BG66683B1 - Laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours - Google Patents

Laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours Download PDF

Info

Publication number
BG66683B1
BG66683B1 BG111401A BG11140113A BG66683B1 BG 66683 B1 BG66683 B1 BG 66683B1 BG 111401 A BG111401 A BG 111401A BG 11140113 A BG11140113 A BG 11140113A BG 66683 B1 BG66683 B1 BG 66683B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
laser
strontium
tube
infrared
ceramic
Prior art date
Application number
BG111401A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG111401A (en
Inventor
Красимир ТЕМЕЛКОВ
Кирилов Вучков Николай
Николай ВУЧКОВ
Ангелов Темелков Красимир
Original Assignee
Институт По Физика На Твърдото Тяло При Бан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт По Физика На Твърдото Тяло При Бан filed Critical Институт По Физика На Твърдото Тяло При Бан
Priority to BG111401A priority Critical patent/BG66683B1/en
Publication of BG111401A publication Critical patent/BG111401A/en
Publication of BG66683B1 publication Critical patent/BG66683B1/en

Links

Landscapes

  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

The laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours finds application in powerful laser systems used for laser ablation and modification of soft tissues and bones in surgery, dentistry, biophysics, and other scientific and applied science tasks. The laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours consists of a quartz tube (1) with a coaxially arranged therein ceramic tube (2). Between the ceramic and quartz tubes there is arranged a thermo-insulation (3), two electrodes (4) and ends closed with small windows of calcium difluoride (5). Along the ceramic tube is placed the working substance strontium halide (6). The laser tube is coated with variable high temperature insulation (7) and enclosed by an external heater (8). To the electrodes is connected an excitation generator (9). The laser tube is inserted into the resonator (10). In this laser tube construction a results is controlling of the concentration of strontium atoms regardless of the input into the gas discharge an electrical power, which results in an increase of more than twice the output laser power.

Description

Област на техникатаField of technology

Изобретението се отнася до лазерна тръба за инфрачервен стронциев лазер с пари на стронциев халогенид, по-специално с контролирана температура, генериращ в инфрачервената област на спектъра от 1 до 6.45 pm в положителен стълб на импулсен надлъжен разряд в смес от буферен газ хелий и пари на стронциев халогенид. Инфрачервеният стронциев лазер намира приложение в мощни лазерни системи, използвани за лазерна аблация и модификация на меки тъкани и кости в хирургията, стоматологията, биофизиката и други научни и научно-приложни задачи.The invention relates to a laser tube for an infrared strontium laser with strontium halide vapor, in particular with a controlled temperature generating in the infrared region of the spectrum from 1 to 6.45 pm in a positive column of a pulsed longitudinal discharge in a mixture of helium buffer gas and vapor of strontium halide. Infrared strontium laser is used in powerful laser systems used for laser ablation and modification of soft tissues and bones in surgery, dentistry, biophysics and other scientific and applied tasks.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Известни са газоразрядни тръби за газови лазери на стронциеви атоми, генериращи в инфрачервената област на спектъра от 1 до 6.45 pm [1], при които свободните атоми на стронция се получават чрез изпарение на стронциев двубромид [2, 3]. Газовият лазер с пари на стронциев двубромид се състои от газоразрядна тръба, поставена в резонатор и включена към система за възбуждане. Газоразрядната тръба се състои от вакуумно плътен кварцов кожух, в който са разположени коаксиална керамична тръба, поне два електрода, а двата й края са затворени с прозорчета от калциев двуфлуорид. Работното вещество стронциев двубромид е поставено по дължината на тръбата. При тази конструкция на газоразрядната тръба концентрацията на изпарявания стронциев двубромид зависи от въвежданата в газовия разряд електрическа мощност и като следствие при въвеждане на електрическа мощност над около 2 кВт се получава така нареченото „прегряване“, при което концентрацията на стронциевите атоми надвишава оптималната стойност и изходната мощност на лазера намалява.Gas discharge tubes are known for gas lasers of strontium atoms generating in the infrared region of the spectrum from 1 to 6.45 pm [1], in which free strontium atoms are obtained by evaporation of strontium dibromide [2, 3]. The strontium bromide vapor gas laser consists of a gas discharge tube placed in a resonator and connected to an excitation system. The gas discharge tube consists of a vacuum-tight quartz housing in which a coaxial ceramic tube, at least two electrodes are located, and its two ends are closed with windows made of calcium fluoride. The working substance strontium bromide is placed along the length of the tube. In this design of the gas discharge tube, the concentration of evaporated strontium bromide depends on the electric power introduced into the gas discharge and as a consequence when introducing electric power over about 2 kW, the so-called "overheating" occurs, where the concentration of strontium atoms exceeds the optimum value. laser power decreases.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Газоразрядната тръба за инфрачервения стронциев лазер с пари на стронциев халогенид, генериращ в инфрачервената област на спектъра от 1 до 6.45 pm, се състои от вакуумно плътен кварцов кожух с коаксиално поставена керамична тръба, като между керамичната тръба и вакуумно плътния кварцов кожух е поставена термоизолация, два електрода и краищата й са затворени с прозорчета от калциев двуфлуорид. По дължината на керамичната тръба еквидистантно е поставено работното вещество стронциев халогенид. Газоразрядната тръба е поставена в резонатор с лазерни огледала за инфрачервената област.The gas discharge tube for the strontium halide infrared strontium laser generating in the infrared region of the spectrum from 1 to 6.45 pm consists of a vacuum-tight quartz casing with a coaxially placed ceramic tube, with between the ceramic tube and the quartz and the vacuum two electrodes and its ends are closed with windows of calcium fluoride. The working substance strontium halide is equidistantly placed along the ceramic tube. The gas discharge tube is placed in a resonator with laser mirrors for the infrared area.

Газоразрядната тръба е напълнена с буферен газ хелий. Тръбата външно е обвита с изолационна вата и е обхваната от външен нагревател. Към електродите е включен възбуждащ генератор, който осигурява възбуждащите импулси с продължителност над 100 нсек и амплитуда над 100 А и 10 кВ. Инфрачервеният лазер генерира в инфрачервената област на спектъра при импулсно възбуждане в положителния стълб на разряда с честота на повторение на възбуждащите импулси десетки килохерци и продължителност десетки наносекунди.The discharge tube is filled with helium buffer gas. The pipe is externally wrapped with insulating wool and is covered by an external heater. An excitation generator is included in the electrodes, which provides the excitation pulses with duration over 100 nsec and amplitude over 100 A and 10 kV. The infrared laser generates tens of kilohertz in the infrared region of the spectrum upon pulsed excitation in the positive pole of the discharge with a repetition frequency of the excitation pulses and a duration of tens of nanoseconds.

В лазерната тръба за инфрачервения лазер с пари на стронциев халогенид, по време на работа на лазера, чрез изменение на външната термоизолация и температурата на външния термонагревател, поради наличието на термоизолация между вътрешната керамична тръба и кварцовия кожух, се създават условия за въвеждане на електрическа мощност над 2 кВт без да се получава концентрация на стронциевите атоми над оптималната и по този начин се получава по-висока изходна мощност на лазера.In the laser tube for the infrared laser with strontium halide vapor, during the operation of the laser, by changing the external thermal insulation and the temperature of the external thermal heater, due to the presence of thermal insulation between the inner ceramic tube and the quartz casing, conditions are created for electric power input. over 2 kW without obtaining a concentration of strontium atoms above the optimum and thus a higher output power of the laser is obtained.

Пояснение на приложената фигураExplanation of the attached figure

На фигурата е показана принципна схема на лазерната тръба за инфрачервен лазер с пари на стронциев двубромид.The figure shows a schematic diagram of the laser tube for infrared laser with strontium bromide vapor.

Примерно изпълнение на изобретениетоAn exemplary embodiment of the invention

Съгласно едно примерно изпълнение, показано на приложената фигура, лазерната тръба за инфрачервения стронциев лазер с пари на стронциев двубромид, се състои от лазерна кварцова тръба 1 с коаксиално разположена в нея керамична тръба 2, между керамичната и кварцовата тръба е разпо28According to one embodiment shown in the attached figure, the laser tube for the infrared strontium laser with strontium bromide vapor consists of a laser quartz tube 1 with a coaxially located ceramic tube 2, between the ceramic and the quartz tube is located28

Описания на издадени патенти за изобретения № 07.1/16.07.2018 ложена термоизолация от циркониев диоксид 3, два електрода 4 и краища, затворени с прозорчета от калциев двуфлуорид 5. По дължината на керамичната тръба е поставено работното вещество стронциев двубромид 6. Лазерната тръба е обвита външно с изолационна вата 7 и обхваната от външен нагревател 8. Към електродите 4 е включен възбуждащ генератор 9. Лазерната тръба е поставена в резонатор 10.Descriptions of issued patents for inventions № 07.1 / 16.07.2018 laid thermal insulation of zirconium dioxide 3, two electrodes 4 and ends closed with windows of calcium fluoride 5. Along the length of the ceramic tube is placed the working substance strontium bromide envelope 6. The laser tube externally with insulating wool 7 and covered by an external heater 8. An excitation generator 9 is connected to the electrodes 4. The laser tube is placed in a resonator 10.

Действието на лазерната тръба за инфрачервения стронциев лазер с пари на стронциев двубромид е следното. Газоразрядната тръба е напълнена с буферен газ хелий. От генератора 9 се подават възбуждащи импулси на електродите 4 на газоразрядната тръба с продължителност над 100 нсек и амплитуда над 100 А и 10 кВ. Под действието на разряда стените на керамичната тръба 2 се нагряват до необходимата за работа на лазера температура, например от 1200 до 1300°С. Работното вещество - стронциев двубромид 6, се изпарява и постъпва в активната зона на разряда. Чрез електронни удари молекулите на стронциевия двубромид дисоциират на стронциеви и бромни атоми. Под действието на възбуждащите импулси стронциевите атоми се възбуждат на горните атомни или йонни лазерни нива. Създава се инверсна населеност и се получава лазерна генерация на атомните и йонни линии на стронция в инфрачервената област на спектъра от 1 до 6.45 pm при импулсно възбуждане в положителния стълб на разряда.The action of the laser tube for the infrared strontium laser with strontium bromide vapor is as follows. The discharge tube is filled with helium buffer gas. Excitation pulses are supplied from the generator 9 to the electrodes 4 of the gas discharge tube with a duration of more than 100 nsec and an amplitude of more than 100 A and 10 kV. Under the action of the discharge, the walls of the ceramic tube 2 are heated to the temperature required for the operation of the laser, for example from 1200 to 1300 ° C. The working substance - strontium dibromide 6, evaporates and enters the core of the discharge. By electron shock, the molecules of strontium bromide dissociate into strontium and bromine atoms. Under the action of excitation pulses, strontium atoms are excited at the upper atomic or ionic laser levels. An inverse population is created and laser generation of the strontium atomic and ionic lines in the infrared region of the spectrum from 1 to 6.45 pm is obtained by pulsed excitation in the positive column of the discharge.

При увеличаване на въвежданата в разряда електрическа мощност се увеличава концентрацията на стронциевите атоми и при концентрация над оптималната стойност изходната мощност на лазера рязко намалява. Вследствие на новата конструкция на лазерната тръба, поради наличието на термоизолация от циркониев диоксид между керамичната тръба и кварцовата тръба, се получава контролиране на концентрацията на стронциевите атоми независимо от въвежданата в газовия разряд електрическа мощност, което води до увеличаване на изходната лазерна мощност над два пъти.As the electric power introduced into the discharge increases, the concentration of strontium atoms increases, and when concentrated above the optimal value, the output power of the laser decreases sharply. Due to the new construction of the laser tube, due to the presence of zirconia thermal insulation between the ceramic tube and the quartz tube, the concentration of strontium atoms is controlled regardless of the electric power introduced into the gas discharge, which leads to more than twofold increase in laser output. .

Приложение на изобретениетоApplication of the invention

Изобретението намира приложение в мощни лазерни системи, използвани за лазерна аблация и модификация на меки тъкани и кости в хирургията, стоматологията, биофизиката и други научни и научно-приложни задачи.The invention finds application in powerful laser systems used for laser ablation and modification of soft tissues and bones in surgery, dentistry, biophysics and other scientific and scientific-applied tasks.

Claims (2)

Патентни претенцииPatent claims 1. Лазерна тръба за инфрачервен стронциев лазер с пари на стронциев халогенид, състояща се от кварцова тръба с коаксиално разположена в нея керамична тръба, два електрода и краища, затворени с прозорчета от калциев двуфлуорид, характеризираща се с това, че между керамичната тръба (2) и кварцовата тръба (1) е поставена високотемпературна изолация (3), а външната стена на кварцовата тръба (1) с обхваната от променлива високотемпературна изолация (7), като те са обхванати и от външната нагревателна система (8).A laser tube for an infrared strontium halide vapor laser consisting of a quartz tube with a ceramic tube coaxially arranged therein, two electrodes and ends closed with calcium dihydrofluoride windows, characterized in that between the ceramic tube ) and the quartz tube (1) is placed high-temperature insulation (3), and the outer wall of the quartz tube (1) with covered by variable high-temperature insulation (7), and they are also covered by the external heating system (8). 2. Лазерна тръба за инфрачервен стронциев лазер с пари на стронциев халогенид съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че високотемпературната изолация (3) е от циркониев диоксид, а променливата високотемпературна изолация (7) е от изолационна вата.Laser tube for infrared strontium laser with strontium halide vapor according to claim 1, characterized in that the high-temperature insulation (3) is made of zirconium dioxide and the variable high-temperature insulation (7) is made of insulating wool.
BG111401A 2013-02-19 2013-02-19 Laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours BG66683B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111401A BG66683B1 (en) 2013-02-19 2013-02-19 Laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG111401A BG66683B1 (en) 2013-02-19 2013-02-19 Laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG111401A BG111401A (en) 2014-09-30
BG66683B1 true BG66683B1 (en) 2018-06-15

Family

ID=56847688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG111401A BG66683B1 (en) 2013-02-19 2013-02-19 Laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours

Country Status (1)

Country Link
BG (1) BG66683B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021520247A (en) 2018-04-03 2021-08-19 コンバージェント デンタル, インコーポレイテッド Laser system for surgical applications

Also Published As

Publication number Publication date
BG111401A (en) 2014-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007515741A (en) Method and apparatus for producing extreme ultraviolet radiation or soft x-ray radiation
BG66683B1 (en) Laser tube for strontium infrared laser with strontium halide vapours
Hagen et al. High-power, diode-dumped Er: YAG for dentistry
Temelkov et al. High-Power Sr Atom Laser Excited in Nanosecond Pulsed Longitudinal $\hbox {He-SrBr} _ {2} $ Discharge
BG66247B1 (en) Infrared strontium laser tube using strontium halide vapours
Temelkov et al. Strontium bromide vapor laser excited by a nanosecond pulsed longitudinal discharge
Djubua et al. Metal alloy cathodes for application in vacuum microwave devices
Malinina et al. Optical characteristics and plasma parameters of the gas-discharge radiator based on a mixture of cadmium diiodide vapor and helium
JP2014008177A (en) Sterilization unit
Sekine et al. DPSSL pumped 20-TW Ti: sapphire laser system for DD fusion experiment
宣浩 et al. Light-controlled pulsed x-ray tube with photocathode
RU2618477C1 (en) Impulse-periodic laser on pairs of chemical elements
Yongpeng et al. Laser output and multiple pinches of plasma in capillary discharge
RU2229188C1 (en) Method for reducing pre-pulse concentration of electrons in active medium of metal halide vapor laser and active element of metal halide vapor laser
Valenzuela et al. A compact ultrafast capillary plasma discharge as an intense XUV source
Lavrukhin et al. GAS DISCHARGE RM ION LASERS OPERATING AT HIGH PULSE REPETITION FREQUENCY
Bhatia et al. Collective effect of preformed plasma channel and plasma density ramp on second harmonic generation of Laguerre–Gaussian laser beam in plasma
Florez et al. Impact of the Electrical Operating Point over a DBD Driven Plasma Jet
RU2420844C2 (en) Metal halide vapour laser active element
RU65296U1 (en) DISCHARGE SOURCE OF INFRARED RADIATION
Sekine et al. All diode-pumped 20-TW laser system for DD fusion experiments
JP3061937B2 (en) Metal vapor laser device
Kneipp et al. Discharge-heated copper vapor laser
BG64493B1 (en) Ultraviolet ionic gold laser
Kazaryan et al. Gas-discharge tubes for metal halide vapor lasers