DE4009266A1 - Automatischer vorionisations-pulslaser - Google Patents

Automatischer vorionisations-pulslaser

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pulslaser, wie einen Excimer-Laser, einen Halogengas-Laser, TEA-CO2-Laser, TEMA-CO2-Laser und Metalldampf-Laser, welche ein Lasermedium durch Pulsentladung anregen und einen Laserstrahl von einem Resonator schwingen lassen, und insbesondere auf einen Röntgen-Vorionisations- Pulslaser, der einen hohen Laseroszillationswirkungsgrad hat.
Generell verwenden der Excimer-Laser, Halogengas-Laser, TEA-CO2-Laser, TEMA-CO2-Laser, Metalldampf-Laser usw., die ein Lasergas (ein Lasermedium) anregen, um einen Laserschwingung zu erhalten, eine Technik der Anregung durch Entladung, mit Ausnahme von großen Leistungslasern, die eine Elektronenstrahlanregungs­ technik verwenden.
Fig. 1 ist ein Schaltkreisdiagramm eines Puls-Lasers, welcher Entladungsanregungstechnik verwendet, entsprechend dem Stand der Technik.
Dieser Schaltkreis hat zwei Hauptelektroden 103 und 104, welche in einer Laserröhre untergebracht sind. Die Hauptelektroden 103 und 104 stehen einander gegenüber und erhalten eine Pulsspannung, um eine Pulsentladung zur Anregung eines Lasermediums zu erreichen. Um die Anregung des Lasermediums zu stabilisieren, ist es notwendig, das Lasermedium vorzuioniseren. Gewöhnlich wird die Vorionisation mit ultravioletten Strahlen durchgeführt, die durch Bogenentladung von einer Vielzahl von Lichtbogenstrecken (spark gaps) 112 erzeugt werden. Die Lichtbogenstrecken 112 werden von einem Pulsschaltkreis gesteuert, welcher von einem Schaltkreis 117 zur Steuerung der Hauptelektroden verschieden ist.
Der Steuerungsschaltkreis 117 für die Hauptelektroden 103 und 104 umfaßt einen Kondensator 101 (C 1), einen Auslöserspalt (einen Schalter) 105 und einen Ladewiderstand 113. Entladung der Hauptelektroden 103 und 104 wird mehrere 10 bis 100 ns nach Entladung der Lichtbogenstrecken 112 durchgeführt.
Fig. 2 zeigt einen herkömmlichen Auto-Vorionsationsschaltkreis für herkömmliche Bewirkung der Vorionsationsentladung und Hauptentladung. Eine Funktionsweise gemäß Fig. 2 wird kurz erklärt.
Wenn ein Auslöserspalt (ein Schalter) 105 geschlossen wird, wird eine Ladung von einem Speicherkondensator 101 (C 1) zu einem Kondensator 102 (C 2) durch die Vorionisationsstrecken 112 transferiert, und dabei der Kondensator 102 (C 2) geladen. Nachdem ein Lasermedium durch Vorionisation von den Vorionisationsstrecken 112 vorionisiert ist, und nachdem der Kondensator 102 (C 2) ausreichend geladen ist, wird eine Hauptentladung zwischen zwei Hauptelektroden 103 und 104 durchgeführt, um einen Laserstrahl schwingen zu lassen.
Generell wird die Kapazität des Kondensators C 1 und die des Kondensators C 2 zu C 1 = C 2 festgelegt.
Um den Laseroszillationswirkungsgrad zu verbessern und die Entladung zu stabilisieren, ist es notwendig, das Lasermedium ausreichend vorzuionisieren. Die herkömmliche Technik, die Ultraviolettstrahlen verwendet, die durch Bogenentladung von Lichtbogenstrecken erzeugt wird, ist jedoch nicht in der Lage, das Lasermedium ausreichend vorzuionisieren, wenn ein Betriebsgasdruck für eine Hauptentladung zu hoch ist, oder wenn ein Volumen der Hauptentladung zu groß ist. Nämlich, diese herkömmliche Technik ist nicht geeignet, einen starken Laserstrahl zu erzeugen. Zusätzlich sind die Lichtbogenstrecken Hindernisse im Gasfluß, so daß es schwierig sein könnte, mit hohen Wiederholraten zu operieren.
Für große Laser ist es bekannt, eine Röntgenstrahlenvorionisationstechnik zu verwenden, die ein Lasermedium mit Röntgenstrahlen vorionisiert. Die Röntgenstrahlenvorionisationstechnik kann ausreichende Vorionisation des Lasermediums erzielen, sogar wenn der Betriebsgasdruck der Hauptentladung hoch ist, oder sogar wenn das Volumen der Hauptentladung groß ist. Diese Technik verwendet jedoch eine getrennte Leistungsquelle für die Vorionisation, zusätzlich zu einer Leistungsquelle für die Hauptentladung, und verkompliziert damit die Leistungsquelle, vergrößert die Abmessungen und erhöht die Kosten.
Demzufolge kann der herkömmliche Vorionisationsschaltkreis, der ultraviolette Strahlen verwendet, die durch Bogenentladung von Lichtbogenstrecken erzeugt werden, nicht genügend ultraviolette Strahlen zur Vorionisation eines Lasermediums vorsehen, und ergibt somit einen schlechten Oszillationswirkungsgrad, instabile Entladung, niedrige Laserausgangsleistung und niedrige Wiederholraten. Auf der anderen Seite hat der herkömmliche Röntgenstrahlen-Vorionisationsschaltkreis Probleme einer verkomplizierten Leistungsquelle und hoher Kosten.
Um die obigen Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Röntgenstrahlen-Vorionisations-Pulslaser zu erstellen, der einen hohen Laseroszillationswirkungsgrad und eine große Ausgangsleistung realisiert.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen kompakten Röntgenstrahlen-Autovorionisationspuls- Laser vorzusehen, der eine einfache Struktur hat und ausreichende Vorionisation realisiert.
Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Röntgenstrahlenvorionisationspuls-Laser vorzusehen, der eine hohe Ausgangsleistung und eine hohe Wiederholrate ergibt.
Einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Folge umfaßt ein Röntgenstrahlenvorionisations-Laser eine Laserröhre, in welcher ein Paar von Hauptelektroden untergebracht ist, die sich gegenüberstehen. Pulsentladung zwischen den Hauptelektroden regt ein Lasermedium an, damit wird eine Laseroszillation erhalten. Der Laser hat eine abgedichtete Vakuumkammer, in welcher eine gleitende Entladungszone angeordnet ist. Die gleitende Entladungszone erzeugt Röntgenstrahlen zur Vorionisation des Lasermediums, bevor die Hauptentladung für die Laseroszillation durchgeführt ist.
Einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung zur Folge umfaßt ein Röntgenstrahlen-Vorionisations-Pulslaser eine Laserröhre, in welcher ein Paar Hauptelektroden untergebracht sind, die sich gegenüberstehen. Elektrische Entladung zwischen den Hauptelektroden regt ein Lasermedium an, damit wird eine Laseroszillation erreicht. Ein zweiter Kondensator C 2 ist parallel zu den Hauptelektroden geschaltet. Ein erster Kondensator C 1, ein Schalter, ein Röntgenstrahlengenerator und der zweite Kondensator C 2 sind in Reihe geschaltet. Der erste Kondensator C 1 wird zuerst geladen, und dann wird der Schalter geschlossen, um den ersten Kondensator C 1 zu entladen, so daß der Röntgenstrahlengenerator Röntgenstrahlen zur Vorionisation des Lasermediums erzeugen kann. Zu dieser Zeit fließen Ladungen vom ersten Kondensator C 1 zum zweiten Kondensator C 2, um den zweiten Kondensator C 2 zu laden, welche eine hohe Spannung auf die Hauptelektroden geben, womit eine Pulsentladung zwischen den Hauptelektroden erreicht wird. Die Kapazität des ersten Kondensators C 1 und die des zweiten Kondensators C 2 sind zu C 1 < C 2 festgelegt.
Auf diese Weise wird der erste Kondensator C 1 im voraus auf eine hohe Spannung aufgeladen, und dann wird der Schalter geschlossen, damit wird die Röntgenstrahlen erzeugende Zone (Gleitentladungszone) veranlaßt, Röntgenstrahlen zu erzeugen. Zu dieser Zeit fließen Ladungen vom ersten Kondensator C 1 zum zweiten Kondensator C 2, und die Röntgenstrahlen, die von der gleitenden Entladung erzeugt werden, vorionisieren das Lasermedium ausreichend. Danach verursacht der von dem Transfer der elektrischen Ladungen geladene Kondensator C 2 die Hauptentladung zwischen Anode und Kathode. Dieses regt das Lasermedium an, damit wird eine Laseroszillation in einem Resonator erhalten. Weil die Kapazität des zweiten Kondensators C 2 für die Hauptentladung als größer als die des ersten Kondensators C 1 für die Vorionisation festgelegt ist, wird eine höhere Spannung für die Vorionisation angewandt, damit werden Hochenergie-Röntgenstrahlen zur ausreichenden Vorionisation des Lasermediums erzeugt.
Diese und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher in der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
Fig. 1 ist ein Schaltplan, welcher den wesentlichen Teil eines Entladungsanregungs-Pulslasers zeigt, der getrennte Steuerschaltkreise entsprechend dem Stand der Technik hat;
Fig. 2 ist ein Schaltplan, der den wesentlichen Teil eines automatischen Vorionisationspuls-Lasers entsprechend dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 3 ist ein Schaltplan mit einem Ausschnitt einer Elektrode, welcher einen Röntgenstrahlen-Autovorionisations- Pulslaser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein Ausschnitt einer Seitenansicht, welche die Details einer Vorionisationszone des ersten Ausführungsbeispieles zeigt;
Fig. 5 ist ein Schaltplan, welcher den wesentlichen Teil einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispieles zeigt, mit einer sättigungsfähigen Induktivität;
Fig. 6 und 7 sind Schaltpläne, die jeweils andere Modifikationen des ersten Ausführungsbeispieles zeigen;
Fig. 8 ist ein Schaltplan, der einen Ultraviolettstrahlen-Autovorionisationspuls- Laser nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist ein Ausschnitt einer Seitenansicht, die die Details einer Vorionisationszone des zweiten Ausführungsbeispieles zeigt;
Fig. 10 ist ein Schaltplan, der den wesentlichen Teil einer Modifikation des zweiten Ausführungsbeispieles zeigt, mit einer sättigungsfähigen Induktivität; und
Fig. 11 ist ein Schaltplan, der einen Autovorionisationspuls-Laser gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Röntgenstrahlen-Vorionisations-Pulslaser nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Laser umfaßt eine erste Elektrode 12, die eine Hauptkathode 3 einschließt und Gleitentladungselektroden 7 und 8, und eine zweite Elektrode 13, die eine Hauptanode 4 einschließt.
Fig. 4 zeigt die Details der ersten Elektrode 12, in welcher die Kathode 3, die eine gebogene Form hat, auf dem Äußeren eines Anschlußteiles 17 angebracht ist. Das Anschlußteil 17, Hauptkathode 3 und eine Stirnseite 9 legen eine abgedichtete Vakuumkammer 11 fest. Die Stirnseite 9 besteht aus einem dünnen Film, welcher Röntgenstrahlen durchläßt.
In der abgedichteten Vakuumkammer 11 hat das Anschlußteil 17 ein Substrat 6 aus Ferrit etc. Die Gleitentladungselektroden 7 und 8 sind auf der unteren Fläche des Substrats 6 angebracht, so daß die zweiten Gleitentladungselektroden 8 in longitudinaler Richtung einen Zwischenraum haben und auf jeder Seite der ersten Gleitentladungselektrode 7 angeordnet sind.
Entladungskanäle 10 sind zwischen den ersten und zweiten Gleitentladungselektroden 7 und 8 auf der Oberfläche des Substrates 6 gebildet. Die Entladungskanäle 10 verursachen Gleitentladung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung für die Vorionisation eines Lasermediums. Das Substrat 6 besteht aus Ferrit, Keramik, Metalloxiden, einer Mischung davon etc. Um die Entladungskanäle 10 auf dem Substrat 6 zu bilden, wird ein Teil der Oberfläche des Substrates 6 schnell erhitzt und dann durch Entladung etc. schnell abgekühlt.
Die erste Gleitentladungselektrode 7 ist an eine Hochspannungsquelle HV über einen ersten Kondensator 1 (C 1), eine Diode 14 und eine Induktivität 15 angeschlossen. Die zweiten Gleitentladungselektroden 8 sind mit der Hauptkathode 3 durch elektrische Drähte 21, wie in Fig. 4 dargestellt, verbunden. Die ersten und zweiten Gleitentladungselektroden 7 und 8 sind miteinander durch die Entladungskanäle 10, i.e. eine Gleitentladungsportion, verbunden.
Die Anode 4 ist direkt mit einer Masse 23 verbunden, während die Kathode 3 mit der Masse 23 durch den zweiten Kondensator 2 (C 2) verbunden ist. Nämlich, das eine Ende des zweiten Kondensators 2 (C 2) ist mit der Kathode 3 verbunden und das andere Ende des zweiten Kondensators 2 (C 2) ist mit der Anode 4 und der Masse 23 verbunden. Die Diode 14 ist mit der Masse 23 über einen Schalter 5 verbunden. Eine Induktivität 16 ist parallel zu den Hauptelektroden 3 und 4 geschaltet.
Demzufolge ist der zweite Kondensator 2 (C 2) parallel zu den Hauptelektroden 3 und 4 geschaltet, während der erste Kondensator 1 (C 1), der Schalter 5, Gleitentladungselektroden 7 und 8, Hauptkathode 3 und zweiter Kondensator 2 (C 2) in Serie geschaltet sind.
Die Kapazität des Kondensators 1 (C 1) und die des Kondensators 2 (C 2) sind zu C 1 < C 2 festgelegt.
Eine Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispieles wird erklärt.
Zuerst wird der Schalter 5 geöffnet, um den Kondensator 1 (C 1) auf eine hohe Spannung aufzuladen. Danach wird der Schalter 5 geschlossen, um den ersten Kondensator 1 (C 1) zu entladen. In diesem Moment werden Ladungen des ersten Kondensators 1 (C 1) durch die erste Gleitentladungselektrode 7, Entladungskanäle 10, zweite Gleitentladungselektroden 8, Drähte 21 und Hauptkathode 3 zum zweiten Kondensator 2 (C 2) transferiert. Dieser Ladungstransfer verursacht das Auftreten von Gleitentladung auf der Oberfläche des Substrates 6, welches aus Ferrit etc. besteht, und erzeugt dabei Röntgenstrahlung in der abgedichteten Vakuumkammer 11. Die Gleitentladung ist in longitudinaler Richtung der Hauptelektroden 3 und 4 orientiert und vom Zentrum hin zu beiden Seiten entlang den Entladungskanälen 10.
Die so erzeugten Röntgenstrahlen passieren die Stirnseite 9 und bestrahlen eine Hauptentladungsregion M, wobei das Lasermedium in der Hauptentladungsregion M vorionisiert wird. Die Stirnseite 9 ist ein dünner Film, der eine Trennwand der abgedichteten Vakuumkammer 11 bildet. Der zweite Kondensator 2 (C 2), der vom Transfer der elektrischen Ladungen geladen wurde, verursacht das Auftreten von Hauptentladung zwischen der Hauptkathode 3 und Anode 4. Dieses regt das Lasermedium (ein Lasergas) an, so daß ein Resonator (nicht gezeigt) einen Laserstrahl in Richtung einer Pfeilmarkierung L aussenden kann, somit eine Laserschwingung realisiert.
Es ist bekannt, daß Vorionisation Röntgenstrahlen benötigt, die eine Energie von 15 oder 20 kV oder mehr haben. Es ist ebenso bekannt, daß Röntgenstrahlen, die von einem Röntgenstrahlengenerator erzeugt werden, eine Energie von einem Halb bis einem Drittel der Entladungsspannung, die auf den Röntgenstrahlengenerator gegeben wird, haben, welcher in dem Ausführungsbeispiel die Gleitentladungszone, d.h. die Entladungskanäle 10, ist. Diese Tatsachen gelten sowohl im Gleitentladungssystem als auch im beschleunigten Elektronenstrahlensystem.
Es versteht sich aus den Tatsachen, daß eine Spannung von 30 bis 40 kV oder mehr auf den Röntgenstrahlengenerator (die Entladungskanäle 10) gegeben werden muß. Auf der anderen Seite beträgt eine auf die Hauptelektrode 3 und 4 gegebene Spannung generell 20 bis 30 kV, welche niedriger als die auf den Röntgenstrahlengenerator (die Entladungskanäle 10) gegebene Spannung sein soll.
Im herkömmlichen Autovorionisationskreis sind jedoch die Kondensatoren zu C 1 ≧ C 2 festgelegt, so daß eine auf den Röntgenstrahlengenerator gegebene Spannung niedriger als eine auf die Hauptelektroden gegebene Spannung ist. Dieser kann die Röntgenstrahlen-Autovorionisation nicht realisieren.
Im Gegensatz dazu sind die Kondensatoren des Ausführungsbeispieles zu C 1 < C 2 festgelegt, und deshalb ist eine auf den Röntgenstrahlengenerator (die Entladungskanäle 10) gegebene Spannung höher als eine auf die Hauptelektroden 3 und 4 gegebene Spannung. Dieses realisiert die Röntgenstrahlenautovorionisation. Nämlich, während Ladungen vom ersten Kondensator 1 (C 1) zum zweiten Kondensator 2 (C 2) transferiert werden, wird eine Spannung auf die Gleitentladungselektroden 7 und 8 gegeben, um Röntgenstrahlen von den Entladungskanälen 10 zu erzeugen. Dieses bedeutet, daß die auf die Gleitentladungselektroden 7 und 8 gegebene Spannung höher ist als eine Spannung, die danach von dem zweiten Kondensator 2 (C 2), der durch die Bewegung der elektrischen Ladungen aufgeladen ist, an die Elektroden 3 und 4 gelegt ist.
Der Röntgenstrahlengenerator kann hinter jeder der Hauptelektroden angebracht sein oder hinter einer von ihnen. Der Röntgenstrahlengenerator kann in einer abgedichteten Vakuumkammer und in der Umgebung der Hauptelektrode(n) angebracht sein.
Weil die Oberfläche des Substrates 6, das aus Ferrit etc. besteht, vorbehandelt ist, realisieren die Entladungskanäle 10, die darauf gebildet sind, eine einfache Entladung.
Und, es ist möglich, den zweiten Kondensator 2 (C 2) und die Hauptelektroden 3 und 4 zu verbinden, so daß, nachdem Ladungen des ersten Kondensators 1 (C 1) zum zweiten Kondensator 2 (C 2) mittels Gleitentladung transferiert sind, die Ladungen des zweiten Kondensators 2 (C 2) zu den Hauptelektroden 3 und 4 mittels einer anderen Gleitentladung transferiert werden.
Fig. 5 ist eine Ansicht, die eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispieles zeigt. In dieser Modifikation wird eine sättigungsfähige Induktivität 17 eingefügt und zwischen den zweiten Kondensator 2 (C 2) und Anode 4 geschaltet, um eine schnelle Anstiegszeit der Hauptentladung zu erreichen, womit der Laseroszillationswirkungsgrad weiter verbessert wird.
Die Kapazität des Kondensators 1 (C 1) und die des Kondensators 2 (C 2) sind zu C 1 < C 2 festgelegt.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die eine andere Modifikation des ersten Ausführungsbeispieles zeigt. Die Modifikation hat eine Elektronenstrahlquelle 19 hinter der Hauptkathode 3 in der abgedichteten Vakuumkammer 11. Die Elektronenstrahlquelle 19 sendet Elektronenstrahlen aus, welche auf eine hohe Geschwindigkeit in Richtung einer Pfeilmarkierung D beschleunigt werden und auf ein Metalltarget 20 auftreffen gelassen werden, wobei Röntgenbremsstrahlen erzeugt werden. Die übrige Funktionsweise dieser Modifikation ist dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispieles.
Die Kapazität des Kondensators 1 (C 1) und die des Kondensators 2 (C 2) sind zu C 1 < C 2 festgelegt.
Fig. 7 ist eine Ansicht, die noch eine andere Modifikation des ersten Ausführungsbeispieles zeigt. Diese Modifikation benutzt den dünnen Film 9 als ein Metalltarget, auf welches ein Elektronenstrahl D aus einer Elektronenstrahlquelle 19 auftrifft.
Die Kapazität des Kondensators 1 (C 1) und die des Kondensators 2 (C 2) sind zu C 1 < C 2 festgelegt.
Die Elektronenstrahlquelle 19 der Fig. 6 oder 7 kann eine heiße Kathode, Plasmakathode oder kalte Feldemissionskathode sein. Der Röntgenstrahlengenerator der Fig. 6 oder 7 kann hinter jeder der Hauptelektroden oder hinter einer von ihnen untergebracht sein. Der Röntgenstrahlengenerator kann angrenzend an die Hauptelektrode(n) in der abgedichteten Vakuumkammer 11 untergebracht sein.
Die Fig. 8 bis 10 sind Ansichten, die das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen. Dieses Ausführungsbeispiel benutzt Ultraviolettstrahlen, die durch Gleitentladung erzeugt werden, um ein Lasermedium vorzuionisieren. Der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist, daß eine Stirnseite 25 aus einer Metallplatte oder Maschendraht besteht, mit einer Vielzahl von Perforationen. Eine erste Elektrode 12, die Gleitentladungselektroden 7 und 8 hat, und eine zweite Elektrode 13 sind in einer Gaskammer 27, die das Lasermedium (ein Lasergas) G enthält, angeordnet.
Eine Betriebsweise des zweiten Ausführungsbeispieles wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 erklärt.
Ein erster Kondensator 1 (C 1), der auf eine hohe Spannung aufgeladen ist, wird durch Schließen eines Schalters 5 entladen. Ladungen vom ersten Kondensator 1 (C 1) bewirken, daß Gleitentladung E auf der Oberfläche eines Substrats 6, welches aus Ferrit etc. besteht, auftritt, und gelangen zu einem zweiten Kondensator 2 (C 2). Aufgrund der Gleitentladung E werden Ultraviolettstrahlen U in der Atmosphäre des Lasergases erzeugt.
Mit Entladungskanälen 10, gebildet, um mit Leichtigkeit die elektrischen Ladungen zu übertragen, ist die erzeugte Gleitentladung E in der Longitudinalrichtung der Hauptelektroden orientiert, d.h. einer Kathode 3 und einer Anode 4, wie in Fig. 9 gezeigt. In dieser Figur tritt die Gleitentladung E von der ersten Gleitentladungselektrode 7 hin zu den zweiten Gleitentladungselektroden 8, die gegenüber angebracht sind, in der Longitudinalrichtung der Hauptelektroden 3 und 4 auf.
Die Ultraviolettstrahlen U passieren die Stirnseite 25 mit den Perforationen und bestrahlen eine Hauptentladungsregion M, wobei das Lasergas in der Hauptentladungsregion M vorionisiert wird.
Danach verursacht der zweite Kondensator 2 (C 2) , welcher durch die Ladungsbewegung aufgeladen worden ist, das Auftreten von Hauptentladung zwischen der Anode 4 und Kathode 3, um das Lasergas anzuregen. Dann sendet ein Resonator (nicht gezeigt) einen Laserstrahl in der Richtung einer Pfeilmarkierung L aus, wobei Laseroszillation realisiert wird.
Weil die Ultraviolettstrahlen U durch die Gleitentladung entlang der gesamten Länge der Entladungskanäle 10 erzeugt werden, sind die Strahlen sehr stark, um ausreichende Vorionisation zu erzeugen. Zusätzlich ist eine sehr einfache Schaltung, wie die in Fig. 8 gezeigte, realisiert.
Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Gleitentladungselektroden 7 und 8 hinter der Kathode 3 angebracht, um den Widerstand gegen Strömungen des Lasergases in Richtung einer Pfeilmarkierung G in Fig. 8 zu reduzieren, und damit die Repititionsrate der Laseroszillation zu verbessern.
Löcher 18 können an den Seitenflächen der Kathode 3, wie in Fig. 8 dargestellt, geöffnet werden, oder eine Gaspassage kann innerhalb der Hauptelektroden 3 und 4 arrangiert werden, damit das Lasergas auf die Oberfläche der Gleitentladungselektroden 7 und 8 fließt. Dieses kann weiter die Repititionsrate der Laseroszillation verbessern.
Die Gleitentladungselektroden 7 und 8 zur Erzeugung ultravioletter Strahlen können hinter jeder der Hauptelektroden 3 und 4 oder hinter einer von ihnen, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, in welchen die Gleitentladungselektroden 7 und 8 hinter der Hauptkathode 3 angebracht sind, angebracht werden. Die Gleitentladungselektroden können außerhalb der Hauptelektrode(n) in der Umgebung davon angebracht werden.
Fig. 10 ist ein Schaltplan, der eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispieles zeigt. In dieser Modifikation ist eine sättigungsfähige Induktivität 17 eingefügt und zwischen den zweiten Kondensator 2 (C 2) und Hauptelektroden 3 und 4 geschaltet, um eine schnelle Anstiegszeit der Hauptentladung zu erreichen und damit den Laseroszillationswirkungsgrad zu verbessern.
Fig. 11 ist eine Ansicht, die ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Nach diesem Ausführungsbeispiel sind Gleitentladungskanäle 32 innerhalb einer abgedichteten Vakuumkammer 40 untergebracht, um zwei Röntgenstrahlengeneratoren 30 zu bilden, die senkrecht zu den Hauptelektroden 3 und 4 sind. Die Röntgenstrahlengeneratoren 30 sind zueinander parallel geschaltet, und die einen Enden (Leistungsquellenenden) davon sind mit einem Schalter 5 verbunden, und die anderen Enden (geerdete Enden) davon sind mit einem zweiten Kondensator 2 (C 2) verbunden, der parallel zu den Hauptelektroden 3 und 4 geschaltet ist. Ein erster Kondensator 1 (C 1), der Schalter 5, zwei Röntgenstrahlengeneratoren 30 und zweiter Kondensator 2 (C 2) sind in Serie geschaltet. In gleicher Weise wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen ist die Kapazität des zweiten Kondensators 2 (C 2) größer als die des ersten Kondensators 1 (C 1).
Eine Betriebsweise des dritten Ausführungsbeispieles wird erklärt.
Zuerst wird der erste Kondensator 1 (C 1) geladen und dann wird der Schalter 5 geschlossen, um den ersten Kondensator 1 (C 1) zu entladen. Dieses verursacht das Auftreten von Gleitentladung an den zwei gegenüberliegenden Röntgenstrahlengeneratoren 30. In diesem Moment werden Röntgenstrahlen von den Gleitentladungskanälen 32 durch die Flächen 31 zu einer Hauptentladungsregion M ausgesendet, um das Lasermedium M in der Region ausreichend vorzuionisieren. Während die Gleitentladung durchgeführt wird, bewegen sich Ladungen vom ersten Kondensator 1 (C 1) zum zweiten Kondensator 2 (C 2), und laden dabei den zweiten Kondensator 2 (C 2). Eine aufgeladene Spannung des zweiten Kondensators 2 (C 2) wird an die Hauptelektroden 3 und 4 gelegt, um Hauptentladung zu bewirken, und dabei Laseroszillation durchzuführen.
Zusammenfassend kann eine einfache Schaltung der vorliegenden Erfindung ausreichende Vorionisation bewirken. Ein kompakter von der Erfindung vorgesehener Autovorionisations-Pulslaser realisiert eine hohe Repititionsrate der Laseroszillation, eine einfache Struktur, geringe Kosten, einen hohen Laseroszillationswirkungsgrad und große Ausgangsleistung.
Für den Fachmann ergeben sich verschiedene Modifikationen nach der Lehre der vorliegenden Offenbarung, ohne daß damit ihr Umfang verlassen wird.

Claims (9)

1. Röntgenstrahlen-Vorionisations-Pulslaser, gekennzeichnet durch
  • a) ein Paar sich gegenüberstehender Hauptelektroden, von welchen Pulselektrizität zur Anregung eines Lasermediums, um eine Laseroszillation zu erhalten, entladen wird; und
  • b) eine Gleitentladungszone, welche innerhalb einer abgedichteten Vakuumkammer gebildet ist, die angrenzend an wenigstens eine der Hauptelektroden angebracht ist, zur Erzeugung von Röntgenstrahlen zur Vorionisation des Lasermediums, welches von den Hauptelektroden anzuregen ist.
2. Laser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitentladungszone, die in der abgedichteten Vakuumkammer gebildet ist, umfaßt:
  • - ein Substrat, hergestellt aus wenigstens einem von Ferrit, Keramik, Metalloxiden und einer Mischung davon;
  • - ein Anschlußstück, auf welches das Substrat aufgebracht ist;
  • - einen Entladungskanal, welcher durch Behandlung einer vorbestimmten Zone der Oberfläche des Substrats gebildet ist; und
  • - wenigstens zwei Gleitentladungselektroden, die mit dem Entladungskanal verbunden sind.
3. Laser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgedichtete Vakuumkammer definiert wird von:
  • - einer ersten Elektrode, die eine der Hauptelektroden ist;
  • - dem Anschlußstück der Gleitentladungszone; und
  • - einem dünnen Film, der Röntgenstrahlen, die aus der Gleitentladungszone kommen, durchläßt.
4. Laser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode der Hauptelektroden eine Kathode ist, und eine zweite Elektrode der Hauptelektroden eine Anode ist.
5. Röntgenstrahlen-Vorionisations-Pulslaser, gekennzeichnet durch
  • a) ein Paar gegenüberliegender Hauptelektroden, von welchem Pulselektrizität zur Anregung eines Lasermediums, um eine Laseroszillation zu erhalten, entladen wird;
  • b) einen Röntgengenerator zur Erzeugung von Röntgenstrahlen zur Vorionisation des Lasermediums, welches von den Hauptelektroden anzuregen ist;
  • c) einen zweiten Kondensator, der parallel zu dem Paar von Hauptelektroden geschaltet ist;
  • d) einen ersten ladenden Kondensator, der in Serie mit dem zweiten Kondensator durch den Röntgenstrahlengenerator und die Hauptelektroden geschaltet ist; und
  • e) eine Schalteinrichtung, die geöffnet wird, um den ersten Kondensator aufzuladen, und die geschlossen wird, um den ersten Kondensator zu entladen, wobei der Röntgenstrahlengenerator zur Erzeugung von Röntgenstrahlen für die Vorionisation des Lasermediums veranlaßt wird, und Ladungen von dem ersten Kondensator zu dem zweiten Kondensator bewegt werden, um den zweiten Kondensator aufzuladen, und die Ladungen des geladenen zweiten Kondensators von den Hauptelektroden pulsentladen werden,
  • f) eine Kapazität C 1 des ersten ladenden Kondensators und das C 2 des zweiten Kondensators zu C 1 < C 2 festgelegt ist.
6. Laser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgenstrahlengenerator eine Gleitentladungszone umfaßt, die innerhalb einer abgedichteten Vakuumkammer angebracht ist, die in der Umgebung wenigstens einer der Hauptelektroden gebildet ist.
7. Laser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitentladungszone, die innerhalb der abgedichteten Vakuumkammer gebildet ist, umfaßt:
  • - ein Substrat, welches aus wenigstens einem von Ferrit, Keramik, Metalloxiden und einer Mischung davon gemacht ist;
  • - ein Anschlußstück, an welches das Substrat angebracht ist;
  • - einen Entladungskanal, der durch Behandlung einer vorbestimmten Zone der Oberfläche des Substrates gebildet ist; und
  • - wenigstens zwei Gleitentladungselektroden, die mit dem Entladungskanal verbunden sind.
8. Laser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die abgedichtete Vakuumkammer definiert wird von:
  • - einer ersten Elektrode, die eine der Hauptelektorden ist;
  • - dem Anschlußstück des Gleitentladungsteiles; und
  • - einem dünnen Film, der Röntgenstrahlen, die von der Gleitentladungszone vorgesehen werden, durchläßt.
9. Laser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode der Hauptelektroden eine Kathode ist, und eine zweite Elektrode der Hauptelektroden eine Anode ist.
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