Dispositivo de láser de gas con depósito de gas.

Un dispositivo de láser que comprende

- un espacio tubular formado por al menos tres tubos resonantes (12) para un gas a excitar,



- medios (50) de excitación para cada uno de los al menos tres tubos resonantes (12) para excitar el gasen el tubo resonante (12) y generar luz láser,

- un acoplador (42) de salida parcialmente reflectante para acoplar un haz de rayos láser, y

- al menos dos elementos (20) de conexión, estando conectado cada elemento (20) de conexión entredos tubos resonantes adyacentes (12),

- en el que los tubos resonantes (12) están dispuestos en un plano y en forma de un anillo abierto ocerrado que rodea un espacio central (8) entre los mismos, y

- al menos un tubo depósito (60) de gas está conectado al espacio tubular en dos porciones separadas(30, 32) de conexión formadas en dos de los elementos (20) de conexión, estando libre el tubo depósito(60) de gas de medios de excitación y en comunicación de fluido con el espacio tubular y formando undepósito de gas, caracterizado porque

- el tubo depósito (60) de gas está dispuesto en el plano de los tubos resonantes (12), en el espacio (8)entre los tubos resonantes (12) y a lo largo de uno de los tubos resonantes (20).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11007188.

Solicitante: ALLTEC Angewandte Laserlicht Technologie Gesellschaft mit beschränkter Haftung.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: An der Trave 27-31 23923 Selmsdorf ALEMANIA.

Inventor/es: RYAN, DANIEL, J., ARMBRUSTER,KEVIN L, GILMARTIN,BRAD D, KUECKENDAHL,PETER J, RICHARD,BERNARD J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01S3/03 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01S DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA.H01S 3/00 Láser, es decir, dispositivos para la producción, amplificación, modulación, demodulación o el cambio de frecuencia utilizando la emisión estimulada de ondas infrarrojas, visibles o ultravioletas (láseres de semiconductor H01S 5/00). › de tubos láser de descarga en el gas.
  • H01S3/07 H01S 3/00 […] › consistentes en una pluralidad de partes, p. ej. segmentos (H01S 3/067 tiene prioridad).
  • H01S3/0975 H01S 3/00 […] › utilizando una excitación inductiva o capacitiva.

PDF original: ES-2446364_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo de láser de gas con depósito de gas La presente invención hace referencia a un dispositivo de láser de gas.

Durante la operación de un dispositivo de láser de gas, se generarán productos de desecho que no son adecuados para una excitación adicional. Por ejemplo, en un láser de CO2 se forman componentes de gas tales como H2, H2O y CO durante la operación del láser. Por lo tanto, el gas en el dispositivo de láser bien tiene que ser regenerado en ciertos intervalos o bien se tiene que proporcionar un flujo constante de gas renovado.

Para reducir el tiempo entre dos regeneraciones sucesivas se conoce la conexión de un recipiente de gas al espacio tubular del dispositivo de láser en el que tiene lugar la excitación del gas. El recipiente de gas proporciona gas renovado al espacio tubular.

El documento WO 02/43197 da a conocer un láser de gas que comprende un tubo de descarga en el que se produce una descarga de láser. Un depósito de gas se encuentra en comunicación de fluido con el interior del tubo de descarga a través de dos pasos distintos.

El documento US 4.189.687 describe un láser de gas que tiene un tubo láser y un depósito que está conectado al tubo láser a través de distintos conductos en extremos opuestos del tubo láser. El gas procedente del depósito migra al interior del tubo láser, manteniendo gas con capacidad para una acción láser en el tubo láser.

El documento US 5.592.504 da a conocer un láser de gas que incluye una pluralidad de luces cilíndricas alargadas, en el que una primer luz forma una cámara de descarga de gas de láser y una segunda luz forma una cámara colectora de gas de láser. Las cámaras están conectadas en comunicación de fluido por medio de una abertura que es una ranura estrecha que se extiende a lo largo de toda la longitud de las cámaras.

El documento US 4.189.687 da a conocer un láser de gas excitado longitudinalmente que comprende tubos láser y electrodos para generar una descarga de láser de gas excitado longitudinalmente, comprendiendo el tubo láser una pluralidad de secciones de tubo conectadas mutuamente entre sí. Se proporciona un depósito de gas para suministrar el gas en las secciones de tubo.

El documento US 6.263.007 B1 da a conocer un conjunto de láser que comprende un alojamiento que tiene una cavidad óptica que contiene un medio de láser, una fuente de bombeo acoplada para estimular el medio de acción láser para amplificar la luz láser que pasa a través de la cavidad óptica y al menos un depósito de suministro de medio de acción láser separado del alojamiento y que almacena una cantidad del medio de acción láser.

El documento 5.115.446 da a conocer una estructura portadora para los rebordes y otros elementos de dos recorridos de haces de rayos láser. Por encima de una superficie superior de un alojamiento se proporciona una configuración superior parcial en estrella de líneas de conexiones, que tiene cuatro líneas de entrada y cuatro líneas de retorno. Estas tienen la forma de tubos rectangulares y alojan refrigeradores.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo compacto de láser con un rendimiento particularmente bueno.

El objeto se resuelve según la invención por medio de un dispositivo de láser que tiene las características de la reivindicación 1. Se proporcionan las realizaciones preferentes en las reivindicaciones dependientes.

El dispositivo de láser según la invención comprende un espacio tubular formado por al menos tres tubos resonantes para que se excite un gas, medios de excitación para cada uno de los al menos tres tubos resonantes para excitar el gas en los tubos resonantes para generar luz láser, un acoplador de salida parcialmente reflectante para extraer un haz de rayos láser, y al menos un recipiente depósito de gas que forma un depósito de gas, estando libre el recipiente depósito de gas de medios de excitación y en comunicación de fluido con el espacio tubular. El recipiente depósito de gas está dispuesto entre los al menos tres tubos resonantes y está conectado al espacio tubular en dos porciones separadas de conexión.

El dispositivo inventivo de láser es un láser de gas. En particular, puede ser un dispositivo de láser de CO2, en el que el gas en el espacio tubular incluye CO2. Los principios de tales dispositivos de láser son bien conocidos en la técnica, por lo que se omitirá en el presente documento una descripción detallada de los mismos. En una realización preferente de la invención el dispositivo de láser es un dispositivo de láser o cabeza de marcado para marcar o grabar un objeto con un haz de rayos láser.

Una idea básica de la invención es proporcionar un depósito de gas o volumen de gas que extienda el volumen de gas en el espacio tubular que forma un resonador del láser. Este volumen adicional de gas está libre de medios de excitación y se proporciona además del espacio tubular del dispositivo de láser, es decir, el resonador del láser.

Según la invención el espacio tubular contiene un gas que es excitado mediante medios de excitación proporcionados en una circunferencia externa del espacio tubular. En particular, tales medios de excitación pueden ser electrodos de radiofrecuencia. El espacio tubular puede estar rodeado, al menos parcialmente, mediante los medios de excitación para la excitación del gas. La luz láser se forma en el espacio tubular mediante la excitación del gas.

Debido a que el recipiente depósito de gas no tiene ningún medio de excitación no se forma luz láser en el recipiente de gas. Además, la luz láser se refleja, preferentemente, únicamente en el exterior del recipiente de gas.

El recipiente depósito de gas comprende dos conectores separados que están conectados a dos porciones separadas de conexión del espacio tubular. Estos conectores y estas porciones de conexión separados proporcionan un buen flujo de gas desde el recipiente depósito de gas hasta el espacio tubular del dispositivo de láser. En particular, el gas puede ser distribuido a distintas secciones del espacio tubular para proporcionar una distribución más uniforme de gas renovado en el espacio tubular.

En una realización preferente de la invención, el espacio tubular y el recipiente depósito de gas forman un sistema cerrado de gas. Esto significa, en particular, que una cavidad del dispositivo de láser formada por el espacio tubular y el recipiente depósito de gas es una cavidad cerrada y que no hay un flujo constante de gas hacia el resonador, o desde el mismo. El gas en la cavidad solo es sustituido en ciertos intervalos cuando el dispositivo de láser no está funcionando. Se suministra gas renovado desde el recipiente depósito de gas al espacio tubular, que forma el resonador, principalmente mediante difusión.

El espacio tubular incluye una pluralidad de tubos resonantes, en particular al menos tres tubos resonantes, que pueden ser tubos resonantes lineales interconectados por medio de uno o más rebordes. Los tubos resonantes están dispuestos de una forma inclinada entre sí y se puede reflejar luz láser desde un tubo resonante hasta un tubo resonante adyacente por medio de un espejo dispuesto entre los tubos resonantes. Los tubos resonantes pueden estar conectados mecánicamente entre sí. En otras palabras, el dispositivo de láser puede comprender un resonador que incluye una pluralidad de tubos resonantes interconectados.

Los tubos resonantes pueden tener cualquier forma que sea adecuada para la generación de luz láser y pueden ser denominados, generalmente, volúmenes de ganancia láser. Según la invención es preferente que los volúmenes de ganancia tengan una forma cilíndrica o tubular, pero se podrían utilizar otras geometrías de volumen de ganancia.

Se proporciona un elemento de conexión que está conectado entre dos tubos resonantes adyacentes. El elemento de conexión o reborde de esquina puede comprender al menos un espejo para reflejar luz láser entre los tubos resonantes e incluye, preferentemente, un material cerámico. Además de tales rebordes intermedios entre dos tubos resonantes, puede haber rebordes extremos conectados a los tubos resonantes en los extremos axiales opuestos del espacio tubular común.

El espacio o resonador tubular forma una cavidad del dispositivo de láser en el que se refleja luz láser entre un espejo trasero totalmente reflectante en un extremo y un acoplador de salida parcialmente reflectante en el extremo opuesto. Preferentemente, los rebordes extremos contienen el acoplador de salida y el espejo trasero, respectivamente.

El recipiente depósito de gas está conectado a al menos un elemento de conexión y/o a un reborde extremo. El... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de láser que comprende

- un espacio tubular formado por al menos tres tubos resonantes (12) para un gas a excitar,

-medios (50) de excitación para cada uno de los al menos tres tubos resonantes (12) para excitar el gas 5 en el tubo resonante (12) y generar luz láser,

- un acoplador (42) de salida parcialmente reflectante para acoplar un haz de rayos láser, y

- al menos dos elementos (20) de conexión, estando conectado cada elemento (20) de conexión entre dos tubos resonantes adyacentes (12) ,

-en el que los tubos resonantes (12) están dispuestos en un plano y en forma de un anillo abierto o 10 cerrado que rodea un espacio central (8) entre los mismos, y

- al menos un tubo depósito (60) de gas está conectado al espacio tubular en dos porciones separadas (30, 32) de conexión formadas en dos de los elementos (20) de conexión, estando libre el tubo depósito

(60) de gas de medios de excitación y en comunicación de fluido con el espacio tubular y formando un depósito de gas, caracterizado porque -el tubo depósito (60) de gas está dispuesto en el plano de los tubos resonantes (12) , en el espacio (8) entre los tubos resonantes (12) y a lo largo de uno de los tubos resonantes (20) .

2. Un dispositivo de láser según la reivindicación 1, caracterizado porque

el espacio tubular y el recipiente depósito (60) de gas forman un sistema cerrado de gas, en el que se suministra gas desde el recipiente depósito (60) de gas al espacio tubular principalmente mediante difusión.

3. Un dispositivo de láser según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque

cada uno de los elementos (20) de conexión comprende al menos un espejo (22) para reflejar luz láser entre 25 los tubos resonantes (12) .

4. Un dispositivo de láser según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque

cada uno de los elementos (20) de conexión comprende una cavidad interna (26) que se encuentra en comunicación de fluido con al menos dos tubos resonantes adyacentes (12) y el al menos un recipiente 30 depósito (60) de gas.

5. Un dispositivo de láser según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque

el recipiente depósito (60) de gas se encuentra en comunicación de fluido con los al menos tres tubos resonantes (12) .

6. Un dispositivo de láser según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los tubos resonantes (12) están dispuestos en una configuración triangular, rectangular, cuadrada o con forma de U.

7. Un dispositivo de láser según una de las reivindicaciones 1 a 6,

caracterizado porque el tubo depósito de gas tiene dos conectores separados (66, 68) de tubos para una conexión a las porciones (30, 32) de conexión del espacio tubular.

8. Un dispositivo de láser según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque

el tubo depósito de gas se extiende en paralelo a al menos uno de los tubos resonantes (12) .

9. Un dispositivo de láser según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque

los medios (50) de excitación incluyen al menos un electrodo (51) de radiofrecuencia que se extiende a lo largo de un eje longitudinal del espacio tubular.


 

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