DE4433888C2 - Festkörperlaser mit Kühleinrichtung - Google Patents

Festkörperlaser mit Kühleinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Festkörperlaser, insbesondere die Verbesserung der Strahlgüte, des Wirkungsgrads und der Zuver­ lässigkeit eines Platten-Festkörperlasers.
Die Fig. 72 und 73 zeigen einen Festkörperlaser mit einem Anregungssystem und einem Kühlsystem für ein herkömmliches Lasermedium, der beispielsweise in der JP 1-84680 A beschrieben ist, sowie einen herkömmlichen Festkörperlaser, der beispielsweise in der JP 63-188 980 A angegeben ist.
In den Fig. 72 und 73 bezeichnet 1 ein plattenförmiges Festkörperlasermedium (nachstehend als Platte bezeichnet) mit einem Paar von gegenüberliegenden polierten Oberflächen 11, einem Paar von Seitenflächen 12 und einem Paar von Endflächen 13, die als Eintrittsfläche und Austrittsfläche für einen Laserstrahl dienen. Die Platte besteht beispielsweise aus Nd : YAG (Yttrium-Aluminium-Granat) und wird durch Dotieren mit Nd erhalten. 5 ist eine Abstützung, die an der Seitenfläche 12 der Platte angeordnet ist, 2 ist eine Lampe, um eine Lichtan­ regung der Platte 1 durchzuführen, und 21 ist das Anregungs­ licht.
7 ist ein Rahmen, der die Platte 1 und die Abstützung 5 in­ tegral enthält, wobei in dem Rahmen 7 ein Öffnungsbereich 711 vorgesehen ist, der sich über im wesentlichen eine vollständige Oberfläche der polierten Oberfläche 11 der Platte, wie Fig. 74 zeigt, erstreckt. 70 ist ein Dichtmittel, um eine Abdichtung gegen Austritt von Wasser 41 zu erreichen, das als Kühlmittel für die Platte dient. Das Dichtmittel 70 verläuft über eine gesamte Umfangslänge einer Ebene, die von der Plattenoberfläche (der polierten Oberfläche) 11 und den Abstützungen 5, die an der Seitenfläche angeordnet sind, gebildet ist, wie Fig. 75 zeigt. 3 ist ein Reflektor, um das Anregungslicht zum Be­ strahlen der Platte 1 zu bündeln, und 81 und 82 sind Gehäuse, die die Reflektoren 3 enthalten. 40 ist eine Trennplatte zur Bildung einer Durchflußbahn 4 für das Plattenkühlwasser 41, wobei die Trennplatte 40 in bezug auf das Anregungslicht transparent ist.
Nachstehend wird der Betrieb beschrieben.
Die Platte 1 absorbiert das aus der Lampe 2 austretende Anregungslicht 21, um eine Besetzungsinversion zu bewirken. Die Energie der Besetzungsinversion wird aus dem Medium als Laser­ strahl 100 ausgekoppelt, der zwischen dem Paar von sich gegen­ überstehenden polierten Oberflächen 11 der Platte 1 in Zick­ zackform verläuft, während gleichzeitig eine wiederholte innere Totalreflexion stattfindet. 50% oder mehr der Anregungslicht­ energie, die von der Platte absorbiert wird, wird jedoch in der Platte in Wärmeenergie umgesetzt und tritt schließlich aus der Platte in das Kühlmittel 14 ein, das mit den gegenüberstehenden polierten Oberflächen 11 der Platte in Kontakt steht.
Wie Fig. 76 zeigt, werden zu diesem Zeitpunkt eine parabolische Temperaturverteilung mit einem heißen Zentralbereich und eine parabolische Brechzahlverteilung entsprechend der parabolischen Temperaturverteilung in einer Dickenrichtung der Platte er­ zeugt. Der Laserstrahl 100 in der Platte folgt jedoch einem zickzackförmigen Lichtweg, so daß die Auswirkung der parabo­ lischen Brechzahlverteilung aufgehoben und kein Laserstrahl verzerrt wird. Das Kühlmittel 41 ist von den Dichtmitteln 70 an den gegenüberstehenden polierten Oberflächen 11 der Platte und den Abstützungen 5, die an den Seitenflächen angeordnet sind, hermetisch so eingeschlossen, daß es nicht nach außen austritt. Das Dichtmaterial 70 dient außerdem als Halterung der Platte 1 an dem Rahmen 7.
In einem Idealzustand des Plattenlasers kann ein Lasermedium in einer Breitenrichtung gleichförmig angeregt werden. Wärme kann in der Breitenrichtung ebenfalls gleichmäßig erzeugt werden. Außerdem kann die Platte nur von den Plattenoberflächen (den gegenüberliegenden polierten Flächen) 11 her gleichmäßig gekühlt werden, eine eindimensionale parabolische Temperatur­ verteilung kann in der Dickenrichtung ausgebildet werden, und eine gleichmäßige Temperaturverteilung kann in der Breiten­ richtung ausgebildet werden. Für den Idealzustand wird der Reflektor 3 verwendet, so daß die Platte 1 mit einem möglichst gleichförmigen und möglichst wirkungsvollen Anregungslicht 21 bestrahlt werden kann.
Zur Kühlung fließt das Kühlmittel 41 gleichförmig an der Plattenoberfläche 11, wobei die Abstützungen 5 an den Seiten­ flächen 12
befestigt sind und aus Glas (mit der Wärmeleit­ fähigkeit K von 0,012 W/cm2°C), Fluorkohlenstoff-Kunststoff (mit einer Wärmeleitfähigkeit K von 0,0025 W/cm2°C) oder Silikongummi (mit einer Wärmeleitfähigkeit K von 0,0015 W/cm2°C), der eine höhere Wärmeisoliereigenschaft als das Lasermedium (z. B. YAG mit einer Wärmeleitfähigkeit K von 0,12 W/cm2°C) hat, bestehen.
Ein herkömmlicher Laseroszillator ist, wie oben erläutert, aufgebaut. Die Probleme dabei sind, daß die Wärmeisolierstoffe der Abstützungen 5 an den Plattenseitenflächen 12 und Kleb­ stoffe das Anregungslicht absorbieren und Wärme erzeugen, so daß eine Temperaturverteilung mit heißen Seitenflächen in der Breitenrichtung und eine konkavlinsenförmige optische Ver­ zeichnung bzw. Verzerrung gemeinsam mit der Hochtemperatur­ verteilung an der Seitenfläche erzeugt werden, wie Fig. 77 zeigt. Dies führt zu einer Verschlechterung der Strahlgüte und der Laserausgangsleistung. Außerdem besteht ein weiteres Problem darin, daß die Strahlgüte sich in Abhängigkeit vom Ausgangsleistungspegel ändert, da die optische Verzeichnung von der Anregungsintensität abhängt.
Wenn der Reflexionsgrad der Abstützung 5 in bezug auf das Anregungslicht 21 gering ist, verläuft das Anregungslicht 21 von den Plattenseitenflächen 12 zu den Abstützungen 5, wie Fig. 78 zeigt. Weitere Nachteile sind daher, daß keine ausreichende Verstärkung erhalten wird und eine gleichförmige Anregung aufgrund der verschlechterten Anregungsintensität im Bereich der Seitenfläche nicht erreichbar ist.
Wenn die Platte 1 und die Abstützungen 5 an ihren Seitenflächen in dem Rahmen 7 enthalten sind, bringt der Druck, der durch die O-Dichtringe 70 auf die obere und untere Oberfläche wirkt, Kraft in eine Richtung 510 auf, um die Platte 1 von den Abstützungen 5 zu trennen, wie es die Fig. 79, 80 zeigen. Infolgedessen kann das Kühlmittel 41 aufgrund der verminderten Hafteigenschaften zwischen den Plattenseitenflächen 12 und den Abstützungen 5 nicht ausreichend hermetisch eingeschlossen werden, so daß an der Plattenendfläche 13 durch ein Leck Wasser austritt. Es gibt daher schwerwiegende Probleme, weil ein Strahl unterbrochen werden kann und eine Kontaminierung an der Strahleintritts/austrittsendfläche 13, die spiegelpoliert ist, auftreten kann.
Wenn ferner die Platte stark angeregt wird, wird im Bereich der Plattenseitenflächen und des Eintritts/Austrittsendes eine mechanische Formänderung erzeugt, wie es die Fig. 81, 82 zeigen. Die daraus resultierenden Probleme sind, daß Wasser aufgrund der verringerten Wasserdichtigkeit zwischen den Plattenseitenflächen 12 und den Abstützungen 5 austreten kann, daß aufgrund einer Spannungskonzentration 125 eine optische Verzeichnung auftreten kann, weil die Abstützungen 5 die Platte 1 möglicherweise nur mit Punktkontakt berühren, und daß im schlimmsten Fall die Platte 1 beschädigt werden kann.
Alternativ können als Abstützungen 5 Substanzen mit hohem Reflexionsvermögen verwendet werden, um einen verbesserten Wirkungsgrad zu erhalten. Die meisten Substanzen dieser Art haben jedoch extrem schlechte Hafteigenschaften, und es ist typischerweise schwierig, eine Kompatibilität der Wärmeisoliereigenschaften mit der Wasserdichtigkeit für die Plattenseitenfläche 12 selbst bei Verwendung solcher Substanzen zu erreichen.
DE 40 32 488 A1 betrifft einen Festkörperlaser, bei dem zur Verringerung der thermischen Linsenbildung im Lasermedium vorgeschlagen wird, Wärmeisolatoren, die mit den Seitenober­ flächen des Lasermediums zusammenwirken, anzuordnen. Weiterhin sind Mittel zum Abschirmen der Wärmeisolatoren gegen das Pumplicht vorgesehen. Vorhandene Wärmeleiter besitzen Strö­ mungswege, um ein Kühlmittel aufzunehmen. Diese Strömungswege befinden sich im Inneren der Wärmeleiter. Eine Durchflußmengen- Steuereinheit kann die Temperatur und die Durchflußmenge des Kühlmittels im jeweiligen Strömungsweg beeinflussen. Damit soll die von den Seitenflächen des Lasermediums abzuführende Wärmemenge in Abhängigkeit vom Erregungszustand des Lasermediums regelbar sein. Die Ausbildung von langgestreckten Strömungswegen innerhalb der Wärmeleiter ist jedoch zum einen aufwendig und führt zum anderen zu einer Verringerung der mechanischen Stabilität. Letztendlich ist ein wünschenswerter unmittelbarer Kontakt zwischen den Seitenoberflächen des Lasermediums und dem Kühlmittel zur Optimierung der Kühlung nicht realisierbar. Darüber hinaus ist eine gezielte Variation des Kühlregimes längs der Seitenoberflächen des Lasermediums nicht möglich.
Die in der DE 39 30 328 A1 vorhandenen, seitlich des Laser­ mediums angeordneten Schienen weisen im Inneren einen Fluid­ durchlaß auf. Jede Schiene ist mit einem Fluidkreis verbunden, der ein Ventil, eine Pumpe und einen Wärmetauscher umfaßt. Jeder Fluidkreis kann separat gesteuert werden, wodurch der Wärmefluß über die jeweilige Seitenfläche des Festkörperlaser­ mediums beeinflußbar ist. Demgemäß ermöglicht die Lehre der DE 39 30 328 A1 zwar eine unterschiedliche Temperatursteuerung der jeweiligen Seitenflächen, jedoch ist eine wünschenswerte Variation des Kühlregimes längs des Lasermediums unmöglich.
GB 2 230 642 A betrifft eine Laserplatte, an der seitlich längs der Platte konkave Ausnehmungen vorgesehen sind, mit denen verhindert werden soll, daß die Laserplatte unerwünschte Lasermodem verstärkt. Die Platte wird seitlich durch Schienen gehalten. Der konkave Zwischenraum wird mit einem Silikon verfüllt. Die Gesamtanordnung aus Lasermedium und Befesti­ gungsschienen befindet sich in einem mit Kühlwasser gefüllten Raum. Die dortigen Ausnehmungen dienen also nicht dem gezielten Durchleiten eines Kühlmittels, sondern sind zu dem Zweck vor­ gesehen, unerwünschte parasitäre Schwingungsmodem des Lasermediums selbst zu verhindern.
EP 0 382 108 A1 bezieht sich auf eine Laseranordnung, in der das Lasermedium seitlich von Befestigungsmitteln gehalten wird, die hervorspringende Umfassungen aufweisen. Die Umfassungen sind zum sicheren seitlichen Befestigen des Lasermediums wiederum vorgesehen.
EP 0 492 526 A2 befaßt sich mit einer Festkörperlaseranordnung mit einem Lasermedium, das seitlich von Halteeinrichtungen fixiert ist. Die Halteeinrichtungen verfügen über Mittel zum Aufbringen von Druckkräften, die wiederum zu unterschiedlichen seitlichen Einspannkräften des Lasermediums führen. Das Ab­ führen von Wärme, insbesondere von den Seitenflächen des Lasermediums durch spezielle Abstützungen mit kühlmittel­ führenden Ausnehmungen ist nicht Gegenstand der Lehre dieser EP 0 492 526 A2.
US PS 4,528,671 offenbart das Ausbilden von Mitteln zum Befestigen eines Lasermediums in einem Festkörperlaser, wobei diese Mittel Kühlkanäle zur Aufnahme eines Kühlmediums bilden. Die Durchflußmenge des Kühlmittels ist durch eine Serie von Düsen regulierbar. Mit dieser Anordnung ist es jedoch nicht möglich, die Seitenflächen des Lasermediums unmittelbar über ganz spezielle Ausnehmungen mit einem Kühlmedium in Kontakt zu bringen. Darüber hinaus werden keinerlei Anregungen gegeben, wie eine individuelle Einstellung einer Druckkraft zur optimalen seitlichen Befestigung des Lasermediums vorgenommen werden kann.
US PS 4,881,233 betrifft eine ähnliche Anordnung, bei der an der Ober- und Unterseite eines Lasermediums Kühlplatten angeordnet sind.
US PS 4,949,346 zeigt eine Kühlanordnung für einen Fest­ körperlaser, wobei Kühlsenken an den Ober- und Unterseiten des Lasermediums angeordnet sind. Die Kühlsenken wirken allein aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit. Das Führen eines Kühlmediums ist nicht vorgesehen.
US PS 4,984,246 betrifft einen Festkörperlaser, in dem das Lasermedium von zwei Reflektoren, die innenseitig eine thermisch isolierende Beschichtung aufweisen, gehalten wird. Ein Kühlkanal weist ein für Strahlung durchlässiges Fenster auf. Dieses Fenster bildet einen Teil des Kühlkanals. Ein Kühlmittel steht offenbar in unmittelbarem Kontakt mit den Ober- und Unterseiten des Lasermediums. Diese Konstruktion weist eine andersartige Abstützung zur Befestigung des Laser­ mediums sowie eine unterschiedliche Anordnung von Ausnehmungen an einer Innenfläche der Abstützungen zur Führung eines Kühl­ mittels im Vergleich zur vorliegenden Erfindung auf.
Die Erfindung soll die genannten Probleme überwinden, und die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines kompakten Festkörperlasers mit niedrigeren Kosten, der einen höheren Wirkungsgrad, sehr hohe Strahlgüte und Stabilität der Aus­ gangsleistung sowie höhere Zuverlässigkeit hat.
Zur Lösung der genannten Aufgabe wird ein Festkörperlaser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlasermedium verwendet wird, wobei ein Paar von Abstützungen auf der rechten und der linken Seite des Lasermediums vorgesehen ist und in der Abstützung an einer inneren Oberfläche, die den Seitenflächen des Lasermediums gegenübersteht, Ausnehmungen in Form von Nuten, Schlitzen, Rücksprüngen oder in Form eines unregel­ mäßigen Musters ausgebildet sind.
Wie vorstehend erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß diesem ersten Aspekt der Erfindung die unregelmäßige Kon­ struktion in der Abstützung an der Oberfläche, die dem Lasermedium gegenübersteht, vorgesehen, und ein konkaver Bereich enthält Substanzen, wie etwa Kühlmittel (beispielsweise Wasser) mit niedrigem Absorptionsvermögen, geringer Wärme­ bildung und ausreichender Kühlwirkung. Es ist dadurch möglich, einen thermischen Grenzschichtzustand einer Plattenseitenfläche zu optimieren sowie das Auftreten einer optischen Verzeichnung mit der Temperaturverteilung zu verhindern.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlasermedium verwendet wird, wobei ein Paar von Abstützungen auf der rechten und der linken Seite des Lasermediums angeordnet ist und die Abstützungen aus einer Vielzahl von verschiedenen Materialien hergestellt sind.
Wie oben erwähnt, besteht bei dem Festkörperlaser gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Abstützung aus einem Ver­ bundmaterial, das die Vielzahl von verschiedenen Materialien enthält. Dadurch ist es möglich, einen thermischen Grenz­ schichtzustand zwischen einer Plattenseitenfläche und der Abstützung zu optimieren und das Auftreten einer optischen Verzeichnung mit der Temperaturverteilung zu verhindern. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussier­ verhalten und hohem Wirkungsgrad stabil ausgekoppelt werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlasermedium verwendet wird, wobei ein Paar von Abstützungen auf der rechten und linken Seite des Lasermediums angeordnet ist und die Abstützungen jeweils mit einer Seitenfläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt sind.
Wie oben erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung die Abstützung an der Seitenfläche des Lasermediums angeordnet und unter Druck mit einer Platten­ seitenfläche in Kontakt gehalten. Diese Konstruktion verbessert die Wasserdichtigkeit zwischen der Plattenseitenfläche und der Abstützung und stabilisiert einen thermischen Grenzschichtzu­ stand der Plattenseitenfläche, um so die optische Charak­ teristik des Plattenmediums zu stabilisieren. Infolgedessen ergibt sich der Effekt, daß ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden kann.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung angegeben, wobei die Abstützung unter Druck mit einer Seiten­ fläche des Lasermediums in Kontakt gehalten wird.
Wie erwähnt, wird bei dem Festkörperlaser gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung die Abstützung unter Druck mit der Seitenfläche des Lasermediums in Kontakt gehalten. Es ist dadurch möglich, einen Effekt weiter zu stabilisieren, der durch das Vorsehen einer unregelmäßigen Ausbildung einer inneren Abstützungsoberfläche oder durch Ausbilden der Ab­ stützung aus einer Vielzahl von Materialien erhalten wird, und zwar den Effekt der Optimierung eines thermischen Grenz­ schichtzustands zwischen einer Seitenfläche des Lasermediums und der Abstützung. Des weiteren ist es möglich, die Wasser­ dichtigkeit der Konstruktion zu verbessern. Somit wird ermöglicht, daß die Zuverlässigkeit gesteigert wird und ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden kann.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser angegeben, bei dem ein sogenanntes Plattenlasermedium verwendet wird, und bei dem das Paar von Abstützungen auf der rechten und der linken Seite des Lasermediums angeordnet ist. Bei dem Festkörperlaser besteht die Abstützung an einer dem Anregungsbereich entsprechenden Position gegenüber dem Laser­ medium aus einem eine Ausnehmung aufweisenden Halteteil und einem darin aufgenommenen Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht.
Wie oben erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung die Ausnehmung in dem Halteteil an der dem Anregungsbereich entsprechenden Position gegenüber dem Laser­ medium vorgesehen, und das Element mit hohem Reflexionsvermögen für das Anregungslicht ist in der Ausnehmung oder dem Halteteil angeordnet. Mit dieser Konstruktion können Verluste des Anregungslichts an einer Plattenseitenfläche verringert werden. Des weiteren wird die Notwendigkeit für einen Klebstoff an der Verbindungsstelle zwischen dem hochreflektierenden Körper und der Plattenseitenfläche vermieden, um dadurch die Wärmeerzeugung an der Zwischenfläche und die gemeinsam mit der Wärmeerzeugung auftretende optische Verzeichnung zu verringern. Eine hohe Wasserdichtigkeit kann beibehalten werden. Infolge­ dessen wird der Effekt erzielt, daß ein stabiler Laserbetrieb ohne den Austritt von Wasser realisierbar ist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser gemäß dem ersten, dem zweiten, dem dritten oder dem vierten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem in die Ab­ stützung aus einer an der dem Anregungsbereich entsprechenden Position gegenüber dem Lasermedium eine Ausnehmung aufweisen­ den Halteteil und einem darin aufgenommenen Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht besteht.
Wie oben erwähnt, ist es bei dem Festkörperlaser gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung möglich, einige Konfigurations­ merkmale zu kombinieren, beispielsweise die unregelmäßige Ausbildung der Innenfläche der Abstützung, eine Konfiguration zum Druckkontakt der Abstützung mit dem Lasermedium, und eine Konfiguration, bei der das Element mit hohem Reflexionsvermögen in der Ausnehmung des Halteteils angeordnet ist, so daß gleichzeitig eine gute optische Charakteristik und verbes­ serte Wasserdichtigkeit als synergistischer Effekt der Kombi­ nation erzielt werden kann.
Insbesondere kann die Konfiguration, bei der ein Element mit hohem Reflexionsvermögen in der Ausnehmung des Halteteils angeordnet ist, mit der Konfiguration kombiniert werden, bei der die Abstützung unter Druck mit dem Lasermedium in Kontakt ist. Dies führt zu einem synergistischen Effekt des Erreichens eines guten Wirkungsgrads und gleichzeitig des Beibehaltens hoher Wasserdichtigkeit. Wenn das Element mit hohem Refle­ xionsvermögen in der Ausnehmung des Halteteils angeordnet ist, ist dieses Element bevorzugt unter Druck mit dem Lasermedium in Kontakt gehalten. In diesem Fall wirkt jedoch die Druckkraft auf den Körper mit hohem Reflexionsvermögen entgegengesetzt einer Richtung, in der die Abstützung von dem Lasermedium getrennt wird. Es ist somit notwendig, die Abstützung entgegen der Gegenwirkung an das Lasermedium zu drücken, um die hohe Wasserdichtigkeit beibehalten zu können.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser gemäß dem ersten, dem vierten oder dem sechsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem in einer inneren Oberfläche der Abstützung eine Nut vorgesehen ist, die in einer Dicken­ richtung des Lasermediums verläuft.
Wie oben erwähnt, verläuft bei dem Festkörperlaser gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung die Nut in einer Richtung parallel zu einer Dickenrichtung der Platte, und ein konkaver Bereich der Nut enthält Substanzen, wie z. B. ein Kühlmittel (beispielsweise Wasser), das geringes Absorptionsvermögen, niedrige Wärmeerzeugung und eine ausreichende Kühlwirkung aufweist. Dadurch ist es möglich, einen thermischen Grenz­ schichtzustand einer Plattenseitenfläche zu optimieren sowie das Auftreten einer optischen Verzeichnung gemeinsam mit der Temperaturverteilung zu verhindern. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit einem sehr gutem Fokussierverhalten und hohem Wirkungsgrad stabil ausgekoppelt werden.
Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser nach dem ersten, dem vierten, dem sechsten oder dem siebten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem eine Verteilung in einer Längsrichtung oder einer Vertikalrichtung des Lasermediums für die Teilung, die Fläche oder die Tiefe der Nuten, Schlitze, Rücksprünge oder des unregelmäßigen Musters vorgesehen ist.
Wie oben erwähnt, sind bei dem Festkörperlaser gemäß dem achten Aspekt der Erfindung Verteilungen in der Dickenrichtung und der Längsrichtung der Platte entweder für alle oder eine von Fläche, Teilung und Tiefe des konkaven Bereichs der Abstützung vorgesehen. Die Verteilungen ergeben den optimalen thermischen Grenzschichtzustand an allen Positionen einer Plattenseiten­ fläche in Dicken- und Längsrichtung. Dadurch ist es möglich, das Auftreten einer optischen Verzeichnung mit der Temperatur­ verteilung zu verhindern. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten und mit hohem Wirkungsgrad stabil ausgekoppelt werden.
Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser gemäß dem ersten, dem vierten oder dem sechsten bis achten Aspekt der Erfindung angegeben, wobei das Lasermedium von einem Kühlmittel gekühlt wird, das so eingefüllt ist, daß es jede polierte Oberfläche berührt. Zwischen dem Kühlmittel an der oberen und dem an der unteren Seite des Lasermediums ist eine Druckdifferenz vorgesehen, um in einem konkaven Bereich in der Innenfläche der Abstützung einen Kühlmitteldurchfluß zu erzeugen.
Wie oben erwähnt, wird bei dem Festkörperlaser gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung das Lasermedium von dem Kühlmittel gekühlt, das so eingefüllt ist, daß es die Oberfläche berührt. Die Druckdifferenz in dem Kühlmittel erzeugt den Kühlmittelfluß in dem konkaven Bereich in einer der Platte zugewandten Oberfläche der Abstützung. Dadurch ist es möglich, einen Kühlzustand an einer Kontaktgrenzfläche zwischen einer Plattenseitenfläche und der Abstützung zu optimieren und zu verhindern, daß eine optische Verzeichnung mit der Temperatur­ verteilung auftritt. Infolgedessen kann ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten und hohem Wirkungsgrad stabil ausgekoppelt werden.
Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem die unregelmäßige Struktur an der inneren Oberfläche der Abstützung von einer Nut gebildet ist, die sich diagonal in bezug auf eine Dickenrichtung des Lasermediums erstreckt.
Wie oben erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem zehnten Aspekt der Erfindung die Nut in der Abstützung vorgesehen, die an einer Seitenfläche des Lasermediums an einer dem Lasermedium gegenüberstehenden Position angeordnet ist, um diagonal zu einer Plattendickenrichtung zu verlaufen. Die Nut erzeugt den Kühlmittelfluß in dem konkaven Bereich. Es ist dadurch möglich, einen Kühlzustand an einer Kontaktgrenzfläche zwischen einer Plattenseitenfläche und der Abstützung zu optimieren und das Auftreten einer optischen Verzeichnung mit einer Temperatur­ verteilung zu vermeiden. Infolgedessen kann ein Laserstrahl, der ausgezeichnetes Fokussierverhalten hat, mit hohem Wirkungsgrad stabil ausgekoppelt werden.
Gemäß einem elften Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt der Erfindung an­ gegeben, wobei die Abstützung aus einem Material besteht, das ein hohes Reflexionsvermögen für Anregungslicht aufweist.
Wie erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem elften Aspekt der Erfindung die Abstützung aus einem Material mit hohem Reflexionsvermögen für das Anregungslicht hergestellt. Es ist dadurch möglich, eine hocheffiziente Anregung durchzu­ führen, die Herabsetzung der Anregungsintensität im Bereich der Plattenseitenfläche zu verhindern und die Erzeugung einer optischen Verzeichnung zu vermindern. Der Effekt ist daher, daß ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten und hohem Wirkungsgrad stabil ausgekoppelt werden kann.
Gemäß einem zwölften Aspekt der Erfindung wird ein Festkörper­ laser nach dem dritten, dem vierten oder dem sechsten bis elften Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem zwischen dem Anregungsbereich des Lasermediums und der Abstützung kein Zwischenelement vorgesehen ist.
Wie oben erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem zwölften Aspekt der Erfindung ein elastischer Körper nur im Bereich einer Abdichtposition für Kühlmittel zwischen der Platte und der Abstützung angeordnet, und es ist kein Zwi­ schenelement zwischen der Platte am Anregungsbereich und der Abstützung vorgesehen. Dadurch wird es möglich, die Wärme­ erzeugung an der Grenzfläche zwischen einer Plattenseitenfläche und der Abstützung zu verringern sowie eine erhöhte Temperatur der Plattenseitenfläche und eine optische Verzeichnung, die sonst mit der erhöhten Temperatur auftritt, zu vermindern. Somit wird die Wirkung erhalten, daß ein Laserstrahl mit sehr gutem Fokussierverhalten und hohem Wirkungsgrad stabil ausgekoppelt werden kann.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser nach dem zwölften Aspekt angegeben, bei dem eine Elastizität aufweisende Substanz in den Zwischenraum zwischen einem Abschrägungsbereich von Kantenbereichen in der Nähe einer Abdichtposition des Lasermediums und des elastischen Körpers eingebracht ist.
Wie erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem dreizehnten Aspekt der Erfindung die Elastizität aufweisende Substanz in den Zwischenraum zwischen der Abschrägung der Plattenkanten­ bereiche und dem elastischen Körper gefüllt, wodurch verbes­ serte Wasserdichtigkeit und verbesserte Zuverlässigkeit erreicht werden.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser nach dem dritten, dem vierten oder dem sechsten bis dreizehnten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem die Abschrägung der Laserplatte im Bereich von 0,3 mm oder weniger bezogen auf die ursprüngliche Kante liegt. Dies führt zu noch weiter verbesserter Wasserdichtigkeit und hat verbesserte Zuverlässigkeit zur Folge.
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser nach dem dritten, dem vierten oder dem sechsten bis vierzehnten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein Gewindeloch in einem die Abstützung integral enthaltenden Rahmen an einer Position vorgesehen ist, die der Abstützung gegenübersteht, so daß es sich im wesentlichen senkrecht zu einer Rückfläche der Abstützung erstreckt, und bei dem ein distales Ende eines Gewindeelements, das in das Gewindeloch eingesetzt ist, die Rückfläche der Abstützung beaufschlagt, um die Abstützung unter Druck in Kontakt mit dem Lasermedium zu bringen.
Wie oben erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser nach dem fünf­ zehnten Aspekt der Erfindung das Gewindeloch in dem Rahmen an der der Abstützung gegenüberstehenden Position vorgesehen und erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zu der Rückfläche der Abstützung. Das distale Ende eines in das Gewindeloch gedrehten Gewindeelements drückt auf die Rückfläche der Abstützung, um die Abstützung unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt zu bringen. Dadurch ist es möglich, den Kontaktdruck zwischen der Abstützung und der Plattenseitenfläche einzu­ stellen, indem das Gewindeelement von außen zu einer Platten­ fläche gedreht und der optimale Kontaktdruck auf einfache Weise erhalten wird, der sehr gute Wasserdichtigkeit und geringere optische Verzeichnung zur Folge hat. Infolgedessen kann ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte reali­ siert werden.
Gemäß einem sechzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser nach dem fünfzehnten Aspekt angegeben, bei dem zwischen der Abstützung und dem distalen Ende des Gewinde­ elements ein elastischer Körper angeordnet ist.
Wie oben erwähnt, ist bei dem Festkörperlaser gemäß dem sech­ zehnten Aspekt der Erfindung ein elastischer Körper zwischen der Abstützung und dem distalen Ende des Gewindeelements ange­ ordnet. Es ist dadurch möglich, den Kontaktdruck zu stabili­ sieren und die Einstellung des Kontaktdrucks zu erleichtern. Infolgedessen wird die Wasserdichtigkeit zwischen der Platten­ seitenfläche und der Abstützung weiter verbessert, und der thermische Grenzschichtzustand der Plattenseitenfläche kann weiter stabilisiert werden, was zu einer Verbesserung der optischen Charakteristik des Plattenmediums führt. Infolge­ dessen kann ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.
Gemäß einem siebzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser nach dem fünfzehnten oder sechzehnten Aspekt an­ gegeben, bei dem an einer Rückfläche der Abstützung ein Plattenkörper angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die Kontaktdruckverteilung zu relaxieren, die optische Verzeichnung zu verringern und eine Beschädigung der Abstützung zu verhin­ dern, wodurch eine verbesserte Zuverlässigkeit erreicht wird.
Gemäß einem achtzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser nach dem siebzehnten Aspekt der Erfindung ange­ geben, bei dem zwischen der Abstützung und einem Plattenkörper zusätzlich ein elastischer Körper angeordnet ist. Dadurch kann die Kontaktdruckverteilung noch mehr relaxiert werden, um dadurch die optische Verzeichnung weiter zu verringern und die Hafteigenschaften zu stabilisieren. Infolgedessen kann ein Laserbetrieb mit ausgezeichneter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.
Gemäß einem neunzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser nach dem achtzehnten Aspekt der Erfindung ange­ geben, bei dem der Plattenkörper aus einem Material besteht, das eine wesentlich geringere Elastizität als der elastische Körper hat. Auf diese Weise kann die Kontaktdruckverteilung so gesteuert werden, daß eine optimale Verteilung mit ausge­ zeichneter Wasserdichtigkeit und geringerer optischer Verzeichnung erreicht wird. Ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte kann realisiert werden.
Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Fest­ körperlaser gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt der Erfin­ dung angegeben, bei dem das Element mit hohem Reflexionsver­ mögen unter Druck mit einer Seitenfläche des Lasermediums in Kontakt steht.
Bei dem Festkörperlaser nach dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung ist ein Element, das ein hohes Reflexionsvermögen für Anregungslicht hat, in einer Ausnehmung der Abstützung ange­ ordnet und wird unter Druck mit der Plattenseitenfläche in Kontakt gebracht. Es ist dadurch möglich, die Hafteigenschaften zu verbessern und einen gleichmäßigen und stabilen thermischen Grenzschichtzustand der Plattenseitenfläche zu erreichen, um dadurch die optische Charakteristik des Plattenmediums zu stabilisieren.
Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem zwischen der Rückfläche des Elements mit hohem Reflexionsvermögen und der Ausnehmung ein elastischer Körper angeordnet ist, wobei die Elastizität des elastischen Körpers das Element mit hohem Reflexionsvermögen mit einer Seitenfläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt bringt.
Dadurch ist es möglich, eine mechanische Verformung der Platte, des hochreflektiven Körpers und der Abstützung zu absorbieren und die lokale Spannungskonzentration an der Plattenseiten­ fläche zu vermindern, um dadurch die spannungsbedingte Ver­ formung zu senken. Außerdem ist es möglich, die Hafteigen­ schaften zwischen der Plattenseitenfläche und dem hochreflek­ tiven Körper zu verbessern und den thermischen Grenzschicht­ zustand der Plattenseitenfläche zu stabilisieren, um dadurch die optische Charakteristik des Plattenmediums zu verbessern.
Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem in der Ausnehmung der Abstützung ein Gewindeloch vorgesehen ist und im wesentlichen senkrecht zu einer Seitenfläche des Lasermediums verläuft und ein distales Ende einer Schraube, die in das Gewindeloch eingesetzt ist, das hochreflektive Element mit der Seitenfläche des Lasermediums unter Druck in Kontakt bringt.
Das Gewindeloch ist in der Abstützung an einer Position entgegengesetzt zu dem Element mit hohem Reflexionsvermögen für Anregungslicht vorgesehen und erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zu einer Rückfläche des Körpers mit hohem Reflexi­ onsvermögen. Das distale Ende der Schraube, die in das Gewin­ deloch eingesetzt ist, übt Druck auf die Rückfläche des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen aus, welcher unter Druck in Kon­ takt mit der Plattenseitenfläche steht. Es ist dadurch möglich, den Kontaktdruck zwischen dem Körper mit hohem Refle­ xionsvermögen und der Plattenseitenfläche durch Drehen der Schraube außerhalb eines Plattenvorderendes einzustellen. Infolgedessen kann ein Laserbetrieb mit sehr guter Stabilität der Strahlgüte realisiert werden.
Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfin­ dung vorgesehen, bei dem ein elastischer Körper zwischen dem Element mit hohem Reflexionsvermögen und dem distalen Ende der Schraube vorgesehen ist.
Dadurch ist es möglich, den Kontaktdruck zu stabilisieren, seine Einstellung zu erleichtern und die Hafteigenschaften zwischen einer Plattenseitenfläche und dem Körper mit hohem Reflexionsvermögen so zu verbessern, daß der thermische Grenzschichtzustand der Plattenseitenfläche weiter stabilisiert wird, was zu einer Stabilisierung der optischen Charakteristik des Plattenmediums führt.
Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem zwei- oder dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem an der Rückfläche des Elements mit hohem Reflexionsvermögen ein Plattenkörper angeordnet ist.
Auf diese Weise ist es möglich, die Kontaktdruckverteilung zu relaxieren, die optische Verzeichnung zu verringern und eine Beschädigung des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen zu verhindern, wodurch eine verbesserte Zuverlässigkeit erreicht wird.
Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfin­ dung angegeben, bei dem ein elastischer Körper zwischen dem Element mit hohem Reflexionsvermögen und dem Plattenkörper angeordnet ist.
Es ist dadurch möglich, eine mechanische Verformung der Platte, des hochreflektierenden Körpers und der Abstützung auszu­ gleichen und die Kontaktdruckverteilung weiter zu relaxieren, um dadurch die optische Verzeichnung weiter zu verringern. Außerdem ist es möglich, die Hafteigenschaften weiter zu ver­ bessern und den thermischen Grenzschichtzustand der Platten­ seitenfläche zu stabilisieren, um dadurch die optische Charakteristik des Plattenmediums zu verbessern.
Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfin­ dung angegeben, bei dem der Plattenkörper aus einem Material hergestellt ist, das eine sehr viel geringere Elastizität als der elastische Körper hat.
Dadurch gelingt es, die Kontaktdruckverteilung so zu steuern, daß die optimale Druckverteilung mit geringerer optischer Verzeichnung erreicht wird.
Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Festkörperlaser nach dem ersten bis sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung angegeben, bei dem ein Laserstrahl aus einem stabilen Resonator austritt.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Aus­ führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Frontschnittansicht, die eine Ausführungsform eines Lasers gemäß dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht, die eine Ausfüh­ rungsform des Lasers gemäß dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine Perspektivansicht, die eine Konfiguration eines Lasermediums und von Abstützungen einer Ausführungs­ form des Lasers nach dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht, die die Konfiguration des Lasermediums und der Abstützungen einer Ausführungs­ form des Lasers gemäß dem ersten oder dem siebten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Darstellung, die eine optische Verzeichnungsver­ teilung in einer Breitenrichtung des Lasermediums einer Ausführungsform des Lasers nach dem ersten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Resonators einer Ausführungsform eines Lasers gemäß dem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, das eine Ausgangsleistungscharakteristik einer Ausführungsform des Lasers gemäß dem ersten oder dem siebenundzwanzigsten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 8 eine Perspektivansicht einer Konfiguration von Ab­ stützungen einer anderen Ausführungsform des Lasers gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung;
Fig. 9 eine vergrößerte Perspektivansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem ersten Aspekt der Erfindung;
Fig. 10 eine vergrößerte Perspektivansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem ersten Aspekt der Erfindung;
Fig. 11 eine Vorderansicht entlang einer Dicken-Längsrichtung eines Lasermediums eines erfindungsgemäßen Lasers;
Fig. 12 eine Seitenansicht eines Lasers gemäß dem achten Aspekt der Erfindung, die eine Temperaturverteilung des Lasers entlang der Dicken-Längsrichtung des Lasermediums zeigt;
Fig. 13 eine Perspektivansicht eines Lasermediums gemäß dem achten Aspekt der Erfindung, die eine Temperaturver­ teilung des Lasers in einer Breitenrichtung des Lasermediums zeigt;
Fig. 14 eine Draufsicht einer Konfiguration von Abstützungen einer Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;
Fig. 15 eine Draufsicht einer Konfiguration von Abstützungen einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;
Fig. 16 eine Draufsicht einer Konfiguration von Abstützungen einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;
Fig. 17 eine Darstellung von Temperaturverteilungen des Lasers in einer Dicken-Breitenrichtung des Lasermediums gemäß dem achten Aspekt der Erfindung;
Fig. 18 eine Frontschnittansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;
Fig. 19 eine Frontschnittansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;
Fig. 20 eine Perspektivansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer anderen Ausführungsform des Lasers nach dem achten Aspekt der Erfindung;
Fig. 21 eine Perspektivansicht einer Konfiguration einer Abstützung einer Ausführungsform eines Lasers nach dem neunten Aspekt der Erfindung;
Fig. 22 eine Ansicht einer Konfiguration einer Kühleinrichtung einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunten Aspekt der Erfindung;
Fig. 23 eine Perspektivansicht, die Abstützungen und ein Lasermedium einer Ausführungsform eines Lasers nach dem zehnten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 24 eine vergrößerte Perspektivansicht, die die Abstützung einer Ausführungsform des Lasers nach dem zehnten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 25 eine Darstellung einer Anregungsverteilung und einer Temperaturverteilung in einer Breitenrichtung eines Lasermediums eines Lasers nach dem elften Aspekt der Erfindung;
Fig. 26 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 27 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 28 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 29 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem zwöften Aspekt der Erfindung;
Fig. 30 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwölften Aspekt der Erfindung;
Fig. 31 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwölften Aspekt der Erfindung;
Fig. 32 eine Perspektivansicht eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Ausführungsform eines Lasers nach dem dreizehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 33 eine Frontschnittansicht eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Ausführungsform des Lasers nach dem dreizehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 34 eine Perspektivansicht eines Lasermediums und von Abstützungen einer Ausführungsform eines Lasers nach dem vierzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 35 eine Schnittansicht eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Ausfüh­ rungsform des Lasers nach dem vierzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 36 eine Schnittansicht eines Verbindungsbereichs zwischen einem Lasermedium und Abstützungen einer Aus­ führungsform des Lasers nach dem vierzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 37 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lasers nach dem sechzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 38 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem sechzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 39 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem sechzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 40 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem siebzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 41 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem siebzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 42 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem siebzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 43 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem achtzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 44 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem achtzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 45 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem achtzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 46 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem neunzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 47 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 48 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunzehnten Aspekt der Erfindung;
Fig. 49 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Kontakt- Wärmewiderstands vom Kontaktdruck zwischen Ab­ stützungen und einer Seitenfläche des Lasermediums bei einer Ausführungsform des Lasers nach dem neunzehnten Aspekt der Erfindung zeigt;
Fig. 50 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem zwanzigsten und dem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 51 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwanzigsten und dem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 52 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem zwanzigsten und dem einundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 53 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 54 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 55 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 56 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 57 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 58 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 59 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 60 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 61 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem vierundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 62 eine Frontschnittansicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 63 eine Draufsicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 64 eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 65 eine Frontschnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 66 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Lasers nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 67 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 68 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Lasers nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 69 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform eines Lasers nach dem vier- und dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 70 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Lasers nach dem vier- und dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 71 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines Lasers nach dem vier- und dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Erfindung;
Fig. 72 eine Frontschnittansicht eines herkömmlichen Lasers;
Fig. 73 eine seitliche Schnittansicht des herkömmlichen Lasers;
Fig. 74 eine Draufsicht auf ein Lasermedium, Abstützungen und einen Rahmen, der das Lasermedium und die Abstützungen des herkömmlichen Lasers enthält;
Fig. 75 eine Draufsicht auf das Lasermedium und die Abstüt­ zungen des herkömmlichen Lasers;
Fig. 76 eine Darstellung einer Temperaturverteilung in Dickenrichtung des Lasermediums, eines zickzack­ förmigen Lichtweges und eines äquivalenten Lichtweges in dem Lasermedium;
Fig. 77 eine Darstellung einer Temperaturverteilung und einer wärmebedingten optischen Verzeichnung in einer Breitenrichtung des Lasermediums des herkömmlichen Lasers;
Fig. 78 eine Darstellung einer Anregungsintensitätsverteilung in einer Breitenrichtung des Lasermediums bei einem weiteren herkömmlichen Laser;
Fig. 79 eine Ansicht, die die in einer Richtung aufgebrachte Kraft zum Trennen des Lasermediums von den Abstüt­ zungen des herkömmlichen Lasers zeigt;
Fig. 80 eine Ansicht, die den Austritt von Wasser an einer Endfläche des Lasermediums des herkömmlichen Lasers zeigt;
Fig. 81 eine Ansicht, die die mechanische Verformung an den Seiten in einer Breitenrichtung des Lasermediums des herkömmlichen Lasers zeigt;
Fig. 82 eine Ansicht, die die mechanische Verformung an den Enden bezogen auf die Längsrichtung des Lasermediums des herkömmlichen Lasers zeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 wird eine Ausführungsform gemäß dem ersten und dem siebten Aspekt beschrieben. Fig. 1 ist eine Frontschnittansicht der Ausführungsform, Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht davon, Fig. 3 eine Perspektivansicht des Lasermediums und der Abstützungen und Fig. 4 eine teilweise vergrößerte Darstellung von Fig. 3.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 ein plattenförmiges Festkör­ perlasermedium (nachstehend als Platte bezeichnet) mit einem Paar von oberen und unteren polierten Oberflächen 11, die parallel zueinander verlaufen, mit einem Paar von seitlichen Oberflächen bzw. Seitenflächen 12, die auf der rechten und der linken Seite in Vertikalrichtung verlaufen, und mit einer hinteren und einer vorderen Endfläche 13, die als Eintritts/­ Austrittsfläche für einen Laserstrahl dienen. 5 ist eine Abstützung, die entlang der Seitenfläche 12 der Platte 1 angeordnet ist. 7 ist ein Rahmen, der die Platte 1 und die Abstützungen 5 integral enthält, und 70 ist eine Dichtung, um Wasser 41 abzudichten, das als Kühlmittel für die Platte dient.
Die Abdichtung 70 verläuft über einen gesamten Umfangsbereich der Platte 1 und der entsprechenden Abstützungen 5 längs einer Ebene, die zu der Längsrichtung (d. h. Vorwärts- und Rück­ wärtsrichtung) der Platte 1 parallel ist. 2 ist eine Lampe zur Lichtanregung der Platte 1, und 21 ist das Anregungslicht. 3 ist ein Kondensor in Form eines Reflektors, um das Anregungs­ licht 21 zum Bestrahlen der Platte 1 zu kondensieren, und 8 ist ein Gehäuse zur Aufnahme der Kondensoren. 40 ist eine Trenn­ platte zur Bildung einer Durchflußbahn 4 des Plattenkühlwassers 41, und die Trennplatte 40 ist für das Anregungslicht 21 transparent.
Bei der Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vertikalnuten 52 in den Abstützungen 5 an inneren Oberflächen 51 vorgesehen, die den Seitenflächen 12 der Platte 1 gegenüberstehen und in einer Dickenrichtung (einer Vertikalrichtung) der Platte mit vor­ bestimmten Abständen verlaufen, wie die Fig. 3 und 4 zeigen.
Nachstehend wird die Funktionsweise beschrieben. Der Grund­ betrieb ist mit dem einer herkömmlichen Vorrichtung identisch und wird daher nicht erläutert. Daher folgt eine detaillierte Beschreibung des Betriebs und der Ausführungsform der Abstüt­ zungen 5, die die Vertikalnuten 52 an den Plattenseitenflächen 12 aufweisen.
Probleme bei einem herkömmlichen Festkörperlaser sind erhöhte Temperatur aufgrund von Absorption des Anregungslichts 21 oder Wärmeerzeugung in der Abstützung 5. Bei der vorgestellten Ausführungsform sind die vertikalen Kühlnuten 52 in den Oberflächen 51 der Abstützungen 5, die der Platte zugewandt bzw. damit in Kontakt sind, vorgesehen, um die Probleme zu überwinden. Das Wasser 41, das als das Kühlmittel für die Platte 1 wirkt, tritt in die Vertikalnuten 52 ein, so daß die Zwischenflächen 51 der Abstützungen gekühlt werden können.
Dadurch ist es möglich, die optische Verzeichnung herabzu­ setzen, indem die Temperaturverteilung in der Breitenrichtung der Platte 1 optimiert wird. Da das in die Nuten 52 eintretende Material Wasser ist, findet in diesem Fall nur eine geringe Absorption oder Wärmeerzeugung durch das Anregungslicht 21 statt, und die Kühlwirkung nimmt mit zunehmender Nutbreite 522 zu.
In der Praxis wurde für eine YAG-Platte mit einer Dicke von 6 mm, einer Breite von 25 mm und einer Anregungslänge von 150 mm Teflon-Kunststoff (Spectralon) als Abstützung 5 ver­ wendet, um die optische Verzeichnung (Wärmelinse) in der Plattenbreitenrichtung zu messen. Bei einer elektrischen Eingangsleistung für die Anregungslampe von 30 kW ohne Nuten zeigte sich eine starke Konkavlinsenverteilung an den seit­ lichen Enden, wie die Kurve c in Fig. 5 zeigt. Wenn die Nut­ breite 522 mit 0,5 mm, die Teilung 521 mit 1 mm und die Nut­ tiefe 523 mit 0,2 mm eingestellt waren, zeigte sich eine starke Konvexlinsenverteilung an den Seitenenden, wie die Kurve a in Fig. 5 zeigt. Danach wurde die Nutbreite 522 verändert, während die Teilung 521 und die Tiefe 523 so belassen wurden, wie sie waren. Infolgedessen war es mit der Nutbreite von 0,1 mm und der Teilung von 1 mm möglich, einen Zustand zu schaffen, in dem im wesentlichen keine Wärmelinse vorhanden war, wie die Kurve b in Fig. 5 zeigt.
Außerdem wurden Ausgangsleistungsexperimente unter den jewei­ ligen Bedingungen durchgeführt, wobei ein stabiler Resonator verwendet wurde, wie Fig. 6 zeigt. Fig. 7 zeigt Ausgangslei­ stungscharakteristiken für die jeweiligen Zustände. Die La­ serausgangsleistung erhöhte sich im wesentlichen proportional zu der elektrischen Eingangsleistung von 30 kW unter der optimierten Bedingung b. Es wurde aber eine starke Sättigung der Ausgangsleistung bei der elektrischen Eingangsleistung von 20 kW oder später unter den Bedingungen a und c mit der optischen Verzeichnung beobachtet.
Die Ausführungsform ist charakterisiert durch thermische Grenzschichtzustände der Plattenseitenfläche 12, die nur durch eine Änderung der Breite 522 der Nut 52 in der Abstützung 5 optimiert werden. Die Ausführungsform zeichnet sich weiterhin durch einen extrem einfachen Aufbau und die optimale Bedingung, die unveränderlich vorliegt, aus. Die Brechkraft der Wärmelinse unter der optimierten Bedingung ist 0,02 mm-1 oder kleiner bei der elektrischen Eingangsleistung von 30 kW und der Laseraus­ gangsleistung von 1 kW oder höher. Der Absolutwert der Brech­ kraft der Wärmelinse ist kleiner als die Brechkraft der Wärme­ linse von 2 m-1 in einem YAG-Stab und hat eine geringere Abhängigkeit von der elektrischen Eingangsleistung als der YAG- Stab.
Die Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 wurde auf einen Fall bezogen, bei dem die Nuten als Kühlmitteleintrittsnuten 52 parallel zu der Richtung der Plattendicke verlaufen. Die gleiche Wirkung kann aber auch durch Nuten, die parallel zu der Längsrichtung der Platte verlaufen, wie die Fig. 8 und 9 zeigen, oder durch feine Ausbildungen gemäß der Fig. 10 erhalten werden.
Ausführungsform 2
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11-14 wird eine Ausführungsform nach dem achten Aspekt beschrieben.
Bei einem Plattenlaser werden eine stabförmige Lampe 2 und ein stabförmiger Kondensor in Form eines Reflektors 3 verwendet, um eine möglichst gleichmäßige Anregung/Wärmeerzeugung in Längsrichtung sowie in Breitenrichtung zu erzielen. Tatsächlich ist jedoch die Anregungsintensität an den Anregungsenden bezogen auf die Längsrichtung gegenüber einem Zwischenbereich in Längsrichtung verringert, was zu einer Temperaturverteilung gemäß Fig. 12 führt. Die Wärmeerzeugung an den der Platte zugewandten Oberflächen 51 der Abstützungen 5 ist zu den Enden hin verringert. Infolgedessen werden bei gleichen Kühlbedin­ gungen die Enden stärker gekühlt als der Zwischenbereich, so daß die optische Verzeichnung in Breitenrichtung eine Konkav­ linsenverteilung an den Längsenden zeigt, wie in Fig. 13 zu sehen ist. Daher haben die näher an den Längsenden der Platte liegenden Nutbreiten 522 schmälere Formen, wie Fig. 14 zeigt, um so die Kühlwirkung zu verringern und die optische Verzeich­ nung auch im Bereich der Enden zu minimieren.
Bei dieser Ausführungsform ist es also möglich, den optimalen thermischen Grenzschichtzustand an jeder gewünschten Position in der Längsrichtung der Plattenseitenflächen 12 sowie in der seitlichen Richtung der Platte 1 einzurichten, um dadurch einen gleichförmigeren Laserstrahl höherer Güte zu erhalten.
Bei dieser Ausführungsform wird die Kühlbedingung verändert, indem nur die Breite 522 verringert wird, während die Nuttiefe 523 und die Teilung 521 konstantgehalten werden. Es ist aber auch möglich, die Kühlbedingung durch Verändern der Teilung und der Nuttiefe gemäß den Fig. 15 und 16 zu verändern.
Im übrigen wurde diese Ausführungsform auf einen Fall bezogen, bei dem am Zwischenbereich in Längsrichtung eine hohe Anre­ gungsintensität vorhanden ist. Es ist aber zu beachten, daß die optische Verzeichnung durch Einstellen der Teilung, der Breite und der Tiefe der Nut an den jeweiligen Längspositionen mini­ mierbar ist, wenn beispielsweise die starke Anregungsintensität an den Längsenden erzeugt wird.
Ausführungsform 3
Unter Bezugnahme auf die Fig. 17-19 wird eine weitere Aus­ führungsform gemäß dem achten Aspekt beschrieben.
Die Ausführungsformen 1 und 2 wurden unter Bezugnahme auf einen konstanten thermischen Grenzschichtzustand (einen Kühlzustand) von Plattenseitenflächen 12 in einer Dickenrichtung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird in dem thermischen Grenz­ schichtzustand in der Dickenrichtung eine Verteilung erzeugt. Eine Platte 1 wird durch ihre beiden polierten Oberflächen 11 gekühlt, so daß die Platte 1 die parabolische Temperaturver­ teilung zeigt, deren mittlerer Bereich in der Dickenrichtung heiß ist. Wenn die Plattenseitenflächen 12 vollständig isoliert sind, um keine Wärmeerzeugung zu bewirken, sollte die Tempe­ raturverteilung in der Breitenrichtung gleichmäßig werden, wie Fig. 17 (a) zeigt. Tatsächlich werden jedoch Temperaturverteilungen gemäß den Fig. 17(b) und 17(c) erzeugt, und zwar aufgrund der Wärmeleitung und Wärmeerzeugung einer Abstützung.
Daher ist bei dieser Ausführungsform eine Verteilung für eine Nutkonfiguration in der Dickenrichtung gemäß den Fig. 18 und 19 so vorgesehen, daß eine der Platte zugewandte Oberfläche 51 der Abstützung 5 die gleiche parabolische Temperaturverteilung in der Dickenrichtung wie unter idealen Bedingungen für die Platte haben kann. Dadurch ist es auch bei einem Material, das eine gewisse Wärmeerzeugung und eine gewisse Wärmeleitung zeigt, möglich, die gleiche Temperaturverteilung wie bei einem vollständig isolierten Medium, das keine Wärme erzeugt, zu erreichen. Außerdem ist es möglich, die Güte eines Laserstrahls durch Optimierung des thermischen Grenzschichtzustands in der Dickenrichtung der Platte zu erhöhen.
Ausführungsform 4
Unter Bezugnahme auf die Fig. 20 wird eine weitere Aus­ führungsform nach dem achten Aspekt beschrieben.
Dabei sind, um den optimalen thermischen Grenzschichtzustand an jeder gewünschten Position in Längs- und Dickenrichtung einer Plattenseitenfläche 12 zu erreichen, Nuten 52 in einer Abstüt­ zung sowohl in Längs- als auch in Dickenrichtung vorgesehen, so daß die Verteilung in der Tiefe, der Breite und der Teilung stattfindet. Infolgedessen kann die optische Verzeichnung weiter verringert werden.
Ausführungsform 5
Unter Bezugnahme auf die Fig. 21 und 22 wird eine Ausfüh­ rungsform nach dem neunten Aspekt beschrieben.
Bei der Ausführungsform 1 tritt Wasser 41, das als Kühlmittel dient, einfach in die Vertikalnuten 52 in einer Abstützung 5 ein, und eine Kühlwirkung kann hauptsächlich nur durch die dem Wasser eigene Wärmeleitung erreicht werden. Dagegen erfährt bei der Ausführungsform nach dem neunten Aspekt der Wasserdruck in einer Kühlwasserbahn 4 in beiden Plattenoberflächen eine geringfügige Differenz ΔP = |P1 - P2|, wie Fig. 21 zeigt. Diese Druckdifferenz erzeugt einen Durchfluß 452 des Kühlwassers 41 in den Vertikalnuten 52 der Abstützung, um dadurch eine Kühlwirkung an der Grenzfläche zwischen der Abstützung 5 und einer Plattenseitenfläche 12 zu verstärken.
Das folgende Verfahren zur Ausbildung der Druckdifferenz des Kühlwassers 41 an der Plattenoberfläche kann vorgesehen werden. Wie Fig. 22 zeigt, sind Durchflußregelventile 401, 402, 403 und 404 an einem Einlaß und einem Auslaß für das Wasser in den jeweiligen Kühlwasserbahnen der Platte vorgesehen, und diese Ventile sind so eingestellt, daß die Differenz ΔP = |P1 - P2| der Wasserdrücke P1 und P2 an der Plattenoberfläche erhalten wird. Dabei kann die Einstellung so vorgenommen werden, daß am Einlaß und am Auslaß der jeweiligen Wasserbahnen die gleichen Druckdifferenzen ΔP1 und ΔP2 auftreten und keine Differenz der Durchflußrate des Kühlwassers an beiden Oberflächen der Platte erzeugt wird. Infolgedessen können beide Oberflächen der Platte die gleiche Kühlfähigkeit haben, so daß kein Problem entsteht.
Außerdem können die Ventile 401, 402, 403 und 404 so einge­ stellt werden, daß die Wasserdruckdifferenz |P1 - P2| zwischen den Kühlwasserbahnen der Platte verändert wird und die Durch­ flußrate des Kühlwassers, das in den Vertikalnuten 52 in der Abstützung fließt, so gesteuert wird, daß die Kühlbedingung an der Plattenseitenfläche veränderbar ist. Infolgedessen ist es möglich, eine Temperaturverteilung in Breitenrichtung der Platte und die optische Verzeichnung, die mit der Temperatur­ verteilung erzeugt wird, zu steuern.
Ausführungsform 6
Unter Bezugnahme auf die Fig. 23 und 24 wird eine Ausfüh­ rungsform nach dem zehnten Aspekt beschrieben.
Bei der Ausführungsform 5 stellen äußere Ventile den Druck in Kühlwasserbahnen in einer Plattenoberfläche ein, um einen Kühlmitteldurchfluß 452 in Vertikalnuten 52 der Abstützungen zu bewirken. Wie jedoch die Fig. 23 und 24 zeigen, können die Kühlnuten 52 in den Abstützungen 5 so vorgesehen sein, daß sie diagonal zu einer Dickenrichtung der Platte verlaufen. Das Kühlwasser 41 kann an der Plattenoberfläche in eine Längs­ richtung der Platte fließen. Infolgedessen wird eine Druck­ differenz zwischen den beiden Enden 520 der Kühlnut erzeugt, so daß der Durchfluß 452 des Kühlmitttels ohne Druckdifferenz zwischen den Kühlwasserbahnen der Plattenoberfläche erfolgen kann. Mit größer werdendem Neigungswinkel zwischen der Kühlnut 52 und der Dickenrichtung der Platte wird die Druckdifferenz zwischen beiden Enden der Kühlnut größer.
Ausführungsform 7
Unter Bezugnahme auf Fig. 25 wird eine Ausführungsform nach dem elften Aspekt beschrieben.
Licht 211 wird in Richtung auf die von der Platte zugewandten Oberflächen 51 der Abstützungen 5 emittiert und geht durch ein Lasermedium 1, das als Absorber dient. Das Licht 211 enthält eine starke spektrale Komponente, die für die Anregung wirksam ist. Wenn daher das Anregungslicht 211, das auf die Abstützung 5 emittiert wird, wieder in das Plattenmedium 1 zurückkehrt, da die Abstützungsflächen 51 mit hohem Reflexionsvermögen ausgestattet sind, ist es möglich, eine Anregung mit höherem Wirkungsgrad zu erzielen.
Insbesondere in dem Fall, in dem ein Kopplungs­ kondensor 3 in Form eines Reflektors und Abstützungen vom diffusen Reflexionstyp beispielsweise aus Spectralon oder Macerite mit hohem Reflexionsvermögen vorgesehen sind, wird die Lichtintensität in der Platte erhöht, und die geringen Reflexionsverluste an der Seitenfläche 51 der Abstützung haben eine deutliche Auswirkung auf den Anregungswirkungsgrad. Ein geringer Reflexionsgrad der Oberfläche 51 der Abstützung verringert außerdem den Anregungswirkungsgrad und reduziert die Anregungsintensität im Bereich der Plattenseitenflächen, wodurch eine Anregungsverteilung gemäß der Strichlinie in Fig. 25(b) erzeugt wird.
Gleichzeitig werden eine Temperaturverteilung und eine optische Verzeichnung in Breitenrichtung erzeugt, wie die Strichlinie in Fig. 25(c) zeigt. Es ist daher notwendig, die Erzeugung der optischen Verzeichnung dadurch herabzusetzen, daß der höchst­ mögliche Reflexionsgrad für die Oberfläche 51 der Abstützung und eine möglichst gleichförmige Anregungsverteilung auch im Bereich der Seitenflächen vorgesehen wird, wie die Vollinie in Fig. 25(b) zeigt.
Wenn alternativ das Reflexionsvermögen der Abstützung 5 auf­ grund der Absorption von Licht anstatt einer Transmission des Lichts abnimmt, bewirkt eine Steigerung der Anregungseingangs­ leistung eine Erhöhung der Wärmeerzeugung der Abstützung. Hierbei wird die optische Verzeichnung umso schlechter, je heißer die Abstützung wird. Somit muß die Abstützung 5 die optischen Eigenschaften einer geringeren Absorption des Anregungslichts 21 (das eine Wellenlänge im Bereich von 200-1000 nm hat) und eines höheren Reflexionsvermögens haben. Geeignete Materialien für die Abstützung 5 sind beispielsweise Spectralon, Macerite, vergoldetes Spiegelglas oder dergleichen.
Ausführungsform 8
Unter Bezugnahme auf die Fig. 26-28 wird eine Ausführungsform nach dem dritten und dem fünfzehnten Aspekt beschrieben.
Bei einem herkömmlichen Festkörperlaser ist eine Abstützung 5 an einer Plattenseitenfläche 12 mit Hilfe von Silicongummi- Klebstoffen, Klebeband oder dergleichen fest angebracht. Wenn eine Platte 1 und die an ihren Seitenflächen angeordneten Abstützungen 5 integral in dem Rahmen enthalten sind, bringt ein Druck, der von einem als Dichtung für Kühlmittel dienenden O-Dichtring 70 verursacht wird, eine Kraft 510 in einer solchen Richtung auf, daß die Platte 1 von den Abstützungen (dem Iso­ lator) 5 getrennt wird, wie Fig. 79 zeigt. Infolgedessen kann das Kühlmittel 41 aufgrund von verminderten Hafteigenschaften zwischen den Plattenseitenflächen 12 und den Abstützungen 5 nicht ausreichend abgedichtet werden, so daß an einer Platten­ endfläche 13 Wasser austritt, wie Fig. 80 zeigt. Problematisch ist daher, daß ein Strahl durchtrennt werden kann und daß an der hochentspiegelten Eintritts-/Austrittsendfläche 13 für den Strahl eine Kontaminierung auftreten kann.
Bei der Ausführungsform nach dem dritten und dem fünfzehnten Aspekt sind daher in einem die Platte enthaltenden Rahmen 7 an einer Position 710 gegenüber der Abstützung Gewindelöcher vorgesehen, die im wesentlichen senkrecht zu einer Abstüt­ zungsrückfläche 53 verlaufen, wie die Fig. 26 und 28 zeigen. Außerdem drückt das distale Ende einer Schraube (eines Ge­ windeelements) 715, die in das Gewindeloch eingesetzt ist, auf die Rückfläche 53 der Abstützung 5 und bringt die Abstützung 5 durch Druck mit der Plattenseitenfläche 12 in Kontakt.
Bei dieser Konstruktion ist es möglich, den Kontaktdruck einzustellen, indem die Schraube 715 von außen gedreht wird, auch nachdem der Rahmen 7 die Platte 1 aufgenommen hat und mit einem Kondensor in Form eines Reflektors und einem Lampenge­ häuse 8 verbunden wurde. Es ist außerdem möglich, den Kontaktdruck so einzustellen, daß die mechanische Beanspruchung und die optische Verzeichnung minimiert werden und der Austritt von Wasser an einer Verbindungsstelle zwischen der Abstützung 5 und der Plattenseitenfläche 12 verhindert wird.
Eine Nut 52 (eine unregelmäßige Ausbildung), die beispielsweise bei der Ausführungsform 1 beschrieben wurde, ist in einer Innenfläche der Abstützung 5 bei der Ausführungsform 9 vorgesehen. Die Abstützung 5, die mit der Seitenfläche 12 der Platte 1 unter Druck in Kontakt ist, kann eine weitere Stabilisierung eines Effekts bewirken, der erhalten wird durch das Versehen der Innenfläche der Abstützung mit einer unregelmäßigen Aus­ bildung oder durch Formen der Abstützung aus einer Vielzahl von Materialien, d. h. durch einen Effekt der Optimierung eines thermischen Grenzschichtzustands zwischen den Seitenflächen des Lasermediums und der Abstützung. Außerdem kann dieser unter Druck erfolgende Kontakt die Wasserdichtigkeit steigern. Infolgedessen ist es möglich, die Zuverlässigkeit zu verbessern und einen Laserbetrieb zu realisieren, der hinsichtlich der Strahlgüte ausgezeichnete Stabilität aufweist.
Ausführungsform 9
Unter Bezugnahme auf die Fig. 29-31 wird eine Ausführungsform gemäß dem zwölften Aspekt beschrieben.
Ein transparenter Silicongummi 54, der nur wenig Anregungslicht absorbiert, verläuft über eine Länge einer Abstützung 5. Wenn jedoch das Anregungslicht stark ist, steigt die Temperatur der Abstützung 5 selbst aufgrund eines nur geringen Absorp­ tionsvermögens des transparenten Silicongummis, so daß eine Temperaturverteilung mit heißen Seiten in Plattenbreitenrich­ tung erzeugt wird und eine optische Verzeichnung mit der Temperaturverteilung auftritt. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 29-31 sind, daher die Hafteigenschaften besonders wichtig in den Bereichen 511, in denen sich Kontaktpositionen mit einem O-Dichtring 70 befinden, so daß die transparenten Silicon­ gummistücke 54 nur in den Bereichen 511 der Kontaktpositionen angeordnet sind und kein transparenter Silicongummi in den dem Anregungsbereich entsprechenden Bereichen 512 angeordnet ist.
Obgleich die Wasserdichtigkeit an den Abdichtpositionen des O- Dichtrings 70 hinsichtlich der Vermeidung des Austritts von Wasser sehr wichtig ist, können die Muster zum Stabilisieren eines thermischen Grenzschichtzustands eher an anderen Bereichen als den Abdichtpositionen vorgesehen sein. Daher tritt auch dann kein Problem auf, wenn Wasser 41, das als Kühlmittel dient, in eine Grenzfläche zwischen der Abstützung 5 und der Plattenseitenfläche 12 eindringt.
Ausführungsform 10
Unter Bezugnahme auf die Fig. 32 und 33 wird eine Ausfüh­ rungsform gemäß dem dreizehnten Aspekt beschrieben.
Die Kantenbereiche einer Platte 1 sind typischerweise abge­ schrägt, um Abschrägungen 14 im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm zu bilden. Problematisch ist daher, daß beim Verbinden der Platte mit einer Abstützung mit Hilfe von typischen Kleb- oder Haft­ einrichtungen häufig ein dreieckiger Zwischenraum 140 entsteht und der Austritt von Wasser an dem Zwischenraum an einer Abdichtposition erfolgt. Auch im Fall von Druckkontakt ist es notwendig, den Druck des Druckkontakts eines Silicongummis 54, der zwischen der Abstützung 5 und einer Seitenfläche 12 der Platte 1 liegt, erheblich zu erhöhen, um den dreieckigen Zwischenraum zu beseitigen. Außerdem ist es notwendig, an Plattenenden mit geringer mechanischer Festigkeit eine große Beanspruchung zu erzeugen, um die Wasserdichtigkeit sicher­ zustellen.
Bei der Ausführungsform nach dem dreizehnten Aspekt sind daher elastische Materialien 58 wie etwa transparenter Silicongummi in die dreieckige Abschrägung 14 im Bereich der Abdichtposition in Kontakt mit einem O-Dichtring 70 eingebracht, um eine ausreichende Wasserdichtigkeit aufgrund nur eines geringen Kontaktdrucks zu erzielen, wie die Fig. 32 und 33 zeigen.
Ausführungsform 11
Unter Bezugnahme auf die Fig. 34-36 wird eine Ausführungsform nach dem vierzehnten Aspekt beschrieben.
Dabei sind Abschrägungen 14 von Kantenbereichen einer Platte mit 0,3 mm oder weniger in den Bereichen 511 der Abdichtposi­ tionen in Kontakt mit einem den Kühlmittelbereich begrenzenden O-Dichtring 70 vorgegeben, wie Fig. 36 zeigt, so daß auch durch eine typische Haftbefestigung oder leichten Druckkontakt durch einen elastischen Körper kein dreieckiger Zwischenraum 140 gebildet wird. Die Kantenbereiche der Platte sind typischer­ weise so abgeschrägt, daß keine Zerstörung durch Haarrisse der Kantenbereiche aufgrund von Spannungen, die bei der Anregung erzeugt werden, hervorgerufen werden. Es ist daher nur notwen­ dig, die Kantenbereiche des Anregungsbereichs 512 abzuschrägen, an denen bei der Anregung eine starke Beanspruchung auftritt, und in dem Bereich 511 einer Kühlmittelabdichtposition eines Plattenendes ist keine große Abschrägung erforderlich.
Ausführungsform 12
Unter Bezugnahme auf die Fig. 37-39 wird eine Ausführungsform nach dem sechzehnten Aspekt beschrieben.
Wenn als Abstützung 5 für eine Plattenseitenfläche 12 ein hochfestes Material, wie z. B. Keramik, Glas oder Metall, verwendet wird und die Abstützung 5 mit einer Platte durch Klebstoffe oder Klebebänder verbunden wird, hat eine Verbin­ dungsschicht eine sehr geringe Dicke von 0,1 mm oder weniger. Wie bereits bei der Ausführungsform 8 beschrieben wurde, kann der Kontaktdruck zwischen der Platte 1 und der Abstützung 5 aufgrund einer geringen mechanischen Formänderung beispiels­ weise durch Wärmedehnung der Platte 1, der Abstützung 5, eines Rahmens 7 oder dergleichen stark veränderbar sein. Außerdem ist weiterhin problematisch, daß beispielsweise der Kontaktdruck gegenüber der Art und Weise des Anziehens einer Schraube 715 zu empfindlich und die Einstellung des Kontaktdrucks schwierig wird.
Bei dieser Ausführungsform ist zwischen einer Abstützungs­ rückfläche 53 und der Schraube 715 eine Feder 55 angeordnet, wie Fig. 37 zeigt. Dadurch ist es möglich, einen konstanten Kontaktdruck aufrechtzuerhalten und die Stabilität des Kon­ taktdrucks dadurch zu erreichen, daß eine Kompressionslänge der Feder durch die Schraube 715 eingestellt wird.
Ausführungsform 13
Unter Bezugnahme auf die Fig. 40-42 wird eine Ausführungsform gemäß dem siebzehnten Aspekt beschrieben.
Bei der Ausführungsform 12 ist eine Abstützung 5 durch eine Schraube 715 oder eine an dem distalen Ende der Schraube an­ gebrachten Feder 55 an verschiedenen Positionen mit Druck beaufschlagt. Wenn jedoch die Abstützung 5 aus Spectralon oder dünnem Keramikmaterial besteht und somit Elastizität aufweist, kann zwischen der Umgebung der Schraubenabstützpunkte und anderen Bereichen eine Kontaktdruckdifferenz ausgebildet werden, was zu einer inhomogenen Druckverteilung führt. Bei der Ausführungsform ist daher ein harter Plattenkörper 56 etwa aus rostfreiem Stahl zwischen der Schraube 715 und der Abstützung 5 angeordnet, um eine gleichmäßige Kontaktdruckverteilung zwischen der Abstützung 5 und der Plattenseitenfläche 12 zu erreichen und um zu verhindern, daß das distale Ende der Schraube 715 in einer Abstützungsrückfläche 53 eine Vertiefung bildet, wie Fig. 40 zeigt.
Alternativ kann beim achtzehnten Aspekt eine Silicongummiplatte 57 zwischen dem Plattenkörper 56 und der Abstützung 5 vorgesehen sein, wie die Fig. 43-45 zeigen. Dadurch ist es möglich, die Relaxation der Kontaktdruckverteilung und die Stabilisierung der Hafteigenschaften zu verbessern.
Ausführungsform 14
Unter Bezugnahme auf die Fig. 46-49 wird eine Ausführungsform gemäß dem neunzehnten Aspekt beschrieben.
Bei den Ausführungsformen 1-7 wird die optische Verzeichnung in Breiten- und Längsrichtung einer Platte durch Optimieren der Feinform und des Materials der Oberfläche 51 einer Abstützung 5 gegenüber einer Plattenseitenfläche 12 und durch Optimieren des thermischen Grenzschichtzustands zur Anpassung an eine Wärme entwickelnde Anregungsverteilung der Platte herabgesetzt. Dabei wird eine Änderung des thermischen Grenzschichtzustands der Plattenseitenfläche 12 durch die Feinform und das Material der der Platte zugewandten Oberfläche 51 der Abstützung beeinflußt und wird weiter durch den Kontaktdruck beeinflußt, weil der Wärmewiderstand durch den Kontaktdruck geändert wird.
Bei dieser Ausführungsform ist daher eine relativ dicke Si­ licongummiplatte 57 an der Rückfläche 53 der Abstützung angeordnet, wie Fig. 46 zeigt. Die Silicongummiplatte 57 wird von einer Schraube 715 durch einen rostfreien Stahlplatten­ körper 56 hindurch angepreßt, der eine Dicke in dem ungefähren Bereich von 1-2 mm hat, um die optimale Kontaktdruckverteilung für jede Position in einer Plattenlängsrichtung zu erreichen, um dadurch die optische Verzeichnung zu verringern. Die rost­ freie Stahlplatte 56 mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 1-2 mm kann als steifer Körper mit einer gewissen Elastizität dienen, die geringer als die des Silicongummis 57 ist. Wie Fig. 46 zeigt, könnte durch Justieren mehrerer Andruckschrauben einschließlich einer Andruckschraube 715 die flächenmäßig relativ ungleichmäßige Dickenverteilung des Silicongummis 57 ausgeglichen werden, und diese Druckkraftverteilung kann in eine Kontaktdruckverteilung zwischen der Abstützung 5 und der Platte 1 resultieren.
Der Kontakt-Wärmewiderstand zwischen den Oberflächen wird charakteristisch mit zunehmendem Druck geringer, ändert sich jedoch kaum bei einem vorbestimmten Druck P* oder mehr, wie Fig. 49 zeigt. Daher erfolgt die Druckeinstellung bei dem Druck P* oder niedriger, um den thermischen Grenzschichtzustand zu ändern.
Ausführungsform 15
Unter Bezugnahme auf die Fig. 50-52 wird eine Ausführungsform nach dem fünften, dem sechsten, dem zwanzigsten und dem ein­ undzwanzigsten Aspekt beschrieben.
Verschiedene Eigenschaften werden für jede Position einer Abstützung 5, die an einer Plattenseitenfläche 12 angeordnet ist, gefordert. Beispielsweise ist die wichtigste Eigenschaft an den Längsenden 511 der Platte die Verbindung zur Verhinderung des Austritts von Wasser, und die wichtigste Eigenschaft an einem Anregungsbereich entsprechend der Position 512 ist ein thermischer Grenzschichtzustand zur Minimierung der optischen Verzeichnung in Breitenrichtung sowie ein hohes Reflexionsvermögen für Anregungslicht und keine Absorption des Anregungslichts.
Bei dieser Ausführungsform umfaßt daher die Abstützung ein Halteteil, das in dem Anregungsbereich entsprechend Position 512 des Halteteils eine Ausnehmung 59 vorsieht. Außerdem ist in der Ausnehmung 59 getrennt vom Halteteil ein Element 50 (bei­ spielsweise Macerite oder Spectralon) mit hohem Reflexions­ vermögen angeordnet. Zusätzlich ist die Abdichtung des Kühl­ mittels an den Längsenden 511 der Platte wichtig. Das Halteteil ist durch einen Silicongummi 54 in direktem Druckkontakt mit den Plattenlängsenden 511.
Eine Silicongummiplatte 504 ist zwischen dem hochreflektie­ renden Element 50 und dem Halteteil angeordnet. Die Kompres­ sionskraft der Silicongummiplatte 504 stellt einen Druckkontakt zwischen dem hochreflektierenden Element 50 und der Platten­ seitenfläche 12 her, um so einen gleichmäßigen Kontaktdruck zu erzeugen und den Kontaktdruck zu stabilisieren.
Ausnehmungen, die beispielsweise bei Ausführungsform 1 beschrieben sind, sind an einer Innenfläche des Elements 50 mit hohem Reflexionsvermögen bei der Ausführungsform 15 vorgesehen. Infolgedessen kann ein synergistischer Effekt dieser Konstruktion gleichzeitig mehrere Auswirkungen erzielen, wie beispielsweise die Realisierung einer verbesserten optischen Charakteristik und einer hohen Strahlgüte, hohen Zuverlässigkeit durch verbesserte Wasser­ dichtigkeit und ein gesteigerter Wirkungsgrad der Laser­ schwingung.
Ausführungsform 16
Unter Bezugnahme auf die Fig. 53-55 wird eine Ausführungsform nach dem sechsten und dem zweiundzwanzigsten Aspekt beschrie­ ben.
Ausführungsform 15 zeigt zwar eine einfache Konstruktion, aber der Kontaktdruck des Elements 50 mit hohem Reflexionsvermögen an der Plattenseitenfläche 12 kann veränderbar sein, wenn eine Schraube 715 gedreht wird, um den Kontaktdruck zwischen der Abstützung 5 und der Platte 1 einzustellen. Selbstverständlich ist es möglich, die Tiefe der Ausnehmung 59 des Halteteils, die Dicke des Silicongummis 54 am Kühlmittelabdichtbereich zwischen der Abstützung 5 und der Platte 1, die Dicke des Silicongummis 504 zwischen dem Halteteil und dem Element 50 mit hohem Reflexionsvermögen sowie die Dicke des Elements 50 mit hohem Reflexionsvermögen zu justieren, so daß der Kontaktdruck zwischen dem hochreflektierenden Element 50 und der Platte 1 am Anregungsbereich entsprechend dem Bereich 512 optimiert werden kann, wenn der Kontaktdruck zwischen der Abstützung 5 und der Platte 1 an dem Kühlmittelabdichtbereich 511 optimiert wird. Es ist aber häufig vorteilhaft, den jeweiligen Kontaktdruck unabhängig zu justieren.
Bei dieser Ausführungsform ist daher in der Ausnehmung 59 des Halteteils ein Gewindeloch 513 vorgesehen, das im wesentlichen senkrecht zu einer Rückfläche 503 des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen verläuft, wie Fig. 53 zeigt. Außerdem drückt ein distales Ende einer in das Gewindeloch 513 eingesetzten Schraube 515 auf die Rückfläche 503 des hochreflektierenden Elements, um das hochreflektierende Element 50 unter Druck mit der Plattenseitenfläche 12 in Kontakt zu bringen, und erlaubt eine unabhängige Justierung des Drucks.
Da Kühlwasser in den Spalt zwischen der Rückfläche 503 des hochreflektierenden Elements 50 und des Halteteils eintritt, ist ein O-Dichtring 516 gemäß Fig. 53 für die Justierschraube 515 vorgesehen, um zu verhindern, daß das Kühlwasser aus dem Gewindeloch 513 austritt. Ein Durchgangsloch 716 ist im Rahmen 7 an einer Endfläche gegenüber dem Gewindeloch 513 in dem Halteteil gebildet, so daß die Schraube 515 der Abstützung 5 von außen justiert werden kann.
Ausnehmungen, die bei­ spielsweise bei der Ausführungsform 1 beschrieben sind, sind in einer Innenfläche des hochreflektierenden Elements 50 bei der Ausführungsform 16 vorgesehen. Infolgedessen können durch einen synergistischen Effekt dieser Konstruktion gleichzeitig mehrere Auswirkungen erzielt werden, wie etwa die Realisierung einer verbesserten optischen Charakteristik und hoher Strahlgüte, hohe Zuverlässigkeit durch verbesserte Wasserdichtigkeit und ein erhöhter Wirkungsgrad der Laserschwingung. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform möglich, einen synergistischen Funktionseffekt dadurch zu erzielen, daß ein hoher Wirkungsgrad erreicht und hohe Wasserdichtigkeit beibehalten wird. Dabei wird das Element 50 mit hohem Reflexionsvermögen unter Druck so mit der Plattenseitenfläche 12 in Kontakt gebracht, daß die auf das Element 50 mit hohem Reflexionsvermögen aufgebrachte Druckkraft in einer Richtung gegenwirkt, um die Abstützung 5 von der Platte 1 zu trennen. Daher ist es notwendig, die Abstützung gegen die Reaktionskraft an die Platte 1 zu drücken, um die hohe Wasserdichtigkeit beizubehalten.
Ausführungsform 17
Unter Bezugnahme auf die Fig. 56-58 wird eine Ausführungsform nach dem sechsundzwanzigsten Aspekt beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Konstruktion vorgesehen, um einen Körper 50 (Element) mit hohem Reflexionsvermögen in einer Abstützung unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt zu bringen, wie Fig. 56 zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Feder 505 zwischen einer Rückfläche 503 des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen und einer Andruckschraube 515 vorge­ sehen, und die Kompressionslänge der Feder 505 wird durch Drehen der Schraube 515 geändert, um den Kontaktdruck einzu­ stellen. Diese Ausbildung ermöglicht die Relaxation der Kon­ taktdruckstellen, die aufgrund einer Änderung im Kontaktdruck auftreten, durch Drehen der Schraube 515, erleichtert die Justierung und verbessert die Gleichförmigkeit und Stabilität des Kontaktdrucks.
Ausführungsform 18
Unter Bezugnahme auf die Fig. 59-61 wird eine Ausführungsform nach dem vierundzwanzigsten Aspekt beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Konstruktion vorgesehen, um einen Körper mit hohem Reflexionsvermögen in einer Abstützung unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt zu bringen, wie Fig. 59 zeigt. Dabei ist ein Plattenkörper 506 aus rostfreiem Stahl an einer Rückfläche 503 des Körpers mit hohem Reflexionsvermögen angebracht. Diese Ausbildung erlaubt die Relaxation von lokalen Konzentrationen des Kontaktdrucks zwischen dem Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen und der Plattenseitenfläche 12 im Bereich einer Andruckposition einer Schraube 515 und die Vermeidung einer Beschädigung des Körpers 50 mit hohem Reflexionsvermögen durch ein distales Ende der Andruckschraube 515.
Alternativ kann beim fünfundzwanzigsten Aspekt ein elastischer Körper 507 etwa aus einer Silicongummiplatte zwischen dem Plattenkörper 506 und dem Körper 50 mit hohem Reflexions­ vermögen angeordnet sein, wie die Fig. 62-65 zeigen. Dadurch ist es möglich, die Relaxation einer Kontaktdruckverteilung weiter zu erhöhen und die Stabilität von Hafteigenschaften zu verbessern.
Ausführungsform 19
Unter Bezugnahme auf die Fig. 66-68 wird eine Ausführungsform gemäß dem sechsundzwanzigsten Aspekt beschrieben. Dabei ist eine Konstruktion vorgesehen, um einen Körper 50 mit hohem Reflexionsvermögen in einer Abstützung 5 unter Druck mit einer Plattenseitenfläche in Kontakt zu bringen, wie Fig. 66 zeigt. Bei dieser Konstruktion wird der Körper 50 mit hohem Refle­ xionsvermögen mit der Plattenseitenfläche 12 durch eine rost­ freie Stahlplatte 506, die als steifer Körper mit einer gewissen Elastizität dient und eine Dicke im Bereich von 1-2 mm hat, und eine Silicongummiplatte 507 unter Druck in Kontakt gebracht. Dadurch wird die Dicke des Silicongummis gleichmäßig verteilt, und diese Kompressionskraftverteilung führt zu einer Kontaktdruckverteilung. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, den optimalen Kontaktdruck für jede Längsposition der Platte vorzusehen, um so die optische Verzeichnung herab­ zusetzen.
Ausführungsform 20
Unter Bezugnahme auf die Fig. 69-71 wird eine weitere Aus­ führungsform gemäß dem vier- und dem fünfundzwanzigsten Aspekt beschrieben.
Bei den Ausführungsformen 18 und 19 wird der Kontaktdruck eines Körpers mit hohem Reflexionsvermögen auf eine Plattenseiten­ fläche beispielsweise durch die Kompressionskraft einer Andruckschraube 715, die in einer Abstützung 5 vorgesehen ist, und durch eine Silicongummiplatte 507, die zwischen einem Plattenkörper 506 und einem Körper 50 mit hohem Reflexions­ vermögen angeordnet ist, bewirkt. Wie Fig. 69 zeigt, kann jedoch der Kontaktdruck auch durch die Kompressionskraft eines elastischen Körpers (etwa eines O-Dichtrings, einer Gummiplatte oder einer Feder) 57 erzeugt werden, der zwischen einem Halte­ teil der Abstützung 5 und dem Plattenkörper 506 an 00656 00070 552 001000280000000200012000285910054500040 0002004433888 00004 00537geordnet ist. Bei dieser Ausführungsform durchläuft eine Schraube 508 den Plattenkörper 506, und die Schraube 508 wird von einer Mutter 509 durch den O-Dichtring 57, der als elastischer Körper wirkt, und dem Halteteil angezogen. Bei dieser Konstruktion können sich der steife Körper 506 und der Körper 50 mit hohem Refle­ xionsvermögen in bezug auf das Halteteil je nach der Drehung der Mutter 509 vorwärts und rückwärts bewegen.

Claims (19)

1. Festkörperlaser, umfassend
ein Lasermedium (1) in Rechteckplattenform, das eine obere und eine untere polierte Oberfläche (11), die im wesentlichen par­ allel zueinander verlaufen, eine rechte und eine linke Sei­ tenfläche (12), die im wesentlichen senkrecht zu den polierten Oberflächen verlaufen, sowie eine hintere und eine vordere Endfläche (13) zum Eintritt/Austritt eines Laserstrahles auf­ weist,
ein Paar von Abstützungen (5), die auf der rechten bzw. linken Seite des Lasermediums (1) angeordnet sind,
einen Rahmen (7), der die Abstützungen (5) trägt,
eine Lichtquelle (2) und einen Kondensor (3), um das Laserme­ dium (1) anzuregen,
eine Kühleinrichtung (41), um das Lasermedium (1) über wenig­ stens eine seiner polierten Oberflächen (11) mittels eines Kühlmittels zu kühlen,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Abstützungen (5) an einer Oberfläche (51), die den Seitenflächen (12) des Lasermediums (1) gegenübersteht, Aus­ nehmungen (52) in Form von Nuten, Schlitzen, Rücksprüngen oder in Form eines unregelmäßigen Musters zur Aufnahme des Kühl­ mittels ausgebildet sind.
2. Festkörperlaser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch nutenförmige, horizontal, vertikal oder diagonal verlaufende Ausnehmungen (52).
3. Festkörperlaser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch nutenförmig vertikal oder nutenförmig vertikal und horizontal verlaufende Ausnehmungen (52), wobei die Breite oder die Tiefe bzw. die Teilung der Nuten über die Länge oder im Fall nuten­ förmig vertikal und horizontal verlaufender Ausnehmungen (52) über die Länge und Breite der Abstützungen (5) zur Einstellung der Kühlbedingungen variieren.
4. Festkörperlaser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen (5) an ihren dem Lasermedium (1) zuge­ wandten Seitenflächen aus einem Verbundmaterial mit, bezogen auf Absorptionsvermögen und Wärmeleitfähigkeit, unterschied­ lichen Eigenschaften bestehen.
5. Festkörperlaser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen (5) an ihren dem Lasermedium (1) zuge­ wandten Seitenflächen ein hohes Reflexionsvermögen bei geringer Absorption aufweisen.
6. Festkörperlaser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (7) Gewindelöcher zur Aufnahme von Schrauben (715) zur Ausübung von individuell einstellbaren Druckkräften auf die Rückfläche (53) der Abstützungen (5) aufweist.
7. Festkörperlaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den druckseitigen Enden der Schrauben (715) und der jeweiligen Rückfläche (53) der Abstützungen (5) jeweils ein elastisches Element in Form einer Feder (55) angeordnet ist.
8. Festkörperlaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den druckseitigen Enden der Schrauben (715) und der jeweiligen Rückfläche (53) der Abstützungen (5) jeweils ein durchgehender Plattenkörper (56) zum Ausgleich der Druck­ kraftverteilung angeordnet ist.
9. Festkörperlaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Plattenkörpern (56) und den Abstützungen (5) jeweils eine elastische Platte (57) angeordnet ist.
10. Festkörperlaser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen (5) aus einem eine Ausnehmung (59) auf­ weisenden Halteteil und einem darin aufgenommenen Element (50) mit hohem Reflexionsvermögen bestehen, wobei das Element (50) durch Gewindelöcher (513) und Schrauben (515) im Halteteil mit Druckkraft beaufschlagbar ist und die Ausnehmungen (52) zur Aufnahme des Kühlmittels im Element (50) ausgebildet sind.
11. Festkörperlaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den druckseitigen Enden der Schrauben (515) und der jeweiligen Rückfläche (503) des Elementes (50) eine Feder (505) angeordnet ist.
12. Festkörperlaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem jeweiligen Element (50) und den druckseitigen Enden der Schrauben (515) ein Plattenkörper (506) befindlich ist.
13. Festkörperlaser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Plattenkörper (506) und dem jeweiligen Element (50) ein elastischer Körper (507) angeordnet ist.
14. Festkörperlaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (50) und der Kondensor (3) einstückig ausgebildet sind.
15. Festkörperlaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteteile der Abstützungen (5) mit dem Lasermedium (1) durch einen elastischen Körper (54) unter Druck in Kontakt stehen.
16. Festkörperlaser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (54) aus einem Material besteht, das für Anregungslicht transparent ist.
17. Festkörperlaser nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (54) an den Halteteilen der Abstützungen (5) haftend angebracht ist.
18. Festkörperlaser nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Raum (140) zwischen einer Abschrägung (14) einer Kante der Laserplatte (1), einem den Kühlmittelbereich begrenzenden Dichtring (70) und dem elastischen Körper (54) eine Elastizität aufweisende Substanz (58) eingebracht ist.
19. Festkörperlaser nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung der Laserplatte (1) im Bereich von 0,3 mm oder weniger bezogen auf die ursprügliche Kante liegt.
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