DE1764006A1

DE1764006A1 - Gaslaser

Info

Publication number: DE1764006A1
Application number: DE19681764006
Authority: DE
Inventors: Joseph Dr Rudolph
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1968-03-21
Filing date: 1968-03-21
Publication date: 1971-04-08
Also published as: GB1224438A; FR2004374A7; US3582818A

Description

Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlarapen mbH, München

Gaslaser

Die Erfindung betrifft einen Gaslaser mit einem langen kapillarförmigen geraden Entladungsrohr, dessen Enden durch vorzugsweise unter dem Brewster-Winkel geneigten Fenster oder durch geeignete dielektrische Spiegel, von denen mindestens einer teildurchlässig ist, abgeschlossen sind und mit festen Elektroden, die in seitlichen Ansätzen des Entladungsrohres untergebracht sind (DBP 1 2j5O T46). Es hat sich gezeigt, daß kleinste, mit bloßem Auge häufig kaum wahrzunehmende Teilchen des Emitteroxides, die sich beim Transport oder bei längerer Brenndauer als Folge der thermischen Beanspruchung von der Kathode losen, auf die Fenster oder Spiegel gelangen und zu einer Herabsetzung der Strahlungsleistung des Lasers führen. Der insbesondere für Demonstrationszwecke erwünschte Monomodebetrieb des Lasers kann beispielsweise schon durch wenige sehr kleine Partikel auf einem Abschlußfehr;ter ganz unterdrückt werden. Ein zweiter Störeffekt besteht darin, daß sich nach längerer Brennzeit, insbesondere an scharfwinkeligen Abbiegungen des Entladungsweges, als Folge einer Kathodenmaterialverdampfung ein Belag bildet. Solche Beläge setzen sich auch an der Einmündung des Verbindungsrohres vom Kathodengefäß in die Entladungskapillare ab und bewirken eine Verschmutzung des nahe diesem Knick gelegenen Fensters oder Spiegels.

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Ziel der Erfindung ist es, derartige V runreinigungen der den Resonanzraum abschließenden fenster oder Spiegel zu verringern oder möglichst zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung ist ein Gaslaser mit einem langen kapillarförmigen geraden Entladungsrohr, dessen Enden durch vorzugsweise unter dem Brewster-Winkel geneigte Fenster oder dielektrische Spiegel, von denen mindestens einer teildurchlässig ist, abgeschlossen sind und mit festen Elektroden, die in seitlichen Ansätzen des Entladungsrohres untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr zwischen dem liathodengefäß und dem Entladungsrohr ein Stück in das Kathodengefäß hinein verlängert ist und daß der in das Kathodengefäß hineinragende Abschnitt des Verbindungsrohres eine Verengung aufweist, deren Durchmesser von derselben Größenordnung ist wie der Innendurchmesser des kapillarförmigen Entladungsrohres.

Durch diese Maßnahme ist die Wahrscheinlichkeit, daß Oxidkathodenteilchen aus dem Kathodenraum heraus zu den Abschlußfenstern des Entladungsrohres gelangen, wesentlich geringer geworden. Es ist dabei entscheidend, daß die verengte Stelle sich in dem Abschnitt des Verbindungsrohres zwischen Entladungsrohr und Elektrodengefäß befindet, welcher ir; das Elektrodengefäß hineinragt. Je kleiner der Durchmesser der Verengung ist, um so geringer ist zwar die Gefahr, daß losgelöste Oxidteilchen bis zu den Fenstern gelangen, jedoch ig.t darauf zu achten, daß keine zu starke Verengung erfolgt, um eine unnötige Erhöhung der Brenn- und Zündspannung zu vermeiden. Jedenfalls sollte der Durchmesser der Engstelle nicht v/esentlich kleiner als der Durchmesser der Entladungskapillare sein. V'enn die Engstelle etwa denselben Durchmesser wie die Entladungskapillare aufweist, so sind die Fenster bereits weitgehend vor Oxidteilchen geschützt, ohne daß eine nennenswerte Brenn- oder Zündspannungserhöhung auftritt. Solohe Gaslaser können an denselben Speisegeräten betrieben werden, wie die bisherigen Gaslaser ohne Engstelle im Verbindungsrohr.

Die Verengung kann sich an der Stirnseite des Verbindungsrohren befinden, wobei das Verbindungsrohr also bis auf die Verengung ay seinem Ende

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zugezogen ist. Hoch günstiger ist jedoch eine Ausführungsforrn, bei der das Verl-ir.dungsrohr bis auf eine kleine öffnung an seiner Längswand zugezogen ist, da wegen des hierbei erzwungenenabgewinkelten Entladungsweges eine erhöhte Abscheidung der Verdampfungsprodukte aus der Kathode 1 ereits in diesem Bereich erfolgt. Dadurch wird die Belagbildung am Knick in der l;lü.e der Abschlußfenster und eine darauf zurücksufrihrende Verunreinigung der Abschlußfenster besonders stark vermindert.

Die Erfindung uird an Hand der Figuren erläutert.

I>'ig. 1 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gaslasers,

!•'ig, 2 zeigt ein anderes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung,

Die Figuren zeigen den kathodenseitigen Teil eines Gaslasers, Der nicht dargestellte anoder.seitige Teil ist im wesentlicher, symmetrisch aufgebaut. Das karillcrformige gerade Entladungsrohr 1 besitzt eine Lloige von kO cn urjd einen In.vendurclir.iesser von 2 rnm und ist in der Zeichnung abgeschnitten. Die Under, des Ih.tl'idur.gsrohres sird durch unter dem Brown·tor-'.'ii.kel geneigte --"onster 2 abgeschlosser. Die festen Elektroden sind in-seitlichen ^xisätsen des ^.tladungsrohres 1 uiiterge-. braclt. Der die Knthode 3 enthaltende Anrata be.-teht aus dem Xathodengefäfj 4,dessen Lüige 15 cm und dessen Innendurchmesser 20 mm beträgt und aus dem zwischen Kathodengefllß ^lt und Entladungsrohr 1 angeordneten Verbindungsrohr 5. Die Ac'is.e des rohrfcr.iiger. "athodengefllßes verläuft ebenso wie die des nicht gezeigten Anodengefäßes parallel zur Achse des Entladungr-rohres T. Das Verbindungsrohr, dessen Inner.durchnenser b mm beträrt, bildet dementsprechend einen rechten ^T.."ir:kel und ist in der Nähe des Tensters Z Or₁ das Entladur^srohr angesetEt. Die Ge/fäßteile 1, 4 und 5 bestehen aus A/eichglas. Als "'üllung für den Gaslaser werden ein bekanntes Gemisch aus Helium und lieon oder andere Gase verwendet.

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Dan Verbindungsrdhr 5 ragt In einet· Länge von 2 cm in den Kathodenraum 4 hinein. Dieser in den Kathödenrauffi hineinragende Abschnitt 6 besitzt eine Engstelle, deren Durchmesser Wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des VerbindüngSrohres 5 und etwa lh der Größenordnung des Ihhendurchmessers des Entladungsrohres i liegt und welche die einzige Verbindung zwischen dem Verbindungsrdhr 5 und damit dem Entladungsrohr 1 und dem Kathodenraum 4 darstellt.

In der Fig. 1 ist der Rohrabschnitt 6 bis auf eine kleine Öffnung 7 an neiner Stirnseite zugezogen. In der bevorzugten Ausführungsform der ■'ig. 2 befindet sich die verengte Öffnung seitlich an der Längswand dec Abschnittes 6 etwa senkrecht zu dessen Achse.

Die festen Glühkathoden 3 sind von Ringkappen 9 umgeben. Das Volumen der Elektrodengefäße, also z.B. des Kathodengefäßes 4, ist so bemessen, daß eine Gasaufzehrung während des Betriebes des Gaslasers weitgehend kompensiert wird und eine hohe Lebensdauer gewährleistet ist,-

Die Abmessungen können von den angegebenen Vierten abweichen. Die Länge des Entladungsrohres 1 liegt zwischen 10'und 200 cm, der Innendurchmesser der Entladungskapillare kann zwischen 1 und 6 mm betragen und die Länge des in das Kathodengefäß hineinragenden Abschnittes 6 wird zweckmäßig zwischen 2 und 3 cm gewählt. Der Innendurchmesser diese Rohres betrügt dabei 6 bis 3 mm.

Bei Gaslasern für Gleichstrombetrieb genügt es, wenn der die Kathode enthaltende seitliche Ansatz mit einem in den Elektrodenraum ragenden, eine Engstelle aufweisenden Stutzen des Verbindungsrohres versehen ist. Bei Uochselstrorabetrieb ist es Jedoch notwendig, daß beide Elektroden-Gefäße nach der Erfindung gestaltet sind.

-Patentansprüche-

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Claims

Patentansprüche

1. Gaslaser rait einem langen kapillarforraigen geraden Entladungsrohr, dessen Enden durch vorzugsweise unter dem Brewster-WinkeX geneigte Fenster oder durch dielektrische Spiegel, von denen mindestens einer teildurchlässig ist, abgeschlossen sind und mit festen Elektroden, die in seitlichen Ansätzen des Entladungsrohres untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr 5 zwischen dem Kathodengefäß A und dem Entladungsrohr 1 ein Stück in das Kathodengefäß hinein verlängert ist und daß der in das Kathodengefäß hineinragende Abschnitt 6 des Verbindungsrohres eine Verengung 7, 8 aufweist, deren Durchmesser von derselben Größenordnung ist, wie der Innendurchmesser des kapillarförmigen Entladungsrohres,

2„ Gaslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Kathodengefäß 4 ragende Abschnitt 6 des Verbindungsrohres 5 an seiner Stirnseite bis auf eine kleine Öffnung 7 zugezogen ist,

J), Gaslaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Verbindung zwischen dem Verbindungsrohr 5 und damit dem Entladungsrohr 1 und dem Kathodengefäß 4 aus einer verengten Öffnung 0 seitlich an der Längswand des in das Kathodengefäß 4 ragenden Abschnittes 6 des Verbindungsrohres besteht.

4. Gaslaser nach Anspruch 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Entladungsrohres 10 bis 200 om, der Innendurchmesser der Entladungn kapillare 1 bis 6 mm und die Länge des in das Kathodengefäß hineinragenden Abschnittes 6 des Verblndungsrohres 2 bis 3 cm und dessen Innendurchmesser 6 bis 8 mm beträgt,

5. Gaslaser nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Glühkathode 3 vorgesehen ist, die vorzugsweise von einer Hingkappe 9 umgeben ist, .

Dr .WHe 10 9815/1618

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