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Aufbau mit einfachem Wanderfeld

Leiterstrukturen eines Stickstofflasers bei einfachem Wanderfeld, Draufsicht

Die Form der Kondensatorplatten ergibt sich aus dem zu erzeugenden Wanderfeld:

Da ein Stickstofflaser meist länger ist als die Strecke, die Licht innerhalb 1 ns zurücklegt, muss man einen elektrischen Streifenleiter verwenden, um den Puls von der Funkenstrecke seitlich zu den Elektroden der Stickstoffentladung zu leiten. Insbesondere bei langen Stickstofflasern ist die Entladungsstrecke während der Entladung sehr niederohmig (R < 10 Ohm), so dass eine daran angepasste Streifenleitung sehr flach und breit sein muss.

Zu hohe Induktivitäten zwischen Funkenentladung und Streifenleiter werden vermieden, indem die Funkenstrecke direkt im Streifenleiter untergebracht ist (im Bild als Ring dargestellt).

Aufbau eines Stickstofflasers bei einfachem Wanderfeld, Querschnitt

Die elektrische Pulsfront trifft schräg auf die Elektroden der Stickstoffentladung, um über die gesamte Länge den durchlaufenden Laserpuls jeweils im richtigen Zeitpunkt zu treffen.

Die Funkenstrecke wird mit einer separaten Hochspannungsquelle innerhalb 0,1...10 s (je nach Leistung) gemeinsam mit der Streifenleiterstruktur gespeist, um sich dann innerhalb 1 ns durch Spontanzündung der Funkenstrecke zu entladen. Die Elektroden der Stickstoffentladung erhalten nur während dieses kurzen Pulses die zur Entladung führende Spannung - nur dadurch können die Ionen der Stickstoffentladung die zum Lasern nötige Inversion erreichen, denn das obere Laserniveau entleert sich sehr schnell. Auch wird die Entladung dadurch homogener - sie hat keine Zeit, sich zu einzelnen Kanälen einzuschnüren.

Eine länger dauernde Entladung wird durch einen Kondensator an der zweiten Wand des Wellenleiters nahe (weniger als etwa eine Licht-Nanosekunde "entfernt") der Funkenstrecke verhindert: er entlädt sich ebenfalls und die Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden wird null. Dieser Kondensator verhält sich bei den kurzen Pulsen ebenfalls wie ein Streifenleiter. Um möglichst wenig Energie in diesen zu verlieren, muss seine Impedanz möglichst schlecht an den eigentlichen Wellenleiter angepasst sein, d.h. er muss noch deutlich niederohmiger sein. Um die Funkenstrecke nach ca. 1 ns wieder zu löschen, muss seine Kapazität kleiner als 10 nF sein ( R ·' C = t ).