DE3426658A1

DE3426658A1 - Laservorrichtung der koaxial-bauart

Info

Publication number: DE3426658A1
Application number: DE19843426658
Authority: DE
Inventors: Yoshihide Nagoya Aichi Kimbara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1985-02-28
Also published as: US4597086A; GB8417870D0; DE3426658C2; JPS6037189A; GB2145275B; GB2145275A

Description

Laservorrichtung der Koaxial-Bauart

Die Erfindung betrifft eine Laservorrichtung der Koaxial-Bauart.

Eine bekannte Laservorrichtung dieser Art ist in Fig. 1 gezeigt. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den schematischen Aufbau eines konventionellen Laser-Oszillators der Koaxial-Bauart. Wie gezeigt wird ein Lasergasmedium 2 dazu veranlaßt, eine
Entladungsröhre 1 zu durchströmen. Eine Gleichspannungsguelle 5 ist zwischen einer Katode 3 und einer Anode 4 in der Entladungsröhre 1 angeordnet, um eine Glimmentladung 6 zwischen Katode 3 und Anode zu erzeugen. An den Enden der Entladungsröhre 1 sind ein totalreflektierender Spiegel und ein partialreflektierender Spiegel 8 einander gegenüber so angeordnet, daß sie die Laserschwingung erzeugen und dadurch einen Laserstrahl 9 von dem Oszillator nach außen emittieren.

Aufgrund des beschriebenen Aufbaus des konventionellen Laser-Oszillators ergeben sich verschiedene Nachteile: Der Entladeabstand zwischen der Katode 3 und der Anode 4 ist relativ groß, so daß es schwierig ist, eine stabile Glimmentladung 6 zu erhalten, obgleich der Druck des Lasergasmediums 2 bei so niedrigen Werten wie etwa 20 Torr liegt; wenn der Entladestrom der Glimmentladung 6 abnimmt, verlöscht

schließlich die Glimmentladung 6 zumindest in einem Ausmaß, daß sie keine Möglichkeit mehr hat, den Entladestrom der Glimmtentladung 6 in einem weiten Bereich zu variieren, weshalb die Ausgangsintensität des Laserstrahls 9 so niedrig ist, daß kaum noch ein Ausgangsstrahl herausgeführt werden kann; da die Katode 3 und die Anode 4 aus metallischem Werkstoff bestehen, werden diese Bauteile durch die Glimmentladung 6 verbraucht; und weitere Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verschiedenen Nachteile der konventionellen Laservorrichtung der Koaxial-Bauart mindestens zu vermindern und eine Laservorrichtung bzw. einen Laser-Oszillator der Koaxial-Bauart mit hoher Leistung zu schaffen, wobei das Lasergasmedium mittels dunkler Entladung erregt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs gelöst, wobei der Laser-Oszillator so gestaltet ist, daß aufgrund der paarweisen Anordnung von Ringelektroden um den äußeren Umfang der Entladungsröhre und aufgrund des Anlegens einer Wechselspannung über die Ringelektroden eine dunkle Entladung in der Entladungsröhre erzeugt und somit ein wirkungsvoller Laserstrahlausgang geschaffen wird.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Aufbau eines Laser-Oszillators der Koaxial-Bauart mit Erregung mittels Dunkelentladung gemäß einer Ausführung der

Erfindung und
Fig. 3 in einem schematischen Teillangsschnitt größeren Maßstabs den Aufbau eines Laser-Oszillators der Koaxial-Bauart mit Erregung mittels dunkler Entladung gemäß einer

anderen Ausführung der Erfindung.

Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier vorteilhafter Ausführungen der Erfindung beschrieben. 10

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den schematfschen Aufbau eines Laser-Oszillators der Koaxial-Bauart mit Erregung durch dunkle Entladung gemäß der ersten Ausführung. Wie gezeigt wird ein Lasergasmedium 2 zu einem Strömen in einer Entladungsröhre 1 aus einem isolierenden Werkstoff (eine dielektrische Substanz) wie Glas veranlaßt. Um den äußeren umfang der Entladungsröhre 1 sind zwei Paar Ringelektroden 1OA,1OB,IOC und IOD angeordnet, und eine Wechsel-Spannungsquelle 11 ist mit diesen Elektrodenpaaren 10A,10B,10C und IOD verbunden. Demgemäß wird eine Wechselspannung jeweils über benachbarte Elektroden-Paare 1OA,1OB,IOC und IOD angelegt. Bevorzugt ist, wenn die Frequenz der Wechselspannung bei 10 KHz oder spezieller in einem Bereich von 100 bis 500 KHz liegt. Auf das Einschalten der Wechselspannung wird in der Entladungsröhre 1 eine dunkle Entladung erzeugt. Die dielektrische Substanz wie Glas oder dgl., welche die Entladungsröhre 1 bildet, hat die Wirkung, ein Gleichgewicht zwischen den dunklen Entladungen 12 herzustellen, aufgrunddessen ein gleichförmiger Strom zwischen den benachbarten Elektroden 1OA bis IOD fließt. Das Lasergasmedium wird durch die dunkle Entladung 12 erregt und eine Laserschwingung zwischen dem totalreflektierenden

Spiegel 7 und dem partialreflektierendem Spiegel 8 erzeugt, um einen Laserausgangsstrahl 9 aus dem Laser-Oszillator auszubringen.

Fig. 3 zeigt in dem Teilschnitt größeren Maßstabs den schematischen Aufbau eines Laser-Oszillators der Koaxial-Bauart mit Erregung durch dunkle Entladung gemäß dem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind die Orte und die benachbarten Gebiete der Entladungsröhre 1, wo die Ringelektroden 1OA bis IOD angeordnet sind, aus einer dielektrischen Substanz 13 hergestellt, z. B. aus einem Keramikwerkstoff auf der Basis Bariumtitanat, um den elektrischen Strom für die dunkle Entladung 12 zu verstärken und einen starken Laserausgangsstrahl 9 zu erhalten. Im übrigen ist der Aufbau des Laser-Oszillators nach dieser Ausführung gleich wie derjenige nach der ersten Ausführung des Laser-Oszillators gemäß Fig. 2. 20

Wie anhand der beiden oben beschriebenen Ausführungen aufgezeigt, schafft der Laser-Oszillator der Koaxial-Bauart mit Erregung durch dunkle Entladung gemäß der Erfindung eine ausgeglichene dunkle Entladung 12, und der Entladestrom kann in einem weiten Bereich variiert werden, so daß es möglich ist, willkürlich den Laserausgangsstrahl 9 zu variieren, was bei dem konventionellen Laser-Oszillator der Koaxial-Bauart nicht möglich ist. Ferner besteht wegen der dunklen Entladung 12 in der Entladungsröhre 1 keine Gefahr, daß die um den äußeren Umfang der Entladungsröhre 1 angeordneten Ringelektroden 1OA bis IOD verbraucht werden.

Wenngleich bei den oben beschriebenen Ausführungs-

beispielen zwei Paare Elektroden 1OA bis IOD verwendet sind, kann eine beliebige andere Anzahl von Paaren mit gleicher Wirkung verwendet werden.

Da wie vorstehend erläutert bei der Erfindung der Laser-Oszillator der Koaxial-Bauart so aufgebaut ist, daß an mindestens einem Paar von den äußeren Umfang der Entladungsröhre umgebenden Ringelektroden eine Wechselspannung angelegt ist und das Lasergasmedium durch dunkle Entladung in dem Entladungsrohr angeregt wird, ergeben sich verschiedene wesentliche Vorteile im Vergleich zu den Ergebnissen, die sich mit dem konventionellen Laser-Oszillator der Koaxial-Bauart erreichen lassen, wie stabile elektrische Entladung, Variierbarkeit des Laserausgangsstrahls in einem weiten Bereich und bemerkenswerte Absenkung des Verbrauchs an Elektroden. Somit wird ein Laser-Oszillator der Koaxial-Bauart hoher Leistung mit Erregung durch dunkle Entladung geschaffen.

- Leerseite

Claims

Patentansprüche

Laservorrichtung der Koaxial-Bauart, gekennzeichnet durch:
a) eine Entladungsröhre (1) aus einem isolierenden Werkstoff;
b) ein Lasergasmedium (2), das zum Strömen vom

einen Ende zum anderen Ende der Entladungsröhre

(1) veranlaßt wird;

c) einen Laser-Oszillator mit einem partialreflektierenden Spiegel (8) und einem totalreflektierenden Spiegel (7) zum Erzeugen der Laserschwingung, wobei die beiden Spiegel einander gegenüber an entgegengesetzten Enden der Entladungsröhre (1) angeordnet sind;

d) mindestens ein Paar Ringelektroden (1OA,1OB, IOC,10D), die um den äußeren Umfang der Entladungsröhre mit einem Abstand voneinander angeordnet sind; und

e) eine Wechselspannungsquelle (11) zum Speisen von Wechselspannung zu dem Ringeelektroden-Paar und zum Erzeugen einer dunklen Entladung (12).
2. Laservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsröhre (1) aus einem Glasrohr besteht.
3. Laservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Orte der Entladungsröhre (1), an denen die Ringelektroden (1OA,1OB,IOC,IOD) angeordnet sind, aus dielektrischem Werkstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante bestehen.
4. Laservorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Werkstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante ein Keramikwerkstoff auf der Basis Bariumtitanat ist.
5. Laservorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Werkstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante Titanoxid ist.
6. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Paare Ringelektroden (1OA,1OB,IOC,IOD) vorgesehen sind.
7. Laservorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paar Ring- elektroden vorgesehen sind.
8. Laservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsröhre (1) zylindrische Gestalt hat.