CN103915747A - 大能量脉冲放电装置 - Google Patents
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Abstract
大能量脉冲放电装置，涉及高功率脉冲气体激光器技术领域，提供一种大能量脉冲放电装置，其预电离火花针放电位置距放电区很近，可得到更好的预电离效果，实现大能量均匀脉冲辉光放电，包括一对放电电极，其中阴极安装在绝缘基板上，阴极的两侧安装有绝缘导流板，阳极安装在另一个绝缘基板上，阳极两侧安装有导流板；在所述安装有阴极和阳极的绝缘基板之间安装立支板；在阳极放电表面上均匀分布有多个小通孔，在阳极中空处阵列安装有多个预电离火花针，每个针尖都对应一个小通孔，每个火花针上都连接有参数相同的储能电容，相邻火花针之间都连接有参数相同的隔离电感。本发明所述装置能够获得高功率的脉冲激光。
Description
技术领域
本发明涉及高功率脉冲气体激光器技术领域，具体涉及高功率横向激励脉冲气体激光器的放电装置。
背景技术
高功率横向激励脉冲气体激光器采用放电激励、脉冲重复频率工作制式，电极放电截面在横向尺寸（垂直光轴方向）很小、纵向尺寸（平行光轴方向）很大，放电间隙与电极宽度尺寸相当。要获得高功率脉冲激光，需要实现大能量均匀脉冲辉光放电。而横向激励脉冲气体激光器工作气压较高，高气压下的气体放电需要有很高的电压，而电压越高，注入能量越大，就越容易产生弧光放电。为实现高气压下的大能量均匀脉冲辉光放电，必须采用预电离技术。预电离的作用是在主放电发生之前，使放电区域产生具有较高浓度且分布均匀的初始自由电子，较大降低工作气体的击穿电压阈值，达到均匀辉光放电。横向激励脉冲气体激光器通常采用紫外光预电离，紫外光预电离产生方法有：火花针放电预电离、电晕预电离和半导体预电离等，其中，火花针放电能够产生强烈的紫外光辐射，可形成较高浓度的自由电子，技术结构参数便于调整，更适用于获取高平均功率高重复频率激光。由于紫外光预电离作用效果与其作用距离的平方成反比，因此若能使火花针放电位置即产生的紫外光源离放电区越近，就能获得更好的预电离效果，从而实现更大能量的均匀脉冲辉光放电。
发明内容
本发明提供一种大能量脉冲放电装置，其预电离火花针放电位置距放电区很近，可得到更好的预电离效果，实现大能量均匀脉冲辉光放电，获得高功率脉冲激光。
大能量脉冲放电装置，包括一对放电电极，其中阴极安装在绝缘基板上，阴极的两侧安装有绝缘导流板，阳极为薄板造型中空结构，中空网孔阳极安装在另一个绝缘基板上，所述中空网孔阳极两侧安装有导流板；在所述安装有阴极和阳极的绝缘基板之间安装立支板；在阳极放电表面上均匀分布有多个小通孔，在中空网孔阳极中空处阵列安装有多个预电离火花针，每个针尖都对应一个小通孔，每个火花针上都连接有参数相同的储能电容，相邻火花针之间都连接有参数相同的隔离电感。
本发明的工作原理：激光器开始放电工作时，阳极为地电位，阴极与火花针都为正高压或负高压电位。由于火花针到阳极上与其对应小孔边缘的距离比阴极与阳极间的放电间隙小的多，储存在每个火花针连接电容的能量通过火花针针尖与阳极上对应小孔的边缘先发生火花放电。由于每个火花针连接的电容相同，且相邻火花针之间都连接有相同的隔离电感，则每个火花针与对应阳极上小孔边缘产生时间同步、能量相同的火花放电，从而在放电火花中产生的紫外光能量也相同。紫外光透过小孔照射到阳极与阴极之间的放电区，由于距离近，使工作气体发生强电离产生高浓度且分布均匀的自由电子，大大降低放电区工作气体的击穿电压阈值，达到击穿条件，使阴极与阳极间产生大能量均匀的脉冲辉光放电，从而产生高能量的脉冲激光输出。
本发明的有益效果：本发明所述的大能量脉冲放电装置，其预电离火花针放电位置距放电区很近，可得到更好的预电离效果，实现大能量均匀脉冲辉光放电，获得高功率脉冲激光。
附图说明
图1为本发明大能量脉冲放电装置的横截面结构图，该图为垂直光轴方向（也是垂直电极纵向）的截面结构。
图中：1、左立支板，2、上绝缘基板，3、左上绝缘导流板，4、阴极，5、右上绝缘导流板，6、右立支板，7、右下导流板，8、下绝缘基板，9、火花针，10、隔离电感，11、储能电容，12、中空网孔阳极，13、左下导流板。
具体实施方式
结合图1对本发明具体实施方式做进一步说明，大能量脉冲放电装置，该装置包括一个左立支板1、一个上绝缘基板2、一个左上绝缘导流板3、一个实体阴极4、一个右上绝缘导流板5、一个右立支板6、一个右下导流板7、一个下绝缘基板8、若干个阵列分布火花针9、若干个隔离电感10、若干个储能电容11、一个中空网孔阳极12、一个左下导流板13。
实体阴极4安装在上绝缘基板2上，其左右两侧安装有左绝缘导流板3和右绝缘导流基板5；中空网孔阳极12安装在下绝缘基板8上，其左右两侧安装有左下导流板13和右下导流板7；在上绝缘基板2与下绝缘基板8左右两侧安装有左立支板1和右立支板6，使实体阴极4与中空网孔阳极12相对一定距离安装；左立支板1和右立支板6上都设有栅孔能够使气体通过；中空网孔阳极12与实体阴极4对应的表面上阵列分布有若干个小孔，中空网孔阳极12的中空位置对应其表面上阵列分布的每个小孔处都安装有一个火花针9，每个火花针9上都安装有一个储能电容11，在横向相邻和纵向相邻的各个火花针9之间都连接有一个隔离电感10。
激光器开始放电工作时，中空网孔阳极12为地电位，实体阴极4与火花针9都为正高压或负高压电位。由于火花针9到中空网孔阳极12上与其对应小孔边缘的距离比实体阴极4与中空网孔阳极12间的放电间隙小的多，储存在每个储能电容11的能量通过其连接的火花针9的针尖与中空网孔阳极12上对应小孔的边缘先发生火花放电。由于每个火花针9连接的储能电容11参数相同，且在横向和纵向相邻火花针9之间都连接有参数相同的隔离电感10，则每个火花针9与中空网孔阳极12上对应的小孔边缘产生时间同步、能量相同的火花放电，从而产生能量相同的紫外光。紫外光透过小孔照射到实体阴极4与中空网孔阳极12之间的放电区，由于距离近，使工作气体发生强电离产生高浓度且分布均匀的自由电子，大大降低放电区工作气体的击穿电压阈值，达到击穿条件，使实体阴极4与中空网孔阳极12间产生大能量均匀的脉冲辉光放电，从而产生高能量的脉冲激光输出。
当激光工作气体由左立支板1高速流向右立支板6时（或反向流动），即可实现高重复频率脉冲辉光放电，从而产生高平均功率高重复频率激光。
Claims (3)
1.大能量脉冲放电装置，其特征是，该装置包括一对放电电极，其中阴极安装在绝缘基板上，阴极（4）的两侧安装有绝缘导流板，阳极为薄板造型中空结构，中空网孔阳极（12）安装在另一个绝缘基板上，所述中空网孔阳极（12）两侧安装有导流板；在所述安装有阴极（4）和中空网孔阳极（12）的绝缘基板之间安装立支板；在阳极放电表面上均匀分布有多个小通孔，在中空网孔阳极（12）中空处阵列安装有多个预电离火花针（9），每个火花针（9）的针尖都对应一个小通孔，每个火花针（9）上都连接有参数相同的储能电容（11），相邻火花针（9）之间都连接有参数相同的隔离电感（10）。
2.根据权利要求1所述的大能量脉冲放电装置，其特征在于，在所述立支板上设置有通气栅孔。
3.根据权利要求1或2所述的大能量脉冲放电装置，其特征在于，所述阴极（4）为实体造型结构。
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|---|---|---|---|
| CN201410116774.0A CN103915747A (zh) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | 大能量脉冲放电装置 |
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Publications (1)
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| CN103915747A true CN103915747A (zh) | 2014-07-09 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN103915747A (zh) |
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2014
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