DE68911595T2 - Gas-Laserapparat. - Google Patents

Gas-Laserapparat.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gaslaser-Apparat gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiger Gaslaser-Apparat ist in der EP-A-0 235 788 beschrieben.
  • Als der Gaslaser des obengenannten Typs wird ein CO&sub2;-Laser zur Werkstoffbearbeitung verwendet. Der CO&sub2;-Laser umfaßt im allgemeinen einen mit einem Gasgemisch als ein Lasermedium gefüllten Entladungsabschnitt, eine Vielzahl von im Entladungsabschnitt vorgesehenen Stabanoden, welche in Form eines Reed- bzw. Rohrschirms angeordnet sind, und eine Vielzahl von im allgemeinen L-förmigen Stabkathoden, welche den Stabanoden gegenüberliegend angeordnet sind. Eine Gleichstrom-Hochspannungsquelle ist über Ballastwiderstände zwischen die Entladungselektroden geschaltet. Die Gleichspannung wird über den Entladungselektroden angelegt, wodurch sie eine Glimmentladung zwischen den Elektroden verursacht und dadurch das Gasgemisch anregt. Das Gasgemisch wird über einen Wärmetauscher von der Kathodenseite zur Anodenseite zurückgeführt um zu verhindern, daß seine Temperatur ansteigt. Für beide der Entladungselektroden wird herkömmlicherweise Molybdän aufgrund seines hohen Schmelzpunktes verwendet.
  • Für den in einer Fertigungsstraße eines Unternehmens zum Zwecke der Werkstoffbearbeitung eingesetzten Laserapparat ist es anders als bei einem im Labormaßstab zu Forschungszwecken dienenden Laser wünschenswert, ein möglichst langes Wartungsintervall des Laserapparats zu erreichen, da das Wartungsintervall die Produktivität der Fertigungsstraße beeinflußt. Beim herkömmlichen CO&sub2;-Laser unterliegen die Entladungselektroden einer Zustandsverschlechterung, und die elektrische Entladung im Entladungsabschnitt des Lasers geht von der Glimm- zur Lichtbogenentladung über, wenn die Elektroden nicht gewartet werden. Unter diesen Bedingungen wird die Wartung der Entladungselektroden in relativ kurzen Intervallen wiederholt ausgeführt. So kann beispielsweise der herkömmliche 5 kW-Transversal-Gaslaser maximal 200 Stunden kontinuierlich arbeiten.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Experimente zur Untersuchung des Mechanismus der Zustandsverschlechterung von Entladungselektroden durch. Aus den Experimenten ersahen die Erfinder, dar die aus Molybdän bestehenden Kathoden einer physikalischen Zerstäubungswirkung aufgrund des Aufpralls positiver Ionen während der Glimmentladung unterliegen. Da Molybdän außerdem eine geringe Sublimationstemperatur von unter 700ºC hat, ist es auch wahrscheinlich, daß Molybdän von der chemischen Zerstäubungswirkung beeinträchtigt wird. Demzufolge erfahren die Entladungselektroden aufgrund sowohl physikalischer als auch chemischer Zerstäubungswirkung eine Zustandsverschlechterung. Die Kontrolle der Molybdänkathode nach einer langen Einsatzzeit ergibt, daß sich entlang den Korngrenzen auf der Oberfläche der Molybdänkathode netzförmige Vorsprünge gebildet haben, was ein deutliches Anzeichen dafür ist, dar die Zerstäubung ungleichmäßig auf die Kathode wirkt. Des weiteren bildet sich auf der Kathodenoberfläche ein dünner Oxidfilm. Es ist anzunehmen, daß der dünne Oxidfilm auf eine extrem kleine Menge von Sauerstoff zurückzuführen ist, die im Gasgemisch aus He, N&sub2; und CO&sub2; im Verhältnis 50:45:5 enthalten ist. Weiterhin wird angenommen, daß der Sauerstoff auf Leckage durch Dichtelemente eines luftdichten Behälters des Gaslaser-Apparats oder auf Zerlegung des im Gasgemisch enthaltenen CO&sub2; basiert.
  • Andererseits ergibt die Kontrolle der Molybdänanode nach einer langen Einsatzzeit, daß sich eine angehäufte oder aufgeschichtete Substanz mit einer Dicke von etwa 1 oder 2 um auf ihrer der Kathode gegenüberliegenden Seite befindet, und daß schwarze Vorsprünge, deren Außendurchmesser etwa 100 um beträgt, auf ihrer Oberfläche festgestellt werden. Da es sich bei der angehäuften Substanz um amorphes, teilweise auf der der Kathode gegenüberliegenden Anodenseite befindliches MoO&sub3; handelt, nimmt man an, daß die obenbeschriebene Kathodenzerstäubung Kathodenmaterialpartikel streut und in der Gasgemischströmung zur Anode transportiert, was in der auf der Anode angehäuften Substanz resultiert. Eine Analyse ergibt, daß die auf der angehäuften Substanz ausgeformten Vorsprünge aus Kohlenstoff bestehen. Daraus wird gefolgert, daß Mikro- Lichtbögen an den Vorsprüngen erzeugt werden.
  • Aufgrund der obenbeschriebenen Analysenergebnisse wird folgender Mechanismus angenommen, der von der Zustandsverschlechterung der Entladungselektroden zur Erzeugung von Mikro-Lichtbögen führt: Die Molybdänkathode unterliegt der Zerstäubungswirkung aufgrund der Glimmentladung in Entladungsabschnitt des Gaslasers, was in der ungleichmäßig auf der Anode angehäuften Substanz resultiert. Da die angehäufte Substanz ein Molybdänoxid ist, hat eine isolierende Eigenschaft. Die Konzentration des elektrischen Feldes tritt an manchen Bereichen der Anodenoberfläche auf. Demgegenüber sind die netzförmigen Vorsprünge aufgrund der ungleichmäßigen Zerstäubungswirkung auf der Kathodenoberfläche ausgebildet, welche ebenfalls die Konzentration des elektrischen Feldes verursachen. Die Mikro-Lichtbögen werden aufgrund der Konzentration des elektrischen Feldes erzeugt, und das elektrische Feld neigt dazu, sich mit zunehmender Anzahl der Mikro- Lichtbogenerzeugungspunkte an diesen Punkten zu konzentrieren, wodurch die Ungleichmäßigkeit der Entladungsleistung zunimmt. Die Entladungsleistung erreicht örtlich den Lichtbogengrenzwert oder übersteigt ihn, und schließlich wechselt die Glimmentladung über den Entladungsabschnitt zur Lichtbogenentladung. Die obenbeschriebene Bedingung trifft nicht nur auf die Gaslaser des Gleichspannungsentladungstyps, sondern auch auf diejenigen des Wechselspannungsentladungstyps zu, bei denen beide Entladungselektroden abwechselnd der Zerstäubung und dadurch dem Verschleiß und der Zustandsverschlechterung unterliegen.
  • Soweit bisher beschrieben, besteht beim herkömmlichen Gaslaser ein Problem darin, daß das aufgrund der Zerstäubung an der Seite einer Entladungselektrode produzierte Oxid auf der Oberfläche der anderen Entladungselektrode angehäuft wird und die Zustandsverschlechterung der Elektrode den Lichtbogengrenzwert senkt, wodurch ein verkürztes Wartungsintervall notwendig wird.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gaslaser-Apparat bereitzustellen, bei dem die Zustandsverschlechterung der Entladungselektroden verhindert und somit deren Wartungsintervall verbessert werden kann.
  • Die US-A-4 122 411 beschreibt verschiedene Werkstoffe zur Verwendung für eine zerstäubungsbeständige Kathode, welche Ti und Mo als ein Basismaterial enthalten, deren Arbeitsfläche vorzugsweise mit einem Oxid, z.B. des Titan, beschichtet ist.
  • Der Gaslaser-Apparat der vorliegenden Erfindung entspricht den Ansprüchen 1 bis 4. Nach einer Ausführungsform bestehen die Oberflächen der beiden Entladungselektroden aus Titanoxid anstelle der herkömmlichen aus Molybdän bestehenden Elektroden.
  • Da Titanoxid ein äußerst stabiles Material ist, hat es eine kleine Zerstäubungsrate und neigt nicht zur Beeinträchtigung durch physikalisches Zerstäuben. Da weiterhin der Dampfdruck bei hoher Umgebungstemperatur relativ niedrig ist, neigt Titanoxid nicht zur Beeinträchtigung durch chemisches Zerstäuben. Bei einer Temperatur des TiO&sub2; von ca. 1530ºC nimmt der Dampfdruck den Wert von 10&supmin;&sup6; Torr an, während bei gleichen Dampfdruckbedingungen die Temperatur des MoO&sub3; nur 490ºC erreicht. Folglich wird verhindert, daß die aufgrund des Zerstäubens an einer Entladungselektrode resultierende Substanz auf der anderen Entladungselektrode angehäuft wird, was eine Konzentration des elektrischen Feldes vermeidet. Außerdem ist der Oberflächenzustand des Titans stabil, was zusätzlich zur Vermeidung von Konzentration des elektrischen Feldes und damit zum Auftreten von Mikro-Lichtbögen beiträgt. Da also eine Zustandsverschlechterung der Entladungselektronen vermieden werden kann, kann eine stabile Entladung über einen langen Zeitraum sichergestellt werden.
  • Die Entladungselektroden mit Titanoxidoberflächen können nach den folgenden Verfahren erhalten werden. Bei einem ersten Verfahren werden die Entladungselektroden aus Titan als einem Basismaterial gebildet. Vor dem Einbau der Entladungselektroden in den Gaslaser-Apparat werden die Elektroden unter Umgebungsluft gebrannt, so daß ihre Oberflächen oxidieren. Bei einem zweiten Verfahren werden die Entladungselektroden aus Titan als einem Basismaterial gebildet und in den Gaslaser- Apparat eingebaut. Wenn die elektrische Entladung zwischen den Entladungselektroden auf die übliche Weise eingeleitet wird, wird das Basismaterial Titan aufgrund der durch die Entladung entstehenden Hitze erwärmt, und eine extrem kleine Sauerstoffmenge, welche in dem als das Lasermedium dienenden Gasgemisch enthalten ist, bewirkt die Oxidation des Basismaterials, wodurch man die Titanoxidoberfläche erhält. Bei einem dritten Verfahren werden die Entladungselektroden als Molybdän als Basismaterial gebildet. Danach wird Titan mittels Sputtern, Ionenbeschichten oder Laserplattieren auf die Elektrodenoberflächen aufgebracht. Danach werden die Elektroden entweder zuvor gebrannt oder unmittelbar in den Gaslaser- Apparat eingebaut, wo durch Einleiten der elektrischen Entladung der Elektrodenoberflächen oxidieren. Im Fall des Gaslaser-Apparats des Gleichspannungsentladungstyps kann eine der Elektroden aus dem Entladungselektrodenpaar mit der Titanoberfläche versehen werden. Im Fall des Gaslaser- Apparats des Wechselspannungsentladungstyps jedoch müssen beide der Entladungselektroden mit der Titanoberfläche versehen werden.
  • Nunmehr werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
  • Fig. 1 eine Teilschnittansicht einer Kathode für den Gaslaser-Apparat einer ersten Ausführungsform, bei der die vorliegende Erfindung angewandt werden kann;
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Kathode;
  • Fig. 3 eine Schnittansicht des Entladungsabschnitts des Gaslaser-Apparats;
  • Fig. 4 eine graphische Darstellung des Ergebnisses der Elementaranalyse in Richtung der Kathodentiefe vor Einleiten der Entladung;
  • Fig. 5 eine graphische Darstellung des Ergebnisses der Elementaranalyse in Richtung der Kathodentiefe nach Ablauf von 200 Stunden ab dem Einleiten der Entladung;
  • Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Entladungsleistung und Entladungsdauer in der Praxis;
  • Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer gemäß der Erfindung eingesetzten Entladungselektrode im Gaslaser-Apparat der zweiten Ausführungsform;
  • Fig. 8 eine Teilschnittansicht einer im Impulslaser- Apparat einer dritten Ausführungsform eingesetzten Kathode; und
  • Fig. 9 eine Schnittansicht des Entladungsabschnitts des Impulslaser-Apparats.
  • Eine erste Ausführungsform, bei der der Gaslaser-Apparat ein CO&sub2;-Laser zur Werkstoffbearbeitung ist, wird nunmehr anhand der Fig. 1 bis 4 der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Wie zunächst aus der Fig. 3 ersichtlich ist, wird ein Gasgemisch veranlaßt, von der linken zur rechten Seite einen Innenhohlraums eines Entladungsabschnitts 1 zu strömen. Das Gasgemisch wird von einem Wärmetauscher (nicht dargestellt) gekühlt und durch den Hohlraum des Entladungabschnitts 1 zurückgeführt. Das Gasgemisch besteht aus He, N&sub2; und CO&sub2; im Verhältnis 50:45:5. Es ist zu berücksichtigen, daß eine extrem kleine Menge Sauerstoff oder dergl. im Gasgemisch enthalten ist. Der Druck des Gasgemischs beträgt etwa 4 x 10³ Pascal (30 Torr) und seine Durchsatzrate im Entladungsabschnitt beträgt in der Mitte des Hohlraums ca. 70 m/s.
  • Jede Stabanode 2 der Entladungselektroden umfaßt eine schlanke sich senkrecht erstreckende Stabelektrode. Eine Vielzahl solcher Stabanoden 2 sind über den Hohlraum des Entladungsabschnitts 1 angeordnet. Jede Stabkathode 3 der Entladungselektroden umfaßt eine im wesentlichen L-förmige schlanke Stabelektrode. Eine Vielzahl solcher Stabkathoden 3 sind so angeordnet, daß eines ihrer Enden in Richtung der Stabanoden 2 weist. Eine Gleichspannungsquelle 5 ist über Ballastwiderstände 4 mit jeweils einem Widerstand von 20 kX zwischen die Elektroden 2 eingeschaltet, so daß über die Elektroden 2 und 3 eine hohe Gleichspannung angelegt wird. Wenn die Gleichspannung über den Elektroden 2 und 3 angelegt ist, während das Gasgemisch durch den Hohlraum des Entladungsabschnitts 1 strömt, wird eine Glimmentladung eingeleitet. Ein Bereich, in dem Glimmen vorliegt, ist in der Fig. 3 durch gekreuzte schräge Linien markiert. Ein Belichtungsabschnitt jeder Stabkathode 3, welcher mit dem Glimmen abgedeckt ist, unterliegt dem Einfluß des Gasdrucks oder dergl. In der Ausführungsform befindet sich der Belichtungsabschnitt jeder Stabkathode 3 innerhalb von 10 mm bis 20 mm vom distalen Ende jeder Stabkathode 3 entfernt. Bei Eintritt der Glimmentladung wird das CO&sub2; im als Lasermedium dienenden Gasgemisch erregt, und zwischen herkömmlichen Resonatoren, die jeweils mit einem Reflektor (nicht dargestellt) ausgestattet sind, tritt Laserschwingung ein. In der Fig. 3 ist eine Strahlachse mit Bezugszeichen 6 gekennzeichnet.
  • Titan wird als das Basismaterial 7 jeder Stabkathode 3 verwendet, und auf der Oberfläche des Belichtungsabschnitts bildet sich, wie schematisch in der Fig. 1 dargestellt, ein dünner Titanoxidfilm 8. Jede mit dem Titanoxidfilm 8 versehene Stabkathode 3 wird wie folgt hergestellt: Die gesamten Stabkathoden 3 werden zuerst aus Titan gebildet und in dem Entladungsabschnitt 1 des Gaslaser-Apparats eingebaut. Die elektrische Entladung wird dann zwischen den Entladungselektroden 2 und 3 auf die gleiche Weise wie bei der üblichen Verwendung des Apparats eingeleitet. Die Stabkathoden 3 werden durch das Glimmen erwärmt, und die Oberfläche jeder Stabkathode 3 oxidiert aufgrund einer extrem kleinen Menge Sauerstoff, welche im Gasgemisch enthalten ist, wodurch sich ein dünner Titanoxidfilm auf der Oberfläche jeder Stabkathode 3 bildet. Hierzu zeigen die Fig. 5 und 6 die Ergebnisse einer Elementaranalyse entsprechend eines auf dem Auger-Effekt basierenden Analyseverfahrens der Kathode in Richtung ihrer Tiefe vor dem Eintreten der elektrischen Entladung sowie nach 200stündiger Entladung. In jeder graphischen Darstellung repräsentiert die waagrechte Achse die Tiefe von der Kathodenoberfläche aus und die senkrechte Achse das Elementarverhältnis auf Basis der Spektralintensität. Wie die graphischen Darstellungen zeigen, hat sich nach 200stündiger elektrischer Entladung ein dünner Titanoxidfilm mit einer Dicke von etwa 50 nm (500 Å) auf der Oberfläche der aus Titan als Basismaterial geformten Kathode gebildet. Es ist zu berücksichtigen, daß die Dicke des so entstandenen Titanoxidfilms nahezu proportional zur Entladedauer ist.
  • Da gemäß dem obenbeschriebenen Aufbau die Belichtungsabschnittsoberfläche jeder Stabkathode 3 mit dem dünnen Titanoxidfilm 8 bedeckt ist, dessen physikalische Zerstäubungsrate beachtlich niedrig ist, wird das physikalische Zerstäuben auch dann nahezu ausgeschaltet, wenn die elektrische Entladung eine Beeinträchtigung der Stabkathode 3 durch die Zerstäubungswirkung verursacht. Da weiterhin Titanoxid ein stabiles Material ist und einen niedrigen Dampfdruck in einer Atmosphäre hoher Temperatur hat, wird auch das chemische Zerstäuben vermieden. Dementsprechend wird eine Menge der auf der Stabanode 2 angehäuften Substanz deutlich im Vergleich zum Fall der herkömmlichen aus Molybdän gebildeten Kathode verringert, so daß eine Konzentration des elektrischen Feldes auf der Anodenoberfläche und damit Auftreten von Mikro-Lichtbögen vermieden wird. Da außerdem der Titanoxidfilm 8 stabil ist, wird eine Konzentration des elektrischen Feldes bedingt durch ungleichmäßiges Zerstäuben, wie dies im Falle der herkömmlichen Molybdänkathode zu erkennen ist, auf der Oberfläche jeder Stabkathode 3 ausgeschaltet, wodurch das Auftreten von Mikro-Lichtbögen weiter eingeschränkt wird.
  • Als Ergebnis des obenbeschriebenen Aufbaus kann eine Zustandsverschlechterung bei den Elektroden 2 und 3 verhindert und deshalb eine stabile Entladung über eine lange Dauer aufrechterhalten werden. Des weiteren können das Wartungsintervall das Gaslaser-Apparats und die Produktivität einer Fertigungsstraße, in der der Gaslaser-Apparat arbeitet, verbessert werden. Die Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen der Entladungsleistung und der Entladungsdauer in der Praxis für den Fall eines 5 kW-Transversal-CO&sub2;-Laser. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, nimmt die praktische Entladungsleistung bei der herkömmlichen Molybdänkathode allmählich ab, und die elektrische Entladung wird nur über etwa 100 Stunden aufrechterhalten. Bei der erfindungsgemäßen Titankathode dagegen, kann die praktische Entladungsleistung selbst nach 200stündiger Entladung auf einem hohen Wert gehalten werden. Die waagrechte Achse in der Fig. 6 kennzeichnet den logarithmischen Maßstab.
  • Der Durchmesser der Titankathode hat nach der 200stündigen elektrischen Entladung um etwa 9 um abgenommen. Auf Basis dieses Ergebnisses beträgt die Betriebslebensdauer der in der Ausführungsform eingesetzten Titankathode etwa 10.000 Stunden. Bei herkömmlichen Kathoden muß die auf der Kathode angehäuf te Substanz in Intervallen von jeweils höchstens 200-Stunden entfernt werden. Beim erfindungsgemäßen Apparat dagegen kann das Intervall auf etwa 1500 Stunden verlängert werden, was dem 7,5fachen des herkömmlichen Apparats entspricht. Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, hat die Titankathode 3 die Tendenz zu einer niedrigen praktischen Entladungsleistung in der Anfangsphase der elektrischen Entladung, die mit anhaltender Entladung zunimmt. Wird jedoch das Einbrennen mit der Kathode 3 länger ausgeführt als im herkömmlichen Apparat bei Testbetrieb des Apparats zur Vorbereitung für die Auslieferung oder den Transport ab Werk, dann kann die praktische Entladungsleistung zunächst auf einem hinreichend hohen Wert gehalten werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorzugsweise für einen biaxialen Querströmungs-CO&sub2;-Laser mit Gleichspannungsentladung angewandt wird, kann die Erfindung auch auf andere Laser- Apparate des Typs, bei dem die Entladungselektroden in der Atmosphäre des als Ladermedium dienenden Gasgemischs ungeachtet der Art des Gasgemischs angeordnet sind, wie z.B. Axialströmungs-Gaslaser, dreiachsige Querströmungs-Gaslaser und dergl. Die Entladungskathode ist im wesentlichen Σ-förmig ausgeführt, wie eine Kathode 9 in der Fig. 7 als eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform.
  • Wie in der eine dritte Ausführungsform darstellenden Fig. 8 gezeigt, kann jede Stabkathode 3 aus Molybdän als einem Basismaterial 10 gebildet werden. Auf jeder Stabkathode 3 kann eine Titanbeschichtung 11 aufgebracht und dann oxidiert werden, so daß sich auf der Oberfläche jeder Stabkathode 3 ein Titanoxidfilm bildet. Das Verfahren zum Aufbringen der Titanbeschichtung 11 auf jeder Stabkathode 3 umfaßt Sputtern, Ionenbeschichten oder Laserplattieren, die dem Fachmann hinreichend bekannt sind. Von diesen Verfahren gilt Laserplattieren als das geeigneste, da es die größte Schichtdicke von etwa 0,4 mm ermöglicht. Weiterhin kann zur Oxidierung der Titanbeschichtung 11 das gleiche Verfahren wie bei der vorigen Ausführungsform angewandt werden. Wahlweise kann die Kathode vor der Montage des Laser-Apparats erwärmt werden, damit die Titanbeschichtung oxidiert.
  • Obwohl die Erfindung vorzugsweise auf den Gaslaser der vorigen Ausführungsform mit Gleichspannungsentladung angewandt wird, kann sie auch für einen Gaslaser des Wechselspannungsentladungstyps vorgesehen werden. Da beide Elektroden abwechselnd von der Zerstäubungswirkung im Gaslaser des Wechselspannungsentladungstyps betroffen sind, muß sowohl die Kathode als auch die Anode mit der Titanoxidoberfläche versehen werden. Es wird davon ausgegangen, daß sich der Aufbau, bei dem sowohl die Kathode als auch die Anode mit Titanoxidoberfläche versehen ist, in einfacher Weise aus der Beschreibung der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erkennen läßt, so daß auf eine Beschreibung sowie auf Zeichnungen hierfür verzichtet wird.
  • Um die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen, können außerdem die Entladungselektroden aus Titan als Basismaterial oder aus Molybdän als Basismaterial mit Titanbeschichtung gebildet werden, anstatt zuvor Titanoxid auf die Oberflächen der Entladungselektroden aufzubringen, wie oben beschrieben. Bei der Inbetriebnahme des Gaslaser-Apparats verursacht die zwischen den Entladungselektroden induzierte elektrische Entladung die Oxidation von deren Oberflächen, und dementsprechend ist schließlich die Oberfläche jeder Elektrode mit Titanoxid bedeckt. Da sich diese Konstruktion ebenfalls in einfacher Weise aus der ersten Ausführungsform herleiten läßt, wird auf eine detallierte Beschreibung mit Zeichnungen verzichtet.
  • Die Fig. 8 und 9 zeigen eine vierte Ausführungsform, welche einen Impulslaser mit gepulster Leistung betrifft. Stabkathoden 13 und Stabanoden 14, welche jeweils aus Titan als ein Basismaterial gebildet sind, sind einander gegenüberliegend an den oberen und unteren Seiten eine Entladungsabschnitts 12 angeordnet. Eine gepulste Spannungsversorgung ist über die Elektroden angeschlossen. Der Titanoxidfilm bildet sich auf der Oberfläche des Belichtungsabschnitts jeder Elektrode aufgrund der Oxidation des Titan als Basismaterial. Das als das Lasermedium dienende Gasgemisch kann entweder von rechts nach links oder umgekehrt strömen, wie aus der Fig. 9 ersichtlich ist. Mit der vierten Ausführungsform läßt sich derselbe Effekt erzielen wie mit der ersten Ausführungsform.

Claims (8)

1. Gaslaser-Apparat, in dem ein Paar Entladungselektroden (2, 3) so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberstehen und sich in einer Atmosphäre eines als ein Lasermedium dienenden Gasgemisches befinden, und eine Gleichspannung über die Entladungselektroden (2, 3) so angelegt wird, daß sie eine elektrische Entladung hervorruft, wodurch das Gasgemisch angeregt wird, wobei die Entladungselektroden (2, 3) eine Anzahl von in Form eines Reed- bzw. Rohrschirms angeordneten Stabanoden (2) sowie eine Anzahl von an der stromaufwärtigen Seite einer Gasgemischströmung relativ zu den Stabanoden angeordneten Stabkathoden (3) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabkathoden im wesentlichen in Form eines Σ gebogen sind, dessen freies Ende von der Kathode wegweist, und in entsprechenden, parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand zwischen jeder Stabkathode (3) und der benachbarten Stabkathode (3) angeordneten Ebenen vertikal übereinanderliegen, wobei sich die Stabanoden (2) in einer Richtung erstrecken, in der die Stabkathoden (3) gestapelt sind und die Kathode (3) der Entladungselektroden (2, 3) aus Titan als ein Basismaterial (7) gebildet ist, und daß die Oberfläche eines Belichtungsabschnitts der Kathode (3) zu Titanoxid oxidiert ist, wobei der Belichtungsabschnitt einem mit einem Glimmen während der elektrischen Entladung abgedeckten Bereich entspricht.
2. Gaslaser-Apparat, in dem ein Paar Entladungselektroden (2, 3) so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberstehen und sich in einer Atmosphäre eines als ein Lasermedium dienenden Gasgemisches befinden, und eine Gleichspannung über die Entladungselektroden (2, 3) so angelegt wird, daß sie eine elektrische Entladung hervorruft, wodurch das Gasgemisch angeregt wird, wobei die Entladungselektroden (2, 3) eine Anzahl von in Form eines Reed-Schirms angeordneten Stabanoden (2) sowie eine Anzahl von an der stromaufwärtigen Seite einer Gasgemischströmung relativ zu den Stabanoden angeordneten Stabkathoden (3) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabkathoden (3) im wesentlichen in Form eines Σ gebogen sind, dessen freies Ende von der Kathode wegweist, und in entsprechenden, parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand zwischen jeder Stabkathode (3) und der benachbarten Stabkathode (3) angeordneten Ebenen vertikal übereinanderliegen, wobei sich die Stabanoden (2) in einer Richtung erstrecken, in der die Stabkathoden (3) gestapelt sind und die Kathode (3) der Entladungselektroden (2, 3) aus Molybdän als ein Basismaterial (10) gebildet ist und eine Titanbeschichtung (11) auf der Kathode (3) aufgebracht ist, und daß die Oberfläche eines Belichtungsabschnitts der Kathode (3) zu Titanoxid oxidiert ist, wobei der Belichtungsabschnitt einem mit einem Glimmen während der elektrischen Entladung abgedeckten Bereich entspricht.
3. Gaslaser-Apparat, in dem ein Paar Entladungselektroden (2, 3) so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberstehen und sich in einer Atmosphäre eines als ein Lasermedium dienenden Gasgemisches befinden, und eine Gleichspannung über die Entladungselektroden (2, 3) so angelegt wird, daß sie eine elektrische Entladung hervorruft, wodurch das Gasgemisch angeregt wird, wobei die Entladungselektroden (2, 3) eine Anzahl von in Form eines Reed-Schirms angeordneten Stabanoden (2) sowie eine Anzahl von an der stromaufwärtigen Seite einer Gasgemischströmung relativ zu den Stabanoden angeordneten Stabkathoden (3) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabkathoden (3) im wesentlichen in Form eines Σ gebogen sind, dessen freies Ende von der Kathode wegweist, und in entsprechenden, parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand zwischen jeder Stabkathode (3) und der benachbarten Stabkathode (3) angeordneten Ebenen vertikal übereinanderliegen, wobei sich die Stabanoden (2) in einer Richtung erstrecken, in der die Stabkathoden (3) gestapelt sind und die Kathode (3) der Entladungselektroden (2, 3) aus Titan gebildet ist, deren Oberfläche während der elektrischen Entladung oxidiert wird.
4. Gaslaser-Apparat, in dem ein Paar Entladungselektroden (2, 3) so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberstehen und sich in einer Atmosphäre eines als ein Lasermedium dienenden Gasgemisches befinden, und eine Gleichspannung über die Entladungselektroden (2, 3) so angelegt wird, daß sie eine elektrische Entladung hervorruft, wodurch das Gasgemisch angeregt wird, wobei die Entladungselektroden (2, 3) eine Anzahl von in Form eines Reed-Schirms angeordneten Stabanoden (2) sowie eine Anzahl von an der stromaufwärtigen Seite einer Gasgemischströmung relativ zu den Stabanoden angeordneten Stabkathoden (3) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabkathoden (3) im wesentlichen in Form eines Σ gebogen sind, dessen freies Ende von der Kathode wegweist, und in entsprechenden, parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand zwischen jeder Stabkathode (3) und der benachbarten Stabkathode (3) angeordneten Ebenen vertikal übereinanderliegen, wobei sich die Stabanoden (2) in einer Richtung erstrecken, in der die Stabkathoden (3) gestapelt sind und die Kathode (3) der Entladungselektroden (2, 3) aus Molybdän als ein Basismaterial (7) gebildet ist und eine Titanbeschichtung (11) auf der Kathode (3) aufgebracht ist, wobei die Titanbeschichtung während der elektrischen Entladung oxidiert wird.
5. Gaslaser-Apparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Entladungselektroden (2, 3) aus Titan als ein Basismaterial gebildet sind, und daß die Oberflächen der Belichtungsabschnitte beider dieser Entladungselektroden (2, 3) zu Titanoxid oxidiert werden, wobei jeder Belichtungsabschnitt einem mit einem Glimmen während der elektrischen Entladung abgedeckten Abschnitt entspricht.
6. Gaslaser-Apparat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Entladungselektroden (2, 3) aus Molybdän als ein Basismaterial gebildet ist und eine auf jeder Entladungselektrode (2, 3) aufgebrachte Titanbeschichtung zu Titanoxid oxidiert wird, wobei jeder Belichtungsabschnitt einem mit einem Glimmen während der elektrischen Entladung abgedeckten Abschnitt entspricht.
7. Gaslaser-Apparat gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Entladungselektroden (2, 3) aus Titan gebildet ist und daß die Oberfläche jeder Entladungselektrode (2, 3) während der elektrischen Entladung oxidiert wird.
8. Gaslaser-Apparat gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Entladungselektroden (2, 3) aus Molybdän als ein Basismaterial (7) gebildet ist und eine Titanbeschichtung (11) auf jeder der Entladungselektroden (2, 3) aufgebracht ist, wobei die Titanbeschichtung während der elektrischen Entladung oxidiert wird.
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