HF-Anregung von Gaslasern

[tud]

Hallo zusammen!

Ich arbeite seit geraumer Zeit mit Niederdruckplasmen, welche via HF-Einkopplung betrieben werden.
Nun habe ich schon gelesen, dass gewisse Laser auch so betrieben werden.
Für mich liegt der Vorteil auf der Hand, dass die Elektroden außerhalb des Glastubus liegen (eine Variante) und so eine Alterung der Röhre fast ausgeschlossen ist.

Wo liegt denn der Vorteil der "regulären" Methode und warum hat sich das so bewährt?

Wäre super, wenn mir da jemand auf die Sprünge helfen könnte

Besten Dank schon mal!

[medusa]

Hi,

ich kenne zwei Beispiele von HF-Anregung bei normalen Gaslasern. Bei CO2-Lasern wird das bei bestimmten Modellen gemacht, weil eine Gleichstromentladung in N2/CO2 Gemischen nicht so stabil ist wie in anderen Gasen (z.B. HeNe). Abschirmung und Netzteil sind natürlich nicht ganz billig, wird man also nicht in den China-Graviergeräten finden.

Bei Ar-Lasern hat man in der Anfangszeit in der Tat HF-Anregung gemacht. Das war sehr cool, weil man die ringförmige Röhre gleich als Sekundärwicklung an einer HF-Primärspule verwenden konnte, und der Gasrückfluß war auf diese Weise auch automatisch gesichert. Und es gab keine Probleme mit der Erosion von Elektroden.
Leider ergab sich ein klitzekleines Problem damit, daß durch die HF-Einstreuung in die Brewster-Röhrchen das Plasma langsam aber sicher die Fenster annagte und so im Laufe einger Zeit in Zerstreuungslinsen verwandelte. Nicht gut für die Resonatorgeometrie.
(Quelle: William Bridges, "Ion Lasers - the early years")

~medusa.

[Eu1eOne]

ein cohernet cw diamond macht das so da ist der hf teriber direkt neben der röhre verbaut reinstes voodoo der elektroonik part dadrine habe mal nen photo davon gesehen

[tud]

Hey, vielen Dank für die Infos!
Das stimmt mich optimistisch, mit einer solchen Anordnung etwas zu experimentieren.
HF Equipment ist soweit vorhanden.

Medusa, Du sagtest, dass die Brewsterfenster dadurch in Mitleidenschaft gezogen werden, warum ist das bei der "konventionellen" Methodik nicht der Fall?

Allerbesten Dank schonmal!

[medusa]

Na, beim CO2 Laser: Stromstärke in der Entladung so 20mA,
beim Ar+ Laser diverse Amps...

Bei DC-Anregung hast Du eigentlich kein Glimmen in den Brewster-Rohren, weil das elektrische Feld i.w. von der Anode zur Kathode läuft. Ionen kommen nur in kleiner Zahl in die Nähe der Fenster.
HF streut sehr stark in alles in der Nähe rein, zentimeterweit auch in die Röhrchen. Felder überall, da glimmt's dann auch fleißig an den Fenstern. Solltest Du eigentlich besser als ich wissen...

~medusa.

[tud]

Das ist alles eine Frage der Geometrie, Gasdruck und Elektrodenanordnung... aber prinzipiell hast Du schon recht, dass die DC-Entladung wohl etwas präziser in dieser Hinsicht ist.

Nun stellt sich mir jedoch die Frage (noch eine ), wenn nicht die ganze Strecke zwischen den Fenstern angeregt ist, reduziert dann nicht dieser "tote" Raum die Leistung durch Reabsorption?!?

Ich weiß, Fragen über Fragen.... aber Tausend Dank dafür

[medusa]

Das hängt von der Energieverteilung der Ionen und der Besetzung der verschiedenen Zustände ab. Der gesamte Ionenstrom muß durch die Kapillare hindurch, deshalb ist die Stromdichte dort so hoch, daß rund 1% aller Argonatome ionisiert sind.
Außerhalb der Kapillare ist die Stromdichte rein geometrisch um Größenordnungen geringer. Deshalb gibt es viel weniger Ionisationsgrad, und noch weniger der Ionen befinden sich im unteren Laserniveau (das bei Argon auch nicht gleich dem Grundterm des Ions ist), aus dem sie die Laserstrahlung auch absorbieren könnten.

Um Ar+ in die Inversion zu treiben, sind Stromdichten von mehreren hundert Ampere pro Quadratzentimeter notwendig, je nach Ausführung der Röhre und Wellenlänge der Linie.

~medusa.

[tud]

Besten Dank für die Infos!