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DE3128206C2 - Bandleiterkondensator zur Energiespeicherung in einem Hochenergielaser mit transversaler Anregung - Google Patents

Bandleiterkondensator zur Energiespeicherung in einem Hochenergielaser mit transversaler Anregung

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Publication number
DE3128206C2
DE3128206C2 DE3128206A DE3128206A DE3128206C2 DE 3128206 C2 DE3128206 C2 DE 3128206C2 DE 3128206 A DE3128206 A DE 3128206A DE 3128206 A DE3128206 A DE 3128206A DE 3128206 C2 DE3128206 C2 DE 3128206C2
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DE
Germany
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strip conductor
coating
laser
conductor capacitor
incisions
Prior art date
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Expired
Application number
DE3128206A
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English (en)
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DE3128206A1 (de
Inventor
Willi Bette
Hans-Jürgen Dr.-Phys. Cirkel
Reinhard 8520 Erlangen Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Kraftwerk Union AG
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Publication date
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Priority to GB08215343A priority patent/GB2104729B/en
Priority to FR8210512A priority patent/FR2509905B1/fr
Priority to US06/396,651 priority patent/US4521889A/en
Priority to JP57121955A priority patent/JPS5825291A/ja
Priority to CA000407383A priority patent/CA1191191A/en
Priority to AU86049/82A priority patent/AU551598B2/en
Publication of DE3128206A1 publication Critical patent/DE3128206A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3128206C2 publication Critical patent/DE3128206C2/de
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Abstract

Bandleiterkondensator zur Energiespeicherung, vorzugsweise für Hochenergiegaslaser des TE-Typs, bei denen die Anregung durch möglichst homogene, lichtbogenfreie Kondensatorentladung im Gasraum zwischen mindestens zwei parallel zur optischen Achse des Lasers sich erstreckenden, mit Vorionisierungseinrichtungen versehenen und mit Abstand einander gegenüberliegenden Laserelektroden einer Laserkammer erfolgt. Dabei sind die Laserelektronen angeschlossen an ein z.B. in Blümlein- oder Charge-Transfer-Schaltung geschaltetes pulsformendes Netzwerk und mit den Belägen des Bandleiterkondensators und den Elektroden einer schnellen Hochspannungsschaltstrecke verbunden. Die Beläge des Bandleiterkondensators und seine dazwischen liegenden dielektrischen Schichten verlaufen im wesentlichen normal zu seiner Paketierungsrichtung. Letztere verläuft im Fall des Zusammenbaus des Bandleiterkondensators mit einem Hochenergielaser parallel zur optischen Achse des Lasers. Die eine erste Elektrode der Laserkammer ist über den Bandleiterkondensator an das Hochspannungspotential und die ihr gegenüberliegende zweite Elektrode an das Erdpotential angeschlossen. Die an die erste Elektrode der Laserkammer angeschlossenen Beläge (4) des Bandleiterkondensators sind mit die Länge ihres Strompfades (6) für den Entladestrom (I ↓L) vervielfachenden Einschnitten (5) versehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bandleiterkondensator zur Energiespeicherung in einem Hochenergielaser mit transversaler Anregung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein solcher Bandleiterkondensator ist bis auf die der Laserkammer zugeordneten Vorionisierungseinrichtungen durch die EP-OS 24 576 bekannt, in der auch mehrere Ausführungsbeispiele für den zugehörigen Hochenergielaser dargestellt sind. Eine geeignete Vorionisierungseinrichtung für Hochenergielaser ist besonders beschrieben in der älteren DE-OS 30 35 730.
  • Derartige Laser mit transversaler Anregung, auch als TE-Laser bezeichnet (TE = transversely excited), werden in kostengünstiger Ausführung und mit hoher mittlerer Strahlungs- bzw. Lichtleistung für fotochemische Anwendungen, insbesondere im industriellen Bereich, benötigt. Für den Betrieb dieser Laser sind möglichst niedrige Wellenwiderstände des pulserzeugenden Netzwerkes bei ausreichend hohen Stromanstiegsgeschwindigkeiten günstig. Dies kann man durch eine geeignete Kombination der Induktivitäten des Anregungskreises mit den Kapazitäten des pulserzeugenden Netzwerkes erreichen, wenn man unter Anregungskreis die Kombination aus pulserzeugendem Netzwerk und Laserkopf versteht. Bei manchen Anwendungen dieser TE-Laser ist es darüber hinaus wünschenswert, einen möglichst langen Laserimpuls zu erzielen. Diese Forderungen würden am vorteilhaftesten erfüllt mit einem Rechteckimpuls als Anregungsimpuls, d. h. einem Stromimpuls mit einer steilen Anstiegsflanke, einem möglichst breiten, flachen Dach und einer steilen Abfallsflanke.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bandleiterkondensator der eingangs definierten Aufbauform so auszugestalten, daß man mit ihm innerhalb des pulserzeugenden Netzwerkes Anregungsimpulse erzeugen kann, die der geforderten Rechteckimpulsform mit steiler Anstiegsflanke, einem breiten flachen Dach und einer steilen Abfallsflanke möglichst nahe kommen.
  • Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem Bandleiterkondensator gemäß Gattungsbegriff durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 beschrieben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß durch die mäandrierenden, spiraligen oder schleifenförmigen Umwege, die der Entladungsstrom aufgrund der Einschnitte machen muß, Laufzeitketten gebildet werden, welche im Sinne einer Verlängerung der Entladungsdauer wirken. Die Ladekapazität der Kondensatorbeläge wird durch die Einschnitte nur geringfügig verringert, während das Bauvolumen nicht vergrößert zu werden braucht.
  • Ergänzend ist es aus der CH-PS 2 29 055 bekannt, die Belegungen sogenannter entkoppelter Kondensatoren durch Randeinschnitte in eine Mehrzahl von Teilbelegungen zu unterteilen, welche über schmale Stege miteinander in Verbindung stehen. Die schmalen Stege sollen dabei durch ihre Wirkung als induktive oder ohmschen Widerstände im Falle eines Durchschlags den Kurzschlußstrom vor allem im ersten Augenblick begrenzen, so daß die "kranke" Teilbelegung durch einen relativ schwachen Abschmelzstrom im betreffenden Steg abgetrennt wird. Dies hat mit der erfindungsgemäß angestrebten Pulsformung im pulserzeugenden Netzwerk eines Hochenergielasers nichts zu tun.
  • Im folgenden werden anhand der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt in vereinfachter Darstellung unter Fortlassung für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlichen Teile
  • Fig. 1 ein pulserzeugendes Netzwerk in Blümlein Schaltung, in welchem der Bandleiterkondensator Verwendung finden kann;
  • Fig. 2 eine Ausführung einer Bandleiterkondensator- Anordnung für die Schaltung nach Fig. 1, schematisch in einem Axialschnitt, wobei lediglich zwei Kapazitätseinheiten und an den beiden äußeren Längsseiten eine schnelle Hochspannungsschaltstrecke bzw. eine Laserkammer dargestellt sind;
  • Fig. 3 in einer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Kondensatorbelag;
  • Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 2 in perspektivischer Darstellung, ausgestattet mit Kondensatorbelägen nach Fig. 3;
  • Fig. 5 in entsprechender Darstellung zu Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Variante und mit paarweise einander gegenüberliegenden Einschnitten;
  • Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel für die Kondensatorbeläge mit spiralig verlaufenden Einschnitten;
  • Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel mit L-förmigen Einschnitten und einem gemeinsamen Schenkelverbindungseinschnitt;
  • Fig. 8 entsprechend zu Fig. 1 dargestellt einen Charge- Transfer-Kreis für das pulserzeugende Netzwerk und
  • Fig. 9 in entsprechender Darstellung zu Fig. 2 in einem Axialschnitt das zugehörige, aus Bandleiterkondensatoren, Laserkammer und schneller Hochspannungsschaltstrecke bestehende Anregungssystem.
  • Die Blümlein-Schaltung nch Fig. 1 symbolisiert eine Laserkammer LK mit den beiden Elektroden E L 1 und E L 2 und eine schnelle Hochspannungsschaltstrecke F mit den beiden Elektroden E F 1 und E F 2. Diese Schaltstrecke F muß den Anforderungen des pulsformenden Netzwerkes bezüglich Haltespannung, Schaltgeschwindigkeit, Spitzenstrom und mittlerer Schaltleistung genügen. Diese Forderung erfüllen z. B. Funkenstrecken oder Thyratrons, oder Parallelschaltungen mehrerer solcher Schaltelemente. Die Schaltstrecke F dient mit der noch erläuterten Beschaltung zur Zündung der Gasentladung bzw. zum Anlegen eines Hochspannungsimpulses zwischen die Elektroden E L 1 und E L 2 der Laserkammer LK. Parallel zur Schaltstrecke F ist der erste Bandleiterkondensator C F geschaltet, dessen Beläge 1, 2 über Anschlußfahnen a 1, a 2 an die Schaltstrecke F angeschlossen sind. In Reihe zur Laserkammer LK ist der zweite Bandleiterkondensator C K angeschlossen, wobei die beiden Beläge 2 und 3 der Kondensatoren C F und C K miteinader verbunden und an das hochliegende Potential einer Hochspannungsquelle HV gelegt sind. Auf der Seite des Erdpotentials sind die Elektroden E F 1 der Schaltstrecke F und E L 2 der Laserkammer LK sowie der Belag 1 des ersten Kondensators C F miteinander verbunden und an das Erdpotential angeschlossen. Die Elektrode E L 1 der Laserkammer LK bzw. der Belag 4 des zweiten Kondensators C K sind über eine hochohmige Impedanz, die hochohmig im Vergleich zum Widerstandswert des gezündeten Plasmas ist, an das Erdpotential gelegt.
  • Gemäß Fig. 2 und 4 ist das pulserzeugende Netzwerk in eine räumliche Anordnung transponiert, bei der die Beläge 1 bis 4 der ersten und zweiten Bandleiterkondensatoren C F und C K und ihre dazwischenliegenden dielektrischen Schichten d normal zur optischen Achse o der Laserkammer LK verlaufen. Weiterhin sind die Beläge 1 bis 4 parlallel zur optischen Achse o des Lasers bzw. der Laserkammer LK zu einem Kondensatorpaket gestapelt und mit seitlich herausgeführten Anschlußfahnen, die generell mit f bezeichnet sind (siehe Fig. 4), an die Elektroden E L 1 und E L 2 der Laserkammer LK angeschlossen. Mit C F ist in Fig. 2 die kleinste gemeinschaftliche Kapazitätseinheit bezeichnet, von welcher n laserachsparallel gestapelt bzw. hintereinander an der Laserkammer LK kontaktiert werden, wobei n = 1,2 . . ., n - 1, n bedeutet. Die Laserkammer LK und die Schaltstrecke F sind in Fig. 2 im Vergleich zur Darstellung nach Fig. 4 lediglich schematisch als rohrförmige Körper dargestellt; Fig. 4 zeigt eine einfache konstruktive Ausführung. Durch Vergleich der Fig. 1 und 2 stellt man fest, daß dem Anregungssystem nach Fig. 2 gleichfalls eine Blümlein-Schaltung zugrunde liegt. Demgemäß sind die Beläge des ersten und des zweiten Bandleiterkondensators C F und C K mit den gleichen Bezugszeichen 1, 2, 3, 4 wie in Fig. 1 bezeichnet. Die dielektrischen Schichten d sind jeweils zwischen den Belägen 1, 2 bzw. 3, 4 angeordnet, die während des Betriebes auf unterschiedlichem Hochspannungspotential liegen. Im Zwischenraum z zwischen den beiden Kapazitätseinheiten C F , K könnten die Beläge 4,4 und 2,3 da sie auf gleichem Potential liegen (sie sind beide an die gleiche Elektrode E L 1 bzw. E L 2 angeschlossen) auch baulich miteinander zu einem einzigen Belag vereinigt sein. Eine integrierte Ausbildung der Beläge 4,4 und 2,3 kommt insbesondere dann in Frage, wenn ein flüssiges Dielektrikum, z. B. chemisch reines Wasser, verwendet wird.
  • Wesentliche Bedeutung im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt nun der induktionsarmen Kontaktierung der Bandleiterkondensatorplatten an die Elektroden E L 1 und E L 2 der Laserkammer LK und der Pulsformung zu. Die perspektivische Darstellung nach Fig. 4, die gleichzeitig ein Querschnittbild vermittelt, zeigt, daß der Belag 1 des Kondensators C F mit zwei Fahnen f 1 die die Schaltstrecke F umgreifende Elektrode E F 1 kontaktiert. Diese Elektrode E F 1 hat etwa einen E-förmigen Querschnitt mit den beiden äußeren Schenkeln e 11, e 11 und dem mittleren Schenkel e 12. Für die Elektroden der Laserkammer werden halogenbeständige Metalle, z. B. Edelstahl oder Aluminium verwendet. All diejenigen Wandbereiche der Laserkammer LK, die nicht von Elektrodenmaterial gebildet werden, sind mit temperaturbeständigem UV-strahlungsresistentem und dem Lasergas gegenüber chemisch resistentem Kunststoff, z. B. PVDF (Polyvinylidenfluorid) oder einer hochreinen Al2O3-Keramik miteinander und mit den Elektroden verbunden, so daß im Inneren der Laserkammer LK das darin befindliche Gasgemisch auf dem gewünschten Druck (in der Regel zwischen 50 mbar bis zu mehreren bar) gehalten werden kann. Die vorerwähnten isolierenden Wandteile der Laserkammer LK sind in Fig. 4 mit w L bezeichnet. Entsprechende Wandteile weist die Schaltstrecke F auf, die detailliert in der EP-OS 24 576 erläutert ist. Die einzelnen Platten oder Folien für das Dielektrikum d stehen jeweils im Randbereich über die Beläge 1, 2, 3, 4 über, wie es die Kontur des Kondensatorpaketes K verdeutlicht, damit Kriech- oder Überschlagstrecken im Randbereich vermieden sind. Während der Belag 1 des Kondensators C F in Fig. 4 mit stark ausgezogener Umrandung dargestellt ist, ist der Belag 2 mit einem gestrichelten, teilweise innerhalb des Linienzuges 1 liegenden Linienzug 2 angedeutet; er ist durch eine Fahne f 2 mit einem Pol der Schaltstrecke F verbunden. Der Kondensatorbelag 4 ist in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet; er ist mittels der Anschlußfahne f 4 an die Elektrode E L 1 der Laserkammer LK kontaktiert, welche mit dem Wandteil w L verbunden ist. Die andere Elektrode E L 2 der Laserkammer LK weist einen in etwa E-förmigen Querschnitt auf, mit den beiden äußeren Elektrodenschenkeln e 21, e 21 und dem mittleren Schenkel e 22, welcher die eigentliche Elektrode E L 2 bildet und der Gegenelektrode E L 1 mit Abstand gegenüberliegt. An die beiden Elektrodenschenkel e 21, e 21 ist der Belag 1 des Kondensators C F mit den beiden Fahnen f 1 kontaktiert. Innerhalb der Laserkammer LK sind die generell mit H bezeichneten Vorionisierungsstäbe mit geringem Abstand und achsparallel zu den Laserelektroden E L 1, E L 2 angeordnet, wobei die beiden Vorionisierungsstäbe H 2 zur Elektrode E L &sub2; und die beiden Vorionisierungsstäbe H 1 zur Elektrode E L &sub1; gehören. Derartige Vorionisierungsstäbe bzw. -elektroden sind in der DE-OS 30 35 730 zusammen mit einer geeigneten Schaltung im Detail beschrieben. Mit 23 ist in Fig. 2 eine breite Fahne zur leitenden Verbindung der beiden Kondensatorbeläge 2, 3 bezeichdnet; die Beläge 2, 3 könnten jedoch auch miteinander einstückig ausgeführt und in ihre dargestellte Form durch Abbiegen gebracht sein.
  • Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit derAusbildung der Kondensatorbeläge 4 der Fig. 2 desjenigen Bandleiterkondensators C K , an den die erste Elektrode E L &sub1; der Laserkammer LK direkt angeschlossen ist. Diese Beläge 4 sind, wie es die Detaildarstellung nach Fig. 3 und die gestrichelte Darstellung in Fig. 4 verdeutlichen, mit ihre Strompfadlänge für den Entladestrom I L vervielfachenden Einschnitten 5 versehen. Der Entladestrom I L ist in Fig. 3 als Vektorfeld angedeutet. Die Einschnitte 5 erstrecken sich dabei abwechselnd von zwei gegenüberliegenden Seiten 4.1, 4.2 ausgehend und in Belag-Seitenrichtung m um den Abstand a 1 zueinander versetzt in das Belaginnere hinein, so daß mäandrierende Strompfade 6 längs der Belagfläche bis hin zu einer an einer dritten Seite 4.3 des Belages 4 gelegenen Elektroden-Kontaktfläche (Anschlußfahne f 4.3) gebildet sind. Diese Anschlußfahne f 4.3 wird dann jeweils leitend mit den Anschlußfahnen f 4 der Laserelektrode E L &sub1; verbunden oder mit diesen einstückig ausgeführt.
  • Es sind vielerlei Grundrißformen der Beläge der Bandleiterkondensatoren C F und C K denkbar, so kreisförmige, elliptische, allgemein polygonförmige u. s. w., wobei auch bei solchen Grundrißformen derBeläge sich die Strompfadlänge durch Anbringung von Einschnitten verlängern läßt. Dabei läßt sich die Charakteristik der auf diese Weise gebildeten Laufzeitketten durch die Länge der Einschnitte, ihren Abstand voneinander sowie von den Belagrändern und durch den Winkel, den sie miteinander und mit den Belagrändern einschließen, bestimmen. Die Pulsformung aufgrund der die Laufzeitketten verursachenden Strompfade 6 läßt sich außer durch die Lage und Form der Einschnitte 5 auch durch die Fläche des Belages 4, d. h. seine Länge m 1 und seine Höhe h 1 beeinflussen. Für das in Fig. 4 dargestellte Anregungssystem ist es besonders günstig, wenn die Grundfläche des Belages 4 im wesentlichen rechteckig ist und wenn sich weiterhin die Einschnitte 5 von den beiden gegenüberliegenden Längsseiten 4.1, 4.2 in das Belaginnere erstrecken und die Elektroden-Kontaktfläche f 4.3 an einer Schmalseite, in diesem Falle der Seite 4.3, angeordnet ist.
  • Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind der dargestellte Kondensatorbelag mit 40 und die Einschnitte mit 50 bezeichnet. Wie ersichtlich, erstrecken sich die Einschnitte 50 einander paarweise gegenüberliegend von zwei gegenüberliegenden Seiten ausgehend in das Belaginnere hinein, wobei die Paare 50,50 in Belagseitenrichtung m zueinander um den Abstand a 2 versetzt sind, so daß zwischen einander gegenüberliegenden Einschnitten 50,50 jeweils Strompfadstege 7 stehen bleiben. Auch hierbei laufen wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 die Einschnitte 5 jetzt die Einschnitte 50 zueinander parallel. Die Höhe des Belages ist wiederum mit h&sub1;, seine Länge in Seitenrichtung mit m&sub1; und der Abstand der Einschnitte 50 voneinander bzw. von den Seitenflächen 4.3, 4.4 mit a 2 bezeichnet. Darüber hinaus ist mit b 1 die Einschnittbreite und c 1 die Breite der Strompfadstege 7 bezeichnet. Es ergibt sich der durch die Linienzüge 6 schematisch angedeutete Verlauf des Entladestromes und der zugehörigen Strompfade, der etwa als pfeilförmig auf die Elektrodenkontaktfläche f 4.3 gerichtet charakterisiert werden kann. Längs der mittigen Strompfadstege 7 ergibt sich ein Sammelstrom, zu dem die Teilströme der einzelnen Teilbeläge 40.1 beitragen. Wie weiterhin ersichtlich, nimmt in diesem Ausführungsbeispiel der Abstand a 2 der Einschnitte 50 voneinander bzw. - was damit gleichbedeutend ist - die Breite der Teilbeläge 40.1 in Richtung m auf die Elektroden-Kontaktfläche f 4.3 zu. Zur Verdeutlichung sind die Teilbeläge 40.1 am linken Ende des Belages 40 beginnend bis hin zur Kontaktfläche f 4.3 in ihrer Reihenfolge mit A, B, C und D bezeichnet; D ist der breiteste, A der schmalste Belag. Auch bei diesem Beispiel lassen sich durch die Größen a 2, b 1, c 1, m 1, h 1 die elektrischen Eigenschaften der Kondensator-Laufzeitkette gezielt beeinflussen und den Erfordernissen des Lasers anpassen. Um die Kapazität der Beläge A, B, C, D nicht zu verringern, können, wie in der linken oberen Hälfte in Fig. 5 angedeutet, die Einschnitte 50 zu L-förmigen Einschnitten 50&min; "abgemagert" werden.
  • Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der wiederum im wesentlichen rechteckförmige Kondensatorbelag mit 400 bezeichnet und mit einem spiralig vom Außenrand bis zum Belaginneren verlaufenden Einschnitt 10 versehen, so daß sich vom Belaginneren spiralig bis zur äußeren Elektroden-Kontaktfläche f 4.3 verlaufende Strompfade 6 ergeben, die längs der stehenbleibenden Belagteilflächen mit den Spiralschenkeln A 1 bis E 1 und den zugehörigen Schenkelverbindungsstegen AB, BC, CD, DE, EF von innen nach außen bis zur Kontaktfläche f 4.3verlaufen. Hierbei wäre es auch möglich, Mehrfacheinschnitte mit zueinander parallel verlaufenden, schmäleren Teil-Einschnitten zu versehen. Wie bereits oben angedeutet, wären auch grundsätzlich andere Grundrißformen (kreisförmig, elliptisch, polygonal etc.) möglich, die für die Anbringung spiraliger Einschnitte besonders geeignet sind.
  • Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, der Belaggrundriß ist wieder rechteckförmig, sind die Einschnitte generell mit 100 bezeichnet. Von einem gemeinsamen, nahe dem Belagrand 4.3 angeordneten Schenkelverbindungseinschnitt 101 erstrecken sich in das Belaginnere ineinandergeschachtelte, L-förmige Einschnitte 102 bis 104, zwischen denen zueinander parallelliegende Teilstrompfade 60 verlaufen, die in einen gemeinsamen zur Elektroden-Kontaktfläche f 4.3 führenden Sammelstrompfad 600 außerhalb des größten L-Einschnitts 104 münden. Fig. 7 zeigt im besonderen, daß zwei L-Einschnitt-Gruppen L 1 und L 2 spiegelsymmetrisch in bezug auf eine durch die Elektroden-Kontaktfläche f 4.3 verlaufende Symmetrieachse 8 des Belages 4000 angeordnet sind. Dadurch ergeben sich auch spiegelsymmetrische Strompfade 60 und 600.
  • Aufgrund der rechteckigen Grundrißausbildung, auch bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 6 und 7, sind die spiraligen bzw. L-förmigen Einschnitte winkelig zueinander verlaufend. Das hat herstellungstechnische Vorteile (Fräsen oder Schneiden von geraden Flächen).
  • Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 sei im folgenden kurz beschrieben. Die Kondensatoren C F und C K sind auf die Hochspannung HV aufgeladen. Die Laserkammer LK liegt dabei über die hochohmige Impedanz R K auf Erdpotential. Nach Schließen des Schalters F (Zünden der Schaltstrecke) baut sich eine Hochspannung zwischen den Elektroden der Laserkammer auf, und es erfolgt der Spannungsdurchbruch, wobei das Lasergas zur Emission angeregt wird. Aufgrund der Anordnung des Bandleiterkondensators kann der während der Emission an den Elektroden der Laserkammer LK liegende Anregungsimpuls im wesentlichen rechteckförmig mit einer verlängerten Pulsdauer geformt werden.
  • Fig. 8 zeigt noch die Schaltung eines sogenannten Charge- Transfer-Kreises, der ebenso wie die Blümlein-Schaltung nach Fig. 1 als pulsformendes Netzwerk zur Erzeugung der Hochspannungsimpulse für die Laserkammer LK dienen kann, und Fig. 9 zeigt wiederum die Transponierung in eine räumliche Laseranordnung für eine Anregungssystem; die Kondensatorbeläge sind darin mit 2&min;, 3&min; und 4&min; bezeichnet. Zur Pulsformung müssen in diesem Fall die mit der Elektrode E L &sub2; verbundenen Kondensatorbeläge 2&min;, 3&min; gemäß der beanspruchten Ausgestaltung ausgeführt werden.

Claims (11)

1. Bandleiterkondensator zur Energiespeicherung in einem Hochenergielaser mit transversaler Anregung, bei dem die Anregung durch möglichst homogene, lichtbogenfreie Kondensatorentladung im Gasraum zwischen mindestens zwei parallel zur optischen Achse des Lasers sich erstreckenden, insbesondere mit Vorionisierungseinrichtungen versehenen und mit Abstand einander gegenüberliegenden Laserelektroden einer Laserkammer erfolgt und die Laserelektroden, angeschlossen an ein z. B. in Blümlein- oder Charge-Transfer-Schaltung gechaltetes pulsformendes Netzwerk, mit den Belägen des Bandleiterkondensators und den Elektroden einer schnellen Hochspannungsschaltstrecke verbunden sind, wobei die Beläge des Bandleiterkondensators und seine dazwischen liegenden dielektrischen Schichten im wesentlichen normal zu seiner Paketierungsrichtung verlaufen, wobei die Paketierungsrichtung des Bandleiterkondensators parallel zur optischen Achse des Lasers verläuft und wobei die eine erste Elektrode der Laserkammer über den Bandleiterkondensator mit dem Hochspannungsimpuls sowie über eine Impedanz mit dem Erdpotential verbunden und die ihr gegenüberliegende zweite Elektrode an das Erdpotential direkt angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Beläge (4; 2&min;, 3&min;) des Bandleiterkondensators (C K , C F ) welche an die über die Impedanz (R K bzw. R F ) mit dem Erdpotential verbundene erste Elektrode (E L 1) der Laserkammer (LK) angeschlossen sind, mit die Länge ihres Strompfades (6, 60, 600) für den Entladestrom (I L ) vervielfachenden Einschnitten (5, 50, 10, 100) versehen sind.
2. Bandleiterkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einschnitte (5) abwechselnd von zwei gegenüberliegenden Seiten (4.1, 4.2) ausgehend und in Belag-Seitenrichtung (1) um den Abstand (a 1) zueinander versetzt in das Belaginnere hinein erstrecken, so daß mäandrierende Strompfade (6) längs der Belagfläche bis hin zu einer an einer dritten Seite (4.3) des Belages (4) gelegenen Elektroden-Kontaktfläche (f 4.3) gebildet sind.
3. Bandleiterkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einschnitte (50) paarweise gegenüberliegend von zwei gegenüberliegenden Seiten (4.1, 4.2) ausgehend in das Belaginnere und in Belag-Seitenrichtung (1) um den Abstand (a 2) zueinander versetzt erstrecken, so daß zwischen einander gegenüberliegenden Einschnitten jeweils Strompfadstege (7) stehen bleiben.
4. Bandleiterkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (5, 50) parallel zueinander verlaufen.
5. Bandleiterkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belaggrundfläche im wesentlichen rechteckig ist.
6. Bandleiterkondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einschnitte (5, 50) von zwei gegenüberliegenden Längsseiten (4.1, 4.2) in das Belaginnere erstrecken und die Elektroden- Kontaktfläche (f 4.3) an einer Schmalseite (4.3) angeordnet ist.
7. Bandleiterkondensator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a 1) bzw. (a 2) längs des Belages (4, 40) in Richtung (1) auf die Elektroden-Kontaktfläche (f 4.3) zunimmt.
8. Bandleiterkondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch spiralig vom Außenrand bis zum Belaginneren verlaufende Einschnitte (10), so daß sich vom Belaginneren spiralig bis zur äußeren Elektroden-Kontaktfläche verlaufende Strompfade (6; A 1, AB, B 1, BC, C 1, CD, D 1, DE, E 1, EF) ergeben.
9. Bandleiterkondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch von einem gemeinsamen, nahe dem Belagrand angeordneten Schenkelverbindungseinschnitt (101) sich in das Belaginnere erstreckende, ineinandergeschachtelte, etwa L-förmige Einschnitte (102, 103, 104), zwischen denen zueinander parallel liegende Teilstrompfade (60) verlaufen, die in einen gemeinsamen Sammelstrompfad (600) außerhalb des größten L-einschnitts (104), der zur Elektroden-Kontaktfläche (f 4.3) führt, münden.
10. Bandleiterkondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei L-Einschnitt- Gruppen (L 1, L 2) spiegelsymmetrisch in bezug auf eine durch die Elektroden-Kontaktfläche (f 4.3) verlaufende Symmetrieachse (8) des Belages (4000) angeordnet sind.
11. Bandleiterkondensator nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Belaggrundfläche (400, 4000) im wesentlichen rechteckig ist und die spiraligen bzw. L-förmigen Einschnitte (10, 100) winkelig verlaufen.
DE3128206A 1981-07-16 1981-07-16 Bandleiterkondensator zur Energiespeicherung in einem Hochenergielaser mit transversaler Anregung Expired DE3128206C2 (de)

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DE3128206A DE3128206C2 (de) 1981-07-16 1981-07-16 Bandleiterkondensator zur Energiespeicherung in einem Hochenergielaser mit transversaler Anregung
GB08215343A GB2104729B (en) 1981-07-16 1982-05-26 Slow discharge capacitor for use with a laser
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