DE2056543C - Optical transmitter for giant impulses from a gaseous stimulable medium - Google Patents

Optical transmitter for giant impulses from a gaseous stimulable medium

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DE2056543C
DE2056543C DE19702056543 DE2056543A DE2056543C DE 2056543 C DE2056543 C DE 2056543C DE 19702056543 DE19702056543 DE 19702056543 DE 2056543 A DE2056543 A DE 2056543A DE 2056543 C DE2056543 C DE 2056543C
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discharge
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Robert Francis Everett Leonard Donald Allen Stoneham Mass Cansti (V St A )
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sender für Riesenimpulse aus einem gasförmigen stinn.lierbaren Medium, dessen Anregung quer zur optischen (Längs-)Achse mittels Hochstr.imentladung in der Weise erfolgt, daß die auf Masse liegende U-Schienen-förmige Basiselektrode den Entladungskanal, der zugleich den optischen Resonator darstellt, über seine gesamte Länge auf drei Seiten umschließt, wobei ihre Seitenwände mit einer Isolierung verkleidet sind, auf der als Abschluß des Entladungskanals nach oben die Anode aufliegt, die ihrerseits symmetrisch über ihre Länge aus einem mit einer Hochspannungsquelle verbundenen Entladungsstromkreis über einen Speicherkondensator gespeist ist, sowie auf eine Schaltung für einen derartigen optischen Sender.The present invention relates to an optical transmitter for giant pulses from a gaseous stinnable medium, the excitation of which is transverse to the optical (longitudinal) axis by means of a high current charge takes place in such a way that the grounded U-rail-shaped base electrode the discharge channel, which also represents the optical resonator, over its entire length enclosing three sides, their side walls being covered with insulation, on which as a conclusion of the discharge channel rests on top of the anode, which in turn consists of a symmetrical over its length Discharge circuit connected to a high voltage source via a storage capacitor is fed, as well as a circuit for such an optical transmitter.

ίο Bei bekannten elektrischen Stickstoff- und Neonimpulslasern wird der Laserstrahl durch ein impulsartiges elektrisches Feld ausgelöst. Im EntJadungsstromkreis verwendete Induktivitäten begrenzen dabei den Entladungsstrom, wobei Ausfälle an dem zum Entladungsstromkreis gehörenden Hochspannungsleitungen zu den üblichen Erscheinungen zählen. Der Entladungsstrom wurde auf einen Wert begrenz!, der beträchtlich unter dem Wert bei Begrenzung lediglich durch den Entladungswiderstand >" des Entladungsraumes iag.ίο With known electrical nitrogen and neon pulse lasers the laser beam is triggered by a pulsed electric field. In the discharge circuit used inductances limit the discharge current, with failures at the High-voltage lines belonging to the discharge circuit are common phenomena. The discharge current has been limited to a value which is considerably below the value at the time of limitation only by the discharge resistance> "of the discharge space iag.

Bei einem bekannten Querfddlaser fließt die elektrische Energie von einem über eine übliche Hochspannungsquelle aufgeladenen Kondensator durch mehrere Übertragungskabel geringer Induktivität zu einer oberen Elektrode, die sch entlang der aktiven Zone oder des den optischen Resonator einnehmenden Entladungsraumes erstreckt. Ein U-förmiger Kanal dient sowohl als konstruktive Stütze des Gerätes ais auch als Gegenelektrode. Die Entladung erfolgt zwischen den dielektrischen Seitemvänden. Bei dem erforderlichen kurzen Zeitmaßstab wird die Stromverteilung zunächst im wesentlichen von den vorhandenen Induktivitäten gesteuert. Im normalen Betrieb, wenn keine Lichtbögen und Ausfälle durch örtliche Überlastung auftreten, insbesondere wenn nicht eines oder mehrere der parallelgeschalteten Hochspannungskabcl airfallen, erreicht man über die gesamte Länge des Kanals äußerst gleichförmige Entladungen.In a known cross-field laser, the electrical energy flows from a conventional high-voltage source charged capacitor through several low inductance transmission cables an upper electrode that runs along the active Zone or the discharge space occupying the optical resonator extends. A U-shaped one Channel serves both as a structural support for the device and as a counter electrode. The discharge takes place between the dielectric side walls. Given the short time scale required, the Power distribution initially controlled essentially by the existing inductances. In normal Operation when there are no arcs and failures due to local overload, especially when one or more of the high-voltage cable traps connected in parallel cannot be reached via extremely uniform discharges along the entire length of the channel.

Intolge der Induktivitätsabhängigkeit der Stromverteilung ist jedoch eine nußerst geringe Induktivität der Hochspan.vjngskabei anzustreben. Dies trägt mit zum Ausfall der Kabel bei, insbesondere bei hoher Impulsfolgera'. \ Umgekehrt geht bei verringerter Impulsfolgerate die Wahrscheinlichkeit von Kabelausfällen zumindest proportional zurück. Außerdem müssen die Hochsrunnungskabel mit Rücksicht auf die verwendete hohe Spannung (in der Regel 20 kV) unerwünscht exponiert werden, wobei eine nicht unerhebliche Hochspannungs-Streustrahlung auftritt, weil jedes Kabel als Antenne wirkt.Due to the inductance dependence of the current distribution, however, there is an extremely low inductance to strive for Hochspan.vjngskabei. This contributes to the failure of the cables, especially at high Impulse follower a '. \ Conversely, a reduced pulse train rate increases the likelihood of cable failures at least proportionally back. In addition, the Hochsrunnungskabel must take into account the high voltage used (usually 20 kV) can be exposed undesirably, a not inconsiderable one High voltage stray radiation occurs because each cable acts as an antenna.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, einen optischen Sender der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher diese Nachteile bekannter Gaslaser vermeidet und welcher bei einfacher Bauweise zuverlässig mit hohem Wirkungsgrad arbeitet.Accordingly, the aim of the present invention is to to create an optical transmitter of the type mentioned, which these disadvantages of known gas lasers avoids and which works reliably with high efficiency with a simple design.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die einstückig den Entladungsraum bedeckende Anode den Speicherkondensator trägt, daß ferner 60 eine Reihe von elektrisch parallel zur Entladungsstrecke geschalteten Ladekondensatoren längs der Anode gleichmäßig verteilt innerhalb einer flachen, elektrisch leitenden Schachtel angeordnet sind, die auf der U-Schiene aufliegt und unmittelbar mit ihr 65 auch elektrisch mit Masse verbunden ist.According to the invention this is achieved in that the one piece covering the discharge space The anode carries the storage capacitor that further 60 a series of charging capacitors connected electrically in parallel to the discharge path along the Anode are arranged evenly distributed within a flat, electrically conductive box, the rests on the U-rail and is directly connected to it 65 also electrically to ground.

Der eifindungsgemäßc optische Sender ergibt eine Lichterzeugung bei hohem Ausgangsleistungsniveau, wobei zur Erzeugung des impulsartigen elektrischenThe inventive optical transmitter results in a Light generation at a high output level, whereby to generate the pulse-like electrical

Feldes im Gasentladungsnicdium eine Entladungsschaltunn vorgesehen ist. Vorteilhafte Ausführunusformen einer derartigen Entladungssdialum;: ergehen sich an Hand der Ansprüche 2 bis 4.Field in the Gasentladungsnicdium a discharge circuit is provided. Advantageous embodiments of such a discharge dial are based on claims 2 to 4.

In dem Folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wjrdcn. wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt F i iZ. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführunssform der Erfindung zur Darstellung von Teil geschnittenen Einzelheiten. S. 2 ein Schaltschema der Ausfuhr-.ui^sform F i g. 1 undIn the following the invention is intended to hand an exemplary embodiment is described. reference being made to the drawing. It shows F i iZ. 1 is a perspective view of an embodiment of the invention to show partially cut details. S. 2 a circuit diagram of the export .ui ^ sform F i g. 1 and

. . £. 3 ein Schaltschema zu F i g. 2 kür/ nach dir Zi: 'Jung des Thyratrons.. . £. 3 shows a circuit diagram for FIG. 2 kür / after you Zi: 'Young of the Thyratron.

i i α. 1 zeigt einen Laser 10. der mitteN einer B;ims Π einem (nicht dargestellten) Gehäuse angebracht w -Jen kann.ii α. 1 shows a laser 10, the centers of B; ims Π a housing (not shown) attached w -Jen can.

ie Basis 11 ist ein U-förmige- Teil, aus geii tem. gut leitendem Material, wie etwa AIun um, hergestellt, mit zwei Seiter, IK/ und lift ν ■ einer dazwischenliegenden i'.inbuchti'n ' oder ν. πι Boden Hr. In der Basis 11. uic auDen.le;r, als ι Λ Tode dient, sind zwei '"■itenwinde 12<j undhe base 11 is a U-shaped part, from geii tem. Good conductive material, such as Alun um, made with two sides, IK / and lift ν ■ an intermediate i'.inbuchti'n 'or ν. πι Boden Mr. In the base 11. uic auDen.le; r, which serves as ι Λ death, there are two '"■ itenwinde 12 <j and

Line Abdeckung 22 und rechtwinklige Stutzen — erstrecken sich über die gesamte Länge der Basis . E in zylindrisches Teil 24 wird von der Abdeckung 22 eetra-en und ist mit dieser über einen Flansch —Line cover 22 and right-angled sockets - extend the entire length of the base . A cylindrical part 24 is eetra-en from the cover 22 and is connected to this via a flange -

verbunden. Die Teile 22. 23 und 24 tragenι unu -chut/en die darin uw-eordneun Bauteile und miucn den Rückwen für den Lmladungsstrom. Das Miiizteil 23 ist mit der Basis Il mittels Schrauben ua irisch und mechanisch verbunden und kannconnected. The parts 22, 23 and 24 wearι unu -chut / en the uw-eordnine components and miucn therein the reverse for the charge current. The Miiizteil 23 is inter alia with the base II by means of screws Irish and mechanical connected and can

ic Wartuns-szweeken leicht abgenommen werden.The maintenance tasks can be easily removed.

Die Elektrode 13 steht mit einem EnergiespeicneiThe electrode 13 is connected to an energy storage device

kondensator 26. mehreren Sekundärkondensatoren 27 und einem Widerstand 28 in Verbindung. Die sekundären Kondensatoren 27 belindens.chinncrhalb der Abdeckung 22 und der Stutze -J. ^ Sekundarkondensatoren können in an sich ^anmcr Weise oben einen Schraubanschluß 29 zur Aulnahm«. einer Schraube 31 und zwei Gewinde stifte 32 auf- -iscn. nsosoo einer (vorzugsweise der innert, den » anderen Anschluß hildel »/bor die C.cwind^U J-sind die Kondensatoren ,, am Teil 23 es . Urne elektrisch leitende !Matte 33 deck d,.U 13 ab und .st mit dem oberer,lAnschhß29 d.r Kon densatoren 27 über Schrauben 31 tnscη anucapacitor 26. a plurality of secondary capacitors 27 and a resistor 28 in connection. The secondary capacitors 27 are located within the cover 22 and the support -J. ^ Secondary capacitors in anmcr se ^ way up a screw 29 for Aulnahm ". a screw 31 and two threaded pins 32 on -iscn. nsosoo one (preferably the innert, the »other connection hildel» / bor the C.cwind ^ U J- are the capacitors, on part 23 it. urn electrically conductive! mat 33 deck d, .U 13 from and .st with the upper, lAnschhß29 dr capacitors 27 via screws 31 t \ Λ nscη anu

,5, 5

Bas.s desBas.s des

rode dient,
h vorhanden, die aus eecienetem Isolie.maieria , etwa Quarz oder warmeuncmpnndlichem
rode serves,
h are present that consist of specific isolation, e.g.

stehen. Die äußersten Abschnitt] der Seiten.ande la und 12ft besitzen einen relativ dünnen, nach ,en gerichteten Flansch, tine Elektrode 13. be,-stand. The outermost section] of Seiten.ande la and 12ft have a relatively thin, directed flange, tine electrode 13. be, -

ielswcisc aus Aluminium, wird son den Seiten •änden getragen und befindet sich zwischen denielswcisc made of aluminum, but the sides • Worn and located between the

.ch oben gerichteten Flanschen der Seiler, α ande.ch upward flanges of the rope, α ande

2, und I2ft. Außerdem dient d.e Elektrode 13 Jazu. die Scitenwände getrennt zu halten, «one, die ■ !ansehe der Teile Ua und Ub Lichtbogen z«i-,hen der Elektrode 13 und der Basis 11 verme.den Zur Einhaltung des Abstandes zwischen den unteren Feilen der Scitenwände können mehrere .stanzstückr 14 oder kann eine Abstufung in der Basis vorgesehen werden. Der dadurch zwischen den Seitenwänden gebildete Raum stellt einen relais ,0 schmalen, langgestreckten Entladungskanu la dar. der sichern einen bis zum anderen Ende des Lasers2, and I2ft. In addition, the electrode 13 is used. To keep the partition walls separate, one that avoids arcing on the parts Ua and Ub , the electrode 13 and the base 11. To maintain the distance between the lower files of the partition walls, several punching pieces 14 or a gradation can be provided in the base. The space thus formed between the side walls represents a relay, 0 narrow, elongated discharge canal. They secure one to the other end of the laser

'Verleitungen 16 uad 17 ,m Boden , 1 , der Bas.s 11 dienen als Ein- und Auslaß fur das (,as durch den Boden lic. so daß dieses durch den Ent-■ adungsraum 15 strömen kann.'Enticing 16 uad 17, m floor, 1, the Bases 11 serve as inlet and outlet for the (, as through the floor lic. So that this through the ent- ■ loading space 15 can flow.

Zwei transparente Fenster 18. 19 verschließen den
Entladungsraum an seinen beiden !-den. Diese
FensterlS und 19 sind für Licht von der Wellen- 5,
länge der im Entladungsraum erzeugten Strahlung
durchlässiE. Sie können aus Quarz oder einem
anderen bekannten Material mn den erforderlichen ^j ^ ^ ^
Two transparent windows 18. 19 close the
Discharge space on both of its ends. This
Windows and 19 are for light from the wave 5,
length of the radiation generated in the discharge space
permeable E. They can be made from quartz or one
other known material mn the required ^ j ^ ^ ^

Eigenschaften bestehen. ί , , in ι,ηπ ein kommcn-ieller C'.limmerProperties exist. ί,, in ι, ηπ a common C'.limmer

Während des Betriebs des Lasers 1» wird im Ent- 55 kondensa or 26 «nn c η L JJjmc ^ ^ During the operation of the laser 1 "is in the Ent- 55 condensa or 26" nn c η L JJjmc ^ ^

ladungsraum 15 ein Druck von 15 bis 25 Torr auf- kondensator ^ J^ Jj J™ tf)rcn 27 crfordcr-Charge space 15 a pressure of 15 to 25 Torr on-condenser ^ J ^ Jj J ™ tf) rcn 27 crford cr-

rechterhalten. Der Entladungsraum 15 muß deshalb zum Laden 4c Stku, darkonjtn« „„.keep right. The discharge space 15 must therefore 4c Stku, darkonjtn «"".

druckdicht verschlossen sein. Die verschiedenen hdu^ "l^f^n^s^ , ^ „er Ladcschaliung mitbe sealed pressure-tight. The various hdu ^ " l ^ f ^ n ^ s ^, ^" er Ladcsc haliung with

Kontaktflächen zwischen den Seitenwänden der kondensa or 26 w.rd ν η c .κr ül 38 gc.Contact surfaces between the side walls of the condenser or 26 w.rd ν η c .κr ül 38 gc .

Basis 11, der Elektrode 13 und den Fenstern 18 und 60 einem ^«.rshind 37 mi;Ts an einen Hoch-Base 11, electrode 13 and windows 18 and 60 a ^ «. Rshind 37 mi; Ts to a high

19 werden deshalb durch einen geeigneten Kitt oder laden. Dlt λ ^ ,,^39 für kV19 are therefore loaded with a suitable putty or. Dlt λ ^ ,, ^ 39 for kV

ein Abdichtmatcrial abgedichtet, damit der En,- spannunpanschIuB 3Mura sealing material sealed so that the En, - SpannunpanschIuB 3Mur

ladungsraum 15 zumindest relativ gasdicht *,rd. gesMo c, D^ L de.c fcCargo space 15 at least relatively gas-tight *, approx. ges Mo c, D ^ L de.c fc

Gemäß Fi^. 1 ist an dem durchscheinenden trieb des Lascrs "» .According to Fi ^. 1 is on the translucent shoot of the laser "».

Fenster» ein einstellbarer Spiegel 21 angeordnet 65 e,ne r FolgeraU ο 1 .Window »an adjustable mirror 21 arranged 6 5 e, ne r follower o 1.

vorzugsweise mit Aluminium beschichtet und auf mehr. ?" Λι-Γΐ iIl "." preferably coated with aluminum and on more. ? " Λι - Γΐ iIl ". "

beka^te We.se senkrecht zur Längsachse des Ent- du , a 38 ,.«i m«known lines perpendicular to the longitudinal axis of the duck, a 38,. «i m«

ladungsraumes 15 einstellbar. ""^cargo space 15 adjustable. "" ^

mechanisch verbunden. Liulang der streckt sieh emc Feder^^Sc^ bindet d.e Platte 33 elektrisch m,t der LI Hin im Handel erhalt .eher l^r sator 26 mit Cil.mmerd,Jek.nkum ^mechanically connected. Liulang the stretches see emc spring ^^ Sc ^ binds de plate 33 electrically m, t the LI Hin in the trade .eher l ^ r sator 26 with Cil.mmerd, Jek.nkum ^

Schrauhanschluß am einen Lnde η.cht über letzteren mit der Plat u 33 fts tb ndc dem Speicherkondensator 26Screw connection on one land η.cht over the latter with the plat u 33 fts tb ndc the storage capacitor 26

mittel 3*. _ f^;;;g p \Vasserstoitth>ra mn S. (l-g"« ^ Un. kondensator und Γ > ;< » «J den sk^ ^ ^medium 3 *. _ f ^ ;;; gp \ Vasserstoitth> ra mn S. (lg "« ^ Un . capacitor and Γ>;<»« J den sk ^ ^ ^

dnsehen U -4D'1,1,1' e rennt Fin Anschluß des und der Abd.cku"<— ^r ^, verschraubten An-Scha 1 tm UeIs 3s is π η tm wüh.dnsehen U - 4 D ' 1 , 1 , 1 ' e running fin connection of the and the Abd.cku "<- ^ r ^, screwed on switch 1 tm UeIs 3s is π η tm wüh .

sch.luß des Spcichcrko^Uη ν^ r\^allmittds mll dcr rend der am ^ ^l^ d^*;h^ndling stchl.closing of the memory o ^ Uη ν ^ r \ ^ allmittds mll dcr rend der am ^ ^ l ^ d ^ *; h ^ ndling stchl .

^ -einander Lgs des angeordnet wer em^irn Absta,^ . und h, den ^P den.^ - each other Lgs of whoever em ^ irn spaced ^. and h, the ^ P den .

-rstand 1S Die Sekundarkondensatoren e stand'-« ^* Cnügcnd Energie für-rstand 1 S The secondary capacitors e stood'- «^ * Cnügcnd energy for

d.e Inversion im J""1^ das Schaltladeraum 1^ ^^^°^α^Γ cine ,rigger- nun, b/» das Ih^ratain 35 ^ ^ de Inversion im J "" 1 ^ the switch compartment 1 ^ ^^^ ° ^ α ^ Γ cine , rigger- nun, b / »das Ih ^ ratain 35 ^ ^

hegt eincherishes

38 gc38 gc

ein Hochise 20 kV an- |ich| ^n Bc.a Hochise 20 kV to- | I | ^ n Bc .

n, Sekunde oder 37 und der Inauf dic höchste n , second or 37 and the In on dic highest

und die Induktivität 38 wirken außerdem als Isn- ein Minimum. F i g. 3 zeigt die äquivalente Schaltung licrung zwischen der Hoclispannungsquclle 39 und wahrend der Kommutierung des Thyratrons 42 der übrigen Schaltung. Heim Alisführungsbeispiel (Fig. 2). In F i g. 3 stellt eine Gleichstromquelle V hatte der Widerstand 37 250 k.'.' und die Induktivität die Ladung auf dem als C1 bezeichneten Spcichcr-38 KM)M. s kondensator 26 dar. Die zeitabhängige Spannung V Hei bekannten Ouerfddlasern sind in eine Ab- stellt den Anodenspannungsabfall des Thyratrons 42 deckiing montierte 1 loehspannungsbuchscn mit einer dar. Die Induktivität L1 repräsentiert die äquivalente Reihe koaxialer Hochspannungskabel verbunden. Reihcnindiiktivität des Thyratrons 42 und des Am einen linde sind diese parallelgcsehalteten Kabel Speieherkondensators C1. Die Induktivität L., rcübcr die erwähnten Buchsen in gleichen Abständen io präsentiert die äquivalente Reiheninduküvität der an die obere Elektrode angeschlossen, während ihr Sekundärkondensatoren C4. Eine äquivalente Reihenanderes linde über eine getriggertc Funkenstrecke induktivität der Laseranordnung wird durch L3 darodcr ein Thyratron mit einem Speicherkondensator. gestellt. Ein variabler Widerstand r stellt den Widerim allgemeinen einer Kondensatorenbank, in Vcr- stand des gasförmigen Mediums im Iintladungsraum bindung steht. Die Energiezufuhr zur Kondensatoren- 15 15 dar.and inductance 38 also act as an Isn- a minimum. F i g. 3 shows the equivalent circuit between the high voltage source 39 and during the commutation of the thyratron 42 of the rest of the circuit. Heim Alis guide example (Fig. 2). In Fig. 3 represents a direct current source V had the resistor 37 250 k. '.' and inductance is the charge on the Spcichcr-38 KM) M designated as C 1. s condenser 26. The time-dependent voltage V Hei known Ouerfddlasern are in a waste represents the anode voltage drop of the thyratron 42 deckiing mounted loehspannungsbuchscn 1 represents a. The inductance L 1 represents the equivalent series of coaxial high voltage cable. The series inductance of the thyratron 42 and the linden tree are these parallel-connected cables storage capacitor C 1 . The inductance L., rcover the mentioned sockets at equal intervals io presents the equivalent series inductance of that connected to the upper electrode, while its secondary capacitors C 4 . An equivalent series of other linde via a triggered spark gap inductance of the laser arrangement is through L 3 darodcr a thyratron with a storage capacitor. placed. A variable resistor r represents the resistance, generally of a bank of capacitors, in relation to the gaseous medium in the charge space. The energy supply to the capacitors 15 15 represents.

bank erfolgt über eine Hochspannungsgleichstrom- Unmittelbar nach dem Kommutieren des Thyra-bank takes place via a high-voltage direct current- Immediately after commutation of the Thyra-

quelle, die mit einem Strombegrenzungswiderstand irons gilt /, =-. I2 0, die Spannung an den Sckun-source that applies with a current limiting resistor irons /, = -. I 2 0, the voltage across the

in Reihe liegt. Die Hochspannungskabel liegen am därkondcnsatorcn ist 0, und der Widerstand r desis in series. The high-voltage cables are connected to the capacitorcn is 0, and the resistance is r des

Abdeckteil an Masse und schließen den Stromkreis Gases ist praktisch unendlich. Dann steigt dieCover part to ground and close the gas circuit is practically infinite. Then it rises

über das Abdeckteil und das Baststeil zum gas- 20 Ladung an den Sekundärkondensatoren C2, währendVia the cover part and the bast part to the gas 20 charge on the secondary capacitors C 2 , while

förmigcn Medium im Entladungsraum. der Strom /2 etwa auf dem Wert 0 bleibt, da dershaped medium in the discharge space. the current / 2 remains approximately at the value 0, since the

Aus F i g. 2 in Verbindung mit F i g. 1 erkennt Widerstand des gasförmigen Mediums im Ent-From Fig. 2 in connection with F i g. 1 detects the resistance of the gaseous medium in the

man, daß mehrere Sekundärkondensatoren 27 etwa ladungsraum 15 so lange sehr groß ist, bis dieone that several secondary capacitors 27 approximately charge space 15 is very large until the

im gleichen Abstand am Entladungsraum 15 parallel Spannung am Sekundärkondensator Ct einen Wertat the same distance across the discharge space 15 parallel voltage across the secondary capacitor C t has a value

geschaltet sind. Sie liegen, wie F i g. 2 zeigt, ebenso 95 erreicht, der zum Durchbruch im Gas ausreicht,are switched. They lie, as shown in FIG. 2 shows, also reached 95, which is sufficient for breakthrough in the gas,

wie der Widerstand 28 parallel zu der Elektrode 13 Beim Dur hbruch im gasförmigen Medium des Ent-like the resistor 28 parallel to the electrode 13.

und zur Basis 11. Die parallelgcsehalteten Sekundär- ladungsraumcs 15 entlädt sich der Sckundärkonden-and to base 11. The secondary charge space 15, which is held in parallel, discharges from the secondary condenser

kondcnsatorcn 27 stehen über den Speichcrkondcn- sator C2 über die äquivalenten Induktivitäten L1 Capacitors 27 are connected to the storage capacitor C 2 via the equivalent inductances L 1

sator26 mit der Anode 41 eines Thyratrons 42 in und L.,"in das gasförmige Medium. Durch richtigesator26 with the anode 41 of a thyratron 42 in and L., "in the gaseous medium. By correct

Verbindung. Das Steuergittcr 43 des Thyratrons 42 30 Wahl des SekundärkondensatoisC8 und durch dieConnection. The control grid 43 of the thyratron 42 30 choice of the secondary condenser 8 and by the

ist an eine normale Triggerschaltung 36 ange- gezeigte Konstruktion des Laserkanais lassen sichThe construction of the laser channel shown on a normal trigger circuit 36 can be used

schlossen, während die Kathode 44 des Thyratrons die äquivalenten Induktivitäten Lt und L3 erheblichclosed, while the cathode 44 of the thyratron significantly increased the equivalent inductances L t and L 3

über die Basis 11 an Masse liegt. Die Anode 41 des kleiner machen als die äquivalente Induktivität L1 is grounded via the base 11. Make the anode 41 of the smaller than the equivalent inductance L 1

Thyratrons liegt über die Reihenschaltung aus dem von Thyratron und Speicherkondensator. Bei der an-Thyratron is connected to the series connection of the thyratron and storage capacitor. At the other

Widcrstand 37 und der Induktivität 38 an der 35 gegebenen Ausführung der SchaltungsinduktivitätcnResistance 37 and the inductance 38 at the given implementation of the circuit inductance

Hochspannungsversorgung 39. Die Hochspannungs- erreicht man einen Laserspitzenstrom, der bcträcht-High-voltage supply 39. The high-voltage one reaches a laser peak current, which is

versorgung39 und die Triggerschaltung 36 sind mit lieh über dem Spitzenstrom des Thyratrons Hegt,supply39 and the trigger circuit 36 are borrowed above the peak current of the thyratron,

einem Anschluß mit Masse verbunden. Außerdem weist der Laserspitzenstrom einen bc-one terminal connected to ground. In addition, the laser peak current has a bc-

Dcr über den Entladungsraum 15 geschaltete trächtlich steileren Stromanstieg auf, als ihn dasThe considerably steeper current rise connected via the discharge space 15 than that

Widerstand 28 besitzt einen größeren Widerstands- 40 Thyratron und die äquivalente Induktivität L1 anResistor 28 has a larger resistance 40 thyratron and the equivalent inductance L 1

wert als der Widerstand der Gasentladungsstrecke sich erlauben.allow yourself worth than the resistance of the gas discharge path.

und ist klein gegenüber dem Widerstand 37. Der Wenn nur der Widerstand 37 vorhanden ist, Energiespeicherkondensator 26 soll etwa eine In- arbeitet die Schaltung beim Betrieb mit einzelnen duktivität von etwa 5 nH oder weniger und eine Impulsen oder niedriger Impulsfolgerate zufriedcn-Kapazität von etwa 12 nF bei 20 kV aufweisen. Bei 45 stellend. Sieht man dagegen nur die Induktivität 38 diesen Werten reicht die gespeicherte Ladung aus. vor. so kann die Schaltung nur mit einer Impulsum die geeignet dimensionierten, am Entladungs- folgerate arbeiten, und die erforderliche Hochraum 15 liegenden Sekundärkondensatoren 27 auf- spannung verringert sich etwa auf die Hälft«.. Die zuladen und so eine gleichmäßige Entladung in dem richtige Kombination von Widerstand und Ineingeschlossenen Gas hervorzurufen. Wenn bei der 50 duktivität ergibt eine Ladeschaltung, die einen BeSchaltung nach Fig. 2 die Kapazität der Konden- trieb mit einzelnen Impulsen öder hoher Folgerate satoren27 am Entladungsraum 15 gleich Null ist, (100 Impulse pro Sekunde) und mit fester Spanarbeitet das Lasergerät nicht befriedigend oder über- r· mgsquelle ermöglicht Die Kombination der Widerhaupt nicht. Sind umg-v;hrt diese Kondensatoren ru stände und Induktivitäten der Ladeschaltung wird groß, so erreicht man keinen Durchbruch im Gas 55 in Kombination mit dem Energiespeicherkondensator des Entladungsraumes 15, da während jedes Impulses vorzugsweise so gewählt, daß eine kritisch gedämpfte keine genügend hohe Spannung aufgebaut wird. Das Schaltung entsteht. »Kritisch gedämpft« bedeutet optimale Größenverhältnis zwischen den Sekundär- hierbei, daß die Schaltungsparameter so gewählt kondensatoren 27 und dem Speicherkondensator 26 werden, daß sich der Speicherkondensator in der liegt bei etwa 0,8. 60 Impulszwischenzeit mindestens annähernd auf die Die Schaltung nach F i g. 2 verringert die bei be- volle Versorgungsspannung auflädt, praktisch ohne kannten Lasern vorhandene Strombegrenzung auf Überschwingung und ohne Dämpfung.and is small compared to resistor 37. If only resistor 37 is present, the energy storage capacitor 26 should about an in-works the circuit when operating with a single inductance of about 5 nH or less and a pulse or lower pulse repetition rate of about 12 have nF at 20 kV. Placing at 45. If, on the other hand, only the inductance 38 of these values is seen, the stored charge is sufficient. before. so the circuit can only work with one pulse around the suitably dimensioned, discharge sequence rate, and the required high space 15 secondary capacitors 27 voltage is reduced to about half the load and thus a uniform discharge in the correct combination of Create resistance and entrapped gas. If at 50 ductivity results in a charging circuit that has a circuit according to FIG. 2, the capacity of the condenser drive with individual pulses or high follow-up rates27 at the discharge space 15 is equal to zero, (100 pulses per second) and with solid cutting, the laser device does not work satisfactorily or over- r · mgsquelle does not allow the combination of the contradictions. Are umg- v; hrt these capacitors ru residues and inductances of the charging circuit becomes large, so it does not reach a breakthrough in the gas 55 in combination with the energy storage capacitor of the discharge space 15, as preferably selected during each pulse so that a critically damped not sufficiently high voltage is being built. The circuit is created. "Critically damped" means the optimal size ratio between the secondary capacitors 27 and the storage capacitor 26 are selected so that the circuit parameters are that the storage capacitor is around 0.8. 60 interpulse interval at least approximately to the The circuit according to FIG. 2 reduces the current that charges when the supply voltage is full, practically without known lasers, current limitation to overshoots and without attenuation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Optischer Sender für Riesenimpulse aus einem gasförmigen stimulierbaren Medium, dessen Anregung quer zur optischen (Längs-) Achse mittels Hochstromentladung in der Weise erfolgt, daß die auf Masse liegende U-Schieneniörmige Basiselektrode den Entladungskanal, der zugleich den optischen Resonator darstellt, über ι seine gesamte Länge auf drei Seiten umschließt, wobei ihre Seitenwände mit einer Isolierung verkleidet sind, auf der als Abschluß des Entladungskanals nach oben die Anode aufliegt, ü;e ihrerseits symmetrisch über ihre Länge aus einem mit einer Hochspannungsquelle verbundenen Entladungsstromkrcis über einen Speicherkonden- «ator iiespeist ist, dadurch gekennzeichnet, u iß die einstückig den Entladungsraum bedeckende Anode (13) den Speicherkondensator (26) trägt, daß ferner eine Reihe von elektrisch parallel zur I:ntladungsstrecke geschaltften Ladekondensatoren (27) längs der Anode gleichmäßig verteilt innerhalb einer flachen, elektrisch leitenden Schachtel (22, 23} angeordnet ist. die auf der U-Sehiene (11 a. Il b) aufliegt und unmittelbar mit ihr auch elektrisch mit Masse verbunden ist1. Optical transmitter for giant pulses from a gaseous stimulable medium, the excitation of which takes place transversely to the optical (longitudinal) axis by means of high-current discharge in such a way that the grounded U-rail-shaped base electrode forms the discharge channel, which also represents the optical resonator, via ι encloses its entire length on three sides, its side walls being covered with an insulation on which the anode rests at the top as the end of the discharge channel, ü ; e in turn is fed symmetrically over its length from a discharge current circuit connected to a high voltage source via a storage capacitor, characterized in that the anode (13) covering the discharge space in one piece carries the storage capacitor (26), and furthermore a series of electrically parallel the anode is distributed evenly arranged within a flat, electrically conductive box (22, 23} ntladungsstrecke geschaltften charging capacitors (27) along which rests on the U-Sehiene (11a Il b) and directly with it electrically with: for I.. Ground is connected 2. Sch iltung für einen optischen Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den LaJekoncensatoren (27) ein Ableitwiderstand (28) gep.cn Masse liegt und die Ladckondensatorcn mit dem Jnen Pol eines Speicherkondensators (26) unmittelbar über die Anode (13) verbunden sind, der seinerseits mit seinem anderen Pol mit einer Hochspannungsqucüe (39) über eine Induktivität (38) und einen größeren ohmschen Ladewiderstand (37) verbunden ist, wobei parallel zu dem Speicherkondensator (2o) mitsamt seinem Ableitwiderstand (28) ein Thviatron (42) parallel gegen Masse geschaltet ist. dessen Gitter (43) von einem Impulsgeber (36) gesteuert wird und dessen Anode (41) mi', dem Kondensator (26) verbunden ist.2. Circuitry for an optical transmitter Claim 1, characterized in that a bleeder resistor is parallel to the LaJekoncensatoren (27) (28) is connected to ground and the charging capacitors are connected to the inner pole of a storage capacitor (26) are connected directly to the anode (13), which in turn is connected to his other pole with a high voltage source (39) is connected via an inductance (38) and a larger ohmic charging resistor (37), being parallel to the storage capacitor (2o) together with its bleeder resistor (28) Thviatron (42) connected in parallel to ground is. whose grid (43) is controlled by a pulse generator (36) and whose anode (41) mi ', the capacitor (26) is connected. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Verhältnis der Kapazitäten der Gesamtheit der Ladekondensatoren (27) zu derjenigen des Speicherkondensators (26) etwa 0.8 beträgt.3. A circuit according to claim 2, characterized in that the ratio of the capacitances of the totality of the charging capacitors (27) to that of the storage capacitor (26) approximately Is 0.8. 4. Schaltung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des zu den Ladekoncjensatoren (27) paiallelliegendcn und an deren beiden Elektroden angeschlossenen Ableitwiderstands (28) groß ist gegenüber dem Widerstand des Gases (15) nach der Zündung und klein ist gegenüber dem Ladewiderstand (37).4. A circuit according to claim 2, characterized in that the value of the to the Ladekoncjensatoren (27) lying side by side and a bleeder resistor connected to its two electrodes (28) is large compared to the resistance of the gas (15) after ignition and is small compared to the charging resistance (37).
DE19702056543 1969-11-17 1970-11-17 Optical transmitter for giant impulses from a gaseous stimulable medium Expired DE2056543C (en)

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