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    公开号:WO1988007272A1
    申请号:PCT/DE1988/000137
    申请日:1988-03-11
    公开日:1988-09-22
    发明作者:Frank Gekat
    申请人:Deutsche Forschungs- Und Versuchsanstalt Für Luft-；
    IPC主号:H01S3-00
    专利说明:
    [0001] B e s c h r e i b u n g :
    [0002] Mikrowellengepumpter Hochdruckgas¬ entladungslaser
    [0003] Die Erfindung betrifft einen mikrowellengepumpten Hochdruckgasentladungslaser, insbesondere einen Excimerlaser, mit einem optischen Resonator, einem in diesem angeordneten und sich längs einer optischen Achse von diesem erstreckenden Resonatorgasvolumen, mit einer das Resonatorgasvolumen zwischen sich ein¬ schließenden MikrowelleneinkopplungsStruktur und mit einem mit letzterer verbundenen Mikrowellengenerator.
    [0004] Derartige Hochdruckgasentladungslaser arbeiten mit Drucken größer oder gleich 100 mbar, einer elektrischen Leistungsdichte größer oder gleich einem Kilowatt pro cm3 bezogen auf ein aktives Resonatorgasvolumen und einer Frequenz von größer oder gleich 100 MHz, insbesondere im Mikrowellenbereich. Eine besonders be¬ vorzugte Ausführung dieser Hochdruckgasentladungslaser sind Excimerlaser. Bei derartigen Hochdruckgasentladungslasem ist das aktive Resonatorgasvolumen in einem Rohr eingeschlossen, welches koaxial zu der optischen Achse verläuft und in einem Bereich maximaler elektrischer Feldstärke inner¬ halb der MikrowelleneinkopplungsStruktur positioniert ist. Durch die Mikrowellenanregung wird in dem Resona¬ torgasvolumen eine Hochdruckgasentladung gezündet und aufrecht erhalten. Eine Lasertätigkeit tritt dadurch ein, daß durch die Hochdruckgasentladung in ihre laser- aktiven Niveaus angeregte "Gasteilchen kohärent Licht e mitieren. Voraussetzung für eine optimale Laser¬ tätigkeit ist jedoch, daß diese Emission nahe der optischen Achse des Resonators erfolgt.
    [0005] Aufgrund des hohen Drucks und der dadurch bedingten hohen Elektronendichte in einer derartigen Hochdruck¬ gasentladung entsteht jedoch ein als Wandkollaps be¬ zeichnetes Phänomen, das eine räumliche Instabilität der Entladung darstellt. Bei diesem Wandkollaps ist die Energie der in der Gasentladung enthaltenen Elek¬ tronen und damit auch die Emission der Gasteilchen im Bereich von Wandflächen des Rohrs wesentlich größer und nimmt zur Mitte, also zur optischen Achse hin, ab; die Emission hat sogar oftmals im Bereich der optischen Achse ein Minimum.
    [0006] Derartige Effekte sind beispielsweise in der Ver¬ öffentlichung von R.W. Waynant, D.P. Christensen und W.M. Bollen, jun., mit dem Titel "Design Considerations for RF Pu ping of Rare Gas Halide Lasers", veröffentlicht in Topical Meeting on Excimer Lasers 1/83 in Incline Village, Nevada,bekannt. Zur Vermeidung eines derartigen Wandkollapses wurde bisher so vorgegangen, daß man ein Rohr mit möglichst geringem Durchmesser gewählt hat, so daß sich das Emissionsminimum im Bereich der optischen Achse nur unwesentlich ausgewirkt hat.
    [0007] Abgesehen von mit derartig kleinen Durchmessern des Resonatorgasvolumens verbundenen Justierproblemen, ist eine derartige Verringerung des Resonatorgas- volumens bei insbesondere kommerziellen Laseranwen¬ dungen nicht tragbar. Außerdem wirkt sich trotz der Verringerung des Querschnitts des Rohrs der Wand¬ kollaps nachteilig auf die Laserleistung und auch auf die Modenreinheit aus, da diese bekanntlich bei stabilen Resonatoren immer dann optimal sind, 'wenn die Emission im Bereich der optischen Achse am größten ist.
    [0008] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochdruckgas¬ entladungslaser der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß ein Wandkollaps weitgehend unter¬ drückt wird.
    [0009] Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruckgasentladungs¬ laser der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Resonatorgasvolumens in einer Richtung quer zur optischen Achse ein mitt¬ lerer Bereich mit einer über einem Schwellwert für eine Hochdruckgasentladung liegenden elektrischen Feldstärke vorgesehen ist, an welchen sich beiderseits jeweils äußere Bereiche mit einer unterhalb des Schwellwerts für die Hochdruckgasentladung liegenden Feldstärke anschließen.
    [0010] Die durch die erfindungsgemäße Lösung geschaffene Feldstruktur ermöglicht es, einen Wandkollaps weit¬ gehend zu unterdrücken, da die Hochdruckgasentladung quer zur optischen Achse nicht mehr allseitig von Wandflächen umgrenzt ist, so daß sich ein typischer Wandkollaps mit einer ringförmig um die optische Achse angeordneten maximalen Emission nicht mehr ausbilden kann, da das eine Hochdruckgasentladung durchführende Lasergas im Resonatorgasvolumen lediglich von Laser- gas umgeben ist, welches seinerseits keine Hochdruck¬ gasentladung durchführt.
    [0011] Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochdruckgasentladungslasers sieht vor, daß sich die Feldstärke beim Übergang von den mittleren zu den äußeren Bereichen sprunghaft ändert. Durch dieses zu¬ sätzliche Erfordernis wird erreicht, daß die Hochdruck¬ gasentladung in dem Resonatorgasvolumen in dem mittleren Bereich stabilisiert wird und nicht quer zur optischen Achse über diesen mittleren Bereich, beispielsweise bei kleinen Druck- oder LeistungsSchwankungen, in Richtung der äußeren Bereiche ausdehnt und damit ebenfalls wiederum zu einer räumlichen und zeitlichen Instabilität der Hochdruckgasentladung beiträgt. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde nicht genau festgelegt, wie das Resonatorgasvolumen in der MikrowelleneinkopplungsStruktur angeordnet sein soll. Eine bevorzugte Möglichkeit sieht vor, daß das Resonatorgasvolumen von einem Gasrohr umschlossen ist. Dies hat den Vorteil, daß die Gasmenge für das Reso¬ natorgasvolumen gering gehalten werden kann und daß auch keine Probleme mit einem Abschluß der Mikrowellen- einkopplungsstruktur gegenüber dem Mikrowellengenerator auftreten, in den das Resonatorgas möglichst nicht ein¬ treten sollte. Außerdem kann dieses Gasrohr stirnseitig mit Fenstern, insbesondere mitBrewsterfenstern ausge¬ stattet sein, so daß auch ein Austritt des Laserstrahls aus dem Resonatorgasvolumen keine Probleme bereitet.
    [0012] Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß das Gasrohr aus dielektrischem Material -hergestellt ist.
    [0013] Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfindungs¬ gemäßen Hochdruckgasentladungslasers sieht vor, daß das Resonatorgasvolumen von der Mikrowelleneinkopplungs- struktur umschlossen ist. Bei einem derartigen Aufbau hat man den Vorteil, daß kein zusätzliches Gasrohr vor¬ gesehen sein muß, so daß sämtliche durch dieses be¬ dingten Probleme entfallen. Allerdings muß dann die Mikrowelleneinkopplungsstuktur selbst gasdicht gegen¬ über dem Mikrowellengenerator und den übrigen Mikro¬ wellenleitungen abgeschlossen sein und außerdem noch Fensteröffnungen zum Auskoppeln des Laserstrahls auf¬ weisen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Resonatorgas¬ volumen in Richtung quer zur optischen Achse über die von der 'elektrischen Feldstärke durchsetzten Bereiche hinäusreicht.
    [0014] Wie'bereits eingangs geschildert, ist eines der Ziele des erfindungsgemäßen Hochdruckgasentladungslasers, eine räumlich möglichst homogene Hochdruckgasentladung zu schaffen. Da der Schwellwert für die elektrische Feldstärke, ab welcher eine solche Hochdruckgasent¬ ladung brennt, und der Druck des Lasergases miteinander korreliert sind, könnte bei einem Feldstärkegradient quer zur optischen Achse im mittleren Bereich eine räumliche Schwankung der Bereiche maximaler Emission dadurch entstehen, daß geringfügige Druckschwankungen im Resonatorgasvolumen auftreten. Derselbe Effekt könnte durch Schwankungen in der elektrischen Feld¬ stärke bedingt sein. Aus diesem Grunde ist es vor¬ teilhaft, wenn die Feldstärke innerhalb des mittleren Bereichs quer zur optischen Achse konstant ist, so daß selbst- Schwankungen der elektrischen Feldstärke oder des Drucks im Resonatorgasvolumen innerhalb des mittleren Bereichs keine räumlichen Verschiebungen der Bereiche mit maximaler Emission bewirken.
    [0015] Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Hochdruckgasentladungslasers wurde nicht im einzelnen festgelegt, wie eine Aus¬ breitungsrichtung der Mikrowellen relativ zur optischen Achse und somit auch zum Resonatorgasvolumen ver¬ laufen soll. So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen in der MikrowelleneinkopplungsStruktur parallel zur optischen Achse verläuft. Ein derartiger Aufbau hat den Vorteil, daß insbesondere bei laufenden Wellen eine Ausmittlung von lokal unterschiedlichen elektrischen Feldstärken längs der optischen Achse auftritt' und somit im zeit¬ lichen Mittel eine homogene Anregung-des gesamten Resonatorgasvolumens erreicht wird.
    [0016] Um eine möglichst gleichmäßige Anregung und Leistungs- absorption des Resonatorgases über die gesamte Mikro- welleneinkopplungsstruktur zu erreichen, ist es vor¬ teilhaft, wenn die elektrische Feldstärke im mittleren Bereich längs der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen konstant ist.
    [0017] Andererseits kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen in der Mikro¬ welleneinkopplungsStruktur quer zur optischen' Achse verläuft, da dann ein homogenes elektrisches Feld längs der optischen Achse auf einfachste Weise erreichbar ist,
    [0018] Bei der MikrowelleneinkopplungsStruktur ist es eben¬ falls grundsätzlich möglich, zwei unterschiedliche Arten des Aufhaus vorzusehen. So ist es beispielsweise zur Ausmittlung von Inhomogenitäten des elektrischen Feldes vorteilhaft, wenn die Mikrowelleneinkopplungs- struktur eine Travelling-wave-'Struktur ist. Dagegen bietet eine resonante Mikrowelleneinkopplungsstruktur den Vorteil, im Bereich der optischen Achse ein erhöhtes elektrisches Feld zu erzeugen, allerdings mit dem Nachteil, daß die elektrische Feldstärke längs der optischen Achse eventuell inhomogen sein könnte. Die MikrowelleneinkopplungsStruktur als solche wurde hinsichtlich ihrer körperlichen Merkmale noch nicht näher definiert und kann in beliebiger Art und Weise ausgebildet sein, sofern sie in der Lage ist, die er¬ findungsgemäße elektrische Feldverteilung relativ zu dem Resonatorgasvolumen zu erzeugen. Eine besondere Ausführungsform einer MikrowelleneinkopplungsStruktur sieht vor, daß diese einen oberhalb und einen unterhalb des Resonatorgasvolumens angeordneten Leiter aufweist.
    [0019] Dieser Leiter braucht nicht unmittelbar dem Resonatorgas¬ volumen zugewandt zu sein. Es ist beispielsweise auch möglich, zwischen dem Leiter und dem Resonatorgasvolumen ein Dielektrikum anzuordnen, da dieses keine Herabsetzung der elektrischen Feldstärke zwischen den Leitern zur Folge hat.
    [0020] Um durch diese Leiter eindeutig einen mittleren Bereich im Resonatorgasvolumen zu definieren, in welchem die elektrische Feldstärke einen Schwellwert für die Hoch¬ druckgasentladung überschreitet, ist vorgesehen, daß mindestens einer der Leiter sich in Richtung der opti¬ schen Achse des Resonatorgasvolumens mit konstanter Breite erstreckt. Durch diesen Leiter mit seiner kon¬ stanten Breite wird ein Feldstärkebereich definiert, in welchem die Bedingungen für eine Hochdruckgasent¬ ladung festgelegt sind, während seitlich des Leiters die Feldstärke den Schwellwert für die Hochdruckgasent¬ ladung nicht überschreitet. Dabei kann die Mikrowellen¬ einkopplungsStruktur seitlich des Leiters ebenfalls aus leitfähigem Material bestehen, der Leiter ist jedoch so anzuordnen, daß dieser relativ zu seiner Umgebung eine den Schwellwert für die Hochdruckgasentladung über¬ schreitende elektrische Feldstärke hervorruft.
    [0021] Eine Möglichkeit, ein derartiges elektrisches Feld zu erzeugen ist dann gegeben, wenn mindestens einer der Leiter einen rechteckigen Querschnitt aufweist und durch seinen geringeren Abstand von dem gegenüberliegenden Leiter relativ zu übrigen Wandbereichen der Mikrowellen¬ einkopplungsStruktur ein erhöhtes elektrisches Feld be¬ wirkt.
    [0022] Die Homogenität des elektrischen Feldes kann noch da¬ durch verbessert werden, daß die Leiter einen profilierten
    [0023] Querschnitt ähnlich eines Stappaerts-, oder Chang- oder Rogowski-Profils aufweisen.
    [0024] Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde nicht angegeben, wie die Mikrowellen in die Mikrowellen- einkopplungsstruktur selbst eingekoppelt werden sollen. So ist es beispielsweise möglich, die Mikrowellenein¬ kopplungsStruktur bei einem Travelling-wave-System ein¬ fach als Teil eines Mikrowellenleiters auszubilden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß aufgrund der im Verlauf diese Mikrowelleneinkopplungsstruktur stattfindenden Energie¬ absorption durch die Hochdruckgasentladung die Feldstärke längs der MikrowelleneinkopplungsStruktur abnimmt. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Mikrowellenein¬ kopplungsStruktur durch eine Richtkopplerstruktur an eine Mikrowellenleitung angekoppelt ist, da dann eine Variation der Ankopplung der Mikrowelleneinkopplungs- Struktur an die Mikrowellenleitung möglich ist. So ist es am günstigsten, wenn die Richtkopplerstruktur so aufgebaut ist, daß in de Mikrowelleneinkopplungs- struktur in Richtung der optischen Achse eine im wesentlichen gleichmäßige Feldstärkeverteilung ent¬ steht. Dies kann durch eine Variation des Kopplungs- faktors längs der optischen Achse in einfacher Weise •erreicht werden.
    [0025] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Mikro¬ welleneinkopplungsStruktur sieht vor, daß diese eine Hohlleiterstruktur ist. d. h. , daß sich die Mikrowellen innerhalb eines Hohlleiters fortpflanzen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Hohlleiterstruktur mindestens einen nach innen "abstehenden Steg aufweist, welcher im Innern der Hohlleiterstruktur von dem Hohl¬ leiter absteht. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn in dem Hohlleiter zwei einander gegenüberliegende Stege ausgebildet sind. Diese Stege können dann entweder aus dielektrischem Material oder als Leiter ausgebildet sein.
    [0026] Um nun in Längsrichtung der Mikrowelleneinkopplungs- Struktur eine konstante Feldstärke im mittleren Bereich zu erreichen, ist vorgesehen, daß entweder einer oder beide Stege eine in Längsrichtung zur optischen Achse schräg zu dieser verlaufende Frontfläche aufweist.
    [0027] Andererseits ist es jedoch ebenfalls denkbar, die Mikro¬ welleneinkopplungsStruktur als Einkoppelleiter auf¬ weisende TEM-Wellenleiterstruktur auszubilden. In diesem Fall erfolgt die Fortpflanzung der Mikrowellen zwischen zwei im Abstand und parallel zueinander ver¬ laufenden Bandleitern. Um auch hier eine konstante Feldstärke in Längs¬ richtung der optischen Achse zu erreichen, ist bei dieser Struktur vorgesehen, daß mindestens ein Ein¬ koppelleiter in Längsrichtung der optischen Achse schräg zu dieser verläuft.
    [0028] Bezüglich des Resonatorgasvolumens selbst wurden keine näheren Ausgestaltungen beschrieben. So ist es vorteilhaft, wenn das Resonatorgasvolumen ein abgeschlossenes Volumen ist, d. h. wenn es sich bei dem Resonatorgas um ein stehendes Gas handelt. Da¬ durch werden zusätzliche Schwierigkeiten bezüglich der räumlichen Stabilität der Hochdruckgasentladung vermieden.
    [0029] Dagegen ist es dann, wenn insbesondere mit hohen Leistungen gearbeitet werden soll, günstig, wenn das Resonatorgasvolumen gasdurchströmt ist, da dadurch eine Regenerierung und eventuell auch eine Abkühlung des Resonatorgases außerhalb möglich ist.
    [0030] Um Störungen der Laseremission durch eventuelle Reflexionen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn dem mittleren Bereich des Resonatorgasvolumens zuge¬ wandte Oberflächen reflexionsfrei ausgebildet sind. Insbesondere ist hierbei daran zu denken, daß dem mittleren Bereich des Resonatorgasvolumens zugewandte Oberflächen der Leiter reflexionsfrei ausgebildet sind. Zusätzliche Verbesserungen, insbesondere bei Verwendung eines Gasrohres, sind dadurch möglich, daß dem mittleren Bereich des Resonatorgasvolumens zugewandte Oberflächen des Gasrohrs reflexionsfrei ausgebildet sind. Schließlich kann es noch günstig sein, wenn die MikrowelleneinkopplungsStruktur schrauben rmig um die optische Achse verdreht ist, denn damit kann eine bezüglich der optischen Achse in radialer Richtung gleichmäßige Anregung erreicht werden.
    [0031] Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Hochdruckgasentladungslasers sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:
    [0032] Fig. 1 eine schematische, auf ebrochene
    [0033] Darstellung eines ersten Ausführungs- beispiels;
    [0034] Fig. 2 eine Teilansicht aus dem aufge¬ brochenen Bereich in Fig. 1 ;
    [0035] Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Eig. 1 ;
    [0036] Fig. 4 eine zweite Variante des ersten Aus¬ führungsbeispiels;
    [0037] Fig. 5 eine dritte Variante des ersten Aus- führungsbeispiels;
    [0038] Fig. 6 eine Abwandlung des ersten Ausführungs- beispiels in Fig. 3;
    [0039] Fig. 7 eine Abwandlung der zweiten Variante in Fig. 4;
    [0040] Fig. 8 eine vierte Variante des ersten Aus¬ führungsbeispiels;
    [0041] Fig. 9 eine fünfte Variante des ersten Aus¬ führungsbeispiels;
    [0042] Fig. 10 ein zweites Ausführungsbeispiel;
    [0043] Fig. 11 eine Variante des zweiten Ausführungs- beispiels;
    [0044] Fig. 12 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochdruckgasent¬ ladungslasers; Fig. 13 einen Schnitt längs Linie A-A in Fig. 12 einer ersten Variante;
    [0045] Fig. 14 einen Schnitt längs Linie A-A in Fig. 12 einer zweiten Variante;
    [0046] Fig. 15 einen Schnitt längs Linie 15-15 in Fig. 14;
    [0047] Fig. 16 einen Schnitt längs Linie A-A in Fig. 12 einer dritten Variante;
    [0048] Fig. 17 einen Schnitt längs Linie 17-17 in Fig. 16;
    [0049] Fig. 18 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfin- dungsgemäßen Hochdruckgasentladungslasers;
    [0050] Fig. 19 einen Schnitt längs Linie 19-19 in Fig. 19;
    [0051] Fig. 20 eine Draufsicht auf das vierte Aus¬ führungsbeispiel in Fig. 18;
    [0052] Fig. 21 einen Querschnitt durch eine erste
    [0053] Variante des vierten Ausführungsbeispiels;
    [0054] Fig. 22 einen Querschnitt durch eine zweite
    [0055] Variante des vierten Ausführungsbeispiels; Fig. 23 einen Schnitt längs Linie 23-23 in Fig. 24 durch ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochdurchgasentladungs- lasers;
    [0056] Fig. 24 ' eine Draufsicht auf das fünfte Ausführungs- beispiel.
    [0057] Ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes erstes•Ausführungs- beispiεl eines erfindungsgemäßen Hochdruckgasent¬ ladungslasers, dargestellt in den Fig. 1 bis 4, umfaßt einen Mikrowellengenerator 12, an welchen sich ein zu einer Mikrowelleneinkopplungsstruktur 16 führendes Hohl- leiterstück 14 anschließt, welches mit einem Eingang 18 dieser MikrowelleneinkopplungsStruktur 16 verbunden ist. An einen Ausgang 20 der MikrowelleneinkopplungsStruktur schließt sich wiederum einHohlleiterstück 22 an, welches mit einem Mikrowellensumpf 24 abgeschlossen ist.
    [0058] Ein als Ganzes mit 26 bezeichneter optischer Resonator umfaßt zwei konzentrisch zu einer optischen Achse 30 angeordnete Spiegel 28. Die optische Achse 30 durch¬ setzt die Mikrowelleneinkopplungsstruktur 16 koaxial, welche auf seiten ihres Eingangs 18 sowie auf seiten ihres Ausgangs 16 noch jeweils einen Ansatz 32 auf¬ weist, welcher mit einem optisch durchlässigen Fenster 34 abgeschlossen ist.
    [0059] Die gesamte Mikrowelleneinkopplungsstruktur 16 ist, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Rechteckhohlleiter mit einer unteren Wand 36, einer oberen Wand 38 und zwei Seitenwänden 40. Dieser Hohlleiter erstreckt sich von seinem Eingang 18 bis zu seinem Ausgang 20 längs der diesen mittig durchsetzenden optischen Achse 30. Sowohl die untere Wand 36 als auch die obere Wand 38 sind mittig jeweils mit einem Steg 42 bzw. 44 ver¬ sehen, welcher sich ebenfalls parallel zu der optischen Achse in Längsrichtung der Mikrowelleneinkopplungs- struktur erstreckt und sich jeweils von einer Innen¬ seite der unteren Wand 36 und der oberen Wand 38 er¬ hebt und in ein Inneres des Hohlleiters hineinragt. Jeder Steg 42, 44 weist zwei im wesentlichen zu den Seitenwänden 40 parallele Seitenflächen 46 sowie eine ungefähr zu der jeweiligen unteren oder oberen Wand 36, 38 parallele, der optischen Achse 30 zugewandte Frontfläche 48 auf. Die Stege 42, 44 erstrecken sich in der MikrowelleneinkopplungsStruktur 16 von deren Eingang 18 bis zu deren Ausgang 20, wobei sie jeweils im Bereich des Eingangs 18 und des Ausgangs 20 mit einer Abschrägung 50 versehen sind und somit in diesem Bereich auslaufen.
    [0060] Bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel 10 ist die gesamte MikrowelleneinkopplungsStruktur von einem Resonatorgas erfüllt, so daß ein Resonatorgas¬ volumen 52 mit einem inneren Volumen der Mikrowellen- einkopplungsstruktur im wesentlichen identisch ist. Das Resonatorgas erfüllt zusätzlich noch einen Innen¬ raum der jeweiligen Ansätze 32 und wird durch die Fenster 34 dieser Ansätze 32 von der Umgebung abge¬ schlossen. Des weiteren sind vorteilhafterweise auch noch zwischen dem Mikrowellengenerator 12 und dem Hohlleiterstück 14 sowie dem Hohlleiterstück 22 und dem Mikrowellensumpf 24 gasdichte Mikrowellenfenster 54 bzw. 56 vorgesehen, welche verhindern, daß das Resonatorgas in den Mikro¬ wellengenerator 12 oder auch in den Mikrowellensumpf 24 eintritt.
    [0061] In Fig.3 ist die von den die Mikrowelleneinkopplungsstruk- tur 16 durchlaufenden Mikrowellen erzeugte Feldstärke im Bereich der Mikrowellenein opplungsStruktur 16 durch die Pfeile 58 und 60 angegeben. Wie aus Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, ist die Feldstärke zwischen den beiden Frontflächen 48 der Stege 42 und 44, gekennzeichnet durch die Pfeile 60, wesentlich größer als seitlich der Stege 42, 44 zwischen der unteren Wand 36 und der obe¬ ren Wand 38, gekennzeichnet durch die Pfeile 58. Damit wird also in dem Resonatorgasvolumen 52 durch die hohe Feldstärke zwischen den Stegen 42 und 24 bzw. ihren Frontflächen 48 ein mittlerer Bereich 62 mit einer hohen Feldstärke gebildet, an welchen sich seitlich der Stege 42, 44 ein äußerer Bereich 64 anschließt.
    [0062] Um eine sprunghafte Änderung der Feldstärke zwischen den Stegen 42 und 44 zu erhalten, sind diese Stege 42, 44 erfindungsgemäß rechteckförmig ausgebildet, d.h., die Seitenflächen 46 verlaufen im wesentlichen senkrecht zu den Frontflächen 48. Damit ändert sich, wie durch die Pfeile 60 und 58 in Fig. 3 gekennzeichnet, die Feldstärke an einer Seitenkante 66 , die durch die Frontfläche 48 und die Seitenfläche 46 der Stege 42, 44 gebildet wird, sprunghaft.
    [0063] Erfindungsgemäß wird die Feldstärke zwischen den Stegen 42 und 44, gekennzeichnet durch die Pfeile 60, so hoch gewählt, daß sie über einem Schwellwert für eine Hoch¬ druckgasentladung des Resonatorgases in diesem mitt¬ leren Bereich liegt. Außerdem wird die Feldstärke, ge¬ kennzeichnet durch die Pfeile 58, seitlich der Stege 42, 44 so niedrig gewählt, daß sie unterhalb des Schwell¬ wertes für die Hochdruckgasentladung liegt.
    [0064] Um eine möglichst gleichmäßige Anregung des Resonator¬ gases längs der optischen Achse 30 zu erreichen, ver¬ laufen die Frontflächen 48 in Längsrichtung der optischen Achse 30 schräg zu dieser, und zwar so, daß sie in Rich¬ tung der Ausbreitungsrichtung 49 der Mikrowellen auf¬ einander zu laufen, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
    [0065] Das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochdruckgasentladungslasers arbeitet mit Mikrowellen, die im Bereich vom L-Band bis zum X-Band liegen können. Als Mikrowellengenerator 12 wird vorzugsweise ein Magnetron oder ein Klystron verwendet. Als Lasergas können alle excimerbildenden Gase Verwendung finden, welche vorzugsweise mit einem Druck von mindestens 0,5 bar vorliegen sollten. Die Energiedichten liegen über 100 KW pro cm3, bezogen auf das Hochdruckgasent- ladungsvolumen, also den mittleren Bereich 62.
    [0066] Bei diesen Werten findet in dem mittleren Bereich 62 eine im wesentlichen homogene Hochdruckgasentladung statt, welche nicht zum Wandkollaps neigt, so daß längs der optischen Achse 30 in dem optischen Resonator 26, umfassend die Spiegel 28, die optische Achse 30 und das Resonatorgasvolumen 52, eingeschlossen durch' die Mikrowelleneinkopplungsstruktur 16 mit ihren Ansätzen 32 und den Fenstern 34, eine Lasertätigkeit mit hoher Intensität und Modenreinheit zu beobachten ist.
    [0067] Eine Variante dieses ersten Ausführungsbeispiels 10 ist in Fig. 4 dargestellt. Die Mikrowelleneinkopplungs- struktur 16 als solche ist dabei identisch wie in Fig. 3 ausgebildet, allerdings erfüllt das Resonatorgasvolumen 52' nicht den gesamten Innenraum der Mikrowellenein¬ kopplungsStruktur 16, sondern ist in einem Gasrohr 70 eingeschlossen, welches mit einer unteren Rohrwand 72 an der Frontfläche 48 des Stegs 42 und mit einer oberen Rohrwand 74 an der Frontfläche 48 des Stegs 44 anliegt und sich seitlich in Richtung der Seitenwände 40 so weit erstreckt, daß seine Rohrseitenwände 76 bezüglich der Seitenflächen 46 der Stege 42, 44 in Richtung der Seiten¬ wände 40 der MikrowelleneinkopplungsStruktur 16 versetzt angeordnet sind. Damit gewährleistet auch das Gasrohr 70, daß das Resonatorgasvolumen 52' einen mittleren Bereich 62' sowie einen äußeren Bereich 64' aufweist, in welchen dieselben Feldbedingungen wie im mittleren Bereich 62 und äußeren Bereich 64 der ersten Variante des ersten Ausführungsbeispiels 10 vorliegen.
    [0068] Vorteilhafterweise setzt sich das Gasrohr 70 über den Eingang 18 und den Ausgang 20 der Mikrowelleneinkopplungs- struktur hinaus in Form der Ansätze 32 fort und ist durch die Fenster 34 abgeschlossen.
    [0069] Eine dritte Variante des ersten Ausführungsbeispiels 10 ist in Fig. 5 dargestellt. Diese dritte Variante entspricht im wesentlichen der zweiten Variante in Fig. 4,mit dem Unterschied, daß die Stege 42" und 44" nicht aus leitendem Material,wie in Fig. 3 und Fig. 4, hergestellt sind, sondern aus einem-dielektrischen Material. Mit dieser Anordnung wird jedoch dieselbe Aufteilung des Resonatorgasvolumens 52" in einen mitt¬ leren Bereich 62" und äußere Bereiche 64" erreicht.
    [0070] Die Fig. 6 und 7 stellen Abwandlungen der ersten und zweiten Variante, dargestellt in den Fig. 3 und 4 des ersten Ausführungsbeispiels 10 dar. Bei diesen sind im Gegensatz zu den Fig. 3 und 4 die Seitenkanten 66, 66' der Stege 42, 42' abgerundet. Außerdem können auch noch die Seitenflächen 46 und 46' geringfügig gegen die Senkrechte zur Frontfläche 48 bzw. 48' geneigt sein. Derartige Varianten erlauben eine vorteilhafte Ausbil¬ dung des elektrischen Feldes in den mittleren Bereichen 62 und 62', die homogener ist als bei exakt rechteckigen Stegen 42, 44 bzw. 42', 44' in den Fig. 3 und 4. Bezüg¬ lich der exakten Form der Stege gemäß den Fig.6 und 7 wird auf Berechnungsmethoden von E. A. Stappaerts in Appl. Phys. Lett. 40 (12) 1982, P.Y. Chang in Review of Scientific Instruments, Vol. 44, (4), Seite 405, 1973 und W. Rogowski in Archiv für Elektrotechnik, XII, Seite 1, 1923, verwiesen. Weitere Varianten des ersten Ausführungsbeispiels 10 sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt, bei diesen Varianten entfällt der untere Steg 42, dagegen ist der obere Steg 44"' bzw. 44"" wesentlich höher und die optische Achse 30 ist in Richtung der unteren Wand 36 "' bzw. 36"" soweit versetzt,daß sie wiederum mittig zwischen der Frontfläche 48 "' und 48"" der Stege 44"' i d 44"" liegt. Ansonsten liegen im Prinzip die¬ selben Feldbedingungen wie bei allen übrigen Varianten des ersten Ausführungsbeispiels vor.
    [0071] Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 10, sind lediglich die Mikrowelleneinkopplungs- struktur 80 sowie die optische Achse 82 des optischen Resonators und die konzentrisch zu dieser angeordneten Spiegel 84 zeichnerisch dargestellt. Die Mikrowellen¬ einkopplungsStruktur 80 hat denselben Querschnitt wie die Mikrowelleneinkopplungsstruktur 16, dargestellt in Fig. 3 mit dem einzigen Unterschied, daß diese Mikro¬ welleneinkopplungsStruktur schraubenförmig um die optische Achse 82 ausgebildet ist, um in dem mittleren Bereich 86 zwischen den Stegen 88 und 90 über die Länge des optischen Resonators gemittelt eine in allen radia¬ len Richtungen zur optischen Achse gleichmäßige Feld¬ verteilung zu erreichen. Eine derartige radialsymmetri¬ sche Entladungsgeometrie hat den Vorteil, daß die Intensität und vor allem die Modenreinheit des Lasers noch verbessert werden kann. Eine weitere Variante des zweiten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 11, zeigt eine besondere Ausführungs- form des Gasrohrs 92. Dieses weist ebenfalls eine untere Rohrwand 94 sowie eine obere Rohrwand 96 auf, umschließt jedoch die Stege 88 und 90 auch längs ihrer Seitenflächen 98 und bildet seitlich der Stege 88, 90 eine ungefähr halbovale Rohrseitenwand 100 aus. Diese Ausführung des Gasrohrs 92 hat den Vorteil, daß sie einen Wandkollaps noch wesentlich sicherer vermeidet, da im Übergang zwischen dem mittleren Bereich 102 und den äußeren Bereichen 104 die Wandflächen des Gasrohrs 92 zurück¬ genommen sind und daher das Resonatorgas auch im Be¬ reich der sprunghaften Feldstärkeänderung vom mittleren Bereich 102 zum äußeren Bereich 104 keine Möglichkeit hat, an einer Wand des Gasrohrs 92 zu kollabieren oder die zum Wandkollaps führenden Oberflächenwellen oder Abschirmeffekte auszubilden.
    [0072] Ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochdruckgasentladungslasers, dargestellt mit mehreren Varianten in den Fig. 12 bis 17, zeigt eine besonders aufgebaute Mikrowelleneinkopplungsstruktur 110. Bei dieser Mikrowelleneinkopplungsstruktur 110 ist zwischen dem Mikrowellengenerator 12 mit dem Hohlleiterstück 14 und dem Hohlleiterstück 22 mit dem Mikrowellensumpf 24 ebenfalls ein Hohlleiterstück 112 vorgesehen, welches sich zwischen einem Eingang 114 und einem Ausgang 116 der MikrowelleneinkopplungsStruktur 110 erstreckt. Parallel zu diesem Hohlleiterstück 112 erstreckt sich ein Hohlleiterresonator 114, in welchem mittig die optische Achse 30 des optischen Resonators 26 ange¬ ordnet ist. Dieser Hphlleiterresonator 114 ist eben¬ falls, wie die Fig. 13, 14 und 16 zeigen, im Quer¬ schnitt vergleichbar mit dem ersten Ausführungsbei- spiel aufgebaut. Der einzige Unterschied ist darin zu sehen, daß die Länge dieses Hohlleiterresonators 114 auf die jeweilige Mikrowellenfrequenz abgestimmt sein muß und daß in diesem Hohlleiterresonator 114 sich die Mikrowellen nicht längs der optischen Achse 30 ausbreiten, sondern längs der optischen Achse 30 stehende Wellen vorhanden sind.
    [0073] Die Fig. 13, 14 und 16 zeigen nun mehrere unterschied¬ liche Arten der Ankopplung dieses Hohlleiterresonators- 114 an das Hohlleiterstück 112.
    [0074] Bei der Variante in Fig. 13 liegt eine Seitenwand 118 des Hohlleiterstücks 112 an einer Seitenwand 120 des Hohlleiterresonators 114 an. Beide Seitenwände 118, 120 sind über die gesamte Länge, über welche sie aneinander anliegen, mit einer Vielzahl aufeinanderfolgender Durch¬ brüche 122 versehen, durch welche eine Mikrowellenan- kopplung des Hohlleiterresonators an das Hohlleiter¬ stück 112 erfolgt.
    [0075] Diese Durchbrüche 122 können zwischen dem Eingang 114 und dem Ausgang 116 der Mikrowelleneinkopplungsstruktur zunehmend größer ausgebildet werden, um durch unter¬ schiedliche Kopplungsfaktoren längs des gesamten Hohl- leiterresonators zu erreichen, daß die Feldstärke zwischen den Stegen 42 und 44 immer gleich groß ist, wie beispielsweise in der US-PS 4 513 424 angegeben.
    [0076] Bei der Variante gemäß Fig. 14 sind die Seitenwände 118 und 120 des Hohlleiterstücks 112 und des Hohlleiter¬ resonators 114 entfernt und durch ein druckdichtes Mikrowellenfenster ersetzt, welches zum einen eine Ankopplung des Hohlleiterresonators 114 an das Hohl- leiterstück 112 erlaubt und zum andern eine druck¬ dichte Wand für das Resonatorgasvolumen 52 darstellt und dieses damit gegenüber dem Hohlleiterstück 112 abschließt.
    [0077] Zweckmäßigerweise muß bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 14 der Hohlleiterresonator 114 an. seinen Stirn¬ wänden 126 mit Öffnungen 128 versehen sein, um einen parallel zur optischen Achse 30 verlaufenden Laser¬ strahl in Richtung auf die Spiegel 28 hin durchtreten zu lassen. Außerdem sind die Öffnungen 128 ihrerseits durch optische Fenster verschlossen.
    [0078] Bei der Variante gemäß Fig. 16 muß das Mikrowellen¬ fenster 124 nicht druckdicht ausgebildet sein, sondern es reicht ein einfaches Mikrowellenfenster, da das Resonatorgasvolumen 52 in dem Gasrohr 70 gefangen ist. Dabei erstreckt sich vorteilhafterweise das Gasrohr 70, wie in Fig. 17 dargestellt, über die Stirnseiten 126 des Hohlleiterresonators 114 hinaus und ist eben¬ falls durch Fenster abgeschlossen. Ein drittes Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 18 bis 22 zeigt eine aus TEM-Wellenleitern aufge¬ baute Mikrowelleneinkopplungsstruktur 130. Derartige TEM-Wellenleiter umfassen zwei parallel zueinander verlaufende Bandleiter 132 und 134. Diese Bandleiter 132 und 134 sind, um eine MikrowelleneinkopplungsStruk¬ tur 130 auszubilden, aufeinander zugeführt und verlaufen im Bereich der MikrowelleneinkopplungsStruktur 130 als Einkoppelleiter 136 und 138 in einem geringeren Abstand voneinander als die Bandleiter 132 und 134 vor und nach der Mikrowelleneinkopplungsstruktur 130. Diese Ein¬ koppelleiter 136 und 138 ersetzen die Stege 42 und 44 bei den vorstehend beschriebenen Hohlleiterstrukturen.
    [0079] Zwischen diesen Einkoppelleitern 136 und 138 ist ein Gasrohr 140 angeordnet,' welches seitlich über die beiden Einkoppelleiter 136 und 138 hinausragt und da¬ mit in dem Resonatorgasvolumen 142 ebenfalls die Aus¬ bildung eines mittleren Bereichs 144 und eines äußeren Bereichs 146 mit derselben Feldverteilung wie bei den Hohlleiterresonatoren ermöglicht.
    [0080] Wie in den Fig. 19 und 20 dargestellt, erstreckt sich dieses Gasrohr 140 ebenfalls parallel zu der mittig zu diesem verlaufenden optischen Achse 30 des optischen Resonators 26 mit den Spiegeln 28.
    [0081] Die Fig. 21 und 22 zeigen noch unterschiedliche Arten der Ausbildung der Einkoppelleiter 136 und 138. Während die Einkoppelleiter 136, 138 in Fig. 21 einen streng rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind die Einkoppelleiter in Fig. 22 im Bereich ihrer dem Gas¬ rohr 140 zugewandten Seitenkanten abgerundet, ähnlich wie die Stege in den Varianten gemäß Fig. 6 und 7 des ersten Ausführungsbeispiels. Dadurch kann in Anlehnung an die Darlegungen zu diesen besonders ausgebildeten Stegformen eine homogenere Feldverteilung in dem mitt¬ leren Bereich 144 erhalten werden.
    [0082] Selbstverständlich können auch aus TEM-Wellenleitern resonante Mikrowelleneinkopplungsstrukturen aufgebaut werden, bei welchen ebenfalls eine Ankopplung an einen durchlaufenen TEM-Wellenleiter, vorzugsweise über eine Richtkopplerstruktur, erfolgt.
    [0083] Während bei sämtlichen bisher beschriebenen Aus-führungs- beispielen sich die Mikrowellen sowohl bei Strukturen mit laufenden als auch bei Strukturen mit stehenden Wellen stets parallel zur optischen Achse ausbreiten, ist bei einem fünften Ausführungsbeispiel des erfindungs¬ gemäßen Hochdruckgasentladungslasers, dargestellt in den Fig. 23 und 24 vorgesehen, daß sich die Mikrowellen quer zur optischen Achse 30 ausbreiten.
    [0084] Für einen solchen Aufbau ist ein Mikrowellengenerator 150 vorgesehen, von welchem aus sich ein trichterförmiger Mikrowellenleiter 152 bis zu einer Mikrowelleneinkopp¬ lungsStruktur 154 erstreckt. Bei dieser Mikrowellenein- kopplungsstruktur 154 verlaufen die Stege 156 und 158 quer zu einer Einkopplungsrichtung der Mikrowellen und parallel zu der optischen Achse 30.
    [0085] Das Resonatorgasvolumen 160 kann ebenfalls, wie bei den Ausführungsbeispielen mit einer Hohlleiterstruktur, ent¬ weder den gesamten Innenraum der Mikrowelleneinkopp- lungsstruktur 154 einnehmen, oder, wie in Fig. 23 dargestellt, in einem Gasrohr 162 eingeschlossen sein, das sich ebenfalls wieder seitlich über die Stege 156 und 158 hinaus erstreckt, um in dem Resonatorgasvolumen 160 die Ausbildung des mittleren Bereichs und beider¬ seits von diesem äußerer Bereiche zu gewährleisten.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Mikrowellengepumpter Hochdruckgasentladungslaser, ins¬ besondere Excimerlaser, mit einem optischen Resonator, einem in diesem angeordneten -und sich längs einer opti¬ schen Achse von diesem erstreckenden Resonatorgasvolumen, mit einer das Resonatorgasvolumen zwischen sich ein¬ schließenden MikrowelleneinkopplungsStruktur und mit einem mit letzterer verbundenen Mikrowellengenerator, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß innerhalb des Resonatorgasvolumens (52) in einer Richtung quer zur optischen Achse (30) ein mittlerer Bereich (62, 102) mit einer über einem Schwellwert für eine Hoch¬ druckgasentladung liegenden elektrischen Feldstärke vorgesehen ist, an welchen sich beiderseits jeweils äußere Bereiche (64, 104) mit einer unterhalb des Schwellwertes für die Hochdruckgasentladung liegenden Feldstärke anschließen.
    2. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feldstärke beim Über¬ gang von dem mittleren Bereich (62, 102) zu den äußeren Bereichen (64, 104) sprunghaft ändert.
    3. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß das Resonator¬ gasvolumen (52) von einem Gasrohr (70, 92, 140, 162) umschlossen ist.
    4. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasrohr (70, 92, 140, 162) aus dielektrischem Material hergestellt ist.
    5. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche
    1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Resonatorgas¬ volumen (52) von der MikrowelleneinkopplungsStruktur (16, 80, 110, 130, 154) umschlossen ist.
    6. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran¬ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Resonatorgasvolumen (52) in Richtung quer zur optischen Achse (30) über die von der elektrischen Feldstärke durchsetzten Bereiche (62, 64, 102, 104) hinausreicht.
    7. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voranste¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke innerhalb des mittleren Bereichs (62, 102) quer zur optischen Achse (30) konstant ist.
    8. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran¬ stellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen in der Mikrowelleneinkopplungsstruktur (16, 80, 110, 130) parallel zur optischen Achse (30) verläuft.
    9. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Feldstärke im mittleren Bereich (62,102) längs der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen im wesentlichen konstant ist.
    10. Hochdruckgasentladung"slaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen in der Mikrowe1leneinkopplungsstruktur (154) quer zur optischen Achse (30) verläuft.
    11. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran¬ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowelleneinkopplungsstruktur (16,80,130, 154) eine Travelling-Wave-Struktur ist.
    12. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die MikrowelleneinkopplungsStruktur (110,154) eine resonante Struktur ist.
    13. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran¬ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die MikrowelleneinkopplungsStruktur (16,80,110, 130,154) einen oberhalb und einen unterhalb des Resonatorgasvolumens (52) angeordneten Leiter (Steg 42,44,88,90,156,158; Einkoppelleiter 136, 138) aufweist.
    14. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Leiter und dem Resonatorgasvolumen (52) ein Dielektri¬ kum (42",44") angeordnet ist.
    15. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Leiter (42,44,88,90,136,138, 156,158) sich in Richtung der optischen Achse (30) des Resonatorgasvolumens (52) mit konstanter Breite erstreckt.
    16. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Leiter (42,44,88,90,136,138, 156,158) einen ungefähr rechteckigen Querschnitt aufweist.
    17. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (42' ,44' ,136,138) profilierte Quer¬ schnitte ähnlich eines Stappaerts- oder Chang- oder Rogowski-Profils aufweisen.
    18. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran¬ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die MikrowelleneinkopplungsStruktur (110) durch eine Richtkopplerstruktur an eine Mikrowellen¬ leitung angekoppelt ist.
    19. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtkoppler¬ struktur so aufgebaut ist, daß in der Mikrowellen¬ einkopplungsStruktur (110) in Richtung der optischen Achse (30) eine im wesentlichen gleich¬ mäßige Feldstärkeverteilung entsteht.
    20. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran- ' ' stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die MikrowelleneinkopplungsStruktur (16,80,110) eine Hohlleiterstruktur ist.
    21. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterstruktur einen nach 'innen abstehenden Steg (42,44,88,90, 156,158) aufweist.
    22. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlleiterstruktur zwei einander gegenüberliegende Stege (42,44,88, 90,156,158) aufweist.
    23. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter durch die Hohlleiterstruktur und die Stege (42,44,88,90,156,158) aus dielektrischem Material gebildet sind.
    24. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Leiter als Steg (42,44,88,90,-156,158) ausge¬ bildet ist.
    25. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiter als Stege (42,44,88,90,156,158) ausgebildet sind.
    26. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stege (42,44,88,90,156,158) eine in Längsrichtung der optischen Achse (30) schräg zu dieser verlaufende Frontfläche (48) aufweist.
    27. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die MikrowelleneinkopplungsStruktur (130) als Einkoppelleiter (136,138) aufweisende TEM-Wellen- leiterstruktur ausgebildet ist.
    28. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ein¬ koppelleiter (136,138) in Längsrichtung der optischen Achse (30) schräg zu dieser verläuft.
    29. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran¬ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Resonatorgasvolumen (52) ein abgeschlossenes Volumen ist.
    30. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Resonatorgasvolumen (52) gasdurchströmt ist.
    31. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voran¬ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem mittleren Bereich (62,102) des Resonatorgas¬ volumens (52) zugewandte Oberflächen reflexions- frei ausgebildet sind.
    32. Hochdruckgasentladungslaser nach Anspruch 31 , da¬ durch gekennzeichnet, daß dem mittleren Bereich (62, 102) des Resonatorgasvolumens (52) zugewandte Oberflächen der Leiter (42, 44, 88, 90, 136, 138, 156, 158) reflexionsfrei ausgebildet sind.
    33. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß dem mittleren Bereich (62, 102) des Resonatorgasvolumens (52) zuge¬ wandte Oberflächen des Gasrohrs (70, 92, 140, 162) reflexionsfrei ausgebildet sind.
    34. Hochdruckgasentladungslaser nach einem der voranste¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowelleneinkopplungsstruktur (80) schraubenförmig um die optische Achse (30) verdreht ist.
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    US4481634A|1983-04-28|1984-11-06|The Regents Of The University Of California|RF Excited metal waveguide laser|WO1990013151A1|1989-04-17|1990-11-01|Siemens Aktiengesellschaft|Erzeugung eines elektrischen hochfrequenzfeldes in einem nutzraum|
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    US3753152A|1972-02-02|1973-08-14|Atomic Energy Commission|Electrical wave pumped pulsed laser|
    US3748594A|1972-06-22|1973-07-24|Avco Corp|Radio frequency electrically excited flowing gas laser|
    US4004249A|1976-01-22|1977-01-18|General Motors Corporation|Optical waveguide laser pumped by guided electromagnetic wave|
    DE2735299C2|1977-08-05|1986-08-28|W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau, De||
    DE2952046C2|1979-12-22|1982-04-15|Deutsche Forschungs- Und Versuchsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt E.V., 5300 Bonn, De||
    JPS5947421B2|1980-03-24|1984-11-19|Hitachi Ltd||
    US4393506A|1980-11-17|1983-07-12|Walwel, Inc.|Sealed-off RF excited CO2 lasers and method of manufacturing such lasers|
    US4513424A|1982-09-21|1985-04-23|Waynant Ronald W|Laser pumped by X-band microwaves|
    US4618961A|1982-12-16|1986-10-21|Sutter Jr Leroy V|Configuration of electrodes for transversely excited gas lasers|
    US4631732A|1984-04-25|1986-12-23|Christensen Clad P|High frequency RF discharge laser|
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    DE3937493C2|1989-11-10|1994-03-24|Deutsche Forsch Luft Raumfahrt|Quergeströmter Gasentladungslaser mit Mikrowellenanregung|
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    DE3937489A1|1989-11-10|1991-05-16|Deutsche Forsch Luft Raumfahrt|Quergestroemter gasentladungslaser mit mikrowellenanregung|
    DE3937492C2|1989-11-10|1992-11-12|Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De||
    DE3937490A1|1989-11-10|1991-05-16|Deutsche Forsch Luft Raumfahrt|Mikrowellenangeregter hochleistungslaser|
    DE4008195C2|1990-03-15|1992-12-17|Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De||
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    US5301203A|1992-09-23|1994-04-05|The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force|Scalable and stable, CW photolytic atomic iodine laser|
    US5412684A|1993-03-10|1995-05-02|Fusion Systems Corporation|Microwave excited gas laser|
    US5379317A|1993-05-28|1995-01-03|California Institute Of Technology|Microwave-excited slab waveguide laser with all metal sealed cavity|
    WO2002075870A2|2001-03-17|2002-09-26|Peter Vitruk|Truncated ridge waveguide for all-metal gas laser excitation|
    DE102009046881B4|2009-11-19|2015-10-22|Forschungsverbund Berlin E.V.|Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Plasmas mittels eines Wanderwellenresonators|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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