BG778Y1 - Лазерен излъчвател на метални пари - Google Patents

Abstract

Излъчвателят намира приложение в лазерната техника и може да бъде използван при производството на газоразрядни импулсно-периодични лазери на метални пари. Той представлява херметичен корпус (2) с изходни прозорчета (3) и изводи на електроди (4), който е запълнен със смес от инертен газ и водород, електроди (5), газоразрядна тръба (6), генератори на метални пари (7) и генератор на водород (11) с нагревател (12). Херметичният корпус (2) на излъчвателя е направен от две части. В първата част се съдържа сместа от инертен газ и водород, разположени са електродите (5), газоразрядната тръба (6) и генераторите на метални пари (7). Във втората част е поместен генераторът на водород (11) с нагревателя (12). Двете части са съединени помежду си със селективна мембрана (8).

Description

(54) ЛАЗЕРЕН ИЗЛЪЧВАТЕЛ НА МЕТАЛНИ ПАРИ

Област на техниката

Полезният модел намира приложение в областта на лазерната техника и може да бъде използван при производството на газоразрядни импулсно-периодични лазери на метални пари.

Предшестващо състояние на техниката

Познати са лазерни излъчватели на метални пари, представляващи херметичен корпус с изходни прозорчета и изводи на електродите, като корпусът е запълнен със смес от инертен газ и водород, електроди, газоразрядна тръба и генератори (резервоари) на метални пари или пари на метални халогениди [1, 2]. В тези излъчватели налягането на водорода се определя от неговото количество, което се вкарва в кварцовата тръба преди нейното отпояване. Вследствие на постоянното намаляване на водорода, неговото налягане в излъчвателя непрекъснато намалява и за време по-малко от ресурса на работа на излъчвателя, определен от неговата конструкция и технологично изпълнение, се оказва по-ниско от минимално допустимата стойност, в резултат на което мощността на лазерния лъч силно намалява. За възстановяване на налягането на водорода до първоначалното ниво се изисква развакуумиране на кварцовата тръба.

Най-близък до полезния модел е лазерен излъчвател на метални пари, представляващ херметичен корпус с изходни прозорчета и изводи на електроди, запълнен със смес от инертен газ и водород, електроди, газоразрядна тръба, генератори на метални пари или пари на метални халогениди и генератор на водород с нагревател [3]. Налягането на водорода в излъчвателя се определя от температурата на генератора на водород - при нагряване на генератора налягането расте, при изстиване - пада. Налягането на водорода в излъчвателя, обезпечаващо оптималните значения на мощността на генерация и кпд на лазера, се реализира само тогава, когато генераторът на водород е нагрят до съответната температура.

Този излъчвател има следните недостатъ ци: по време на работа на лазера генераторът на водород се отравя от отделящите се от електродите и от другите елементи на конструкцията на излъчвателя газове, а също от халогените и металните халогениди, което съществено намалява неговия срок на действие и като следствие намалява срока на действие на излъчвателя. Освен това, при изключване на нагревателя на генератора на водород, извършващо се при изключване на лазера, налягането на водорода в излъчвателя се намалява и при дълго време на изключване, всичкият водород се адсорбира в генератора на водород. Във връзка с инертността на загряване на генератора и крайната скорост на дифузия на водорода в инертния газ, налягането на водорода в излъчвателя се стабилизира постепенно и достига стойности, необходими за стабилни изходни параметри на лазера за определен, доста голям интервал време.

Техническа същност на полезния модел

Техническата задача, която се решава с полезния модел, е увеличение на срока на действие на генератора на водород и излъчвателя и стабилизиране на налягането на водорода в излъчвателя на ниво, обезпечаващо зададените параметри на мощността на генерация и кпд на лазера по време на целия период на действие на излъчвателя.

Излъчвателят представлява херметичен корпус с изходни прозорчета и изводи на електроди, запълнен със смес от инертен газ и водород, електроди, газоразрядна тръба и генератори на метални пари или пари на метални халогениди и генератор на водород с нагревател. Херметичният корпус на излъчвателя е направен от две части, като в областта на първата част се съдържа смес от инертен газ и водород, разположени са електроди, газоразрядна тръба и генератори на метални пари или пари на метални халогениди, а в областта на втората - генератор на водород с нагревател. Двете области са съединени помежду си със селективна мембрана с нагревател. Селективната мембрана е направена от материал, който не пропуска газовете и парите, които запълват излъчвателя, освен водорода, който се пропуска от селективна мембрана само при нейното нагряване до работната температура.

Описание на приложените фигури

Фигура 1 представлява конструкцията на лазерен излъчвател на метални пари.

Примери за изпълнение на полезния модел

Техническият резултат се състои в увеличаване срока на действие на генератора на водород и излъчвателя и стабилизиране на налягането на водорода в излъчвателя на ниво, обезпечаващо зададената мощност на генерация и кпд на лазера в продължение на целия срок на действие на излъчвателя за сметка на това, че селективната мембрана с нагревател не пропуска газовете и парите, изпълващи излъчвателя, освен водорода в нагрято до работна температура състояние. Изключва се възможността за попадане върху генератора на водород на газове, отделящи се от електродите и от други елементи на конструкцията на излъчвателя, а също и халогени и метални халогениди. При изключване на лазера се осигурява пълното запазване на водорода в първата област на херметичния корпус (областта, съдържаща смес на инертен газ и водород, електроди, газоразрядна тръба и генератори на метални пари или метални халогениди) и вкарване на водорода от втората област на херметичния корпус (съдържаща генератор на водород с нагревател) в първата със стойността на намаляване на водорода в нея.

Първоначалното количество водород в генератора на водород се избира такова, че да обезпечи поддържането на налягане на водород, осигуряващо зададеното ниво на мощността на генерация и кпд на лазера в продължение на целия срок на действие на излъчвателя.

За запазване на налягането на водорода, осигуряващо зададеното ниво на мощността на генерация и кпд на лазера в продължение на целия срок на действие на излъчвателя в областта, запълнена от смес на инертен газ и водород и съдържаща електроди, газоразрядна тръба и генератори на метални пари или пари на метални халогениди, е необходима определена последователност на включването и изключването на нагревателите на генератора на водород и селективната мембрана.

При включване на лазера едновременно се подава напрежение на електродите и нагревателя на генератора на водород, с определено време на забавяне, необходимо за загряване на генератора на водород до работна температура, съответстваща на номиналното налягане на водорода в излъчвателя, се включва нагревател на селективната мембрана. По такъв начин се изключва намаляването на налягането на водорода в излъчвателя, дължащо се на инертността на нагряването на генератора на водорода, тъй като мембраната става проницаема за водорода само след нагряване на генератора, когато в областта, съдържаща генератор на водород, се установява неговото номинално налягане.

При изключване на лазера едновременно се снема напрежението от електродите на лазера и от нагревателя на селективната мембрана, а нагряването на генератора на водород се изключва с такова забавяне по време, което осигурява изстиването на селективната мембрана до температура, обезпечаваща прекъсването на дифузията на водорода през нея. Това изключва намаляването на налягането на водорода в излъчвателя при изключване на генератора на водород, тъй като при неговото изстиване се поглъща само това количество водород, което се намира в областта, съдържаща генератора на водород.

Предлаганото техническо решение може да бъде използвано както в излъчватели на лазери на метални пари и на пари на метални халогениди, снабдени с автономни нагреватели, така и в излъчватели, в които необходимото налягане на метални пари и на пари на метални халогениди се постига за сметка на самонагрев, т.е. за сметка на енергия, отделяща се в разряда.

На фиг. 1 е показана конструкцията на лазерен излъчвател на метални пари при самонагрев. Излъчвателят, включен към захранващ блок 1, съдържа херметичен корпус 2 с изходни прозорчета 3 и изводи на електродите 4, електроди 5, газоразрядна тръба 6, генератори на метални пари 7, селективна мембрана 8 с нагревател 9 и блок за захранване на нагревателя 10, генератор на водород 11 с нагревател 12 и блок за захранване на нагревателя 13, топлинна изолация 14.

Приложение на полезния модел

Лазерният излъчвател на метални пари работи по следния начин. При включване на зах ранващия блок на лазера импулсното напрежение чрез изводите на електродите 4 се подава на електродите 5, в резултат на това в газоразрядната тръба 6 възниква импулсно-периодичен разряд. Поради наличие на топлинна изолация 14, енергията, отделяща се в разряда, загрява газоразрядната тръба 6 и генераторите на метални пари 7. При загряването на газоразрядната тръба 6 и генераторите на метални пари 7, парите на метала запълват газоразрядната тръба 6 и възниква индуцирано излъчване, излизащо от излъчвателя чрез изходните прозорчета 3. Едновременно със захранващия блок на лазера 1 се включва захранващият блок 13 на нагревателя на генератора на водород 12. След нагряването на генератора на водород 11 до температура, съответстваща на оптималното налягане на водорода, се включва захранващ блок 10 на нагревателя на селективната мембрана 9. След достигане на работна температура на селективната мембрана 9 в случай на превишаване на налягането на водорода в областта, съдържаща генератор на водорода 12, над налягането на водорода в област от смес на инертен газ и водород и съдържаща електроди 5, газоразрядна тръба 6 и генераторите на метални пари 7, налягането на водорода във втората от областите се повишава до налягане на водорода в областта, съдържаща генератор на водород 11, обезпечаващо по този начин оптимално стабилизиране на налягането на водород. След достигане на работната температура на генераторите на метални пари 7, лазерът преминава в стационарен режим на работа, който се характеризира с номинална (зададена) мощност на генерация. При изключване на лазера едновременно се изключват захранващият блок на лазера 1 и захранващият блок 10 на нагревателя на селективната мембрана 9. При изтичане на времето, за което селективната мембрана 8 ще премине в състояние, непроницаемо за водорода, се изключва захранващият блок 13 на нагревателя на генератора на водород 12. Такава последователност на изключване на различните захранващи блокове осигурява запазване на оптималното налягане на водород в областта, запълнена с инертен газ и водород и съдържаща електроди 5, газоразрядна тръба 6 и генератори на метални пари 7.

Claims (1)

1. Патентни претенции

   1. Лазерен излъчвател на метални пари, представляващ херметичен корпус с изходни прозорчета и изводи на електроди, като корпусът е запълнен със смес от инертен газ и водород, електроди, газоразрядна тръба и генератори на метални пари или пари на метални халогениди и генератор на водород с нагревател, характеризиращ се с това, че херметичният корпус (2) на излъчвателя е направен от две части, в областта на първата от които се съдържа сместа от инертен газ и водород, разположени са електродите (5), газоразрядната тръба (6) и генераторите на метални пари или пари на метални халогениди (7), а в областта на втората се намира генераторът на водород (11) с нагревател, като самите области са съединени помежду си със селективна мембрана (9) с нагревател, при което селективната мембрана (9) е направена от материал, непропускащ газовете и парите, които запълват излъчвателя, освен водорода, който се пропуска от селективната мембрана (9) само при нейното нагряване до работна температура.