Analytische und experimentelle Untersuchung transversal geströmter aerodynamischer Fenster für Hochleistungslaser

Kurzfassung

Verschiedene Konzepte transversal geströmter aerodynamischer Fenster als Ersatz des materiellen Auskoppelfensters bei CO2-Lasern werden vorgestellt. Eine transversal zur optischen Achse angeordnete Freistrahlströmung schirmt die Laserkavität gegen die freie Atmosphäre ab. Ueberlegungen zur Optimierung der optischen Qualität und zur Minimierung des zum Betrieb des aerodynamischen Fensters benötigten Gasdurchsatzes machten es notwendig, verschiedene Konzeptionen zu untersuchen. Die jeweilige Auslegung und die Experimente zur Ermittlung der fluidmechanischen und optischen Eigenschaften zeigen die Einsetzbarkeit der unterschiedlichen Konzeptionen auf. Der Aufbau und experimentelle Einsatz eines Laborprototyps in Kombination mit einem 5-kW-CO2-Lasers und die vielfältigen Möglichkeiten der Strahlauskopplung durch ein aerodynamisches Fenster werden diskutiert.