Modellierung der Energietransferprozesse in längsgeströmten CO2-Lasern: Laser in der Materialbearbeitung

1 Einführung.- 1.1 Motivation und Ziele der Computersimulation in der CO2-Laserentwicklung.- 1.2 Arbeitsprinzip und funktionaler Aufbau des CO2-Strömungslasers.- 2 Physik des laseraktiven Mediums.- 2.1 CO2-Laserprinzip und Laserleistungsdaten.- 2.2 Kinetik der elektrischen Anregung.- 2.3 Kinetik der schweren Teilchen.- 2.4 Makroskopische Vorgänge im laseraktiven Medium.- 3 Modellierung der laseraktiven Vorgänge.- 3.1 Beschreibung der Entladungsvorgänge in der positiven Säule.- 3.2 Darstellung der Vibrationskinetik und der Laserleistungsdaten.- 3.3 Numerische Behandlung der Rohrströmung mit Wärmeeinkopplung.- 4 Problemorientierte Simulationsmodelle.- 4.1 Beurteilung der Entladungsbedingungen und der Anregungseffizienz.- 4.2 Qualifikation des laseraktiven Mediums.- 4.3 Einfluß des Strahlungsfeldes.- 4.4 Notwendigkeit der ortsabhängigen Berechnungsweise.- 4.5 Simulationsmodelle aus der Literatur.- 5 Zuverlässigkeit des Simulationsverfahrens.- 5.1 Streuung der Vorgabedaten.- 5.2 Vergleich mit dem Experiment.- 6 Charakteristika des laseraktiven Mediums.- 6.1 Abhängigkeit der Lasertätigkeit vom gasdynamischen Anströmzustand.- 6.2 Einfluß der Feldformung.- 6.3 Vergleich von Gleichstrom- und Hochfrequenzanregung.- 7 Leistungsbestimmung im Strömungslaser.- 7.1 Maximal mögliche Laserleistung im strömenden Medium.- 7.2 Ausgekoppelte Laserleistung und Länge des laseraktiven Bereichs.- 7.3 Zuordnung der unterschiedlichen Leistungsdaten.- 8 Zusammenfassung.