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Hallo,
Beim CO2-Laser gibt es doch die Möglichkeit bei hohen Leistungen eine Konvektionskühlung zu machen, also etweder quergeströmt oder längsgeströmt. Wird dabei das CO2-Gas denn Ausgetauscht oder wird es nur an eine bestimmte Stelle gebracht und dort gekühlt und dann wieder in das Entladungsrohr gebracht?

CO2 Röhren sind doch alle (zumindest die die ich gesehen habe) eh Wassergekühlt....von daher macht es doch wenig "sinn" das Gas selbs extern zu kühlen.....oder?

Nein das stimmt nicht. Es gibt sehr viele C02-Laser die nicht wassergekühlt sind. Die Kühlung erfolgt hier durch die wesentlich effizientere Konvektion. Wenn man wirklich hohe Leistungen braucht z.b. in der Materialbearbeitung, dann kann man das auf keinen Fall mit Wasser kühlen

Eigentlich gibst Du Dir im ursprünglichen Beitrag schon selbst die Antwort. Das Gas wird ausgetauscht, weil es an eine andere Stelle gebracht und gekühlt wird. Es gibt beide Typen, längs- und quergeströmt. Üblicherweise wälzt eine spezielle Pumpe das Gas durch einen Wärmetauscher um.
Andere Typen, z.B. der gasdynamische Laser, bei dem das CO2 durch eine Lavaldüse entspannt wird (dabei kühlt es sich durch den Druckabfall ab), sind glaub ich heute nicht mehr so verbreitet. Die abgeschmolzenen kleinen Röhren hingegen sind alle wassergekühlt.

~medusa.

Ja ich meine ob kontinuierlich das gas gewechselt wird (also von "ganz außen"). Wird das gekühlte Gas dann wieder für die Laseraktivität genutzt oder wird es ganz raus aus dem Laser-System geführt, so dass immer neues Gas dem Laser-System von außen zugeführt werden muss

Soweit ich weiß, wird in den gängigen Industrielasern das Gas umgewälzt, d.h. nicht kontinuierlich erneuert.

Bei dem erwähnten gasdynamischen Laser war das in einer Variante anders: das heiße CO2 wurde in einer spaltförmigen Raketenbrennkammer durch Verbrennung von CO mit Sauerstoff erzeugt. Nach der Expansion und Abkühlung in der Lavaldüse war an Wiederverwertung offensichtlich nicht zu denken...
Klar, daß diese spacige Technik bei den Krämerseelen in den Chefetagen nicht so gut ankam.

Vielen Dank für eure Hilfe

aha...wieder was gelernt.
Das mit dem entspannen ist soweit ja klar....macht nen Kühlschrank ja nicht anderst...nur Lasert der nicht

Wird das Gas dann extern dürch nen Wärmetauscher (luft/Luft bzw. luft/wasser) gekühlt ??!!
Also bei Luft/Luft wäre das ja dann nur nen geschlängel aus glasröhren
und bei Luft/Wasser das ganze dann in nem Wassebecken...?

ist ja nen mords Aufbau....hab leider kein bild zu der sache gefunden.


EDIT: Hab grade gelesen, das ja (bei den nicht geschlossenen) die CO2 Molekühle aufgespalten werden durch die entladung, daher muss frischgas zugeführt werden.
Da das ja aus Hochdruckflaschen kommt und sich erstmal entspannt kühlt das natürlich mit...aber langt das wirklich um diese "Verluste" weg zu befördern....?

Das mit dem gasdynamischen CO2-Laser funktioniert anders. Bei heißem CO2 sind die Energieniveaus im thermischen Gleichgewicht besetzt. Also allgemein obere Niveaus mehr als untere. Wird das heiße CO2 sehr schnell abgekühlt, dann entleeren sich die unteren Laserniveaus schneller als die oberen Laserniveaus, weil erstere ja eine kürzere Lebensdauer haben müssen (Grundbedingung für CW-Laser). Folglich herrscht kurze Zeit, nachdem heißes CO2 sehr plötzlich abgekühlt wurde, temporär eine Besetzungsinversion. Es kann gelasert werden!
Im gasynamischen Laser macht man das zunutze, indem man heißes CO2 in einer Lavaldüse auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt; dabei wird es adiabatisch entspannt und abgekühlt. Ein Stück hinter der Düse (genau da, wo die o.g. temporäre Besetzungsinversion dominiert) ist quer zum Abgasstrahl ein Resonator angeordnet.
Episch gesprochen, das ist ein Raketentriebwerk, das quer zum Feuerstrahl lasert.

In Industrielasern wird das Gas durch Wärmetauscher umgewälzt und gekühlt. Eine gewisse Zersetzung findet zwar statt, m.W. kann man der aber durch geeignete Katalysatoren als Elektrodenmaterial (Nickel) entgegenwirken, so wie das auch in den abgeschmolzenen kleinen CO2-Laserröhren gemacht wird. Nichtsdestotrotz wird man bei hohem Durchsatz vermutlich von Zeit zu Zeit Gas austauschen müssen, oder auch immer einen gewissen Prozentsatz abzweigen und durch frisches Gas ersetzen. Die Entspannung vom hohen Druck in der Gasflasche wird dabei aber keinen nennenswerten Beitrag zu Kühlung leisten.

~medusa.

EDIT: hab diesen Link gefunden, unten auf der Seite sind zwei sehr anschauliche Diagramme zu längs- und quergeströmten CO2-Lasern.
http://www.linde-gas.at/laser/material_bearbeiten.html

danke für die erklärung....die bilder auf der seite von linde sind gut.
Jetzt ist die sache klarer...

Erratum: im thermischen Gleichgewicht eines Gases sind natürlich die oberen Niveaus weniger besetzt als untere.
Hab ich beim Schreiben wohl logisch gedreht...

Kann man bei solchen Wasserkühlungen eigentlich noch irgendwelche optischen Effekte erreichen, die ebenfalls schon den Laser an sich gut aussehen lassen? Quasi, wie ein Aquarium? Oder kann das schädlich für den Laser / die Augen sein?
Liebe Grüße.

Bei den abgeschmolzenen kleinen CO2-Laserröhren aus Glas schon, siehe z.B. hier (meiner)


Größere industrielle Laser werden wohl selten aus Glas sein. Gefährlich für die Augen ist das nicht, weil Glas ab ca. 2um Wellenlänge für Infrarot undurchlässig ist.

~medusa.