Opis patentowy opublikowano: 31.03.1983 'UJ. ' "WWW 117 682 Int. Cl.3 H01S 3/13 CZYTELNIA Urzedu fcsteritowego Twórcy wynalaoku: Ryszard Karol Bauer, Andrzej Antoni Kowalczyk Uprawniony z patentu: Uniwersytet Mikolaja Kopernika, Torun (Pol¬ ska) Sposób i element do stabilizacji natezenia promieniowania lasera gazowego t iPwcdmuoitem wynalazku jest spofcób i element do stabilizacji natezenia ptromicmtiioiwania lasera gazowego.Przyczyna braku stabilizacji natezenia promie- niowanica lasera gazowego jest fakt,, iz w poczatko- * wej faziie jego ¦wytedowaniiia zachodza fluktuacje czestosci elektronów. Lokalnie zwiekszana liczba elektronów powoduje podgrzanie gazu, a co za tym idzie miejscowe jego noa&aerzetnie. Z uwagi ma *to, ze pirawdopodob&enstwo jomdaafcji wzrasta ze zmndej- io szendem «.ie gestosci gazu* gestosc elektomow roisnie lawitnowo az do przebicia.•Znane dotychczas sposoby stabilizacji natezenia • proituemliowanc.a laiseira gaaowegia, polegaija na ogra¬ niczaniu pradu wyladowania oraz zmniejszeniu u fluktuacji warunków poczatkowych wyladowania przez wytworzenie, przed rozpoczeciem wyladowa¬ nia, duzej ilosci elektronów.Ograir:ilcz€ince pradu wyladowania uzyskuje sie stosujac elektrcde lub elektrody skladajace sie 20 z wielkiej liczby segmentów, naijczesciej szpilek, oddzielonych cd eiiisbie i polaczonych ze zródlem zasilania przez rezystory ograniczajace prad.Znacznie wieksza stabilizacje natezenia promie¬ niowania lasera gazowego uzyskuje sie stosujac 25 zmniejszenie fluktuacji warunków poczatkowych wyladowania. W tyim celu gaz poddalje sie joniza¬ cji: prom:en.iiowa2i):icm maditaofletowym wytworzonym przez uklad pomocniczego wyladowania iskrowego lub lampe kosnonciwa, za pomoca wyladowania 3& koronowego z ostrzy odpowiednio uksztaltowajoych elektrod, a takze wst^epnejjj© wywolanfta wylado¬ wania pofnaoicniozego potósdcpy eJLetobroda zaplonowa i fedana z glównych eWfctrod lub .para elektirod zaplonowych. Stosowany jest równiez «iie:o od¬ miemy sposób prejontacji, polegajacy **& wywo¬ laniu wyladowania wysokiej czestosci przez dola¬ czence do* elektrody zaplotoowej inapiecia zmiennego, podgrzewaniu katody, a takJZ2 zastosowaniu dziala elektronowego.Dla zwiekszenia wydajaioicii procesów fotojoni¬ zacji stasuje s&e doratozke gazu o niskim poten¬ cjale jonizacji.Niedogodnoscia stabilizacji natezenia promienio¬ wania polegajaca na. ograniczeniu pradu wylado¬ wania jest skompdikowana konstrukcja lasera i duze straty energii elektrycznej na doprowadzajacych' rezystorach. Natomiast ndiedogjodaiosaia innych do¬ tychczas znanych i stosowanych sposobów jest koniecznosc stosowiansa, utirudniilajacych konstrukcje Jasera;, dodatkowych ukladów pomocniczych oraz straty energii elektrycznej doprowadzonej do tych ukladów.Celem wyruaiazku- jest opracowanie prostego i skutecznego sposobu statodliiaacji natezenia pro¬ mieniowania i!mputawego 'Jasera gazowego, a za- gadcóeniem technicznym wymagajacym rozwiazania dla osiagniecia, tegb celuj, jest opraioowsinie sposobu modsilowaniia pola elektryczniego pomiedzy glów¬ nymi elektrodami lasera. 117 682117 682 4 Nieoczekiwanie stwierdzana, ze stabilizacje na¬ tezenia promieniowania lalsara gazowego, uzyskuje s:ie w.cdlug wynalazku z 'bardzo dobrym skutkiem, umieszczajac pomiedzy glównymi elektrodami, po¬ nizej lub powyzej olbsziaru wyladowania, korzystnie równcHegle do celi optycznej lasera, element wyko¬ nany z materialu przewodzacego iprad lub dielek¬ tryka. Element wedlug wynaflazku posiada dowolny ksztalt, korzystnie walca, dostosowany do wymia¬ rów gfLówmych elektrod i kanalu laiserowego. Nie jest cm polaczony elektrycznie z zadnymi elementa¬ mi laz-scra.Sposób i element wedlug wynalazku odznacza sie niezwykla prostota wykonania, umozliwia uzyskanie wysokiej sitafciilooscd natezenia promieniowania na¬ wet "przy duzej czestosci impulsów oralz znikomej wielkosci zaklócen elektrycznych. Dodatkowa za¬ leta spooclbu wedlug wynalazku jest mozliwosc uzyskania akcja laisierow&j nawet iprzy niewielkim napieciu zasilania wynoszacym 5 kV otraz zwie¬ kszenie czestosci i energii wychodzacej wiazki pro-* macniowiania. iSposób wedlug wynalazku, nia ograniczajac jego zakresu, jest dokladnie wyjasniony w przykladzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój poprze¬ czny lasera gazowego wraz z umiejscowionym ele¬ mentem, a fig. 2 widok z boku elementu.[Przyklad. Polrniiedzy glówne elektrody 1 i 2 subaMsekundowego laseTa azotowego, ponizej ob¬ szaru wyladowania 3 umieszcza sie element 4 równolegle ido osi optycznej 5 i przykleja do prze¬ kladki iiziolacyjineij 6.Elektrody glówne 1 ii 2 wykonane sa ze stali kwaacodpcirnej i posiadaja wymiary ,10X25X140 mm, a ich powierzchnie czynne zaokraglone sa promieniem 5 mm. Pomiedzy glównymi elektrodami 112 utworzena jest szczelina oi szerokosci 0,8 mm.Element 4 swymi wymiarami dostosowany jest do glównych elektrod 112 kanailu laserowego 7. Sta¬ nowi en szklany precik o srednicy 0 1,5 mm i dlugosci równej dlugosci glównych elektrod 1 i 2.Z glównymi elektrodami 1 i 2 polaczone sa górny¬ mi okladkami kcndentaitoiry 8 19 zasilanie wysokim naplecieni o wartosci 9—,10 kV.Kondensator 9 pclsiada przerwe iskrowa 10 zwie¬ rana wyzwataym wyladiowainiem na elektrodach 10 20 25 30 35 40 45 swiecy samochodowej 11. Zwarcie przeorwy iskro¬ wej 10 powoduje powstanie na kondensatorze 9 osicylacji napiecia. IFo czasie równym polowie okre¬ su oscylaoji nastepuje na kondensatorze 9 odwró¬ cenie polaryzacji. Powstala w wyniku tego róznica potencjalów na glównych elektrodach 1 i 2 jest dwukrotnie wieksza od napiecia zasilania. Wytwo¬ rzone pomiedzy glównymi elektrodami 1 i 2 wy¬ ladowanie jarzeniowe jest bardzo jednorodne wsku¬ tek umiesizczania w kanale laserowym 7 edemem- tu 4.Dzieki bardzo jednorodnemu wyladowaniu ja¬ rzeniowemu uzyskuje sie wzbudzenie powtarzalnej ilosci gazu, co w konsekwencji powoduje wysoka stabilnosc natezenia impulsów promieniowania la¬ serowego. Wychodzace promieniowanie tworzy wia¬ zke o wymiarach 15Xj3 mm o rozibiezniosci wzdluz wynoszacej 0,5° oraz w poprzek 04°. Maksymalna moc wiazki wynosi okolo 30 kW przy napieciu 15 kV i cisnieniu atmosferycznym oraz czestosci powtarzania 150 Hz. ¦ ¦ , ¦ Element wedlug wynalazku znacznie polepsza • jedmorcidnosc wyladowania lasera i umozliwia zwiekszenie jego czestosci promieniowania oraz o 30% energii wychodzacej wiazki.. StaPailnosc na¬ tezenia piromieniowania osiagnieta sposobem wedlug wynalazku wynosi ± i2|°/o. iSpiosólb wedlug wynalazku ma szerokie zastoso¬ wanie w laserach gazowych, od których wymaga sie wysokiej stabilnosci natezenia promieniowania, stosowanych zwlaszcza w spektroskopid przy wzbu¬ dzaniu substancji flucryzujacyichj, w spektroskopii atomowej, molekularnej ciala stalego, w badaniach plazmy i wyzwalaniu ultraszybkich iskrowników.Zastrzezenia pajtentoiwe (1, Sposób stabilizacji natezenia promieniowania lasera gazowego, znamienny tym, ze pomiedzy glównymi elektrodami (1) i (2), ponizej lub powy¬ zej obszaru wyladowania i(3)- umieszcza sie element (4), korzystnie równolegle do otsi optycznej (5). 2. Element do stabilizacji natezenia promienio¬ wania lasera gazowego!, znamienny iym, ze wyko¬ nany jest z materialu przewodzacego -prad lub di¬ elektryka ii posiada dowolny ksztalt, korzystnie walca, dostosowany do wymiarów glównych ele- trod (1) i (2) oraz kanalu laserowego (7), Fig.2 Fig.l 6 \1L LiZlOraf. Z-d Nr 2 — \Utó&|/afl 90 egz. A4 Cena 19% zl PL