DE2216605A1 - Endfenster fur Laserrohre - Google Patents
Endfenster fur LaserrohreInfo
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Classifications
-
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Description
Dr. Ky-sar-Boro ■ Dr. Menfe. Dr. Deufel 2216605
CI/U/R DiP|'-|n9-Finsisrv/aId.D!pl.-lng.Grämkow
' '
Patentanwälte
B. APR. 1172
COMPAGNIE GENERALE D»ELE0TRICITE
54, rue La Boetie, PARIS (8), Frankreich
ENDFENSTER FÜR LASERROHRE
Die Erfindung betrifft Endfenster für Laserr'dhren,
insbesondere Endfenster von Lasergeneratoren, die eine Strahlung im Infrarotbereich aussenden, beispielsweise Kohlendioxyd-Laser.
Die Entladungsröhre eines Lasergenerators ist in der
Regel mindestens an einem ihrer Enden mit einer lichtdurchlässigen
Platte verschlossen,beispielsweise durch eine im Brewster-Winkel angeordnete Platte.
Die Lebensdauer derartiger Platten zum Verschluss von
Laserröhren ist durch die Wärmebelastung, der sie ausgesetzt sind, begrenzt, wie beispielsweise bei Kohlendioxyd-Molekular-
209844/1068
lasern mit einer Leistung von mehreren kW, Bei einer gewissen'
Temperaturerhöhung springen derartige Platten.
Die in einer im Brewster-Winkel angeordneten Platte
auftretenden Temperaturerhöhungen sind darauf zurückzuführen,
dass das Material, aus dem die Platte gefertigt ist, eine Laserstrahlung von beispielsweise 10,6 Mikron Wellenlänge nicht
v'dllig durchlässt und die von der Platte absorbierte Lichtenergie
sich in eine aufgrund der hohen Energiedichte des Lichtbündels nicht vernachlässigbare Wärmeenergie verwandelt.
Bei den bisher gefertigten Laserr'ohren bewirkt die geringste Temperaturänderung eine Beanspruchung der Platte mit
daraus resultierender Beschädigung durch Schmelzen, Dissoziation, Bruch oder thermische Spaltung, so dass die Platten ersetzt
und die Kennwerte der Laserröhre erneut eingestellt werden müssen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind an den als Träger des Austrittsfensters der Laserstrahlung ausgebildeten Enden
der Laserröhre Kühlvorrichtungen zur schnelleren Ableitung der Wärmeenergie vorgesehen worden, die infolge der Absorption der
Laserstrahlung durch das Material, aus dem das Endfenster hergestellt ist, entsteht.
Trotzdem ist die Lebensdauer der Endplatten noch zu kurz, um mit diesen einwandfrei arbeitende Lasergeneratoren im
industriellen Masstab herzustellen.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu besei-209844/1068
tigen umd die ftlrffafnr der durch Absorption eines Teils der LaserstraMlaaasg
emtBtehenden Warme durch Wärmeleitung zu verbessern
und -label einem guten Lichtdurchgang weiterhin zu gewahrleisten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Endfenster für eine
LaserrTJhre, !»stehend aus einer Platte, die aus einem lichtdurchlässigem,
ait Irendatomen eines bestimmten Typs dotierten,
halbleitend«* material gefertigt ist; die Erfindung ist dadurch
gekennseiclanet, dass die Platte in mindestens einem Teilbereich
ausserhalb des vom. dem von der Laserrohre ausgesandten LiehtbOndel
duxtshqaierten Zentralbereichs eine zusätzliche Dotierung
des gleidfaem 'fjrps erhält, wodurch in diesen Umfangsbereieh der
Platte eine Otoerflächenentartung des Halbleitermaterials entsteht.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung und eines Ausfünrungslbeispiels eines am Ende einer Laserrohre angebrachten
Fensters beschrieben·
Fig. 1 zeigt ein optisches Fenster, bestehend aus einer Platte 1, die !beispielsweise im Brewster-Winkel am Ende
einer teilweise dargestellten Laserentladungsrihre 2 angebracht ist. Das irom der SShre 2 ausgesandte Laserlichtböndel 3 durchquert
dem !Zemtralbereich A der Platte 1. Sofern der mit der
R'ohre 2 ausgerüstete Lasergenerator beispielsweise ein Kohlendioxyd—Laser
ist, der im Infrarotbereich ein Lichtbündel der Wellenlänge 10,6 Jükrcai aussendet, wird die Platte aus einem
in eier Hegel halbleitenden Material wie
209844/1068
z.B. Germanium, Gallium-Ars en id, Silizium oder dgl* hergestellt.
Die Platte 1 weist in ihrem Zentralbereich 4 eine Dotierung eines bestimmten Typs, z.B. des Typs N wie mit Phosphor,
Arsen oder Antimon dotiertes Germanium, oder des Typs P wie mit Bor, Aluminium, Gallium oder Indium dotiertes Germanium
auf.
Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und der durch Absorption des Lichtbündels 3 im Zentralbereich 4 der Platte 1
erzeugten Wärme wird erfindungsgemäss auf dem Umfangsbereich 5
der Platte 1 und vorzugsweise auf der mit dem Endfenster der Entladungsröhre 2 in Berührung stehenden Seite eine zusätzliche
Dotierung mit halbleitendem Material des gleichen Typs wie die zuerst erfolgte Dotierung vorgesehen, so dass auf dem
Umfangsbereich 5 des Fensters 1 ein oberflächenentarteter, halbleitender Stoff erzielt wird. Wenn beispielsweise das
halbleitende Material mit einer Dotierung des Typs N versehen ist, dann ist die zusätzliche Dotierung des Typs N++, und wenn
das halbleitende Material des Typs P ist, dann wird als zusätzliche Dotierung der Typ P++ verwendet.
Die zusätzliche Dotierung des Umfangsteil des Fensters kann durch bekannte Verfahren wie Legierung, Diffusion oder
Epitaxie, erfolgen.
Zur Verbesserung des Kontakts zwischen dem Fenster 1 und dem Ende der Laserentladungsröhre 2, die in der Regel aus
Metall ist, weist das Fenster auf den Umfang der Platte, die
mit der Laserröhre 2 in Berührung steht, eine dünne metallische
209844/1068 /
Zwischenschicht 6 auf, die "beispielsweise im Vakuum aufgedampft
oder durch Katodenzerstäubung, Serigraphie oder dgl.
aufgebracht wird. Diese Metallschicht 6 kann beispielsweise aus Aluminium, Kupfer, Gold oder einem anderen beliebigen gut
wärmeleitenden Material bestehen. Die Herstellung des Kontakts zwischen der Metallschicht 6 und dem Ende der Röhre 2 erfolgt
beispielsweise durch Anwendung von Druck oder Schweisseii·
- Patentansprüche 209844/1068
Claims (1)
- PATENTANSPRUCHEEndfenster für eine Laserröhre, bestehend aus einer Platte, die aus einem lichtdurchlässigen, mit Fremdatomen eines "bestimmten Typs dotierten halbleitenden Material gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) in mindestens einem Teilbereich ausserhalb des von dem von der Laserröhre (2) ausgesandtem LichtbUndel (3) durchquerten Zentralbereichs eine zusätzliche Dotierung des gleichen Typs aufweist, wodurch in diesem ümfangsbereich (5) eine Oberflächenentartung des Halbleitermaterials bewirkt wird,2, Fenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine dünne metallische Schicht (6) auf mindestens einem Teil der Oberfläche des zusätzlich dotierten Ümfangsbereichs (5) der Platte (1) aufweist.20984 W1068
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