CS217619B1 - Gas laser - Google Patents

Description

Vynález se týká plynového laseru, to jest spadá do oboru zařízení pro generování stimulované emise.

Vynálezem se řeší problém snížení požadavků na tolerance hodnot předřadných odporů, zjednodušení výroby a provozů plynového laseru a zvýšení jeho účinnosti.

Podstata plynového laseru, v jehož krytu jsou uspořádány dvě elektrody, z nichž první má tvar desky a druhá je rozčleněna v části, které jsou jednotlivě připojeny ke kompenzačním odporům, přičemž mezi elektrodami je aktivní oblast laseru, kterou protéká plynná směs, spočívá podle vynálezu v tom, že přední část první elektrody je uspořádána kyvné na straně vstupu plynné směsi do aktivní oblasti pomocí spojovacího kloubu, jehož osa je rovnoběžná s rovinou druhé elektrody, spojené s vnitřní stěnou krytu, přičemž první elektroda je opatřena stavěcím ústrojím její polohy.

Vynález se týká plynového laseru, to jest zařízení ke generování stimulované emise.

Vynález může být s výhodou využit v mnoha oblastech, například ke sváření, řezání a tepelnému zpracování různých kovů.

V současné době existuje řada technologických postupů, ve kterých laserová technologie úspěšně nahrazuje tradiční způsoby zpracování kovů. Zvláště výhodné je využití laserového paprsku v technologických postupech, při kterých se používá agresivních materálů nebo při kterých se vyskytuje radioaktivní záření. Pro tyto postupy se používají stále silnější plynové lasery, u kterých je zvláště důležité dodržovat optimální provozní podmínky.

Je znám plynový laser, v jehož krytu jsou uspořádány dvě elektrody, z nichž jedna je rozčleněna a každá z jejích částí je připojena k předřadnému odporu. Mezi elektrodami se pak nachází aktivní oblast laseru, kterou protéká plynná směs. U známých plynových laserů jsou obě. elektrody uloženy pevně.

V případě tohoto uspořádání vzájemně nepohyblivých elektrod však lze optimalizovat pouze jeden režim plynového laseru. Kromě toho je známo, že elektrický odpor plynné směsi v aktivní oblasti laseru se ve směru průtoku plynné směsi mění. Aby bylo možno vyrovnat proudy protékající předřadnými odpory, jsou hodnoty předřadných odporů voleny tak, že se s přibývající vzdáleností deskovitých částí rozčleněné elektrody od vstupu plynné směsi do aktivní oblasti laseru zvětšují, což však komplikuje jak výrobu, tak i provoz plynových laserů.

Známé plynové lasery mají ještě další nevýhody spočívající v tom, že libovolná změna parametru plynné směsi, například změna tlaku nebo složení, vyvolá změnu elektrických parametrů aktivní oblasti laseru, což ruší rovnoměrné rozdělení proudu na jednotlivé deskovité části rozčleněné elektrody, snižuje účinnost plynového laseru a v mnoha případech může dokonce vyvolat obloukový výboj.

Uvedené nedostatky odstraňuje plynový laser, v jehož krytu jsou uspořádány dvě elektrody, z nichž první má tvar desky a druhá je rozčleněna v deskovité části, které jsou jednotlivě připojeny ke kompenzačním odporům, přičemž mezi elektrodami je aktivní oblast laseru, kterou protéká plynná směs, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že přední část první elektrody je uspořádána kyvně na straně vstupu plynné směsi do aktivní ' oblasti pomocí . spojovacího kloubu, jehož osa je rovnoběžná s rovinou druhé elektrody, spojené s vnitřní stěnou krytu, přičemž první elektroda je opatřena stavěcím ústrojím její polohy.

Stavěči ústrojí první elektrody je s výhodou tvořeno stavěcím šroubem, orientovaným kolmo na rovinu druhé elektrody, procházejícím otvorem se závitem ve stěně krytu a dosedajícím svým koncem na spodek první elektrody.

Nový a vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že umožňuje dosažení maximální účinnosti plynového laseru při různých pracovních podmínkách.

Další výhoda plynového laseru, podle vynálezu spočívá ve zvýšení výstupního vyzařovacího výkonu plynového laseru a ve snížení hodnot předřadných odporů.

Kromě toho se u plynového laseru podle vynálezu snižuje pravděpodobnost lokalizace elektrického výboje, v důsledku čehož je možno elektrickou energii přeměňovat na kmitavou energii molekul plynné směsi s vyšší účinností.

Podstata vynálezu bude v dalším' objasněna na příkladu jeho provedení, který je popsán pomocí připojených výkresů, které znázorňují:

obr. 1 částečný řez plynovým laserem podle vynálezu, obr. 2 řez laserem v rovině II—II z obr. 1, obr. 3 detailní řez . obměnou stavěcího ústrojí z obr. 1.

Plynový laser sestává z krytu 1 vyrobeného z izolačního materiálu — obr. 1, ve kterém je uspořádána první elektroda 3 a druhá elektroda 2, přičemž druhá elektroda 2 je rozčleněna v deskové části 4 a první elektroda 3 má tvar desky. Druhá elektroda 2 je zapojena jako katoda a první elektroda 3 je zapojena jako anoda. Ke každé deskové části 4 druhé elektrody 2 je připojen jeden vývod předřadného odporu 5 procházející stěnou krytu 1. Druhé konce všech předřadných odporů 5 jsou spojeny s první napájecí svorkou 6. První elektroda 3 je připojena k druhé napájecí svorce . 7. Tato první elektroda 3 je uložena tak, že je možno měnit vzdálenost mezi druhou elektrodou 2 a první elektrodou 3 ve směru průtoku plynné směsi. První elektroda 3 je proto uložena pomocí spojovacího kloubu 8 — obr. 1, 2. Plynový laser je dále opatřen stavěcím ústrojím 9 k nastavení polohy první elektrody 3, které sestává ze stavěcího šroubu 10 a otvoru 11 se závitem, vytvořeného ve stěně krytu 1. Stavěči šroub 10 tímto otvorem 11 se závitem prochází a dosedá na spodek první elektrody 3. Mezi první elektrodou 3 a druhou elektrodou 2 se nachází aktivní oblast 12 laseru, kterou protéká plynná směs. Uvnitř krytu 1 se kromě toho nachází .oběhové čerpadlo 13 plynné směsi a tepelný výměník 14 k chlazení této plynné směsi, kterými prochází plynná směs procházející aktivní oblastí 12 laseru. Plynový laser dále obsahuje resonátor 15, jehož optická osa 16 prochází aktivní oblastí 12 laseru.

Činnost plynového laseru podle vynálezu je následující: na napájecí svorky 6, 7 — obr. 1 — je připojen neznázorněný zdroj vysokého napětí. Aktivní oblastí 12 laseru je pomocí oběhového čerpadla 13 ve směru šipky proháněna požadovanou rychlostí plynná směs.

Vysoké napětí přiložené na elektrody 2, 3 vyvolá v aktivní oblasti 12 laseru výboj o požadovaných parametrech a předřadnými odpory 5 protékají elektrické proudy. Při změně parametru plynné směsi, například tlaku nebo složení, se změní elektrické parametry aktivní oblasti 12 laseru a rovnoměrné rozdělení proudů protékajících deskovými částmi 4 druhé elektrody 2 a předřadnými odpory 5 se poruší.

Maximální účinnost plynového laseru při různých pracovních podmínkách je zajištěna pomocí stavěcího ústrojí 9 určujícího polohu první elektrody 3 kloubově uložené v krytu 1. Stavěči šroub 10 tohoto stavěcího ústrojí 9 se přitom bezprostředně dotýká spodní strany první elektrody 3. Tímto stavěcím šroubem 10 se poloha první elektrody 3 nastavuje tak, aby se kompenzovala změna elektrických parametrů aktivní oblasti 12 laseru a aby se opět dosáhlo rovnoměrného rozdělení proudů protékajících předřadnými odpory 5.

Detailní provedení stavěcího ústrojí 9 je v řezu znázorněno na obr. 3. Na hladkou

Část stavěcího šroubu 10 zde dosedá první těsnicí vložka 38, která je sevřena mezi první podložkou 37 a druhou podložkou 39 a je první maticí 36 přitlačována k obvodu stavěcího šroubu 10 a k vnitřní stěně pouzdra 40, přichyceného svorníky 82 ke stěně krytu 1.

Spojení první elektrody 3 se stavěcím šroubem 10 je provedeno kloubovým spojem, který sestává z kamene 43, jehož spodní konec je druhou maticí 45 a půleným kroužkem 42 uchycen v kloubové hlavici 46 na stavěcím šroubu 10 a jehož horní konec je obdobně uložen v lůžku 44, které je svorníky 82 připevněno k první elektrodě 3. Horní konec kamene 43 je v lůžku 44 zajištěn třetí maticí 47, která je proti samovolnému povolení zajištěna aretačním šroubem 76. Utěsnění pouzdra 40 vůči stěně krytu 1 je zajištěno druhou těsnicí vložkou 41, která je sevřena mezi pouzdrem 40 a stěnou krytu 1.

Vynález v důsledku snížení požadavků na tolerance hodnot předřadných odporů 5 umožňuje zjednodušení výroby a provozu plynového laseru.

Claims (2)

1. Plynový laser, v jehož krytu jsou uspořádány dvě elektrody, z nichž první má tvar desky a druhá je rozčleněna v deskovité části, které jsou jednotlivě připojeny ke kompenzačním odporům, přičemž mezi elektrodami je aktivní oblast laseru, kterou protéká plynná směs, vyznačující se tím, že přední část první z elektrod (2, 3] je uspořádána kyvně na straně vstupu plynné směsi do aktivní oblasti (12) pomocí spojovacího kloubu (8), jehož osa je rovnoběžná s vynalezu rovinou druhé elektrody (2), spojené s vnitřní stěnou krytu (1), přičemž první elektroda (3) je opatřena stavěcím ústrojím (9) její polohy.

2. Plynový laser podle bodu 1, vyznačující se tím, že stavěči ústrojí (9) první elektrody (3) je tvořeno stavěcím šroubem (10), orientovaným kolmo na rovinu druhé elektrody (2), procházejícím otvorem (11) se závitem ve stěně krytu (1) a dosedajícím svým koncem na spodek první elektrody (3).