Umwälzeinrichtung entleert und in mehreren Spiilvorgängen gereinigt
werden muß. Diese Prozedur ist sehr zeitraubend und durch den zusätzlichen Verbrauch
von Lösungsmitteln teuer.
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Durch die Erfindung sollen die aufgezeigten Nachteile vermieden werden.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, fiir optisch gepumpte Laser eine Pum)anordnung zu
finden, bei der das laseraktive Material, z. B. die Farbstoffkjjvetten schnell ausgewechselt
werden können, um ein nahezu kontinuierliches Arbeiten des Lasers über einen großen
Wellenlängenbereich zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Pumpanordnung zweiteilig
ausgebildet ist, wobei der das laseraktive hinterial aufnehmende Gehäuseteil mehrere
Reflektorteile mit jo einem laseraktiven Material besitzt und verschiebbar an dem
die Pumplampe tragenden Reflektorgehäuseteil angeordnet ist. Diese Lösung ermöglicht
ein sehr schnelles Auswechseln sowie ein de Laserbetrieb
nicht
störendes Ersetzen des laseraktiven Materials, was im llinblick auf einen mögli1t
ungestörten Laserbetri.eb optimale Voraussetzungen bietet. Eine konstruktiv günstige
Variante der Erfindung sieht vor, daß das im Querschnitt elliptisch zylinderförmige
Reflektorgehäuse der Pumpanordnung aus zwei Halbschalen besteht, deren Trennebene
durch die oymmetrieachse des Zylinders und durch die kleine Halbachse der Ellipse
bestimmt ist.
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Erfindungsgemäß besteht der die Küvetten aufnehmende npiegelgehiuseteil
aus mehreren Spiegelhalbschalen mit je einem Küvettenrohr. Je nach Farbstoffbedarf
wird die entsprenchende Küvette mit ihrer piegelhalbschale unter den Lampenreflektor
geschoben. Dies kann per nd oder per Notorbetrieb erfolgen.
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Durch die Erfindung ist bei einem erforderlichen Farbstoffwechsel
kein .Austauschen des Farbstoffs innerhalb einer Küvette notwendig.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Spiegelhalbschalen
mit Zentrier- und Arretiervorrichtungen versehen sind. Durch diese Maßnahmen wird
gewahrleistet, daß jede Spiegelhalbschale jeweils genau zentriert mit der Gegenhälfte
in Deckung gebracht wird. Auch können die Reflektorgehäusehälften ineinandergreifende
Fiihrung s el ement e aufweisen.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausfürungsbeispiels beschrieben
und gezeichnet. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung
den Querschnitt einer Pumpanordnung für einen Farbstofflaser.
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Der optisch gepumpte Laser, z. ß. ein Farbstofflaser nach der Erfindung
besitzt eine optische Pumpanordnung 10, die aus zwei Reflektorgehäuseteilen 12 und
15 besteht. Im Gehäuseteil 15 ist eine Hälfte des elliptischen Spiegelzylinders
17 mit einer Pumplichtquelle 14 angeordnet. Der Zylinder besitzt zwei Brennlinien,
längs
denen die Lampe 14 und eine Farbstoffküvette 11 angeordnet sind. Der vorbeschriebene
Gehäuseteil 15 umschließt rit seiner Spiegelhalfte die eine ßrennlinie. Fr ist mit
Zentrier- und Arretierbohrungen 20 versehen lind besitzt an beiden Seitenfläche
eine Schiene 19 zur Aufnahme der Fiihrungsleiste 18 des anderen Gehäuseteils 12.
Selbstverständlich können auch andere Zentrier- und Arretiereinrichtungen gewählt
werden, wie auch eine anllere Art der gegenseitigen Gehäuseführungselemente 18,
19 Verwendung finden kann. In dem gezeigten AusfAihrungsbeispiel sind die quer zur
Verschiebungsrichtung liegenden Auflagekanten des Gehäuseteils gebrochen oder abgerundet,
um ein Auflaufen der Y'perrbolzen 16 und ein sicheres Ein- und Ausra sten der Arretierung
zu gewährleisten.
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Die zweite Reflektorgehäuschälfte 12, die mittels einer Führungsleiste
18 in der Schiene 19 des anderen Gehäuseteils 15 verschiehbar angeordnet ist, weist
zwei der elliptischen Spiegelzylinderhälften 13 auf, die die in der zweiten Lircnnlinie
angeordneten Farbstoffküvetten 11 umschließen. Jede dieser Küvetten ist fertig an
die IJmwalzeinrichtun; für die entsprechende Farbstofflösung angeschlossen, wobei
die Anschlüsse so flexibel ausgeführt sind, daß eine Versciiiebbarkeit des Gehäuseteils
iZ möglich ist. Zu jedem Spiegel teil 13 sind in gleichen Abständen und Ausführungen
Zentrier- und Arretiervorrichtungen i6 angeordnet, so daß eine genaue Deckung der
Spiegelhälften gewällrleistot ist. In gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um in vertikaler Richtung bewegliche Zentrierbolzen, die auf jeweils einer Feder
ruhen, die sie beim Ablauf an der abgeschrägten Kante des Gehäuseteils 15 zusammendrücken
und durch die sie bei Deckung mit der Zentrierbohrung 20 in dieselbe hineingedrückt
werden. Durch eine nicht dargestellte Entriege lungsvorrichtung oder auc eine speziell
gestaltete E30hrlochausführung - beispielsweise durch starke Abrundung der Bohrlochkanten
- ist eine Entriegelung bei entsprechendem Druck oder Zug möglich.
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Sobald ein anderer Wellenlängenbereich gefordert wird, kann ohne jegliche
Umrüstungsarbeiten die entsprechende Farbstoffküvette unter die Pumplichtquelle
geführt werden. Dadurch ist eine Kontinuität im Arbeitsablauf gegeben, die bisher
nicht möglich war.
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Auch nas Auswechseln einzelner Farbstoffküvetten ist sogar während
des Betriebes des Lasers möglich. Die Farbstoffe verbrauchen sich relativ schnell
und müssen häufig erneuert werden.
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Diese Arbeiten, die bisher den gesamten Laserbetrieb lahmlegten, können
nunmehr gemacht werden1 während im gerade erneuerten Spektralbereich gearbeitet
wird. Eine Spülung und Reinigung der Küvetten entfällt weitgehend, da jede Küvette
stets die gleiche Farbstofflösung aufnimmt bzw. beibehält.
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Die Zahl der Spiegelteile 13 ist nicht auf zwei beschrankt; je nach
Bauart können beliebig viele Ersatzhälften vorgesehen sein.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich ohne weiteres auf.
jegliche Art von Laserkristallen fiir Festkörperlaser übertragen.
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- Patentansprüche -
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