EP0354922A1

EP0354922A1 - Gaslaser

Info

Publication number: EP0354922A1
Application number: EP88904472A
Authority: EP
Inventors: Gerd Herziger; Peter Loosen; Otto MÄRTEN; Hartwig BÖNING
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1990-02-21
Also published as: JPH03502626A; DE3716873A1; WO1988009578A1; DE3716873C2; US5014282A

Description

Gaslaser

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaslaser, insbesondere Kohlendioxidlaser, mit einem einbautenfreien Gasentladungsraum zwischen Hochspannungselektroden, mit einem zwischen einander gegenüber angeordneten Reflektoren vielfach gefalteten Strahlengang zweier Resonatorendspiegel, und mit Gaseinlaß und Gasauslaß gestattenden Öffnungen des nach außen abgeschlossenen Gasentladungsraums.

Stand der Technik

Ein derartiger Gaslaser ist aus der DE-OS 35 16 232 bekannt. Dieser bekannte Gaslaser ist für Kraftfahrzeug-Zündanlagen bestimmt, wozu er einfach im Aufbau ist und geringen Raumbedarf hat. Eine Kühlung ist nicht vorgesehen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gaslaser mit den eingangs genannten Merkmalen insbesondere im Hinblick auf seinen einbautenfreien Gasentladungsraum so zu verbessern, also unter Beibehaltung seines einfachen Aufbaus, daß eine höhere Leistung erreicht wird, unter Einhaltung einer annehmbaren Strahlqualität. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Gasentladungsraum eine kontinuierliche Gasströmung vorhanden ist, und daß die Gasströmungsrichtung parallel zu der zwischen den Reflektoren befindlichen Längsachse des einbautenfreien Gasentladungsraums verläuft.

Der eingangs angesprochene Gaslaser der DE-OS 35 16 232 hat zwar Gaseinlaß- und Gasauslaßöffnungen, die jedoch nur dazu dienen, den Innenraum des Lasers mit der gewünschten Gasfüllung versehen bzw. diese Gasfüllung auswechseln zu können. Eine kontinuierliche Gasströmung ist nicht vorhanden.

Aus der DE-OS 33 16 778 ist Gaszirkulation durch den Entladungsraum bekannt. Dieser weist jedoch eine zentrale dickere Mantelrohrelektrode auf, die zu einer Verwirbelung der Strömung in Richtung des Strahlenganges beiträgt, so daß transversale Dichtegradienten im Lasergas auftreten, deren Folge Strahlverzerrungen sind.

Für die Erfindung ist also von Bedeutung, daß die kontinuierliche Gasströmung bzw. deren Gasströmungsrichtung parallel zur Längsachse des einbautenfreien Entladungsraums verläuft. Durch den vielfach gefalteten Strahlengang wird die Kompaktheit des Lasers vergrößert und insbesondere werden die Strömungsquerschnitte bei verringerten Strömungsläagen größer. Infolgedessen ergeben sich geringere Druckdifferenzen insbesondere im Entladungsraum, was auch bei einer Erhöhung der Laserleistung zu einer Verbesserung der Strahlqualität führt, aber auch die Möglichkeit eröffnet, preiswertere Pumpsysteme mit niedrigen Druckzahlen einzusetzen, nämlich Seitenkanal- und Radialverdichter. Diese Vorteile und insbesondere die hohe Strahlqualität ergeben sich sowohl bei kontinuierlichem Betrieb des Lasers, wie auch im Pulsbetrieb. Seine Kompaktheit gewährleistet eine hohe mechanische Stabilität und ermöglicht darüberhinaus eine erhebliche Senkung der Herstellungskosten. Der Gasentladungsraum ist mindestens ein im Querschnitt rechteckiger Strömungskanal, an dessen Stirnseiten riegeiförmige Reflektoren als sphärisch gekrümmte Spiegel oder den Strahlengang U-förmig faltende Dachkantspiegel angeordnet sind. Die riegeiförmigen Reflektoren sind mit dieser Form auf den rechteckigen Strömungskanal stabilitätsmäß ig optimal abgestimmt. Der rechteckige Strömungskanal bzw. das den Strömungskanal umschließende Trägerrohr hat ein großes Flächenträgheitsmoment, so daß etwa vorhandene Vibrationen durch Restunwuchten sich drehender Teile von Gebläsen od. dgl. nur in geringem Maße im optischen System des Lasers zur Auswirkung kommen. Die gewonnene Stabilität des optischen Systems bzw. der riegeiförmigen Reflektoren oder Faltungsspiegel ist so erheblich, daß die Erhöhung der Faltungszahl nicht ins Gewicht fällt, welche zur Vermeidung einer Reduktion des Strahldurchmessers durch mehrmalige Zwischenfokussierung bei Reflexion an den sphärisch gekrümmten Spiegeln in Kauf genommen werden muß. Auch der den Strahlengang U-förmig faltende Dachkantspiegel hat eine hohe mechanische Stabilität gegen Vibrationsbeeinflussung und ist insbesondere bei kleinen Verkippungen um seine Dachkantachse vergleichsweise unempfindlich, weil sich nur geringe Verschiebungen der zwischen den Reflektoren befindlichen Stahlabschnitte ergeben.

Bei einem Gaslaser, insbesondere einem Kohlendioxidlaser, mit einem Gasentladungsraum und mit einem zwischen einander gegenüber angeordneten Reflektoren vielfach gefalteten Strahlengang zweier Resonatorendspiegel ist es vorteilhaft, wenn der Strahlengang zwischen den Reflektoren in mindestens zwei übereinander liegenden Ebenen des Gasentladungsraums angeordnet ist. Damit läßt sich durch die Faltung des Strahlengangs nicht nur die Kompaktheit des Lasers in Richtung seiner zwischen den Reflektoren befindlichen Längsachse erreichen, sondern im erheblichem Maße auch quer dazu. Es ergibt sich eine größere mechanische Stabilität des Resonators und eine daraus folgende Verbesserung der Strahlqualität. Der verbesserte Aufbau des Gas lasers wird unter prinzipieller Beibehaltung der oben genannten Bauteile ermöglicht, insbesondere unter Beibehaltung der dargelegten optischen Systeme bzw. der Reflektoren, die als sphärisch gekrümmte Spiegel in Riegelform oder als Dachkantspiegel zuverlässig und mit geringem Aufwand hergestellt werden können. Außerdem ermöglicht eine Reduzierung der Erstreckung quer zur Längsachse, daß der Querschnitt des Entladungsraums vergrößert und seine Länge verringert werden kann, so daß sich der Pumpenergieaufwand für eine Durchströmung des Entladungsraums mit Lasergas erheblich verringern läßt. Der Strahlengang kann nicht nur in zwei übereinanderliegenden Ebenen des Gasentladungsraums angeordnet werden, sondern auch in mehreren, also sandwichartig.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der Gaslaser zur Überleitung des Strahlengangs zwischen zwei Ebenen mindestens einen hochkant angeordneten Dachkantspiegel auf, dessen erste Spiegelfläche auf Höhe der ersten Strahlengangebene und dessen zweite Spiegelfläche auf Höhe der zweiten Strahlengangebene angeordnet ist. Durch die Anordnung des Dachkantspiegels in der vorbeschriebenen Weise wird gewährleistet, daß die durch den Dachkantspiegel bestimmten Strahlengangabschnitte achsparallel zu den übrigen Strahlengangabschnitten des optischen Systems angeordnet sind. Somit ergibt sich eine durchweg gleichmäßige Belegung des Querschnitts des Entladungsraums und eine dadurch erreichte geringe Strahlverzerrung.

Es muß nicht nur ein hochkant angeordneter Dachkantspiegel vorhanden sein, um eine einmalige Überleitung des Strahlengangs zwischen zwei Ebenen zu erreichen, sondern es können auch mehrere hochkant angeordnete Dachkantspiegel verwendet werden. Vorzugsweise wechseln horizontal und vertikal reflektierende Dachkantspiegel im Verlauf des Strahlengangs einander ab, wobei die vertikal reflektierenden Dachkantspiegel alle auf gleicher Höhe angeordnet sind. Infolgedessen ergibt sich ein Strahlengang, bei dem jeder horizontalen Faltung eine vertikale Faltung folgt. Durch diese Kombination der Dachkantspiegel ergibt sich ein Reflektoraufbau bzw. ein Aufbau des gesamten Resonators, der gegen Verkippen der Reflektoren in jeder Achse verhältnismäßig unempfindlich ist. Diese Anordnung von Dachkantspiegeln hat darüberhinaus den Vorteil, daß an einem Ende des Entladungsraums alle Dachkantspiegel in derselben Weise angeordnet sind. Infolgedessen ist es vorteilhaft, wenn alle vertikal reflektierenden Dachkantspiegel gemeinsam einstückig sind, was die Herstellung erleichtert, die Präzision der Reflexion erhöht und die Stabilität des betreffenden Reflektors vergrößert, mit allen gewünschten positiven Folgen für die Strahlqualität.

Bei einer anderen Ausführungsform sind in allen Strahlengangebenen außer einem Hochkantspiegel je Ebenenwechsel ausschließlich horizontal reflektierende Dachkantspiegel vorhanden. Mithin können alle Dachkantspiegel grundsätzlich identisch ausgebildet werden, was sich günstig auf die Herstellung und deren Kosten auswirkt. Auch können alle Dachkantspiegel einer Ebene auf einer Reflektor seite einstückig hergestellt und mit dem auf derselben Reflektorseite befindlichen Reflektorstück der anderen Strahlengangebene verhältnismäßig einfach fest verbunden werden, um die Stabilität des Reflektors zu vergrößern.

In Weiterbildung der Erfindung weist der Gaslaser zwischen zwei Strahlengangebenen des von einem rechteckigen Rohr gebildeten Gasentladungsraums eine plattenartige Mittelelektrode auf. Mit dieser Mittelelektrode wird der Gasentladungsraum in zwei einander parallele Strömungskanäle unterteilt, wobei eine Verwirbelung zwischen den Strömungskanälen durch eine entsprechende Konstruktion der Mittelelektrode ausgeschlossen werden kann. Die Vorteile der längsachsenparallelen Gasdurchstrδmung können infolgedessen bei rechteckförmiger Umgrenzung des Gasentladungsraums auch bei Verwendung einer Mittelelektrode erhalten bleiben, wobei die Vorteile der Mittelelektrode genutzt werden, also die Vermeidung von Streufeldern und parasitären Entladungen. Vorteilhafterweise ist die lichte Höhe des rechteckigen Sohrs gleich der Spiegelhöhe, so daß die beiden Reflektoren in die stirnseitigen Öffnungen des Rechteckrohres eingepaßt werden können, was ihrer einfacheren Anordnung und der Verbesserung der Stabilität dient.

Bei einem Gaslaser, insbesondere Kohlendioxidlaser, mit einem einbautenfreien Gasentladungsraum und mit einem zwischen einander gegenüber angeordneten Reflektoren vielfach gefalteten Strahlengang zweier Resonatorendspiegel ist ein Außenrohr vorhanden, das ein den Gasentladungsraum bildendes Rohr auf dessen gesamter Länge mit Abstand umgibt, und an deren Stirnenden Trägerplatten der Spiegel und des den Entladungsraum bildenden Rohrs befestigt sind.

Das Außenrohr kann als tragendes Element ausgebildet sein, welches aufgrund seines großen Außendurchmes s ers und des damit verbundenen groß en Fl ächenträgheitsmomente s eine erhebliche Stabilitätsverbesserung für das gesamte System mit sich bringt. Insbesondere werden die Trägerplatten für die Reflektoren bzw. für das gesamte optische System erheblich sicherer gegen Vibrationsbeeinflussung gehalten, als bei den herkömmlichen Konstruktionsprinzipien, die insbesondere bei empfindlichen Resonatoraufbauten nicht ausreichen, also bei instabilen Resonatoren oder Resonatoren mit hoher Strahlqualität, langen Strahlwegen oder zahlreichen Faltungen. Das Außenrohr und das den Gasentladungsraum bildende Rohr können über die Trägerplatten miteinander starr befestigt werden, wobei der dabei entstehende Ringraum außer der höheren mechanischen Stabilität bei geringer Masse auch weitere Funktionen des Lasers übernehmen kann.

Vorteilhafterweise ist der vom Außenrohr gebildete Ringraum ein mit der Gaseinlaßöffnung und mit der Gasauslaß- Öffnung an den Entladungsraum angeschlossener Rückströmkanal, in dem Gaskühler vorhanden sind. Das Außenrohr über nimmt also im Gasströmungskreislauf die Rückleitung des Gases, wie auch dessen Kühlung in Verbindung mit Gaskühlern. Das Außenrohr ist zugleich Vakuumgefäß, da der Betriebsdruck z. B. nur 100 mbar beträgt.

Die Gaskühler sind mit dem Außenrohr und/oder mit dem Entladungsrohr tragend zusammengebaut und bilden bedarfsweise eine der Elektroden. Die Integration von Gaskühler und Außenrohr bzw. von Gaskühler und Entladungsrohr verbessert die Stabilität des gesamten Aufbaus, da die Gaskühler tragender Bestandteil im Rückstromkanal sind. Die Innenwand der Gaskühler kann selbst das Rechteckrohr bzw. das Entladungsrohr bilden und es bietet sich an, den Gaskühler bzw. dessen Innenwand eine der Elektroden bilden zu lassen, zweckmäßigerweise die auf Massepotential befindliche Elektrode.

In Ausgestaltung der Erfindung weist der Entladungsraum nahe seinen Stirnseiten jeweils eine Gaseinlaßöffnung. und mittig eine an den Ringraum des Außenrohres anschließende gemeinsame Gasauslaßöffnung auf. Infolgedessen ergibt sich eine Gasströmung, die von den reflektorseitigen Enden des Gasentladungsraums zu dessen Mitte hin gerichtet ist, wodurch eine Bespülung der Reflektoren bzw. des optischen Systems vermieden wird und damit eine Beeinträchtigung durch im Gasstrom mitgeführte Partikel, die insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten zu einem Erblinden des optischen Systems beitragen können.

Eine extreme Verkürzung des Strahlenganges durch dessen vielfache Faltung und ein großer Strömungsquerschnitt ist insbesondere bei hohen Durchströmungsgeschwindigkeiten erwünscht, die wiederum notwendig sind, um die Verlustleistung abzuführen, die insbesondere bei mittleren bis hohen Leistungen der Kohlendioxidlaser für die Fein- und Grobblechbearbeitung anfällt. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbelspielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines Gaslasers mit einbautenfreiem rechteckförmigem Gasentladungsraum,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zweier um 90° zueinander versetzt angeordneter Dachkantspiegel,

Fig. 3 eine perspektivische schematische Darstellung des optischen Systems mit aus Dachkantspiegeln bestehenden Reflektoren und

Fig. 4 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Gaslasers und dessen Strömungskreislaufs.

Beste Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt auseinandergezogen und schematisch dargestellt die wichtigsten Bauteile eines Lasers, nämlich dessen Reflektoren 13, 14 an den Stirnseiten 22 eines Gasentladungsraums 10, der von einem Entladungsrohr 30 rechteckigen Querschnitts gebildet wird. Das Entladungsrohr 30 hat oder bildet eine Hochspannungselektrode 11, die von einer Hochspannungsquelle 36 mit einer hochfrequenten Spannung beaufschlagt wird. Es ist eine weitere, nicht dargestellte Elektrode an die Spannungsquelle 36 angeschlossen, die beispielsweise vom Boden des Entladungsrohrs 30 gebildet wird und gegen die Elektrode 11 elektrisch isoliert sein muß, beispielsweise indem die Seitenwände 30' des Rohrs 30 aus einem Dielektrikum bestehen. Der zwischen den beiden Elektroden gelegene Gasentladungsraum 10 ist einbautenfrei und dient völlig der Aufnahme des Strahlengangs 15 des Lasers. Die auf der rechten Stirnseite 22 des Entladungsraums 10 dargestellten Kreise deuten den Strahlquerschnitt an. Damit ist ersichtlich, daß der Gasentladungsräum 10 ein durch seine Länge L, seine Höhe H und seine Breite B bestimmtes Volumen hat, das von dem Strahlengang 15 ausgefüllt ist. Das ergibt sich durch die Faltung des Strahlengangs 15 in eine Vielzahl von Strahlengangabschnitte 15'. Diese Faltung erfolgt mit Hilfe der Reflektoren 13, 14, die gemäß Fig. 4 sphärisch gekrümmte Spiegel 23 in Riegelform sind. Der Spiegel 23 des Reflektors 13 bildet einen Resonatorendspiegel 17, während der Spiegel 23 des Reflektors 14 eine Strahlendurchtrittsöffnung 23' zu einem Resonator endspiegel 16 aufweist, der teildurchlässig ist, so daß ein entsprechender Strahlenteil entsprechend dem Pfeil 37 als externer Laserstrahl der Anwendung zugeführt werden kann, beispielsweise der industriellen Fertigung beim Schneiden und Schweißen von Metallen und Nichtmetallen, beim Oberflächenveredeln usw. im kW- bzw. Multi-kW-Bereich.

Erfindungsgemäß ist im Gasentladungsraum 10 eine kontinuierliche Gasströmung vorhanden. Diese Gasströmung hat eine Richtung, die parallel bzw. im wesentlichen parallel zur Längsachse 21 verläuft, die in Fig. 1 gestrichelt zwischen den Reflektoren 13, 14 eingezeichnet ist. Der Erzeugung einer solchen Gassströmung dienen beispielsweise im Bereich der Stirnseiten 22 des Gasentladungsraums 10 vorhandene, nicht dargestellte Gaseinlaß- und Gasauslaßöffnungen eines Gasumwälzsystems. Die Anordnung der Öffnungen erfolgt derart, daß eine wesentliche Querströmungskomponente vermieden wird, also quer zur Längsachse 21, um Beeinflussungen der Strahlqualität durch quergerichtete Dichtegradienten des Gases zu vermeiden. In Fig. 1 wird der Strahlengang 15 innerhalb des Lasers durch die Reflektoren 13, 14 V-förmig gefaltet. Im Vergleich dazu zeigt Fig. 2 eine Spiegelanordnung zur ü-förmigen Faltung mittels sogenannter Dachkantspiegel 24 bzw. 27, deren Spiegelflächen 24', 24' im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, so daß sich der strichpunktierte U-förmige Strahlverlauf ergibt.

Eine Besonderheit in Fig. 2 ist es, daß in Verbindung mit einem horizontal angeordneten Dachkantspiegel 24 ein hochkant, also um 90° gedrehter Dachkantspiegel 27 verwendet wird, der ebenfalls eine U-förmige Faltung des Strahlengangs bewirkt, allerdings in einer vertikalen Ebene. Infolgedessen entstehen zwei übereinander angeordnete Strahlengangebenen, die aus der perspektivischen Darstellung der Fig. 3 besser ersichtlich und mit den Bezugszeichen 25, 26 bezeichnet sind. Zu Fig. 2 ist also anzunehmen, daß es eine erste Strahlengangebene gibt, in der der Dachkantspiegel 24 reflektiert, so daß sich der durch Hohlpfeile gekennzeichnete Strahlenverlauf zwischen der in Darstellungsebene befindlichen unteren Spielfläche des Dachkantspiegels 27, den Spiegelflächen 24', 24'' und dem Resonatorendspiegel 17 ergibt, während in einer darüberliegenden Ebene zwischen der über der Darstellungsebene befindlichen Spiegelfläche des Dachkantspiegels 27 und einem anderen, teildurchlässigen Resonatorendspiegel 16 der durch die ausgezogen dargestellten Pfeile gekennzeichnete Strahlenverlauf vorgegeben wird.

In Fig. 3 kennzeichnet eine quaderförmige Umrißlinie 38 das Resonatorvolumen des Gaslasers mit dem Entladungsraum 10 und den stirnseitig davon angeordneten Reflektoren 13, 14. Zwischen den Resonatorendspiegeln 16, 17 erfolgt die Faltung des Strahlengangs 15, dessen Verlauf durch die gepunktet dargestellten Strahlachsabschnitte 39 veranschaulicht wird. Der Strahlengang 15 ist also mehrfach U-förmig gefaltet, und zwar in zwei übereinanderliegenden Ebenen 25, 26 des Gasentladungsraums 10. Die Überleitung des Strahlengangs 15 zwischen beiden Ebenen 25, 26 erfolgt mehrfach durch Dachkantspiegel 27, wobei jeder Dachkantspiegel 27 eine erste Spiegelfläche 28 hat, die in der unteren Strahlengangebene 25 angeordnet ist, und eine zweite Spiegelfläche 29, die auf der Höhe der zweiten Strahlengangebene 26 angeordnet ist. Aus dem Verlauf der mit Pfeilen versehenen Strahlachsabschnit.te 39 ist ersichtlich, daß auf jede U-förmige Faltung innerhalb der Strahlengangebene 25 eine U-förmige Faltung in die Strahlengangebene 26 erfolgt, in der eine weitere U-Faltung stattfindet, an die sich eine Faltung in die untere Strahlengangebene 25 anschließt usw. Gemäß Fig. 3 gibt es also vier Strahlengangabschnitte in der oberen und sechs in der unteren Ebene.

Die Dachkantspiegel 27 des Reflektors 14 sind alle hochkant nebeneinander angeordnet und werden daher zweckmäßig aus einem Stück hergestellt, während die Dachkantspiegel 24 des Reflektors 13 neben- und übereinander angeordnet sind. Die nebeneinander angeordneten Dachkantspiegel 24 können in Riegelform hergestellt werden, so daß ein solcher Riegel mit einem Riegel der darüberliegenden Ebene stabil verbunden werden kann.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines besonders stabilen und damit gegen Vibrationen unempfindlichen Resonatoraufbaus im Querschnitt. Ein Gasentladungsrohr 30 mit rechteckigem Querschnitt ist von einem rechteckigen oder runden Außenrohr 32 unter Bildung eines Ringraums 34 umgeben. Beide Rohre 30, 32 haben dieselbe Länge L und werden in einem Abstand a durch Trägerplatten 33 miteinander verbunden, die an den Stirnenden 40, 41 dieser Rohre angreifen. Die Trägerplatten 33 tragen außerdem die Spiegel 24, 27 der Reflektoren und die nicht dargestellten Resonatorendspiegel. Infolgedessen ergibt sich ein sehr kompakter und stabilder Aufbau des Gaslasers. In diesem Sinne unterstützt die Integration von Gaskühlern 35 in den Ringraum 34, der einen Rückströmkanal zwischen einer Gaseinlaßöffnung 18 und einer Gasauslaßöffnung 19 bildet. In Fig. 4 sind zwei dem Querschnitt des Ringraums 34 angepaßte Gaskühler 35 dargestellt, die mit dem Entladungsrohr 30 und dem Außenrohr 32 jeweils tragend zusammengebaut sind. Insbesondere ist die entladungsraumseitige Fläche der Gaskühler 35 Bestandteil des Entladungsrohrs 30, welches den Entladungsraum 10 begrenzt. Das Entladungsrohr 30 bzw. die Gaskύhler 35 können daher eine Elektrode 11 bilden, zweckmäßigerweise auf Massepotential. Infolgedessen ist der gesamte Gasentladungsraum 10 nach außen durch diese Elektrode abgeschirmt und umschließt die zweite Elektrode, eine plattenartige Mittelelektrode 31 vollständig. Damit werden externe Streufelder und parisitäre Entladungen zu anderen metallischen Teilen vermieden.

In Fig. 4 ist der Entladungsraum 10 durch die Mittelelektrode 31 in zwei einander parallele Strömungskanäle aufgeteilt, in denen jeweils eine zur Längsachse 21 parallele kontinuierliche Gasströmung in Gasströmungsrichtung 20 erzeugt werden kann. Hierzu dienen die lediglich schematisch dargestellten Gaseinlaßöffnungen 18, die tatsächlich beispielsweise zu den Stirnseiten 22 (vergl. Fig. 1) parallele Schlitze sind, um die gewünschte Gasströmungsrichtung zu bewirken. Desweiteren ist in der Mitte des Entladungsrohrs 30 eine Gasauslaßöffnung 19 vorhanden, so daß das Lasergas entsprechend den Pfeilen in die Gaskühler 35 strömen kann.

Aus Fig. 4 wird deutlich, daß das Gas von den Spiegeln 24, 27 weg gerichtet strömt, letztere also nicht durch mitgeführte Schwebeteilchen im Sinne einer Erblindung beeinflussen kann.

Der Strahlverlauf in Fig. 4 erfolgt in zwei übereinander liegenden Ebenen, wobei die Dachkantspiegel 24 der horizontalen U-förmigen Faltung dienen, während die Hochkantspiegel 27 der vertikalen U-förmigen Faltung des Strahlengangs dienen. Gewerbliche Verwertbarkeit

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Gaslasers lassen sich unter Beibehaltung einer annehmbaren Strahlqualität und eines einfachen Aufbaues Laser hoher Leistung preiswerter herstellen.

Claims

Ansprüche:

1. Gaslaser, insbesondere Kohlendioxidlaser, mit einem einbautenfreien Gasentladungsraum zwischen Hochspannungselektroden, mit einem zwischen einander gegenüber angeordneten Reflektoren vielfach gefalteten Strahlengang zweier Resonatorendspiegel, und mit Gaseinlaß und Gasauslaß gestattenden Öffnungen des nach außen abgeschlossenen Gasentladungsraums, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Gasentladungsraum (10) eine kontinuierliche Gasströmung vorhanden ist, und daß die Gasströmungsrichtung (20) parallel zu der zwischen den Reflektoren (13, 14) befindlichen Längsachse (21) des einbautenfreien Gasentladungsraums (10) verläuft.

2. Gaslaser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Gasentladungsraum (10) mindestens ein im Querschnitt rechteckiger Strömungskanal ist, an dessen Stirnseiten (22) riegelförmige Reflektoren (13, 14) als sphärisch gekrümmte Spiegel oder den Strahlengang (15) U-förmig faltende Dachkantspiegel (24) angeordnet sind.

3. Gaslaser, insbesondere Kohlendioxidlaser, mit einem einbautenfreien Gasentladungsraum und mit einem zwischen einander gegenüber angeordneten Reflektoren vielfach gefalteten Strahlengang zweier Resonatorendspiegel, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Strahlengang (15) zwischen den Reflektoren (13, 14) in mindestens zwei übereinander liegenden Ebenen (25, 26) des Gasentladungsraums (10) angeordnet ist.

4. Gaslaser nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß er zur Überleitung des Strahlengangs (15) zwischen zwei Ebenen (25, 26) min destens einen hochkant angeordneten Dachkantspiegel (27) aufweist, dessen erste Spiegelfläche (28) auf Höhe der ersten Strahlengangebene (25) und dessen zweite Spiegelfläche (29) auf Höhe der zweiten Strahlengangebene (26) angeordnet ist.

5. Gaslaser nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß horizontal und vertikal reflektierende Dachkantspiegel (24, 27) im Verlauf des Strahlengangs (15) einander abwechseln, wobei die vertikal reflektierenden Dachkantspiegel (27) alle auf gleicher Höhe angeordnet sind.

6. Gaslaser nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß alle vertikal reflektierenden Dachkantspiegel (27) gemeinsam einstückig sind.

7. Gaslaser nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in allen Strahlengangebenen außer einem Hochkantspiegel je Ebenenwechsel ausschließlich horizontal reflektierende Dachkantspiegel vorhanden sind.

8. Gaslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß er zwischen zwei Strahlengangebenen (25, 26) des von einem rechteckigen Rohr (30) gebildeten Gasentladungsraums (10) eine plattenartige Mittelelektrode (31) aufweist.

9. Gaslaser nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die lichte Höhe des rechteckigen Rohres (30) gleich der Spiegelhöhe ist.

10. Gaslaser, insbesondere Kohlendioxidlaser, mit einem einbautenfreien Gasentladungsraum und mit einem zwischen einander gegenüber angeordneten Reflektoren vielfach ge falteten Strahlengang zwei Resonatorendspiegel, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Außenrohr (32) vorhanden ist, das ein den Gasentladungsraum (10) bildendes Rohr (30) auf dessen gesamter Länge (L) mit Abstand (a) umgibt, und an deren Stirnenden (40, 41) Trägerplatten (33) der Spiegel (24, 27) und des den Entladungsraum (10) bildenden Rohrs (30) befestigt sind.

11. Gaslaser nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der vom Außenrohr (32) gebildete Ringraum (34) ein mit der Gaseinlaßöffnung (18) und mit der Gasauslaßöffnung (19) an den Entladungsraum (10) angeschlossener Rückströmkanal ist, in dem Gaskühler (35) vorhanden sind.

12. Gaslaser nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gaskühler (35) mit dem Außenrohr (32) und/oder mit dem Entladungsrohr (30) tragend zusammengebaut sind und bedarfsweise eine der Elektroden (11) bilden.

13. Gaslaser nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Entladungsraum (10) nahe seinen Stirnseiten (22) jeweils eine Gaseinlaßöffnung (18) und mittig eine an den Ringraum (30) des Außenrohrs (32) anschließende gemeinsame Gasauslaßöffnung (19) aufweist.