CS199392B1 - Koaxiální laserová trubice - Google Patents

Description

Vynález ae týké koaxiální laserové trubice se studenou katodou tvořenou válcovou nosnou trubicí uzavřenou dvěma Sely a koncovkami a rozdělenou nejméně na dva vakuótěsné prostory, ve které je centricky uspořádána kapilára.

Laserovou trubicí je nazýváno takové uspořádání plynového laseru, ve kterém jsou zrcadla rezonátoru připojena přímo na výbojovou trubici laseru. U některých laserových trubic tohoto druhu je kapilára výbojová trubice anebo její část přímo součástí rezonátoru ι,ί.,ψ laseru, neboť nese zrcadla rezonátoru. Toto uspořádání není výhodné z řady důvodů, např· *

proto, 2é kapilára má malou tuhost, značně se ohřívá a má tedy velké dilatace, což vede k nestabilitám a podobně· Z těchto důvodů se přálo na koaxiální laserové trubice, které mají vnější válcový plášť na koncích uzavřený zrcadly a uvnitř tohoto pláětě mají umístěnou kapiláru. Vnější válcový plášť se zrcadly tvoří rezonátor a vlastní stimulovaná emise je Vybuzena ve vnitřní kapiláře.

Nevýhodou tohoto uspořádáni je, že vakuové uzavření prostoru laserové trubice zrcadly vede k nutnosti vakuového zpracováni při teplotě, která neporuší spoj zrcadel s trubicí. Vzhledem k tomu, že se obvykle používá k lepení epoxidové pryskyřice, je dovolená teplota nízká a buá nezaručí dokonaleé odplynění laserové trubice anebo celý proces trvá velmi dlouuo. Rovněž připojení zrcadel na trubici před spuštěním stimulované emise vede buá

199 392

199 392 ke sníženým parametrům takovéto laserové trubice (vlivem nedokonalého nastavení zrcadel rezonátoru v přítomnosti aktivního média a výbojem), anebo k nutnosti vestavění justážního mechanismu přímo na laserovou trubici. Toto uspořádání laserová trubice poskytuje kromě toho záření bez pevně určené roviny kmitů, takže výstupní světlo se skládá obvykle ze dvou kolmo polarizovaných (ortogonálních) složek, jejichžroviny kmitů jsou dány náhodně vlastnostmi rezonátoru. Pokud je zapotřebí lineárně polarizovaného výstupního světla laseru, meusí být laserová trubice vybavena nejméně jedním Brewsterovým okénkem v rezonátoru. Dosavadní konstrukce laserových trubic jsou obvykle skleněná a používají křemenná Brewsterové okénka, lepená epoxidovými pryskyřicemi, neboť použití skleněných Brewaterových okének má za následek horší paramtery laseru. Toto uvedená uspořádání vede tedy rovněž k nutnosti vakuového zpracování při nízká teplotě, navíc použití jednoho Brewsterova okénka má uvedená nevýhody nižších paramterů laserové trubice a nebo nutnosti justážního zařízení přímo na trubici S rizikem rozjustování během provozu.

Dosavadní konstrukce koaxiálních laserových trubic mají dále nevýhodu v tom, že vnější válcový plášť, i když je vakuově rozdělen přepážkou, tvoří nežádoucí cestu pro parazitní vysokofrekvenční výboj ve zředěném áktivním plynu paralelně k hlavnímu výboji kapilárou. Tento parazitní výboj v řadě případů znemožní řádnou funkci laserové trubice.

Nevýhody dosavadních konstrukcí laserových trubic odstraňuje koaxiální laserová trubice se studenou katodou, tvořená válcovou nosnou trubicí, uzavřenou dvěma čely β koncovkami opatřenými vsuvkami a Brewaterovými okénky a rozdělenou nejméně na dva vakuotěsně oddě lané prostory, ve které je centrioky uspořádána kapilára. Podstatou vynálezu u laserová trubice je, že kapilára je spojena a jednou koncovkou upevněnou v jednom čele nosná trubice a nejméně jednou přepážkou a na druhý konec nosná trubice je připojeno druhé čelo, nesoucí druhou koncovku, přičemž anoda, orientované kolmo k příčnému zářezu v kapiláře, je umístěna v jedné z koncovek, zatímco vývod katody je umístěn v protilehlém čele nosné trubioe a oddělený prostor nosné trubice je vyplněn plynem zabraňujícím výboji, například směsí neonu a helia.

Koaxiální laserová trubice má čelní koncová plochy vsuvek zabroušeny do tvaru povrchu příslušného zrcadla, kolmého k optické ose svazku světla laseru*

Koaxiální laserová trubice má v nosné trubici kruhová getry umístěny šikmo k ose kapiláry.

Hlavní předností koaxiální laserová trubice je vysoká stabilita, jednoduchá konstrukce malého kruhového průřezu, zajištění stabilního výboje bez možností vzniku parazitních vysokofrekvenčních oscilaci ve vnějším plášti trubice a velká životnost laseru.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, na němž je v příčnám řezu naznačen příklad konstrukčního provedení koaxiální laserová trubice.

199 392

Laserovou trubici tvoří válcová nosná trubice 1, jejímž osovým středem prochází kapilára 2. Nosná trubice 1 je uzavřena prvním čelem fi a druhým čelem fi. První čelo 3 je spojeno s první koncovkou fi ae vsuvkou 22 uzavřenou vakuotěsně jednak prvním Brewsterovým okénkem lj a prvním zrcadlem 8 rezonátoru. Kapilára 2 je upevněna jednak v první přepážce fi případně v druhé přepážce 10 s dilatační schopností a jednak v první koncovce 6 přičemž na konci, kapiláry 2 je příčný zářez 11, nad nímž je v první koncovce fi zatavena anoda 12. Druhé čelo fi je opatřeno vývodem lfi spojeným s katodou 16 a je nosnou částí druhé koncovky 2 se vsuvkou 23 uzavřenou vakuotěsně druhým Brewsterovým okénkem 14 a druhým zrcadlem fi rezonátoru. Mezi prvním čelem fi a první přepážkou fi je vytvořen oddělený prostor lfi. Ve středním prostoru výbojové trubice se nacházejí Šikmo k ose kapiláry 2 kruhové getry 11 a 19 upevněné na kapiláru 2 držákem 20. Veškeré části laserové trubice mimo zrcadel 8, fi jsou vakuotěaně spojeny spoji, dovolujícími vysokou teplotu zpracování (cca 400 °C). Rovněž obě Brewaterova okénka 13. 14. která vakuotěsně uzavírají prostor nosné trubice 1 a dovolují optický výstup laserového záření, jsou připojena spoji, dovolujícími vysokou teplotu. Tímto uspořádáním je umožněno vakuové zpracování výbojové trubice při vysoké teplotě a odzkoušení funkce laseru s pomocným vnějším rezonátorem. Použití dvou koncovek 6 a 7, které mají koncové čelní plochy kolmé k ose svazku světla laseru, dovolí jednoduché připojení zrcadel 8 a fi po vakuovém zpracování výbojové trubice. Vakuotěsně prostory vzniklé mezi Brewsterovými okénky lfi, 14 a zrcadly 8, fi jsou s výhodou plněny plynem, absorbujícím nežádoucí linii, konkurující linii pracovní. Oddělený prostor 17. vzniklý mezi čelem fi a první přepážkou 4, je vyplněn plynem např. o přibližně atmosférickém tlaku. Cílem tohoto uspořádání je zabránění vzniku parazitního vysokofrekvenčního výboje v prostoru 21 a v odděleném prostoru 17 nosné trubice 1. V odděleném prostoru 17 vlivem vyššího tlaku plynu (např. blízko atmosférického) nemůže vzniknout výboj, V důsledku toho se podstatně zmenší efektivní kapacita meziprostorem anody 12 a prostorem katody 16. Tato malé kapacita je jednou z důležitých podmínek pro vytvoření stabilního výboje v kspiláře 2 výbojové trubice. Oddělený prostor 17 lze s výhodou využít k doplňování některých složek aktivního prostředí a plyn v tomto odděleném prostoru 17 může obsahovat složky aktivního prostředí výbojové trubice. S ohledem na zachování malého celkového průměru krytu laserové trubice je vývod 15 katody 16 proveden v čele fi souose s osou nosné trubice 1. Tuhost a pevnost kapiláry 2 je podstatně zvýšena upevněním v prvním čele fi a v jedné přepážce 4 případně další přepážce 10. Poněvadž teplota kapiláry 2 je podstatně vyšší než teplota nosné trubice 1, je přepážka 10 provedena s možností dilatace ve směru osy. Vzhledem k tomu, že obvykle výstupní svazek světla neprochází osou vsuvek 22 a 23. musí být konce vsuvek 22. 23 zabroušeny do tvaru vlnoplochy vycházejícího svazku světla laseru v místě konců vsuvek 22, 23. Tato vlnoplocha je dána tvarem povrchu příslušného zrcadla 8, fi, kolmého k optické ose svazku světla laseru. Účinnost bariových kruhových getrů 18 a lfi se zvyšuje odpařením na dostatečně velké ploše, přičemž není žádoucí pokovení kepiláry 2. Rovněž je důležitá dobré vazba mezi kruhovým getrem 18, lfi a odpalovacím vysokofrekvenčním obvodem. Těchto účinků se dosahuje umístěním kruhových getrů 18 a lfi šikmo k ose kapiláry 2.

Claims (3)

1. p R E D Μ fi T VYNÁLEZU

   1. Koaxiální laserová trubic· ae studenou katodou, tvořená válcovou nosnou trubicí, uzavřenou dvěma Sely a koncovkami opatřenými vsuvkami a Brewsterovými okénky a rozdělenou nejméně na dva vakuotěaně oddělené prostory, ve která je oentrioky uspořádána kapilára, vyznaSená tím, 2a kapilára (2) je spojena s jednou koncovkou (6) upevněnou v jednom Sele (3 nosné trubioe (1) a nejméně jednou přepážkou (4) a na druhý koneo nosné trubice (1) je připojeno druhá Selo (5), nesoucí druhou koncovku (7), přičemž anoda (12) orientovaná kolmo k příčnému zářezu v kapiláře (11) je umístěna v jedné z koncovek (6), zatímco vývod (15) katody (16) je umístěn v protilehlém čele (5) nosná trubioe (1) a oddělený prostor (17) nosně trubice (1) je vyplněn plynem zabraňujícím výboji, například aměaí neonu a helia.
2. 2. Koaxiální laserová trubice podle bodu 1, vyznačená tím, že Selní koncové plochy vsuvek (22 a 23) jeou zabroušeny do tvaru povrchu příslušného zrcadla (8, 9), kolmého k optická ose svazku světla laseru.
3. 3. Koaxiální laserová trubice podle bodu 1, vyznaSená tím, že v nosná trubici (1) jsou kruhová getry (18,19) umístěny šikmo k ose kapiláry (2).