Optimierung von HF-Gasentladungen für schnell längsgeströmte CO2-Laser: Laser in der Materialbearbeitung

Symbole und Abkürzungen.- 1 Einleitung.- 1.1 Historischer Überblick der CO2-Laserentwicklung.- 1.2 Zielsetzung und Gliederung der Arbeit.- 2 Die HF-Gasentladung.- 2.1 Allgemeine Charakteristiken.- 2.2 Modell der HF-Entladung.- 2.3 Einkopplung der HF-Leistung.- 3 Anpassung des HF-Generators an die Entladung.- 3.1 Der HF-Generator.- 3.2 Kalibrierung der HF-Generatorleistung.- 3.3 Das Anpaßnetzwerk.- 3.4 Erstellen der elektrischen Schaltbilder.- 3.5 Vergleich der gemessenen und gerechneten Impedanzkurven.- 3.6 HF-Verhalten von Anpaßnetzwerk und Laser.- 3.7 Überblick der wichtigsten Ergebnisse.- 4 Messung des Plasmawiderstands.- 4.1 Rechnerische Simulation der Impedanz im Anpaßfall.- 4.2 Messung mit dem Leitungsreflektometer.- 4.3 Strommessungen.- 4.4 Strommessung bei segmentierten Elektroden.- 4.5 Überblick der wichtigsten Ergebnisse.- 5 Optimierungsparameter.- 5.1 Geometrische Parameter.- 5.2 Entladungsphysikalische Parameter.- 5.3 Ermittlung elektrophysikalischer Größen aus Impedanz und HF-Leistung.- 5.4 Fluidmechanische Parameter.- 5.5 Messung von Temperatur, Druck und Strömungsgeschwindigkeit.- 6 Untersuchung der Entladungshomogenität.- 6.1 Experimenteller Aufbau.- 6.2 Versuchsparameter.- 6.3 Die Rohrlänge und die HF-Zuführung.- 6.4 Kurzes Rohr mit asymmetrischer HF-Zuführung.- 6.5 Kurzes Rohr mit Symmetrisierspule.- 6.6 Visuelle Untersuchung der Stabilitätsgrenzen.- 6.7 Skalierung der Gasentladung mittels Impedanzmessungen.- 6.8 Ergebnisse der Messungen.- 6.9 Überblick der wichtigsten Ergebnisse.- 7 Interferometrische Untersuchungen.- 7.1 Vorbetrachtungen zur optischen Deformation.- 7.2 Versuchsparameter.- 7.3 Meßaufbau und Meßprinzip.- 7.4 Meßergebnisse.- 7.5 Überblick der wichtigsten Ergebnisse.- 8 Messung der Kleinsignalverstärkung.- 8.1 DieKleinsignalverstärkung.- 8.2 Interpretation der Meßergebnisse.- 8.3 Meßaufbau und Versuchsdurchführung.- 8.4 Entladungsrohre mit kreisförmigem Querschnitt.- 8.5 Entladungsrohre mit rechteckförmigem Querschnitt.- 8.6 Überblick der wichtigsten Ergebnisse.- 9 Messung der Großsignalverstärkung.- 9.1 Meßprinzipien.- 9.2 Meßaufbau der Verstärkermethode.- 9.3 Meßergebnisse der Verstärkermethode.- 9.4 Überprüfung der Meßergebnisse mit Hilfe der Resonatormethode.- 9.5 Überblick der wichtigsten Ergebnisse.- 10 Zusammenfassung.- A HF-Entladung.- A.1 Lösung der Bewegungsgleichung des Elektrons.- A.2 Symmetrierung der Elektrodenspannung.- B Gasgemische.- B.1 Kenngrößen für Gemische idealer Gase.- C Linienbreiten.- C.1 Berechnung der Druckverbreiterung.- C.2 Berechnung der Dopplerverbreiterung.- D Verstärkermethode.- D.1 Berücksichtigung der Leistungsdichteverteilung.- Worte des Dankes.