DE4010149A1 - Hochfrequenzangeregter bandleiterlaser - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hochfrequenzange­ regten Bandleiterlaser gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Ein derartiger Laser ist aus der DE-OS 37 29 053 bekannt.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht bei einem Laser gemäß dem Oberbegriff in einer Erhö­ hung der spezifischen Leistung. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei einem erfindungsgemäßen Laseraufbau können die Elektro­ den ohne Isolationsprobleme bis an die Spiegel herangeführt werden. Dies ergibt eine vollständige Ausnutzung des Entla­ dungsraumes.

In einer vorteilhaften Ausführungsform bestehen die Elektro­ den und die Spiegel aus Metall, wobei die Spannung im Bereich der Spiegel unter der Brennspannung des Laserplasmas liegt. Dadurch werden Überschläge auf die Metallspiegel vermieden, ohne daß Isolationsstrecken erforderlich wären. Dabei können sowohl die Spiegel als auch die Elektroden über Kühlkanäle flüssigkeitsgekühlt werden, wodurch sich eine besonders hohe Belastbarkeit ergibt. Vorteilhaft werden hohe Anregungsfre­ quenzen im Bereich von 70 MHz bis 500 MHz angewendet. Dadurch ergeben sich ausreichend große plasmafreie Zonen in der Nach­ barschaft der Spiegel bei gleichzeitig vorteilhafter Anregung mit hohem Wirkungsgrad. Die Elektroden können mit vorteilhaft wellenleitenden Stoffen beschichtet sein.

Ein besonders hoher Wirkungsgrad ist gegeben, indem die An­ regungselektroden auch die Wellenleiterflächen bilden und von einem Spiegel zum anderen reichen. Metallische Wellenleiter­ flächen können mit hoher Güte hergestellt werden, und gleich­ zeitig wird eine besonders wirkungsvolle Kühlung bis unmit­ telbar an den Rand des Plasmas herangeführt.

Die Erfindung wird nun anhand von zwei Figuren näher erläu­ tert. Sie ist nicht auf das in den Figuren gezeigte Beispiel beschränkt.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Bandleiterlaser schema­ tisch in geschnittener Ansicht,

Fig. 2 zeigt denselben Bandleiterlaser in Draufsicht.

Elektroden 1 und 2 aus Metall erstrecken sich zwischen den Spiegeln 3 und 4 eines Bandleiterlasers. Im gezeigten Bei­ spiel bilden die Spiegel 3 und 4 einen instabilen Resonator. In Richtung der Spiegelausdehnung ist der Entladungsraum 9 nicht durch Wellenleiterflächen begrenzt. An den Spiegel 3 grenzt ein Strahlaustrittsfenster 5 an.

Die Elektrode 2 ist im gezeigten Beispiel auf Masse geschal­ tet, während die Elektrode 1 einen Anschluß 6 für Hochfre­ quenz besitzt. Von diesem Anschluß 6 ausgehend ist die Elek­ trode 1 mit einer Induktivität 7 und einer Kapazität 8 be­ schaltet. Die Induktivität 7 und die Kapazität 8 sind ver­ stellbar und so eingestellt, daß sich bei der vorgesehenen Frequenz eine stehende Welle ausbildet, die in der Nähe der Spiegel 3 bzw. 4 einen Spannungsknoten besitzt, wobei die Spannung unter der Zündspannung und im vorliegenden Fall bei metallischen Spiegeln auch unter der Brennspannung des Plas­ mas im Entladungsraum liegt. Dadurch bedingt entstehen in der Nachbarschaft der Spiegel 3 bzw. 4 plasmafreie Zonen, wo­ durch Überschläge vom Plasma auf die Spiegel und eine Schä­ digung der Spiegel durch das Plasma vermieden werden. Eine galvanisch leitfähige Verbindung zwischen den Elektroden und den Spiegeln stört beim Anlegen von Hochfrequenz nicht und ergibt vorteilhafte Einkoppelwerte, wenn die Frequenzen im Bereich von 70 MHz bis 500 MHz gehalten werden.

Sowohl in den Spiegeln als auch in den Elektroden sind Kühl­ schlangen 11 bzw. 13 vorgesehen, welche über Anschlußstutzen 10 bzw. 12 mit Kühlmittel versorgt werden. Dadurch wird eine sehr hohe Leistungsdichte in diesem Laseraufbau ermöglicht.

Claims (4)

1. Hochfrequenzangeregter Slab- oder Bandleiterlaser, welcher zumindest zwei einander in Bezug auf den Entladungsraum ge­ genüberliegende Anregungselektroden besitzt, die an eine Wellenleiterfläche angrenzen oder die Wellenleiterfläche bil­ den, indem Resonatorspiegel unmittelbar an die Wellenleiter­ fläche angrenzen und indem der Entladungsraum in Richtung parallel zu den Anregungselektroden nicht durch Wellenleiter­ flächen begrenzt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elektroden mit Induktivitäten und/oder Kapa­ zitäten derart beschaltet sind, daß sich im Entladungsraum stehende Schwingungen ausbilden, daß in der Nähe der Spiegel sich Spannungsknoten befinden und daß die Spannung im Bereich der Spiegel unter der Zündspannung für das Laserplasma liegt.

2. Slab- oder Bandleiterlaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel aus Metall bestehen und daß die Spannung im Bereich der Spiegel unter der Brennspannung des Laserplasmas liegt.

3. Slab- oder Bandleiterlaser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hohe Anregungsfrequenzen im Bereich von 70 MHz bis 500 MHz an­ gewendet werden.

4. Slab- oder Bandleiterlaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungselektroden auch die Wellenleiterflächen bilden und von einem Spiegel zum anderen reichen.