PL89118B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest rura wyladowcza lasera gazowego na jonach metali z kontrolowanym dostar¬ czaniem jonów metali do obszaru czynnego wyladowania.

Znane sa jonowe lasery gazowe z metalem umieszczonym wzdluz calej dlugosci obszaru czynnego rury wyladowczej, w których wyladowanie jarzeniowe inicjuje sie po wypelnieniu rury gazem buforowym, a obszar czynny podgrzewa sie przy pomocy zewnetrznego pieca do takiej temperatury, aby wytworzone cisnienie par metalu bylo optymalne dla generacji promieniowania laserowego.

Znane sa równiez jonowe lasery gazowe wyposazone w jeden zbiornik metalu umieszczony w czesci przyanodowej rury wyladowczej. W laserach tych po zainicjonowaniu wyladowania jarzeniowego zbiornik z metalem podgrzewa sie do odpowiedniej temperatury przy pomocy zewnetrznego pieca, przy czym wytworzone pary metalu, wskutek zjawiska kataforezy przenoszone sa jednokierunkowo wzdluz rury wyladowczej do ka¬ tody. W rozwiazaniach rury waladowczej z pojemnikiem metalu umieszczonym w piecu metal znajduje sie w niewielkiej odleglosci od obszaru czynnego wyladowania. Poniewaz w tym przypadku dostarczanie par metalu do obszaru czynnego jest wynikiem tylko parowania, cisnienie par metalu w obszarze czynnym jest uzaleznione nie tylko od temperatury samego pieca, ale równiez od ciepla dostarczanego z wyladowania, czyli od natezenia pradu wyladowania. Tym samym cieplo pochodzace od samego wyladowania wplywa w sposób istotny na cisnienie par metalu w obszarze czynnym wyladowania. Jednym z rozwiazan tego typu laserów jest laser gazowy opisany w patencie amerykanskim 3,614,658 z 19.10.1971 (Gas laser having means for maintaining a uniform gas mbtture in a DC discharge" - Spectra Physics). Konstrukcja tego lasera opiera sie na wykorzystaniu zjawiska kataforezy, a rura wyladowcza zaopatrzona jest w jedna anode.

Lasery gazowe powyzszych typów nie posiadaja praktycznie zrealizowanej niezaleznej regulacji natezenia pradu wyladowania oraz cisnienia par metalu, kierujac sie kryterium optymalnej pracy lasera. Dobór optymal¬ nych wartosci tych parametrów w wyzej omówionych rozwiazaniach zalezy od przewodnictwa termicznego szkla oraz gazu buforowego, co wplywa na temperature wewnatrz zbiornika metalu. Tym samym cisnienie par metalu jest scisle zwiazane z wartoscia natezenia pradu wyladowania. Zbiornik metalu musi równiez spelniac warunek stalosci temperatury, narzucony wymogiem stabilnosci pracy laserów na jonach metali, co znacznie komplikuje konstrukcje lasera i utrudnia dzialania.2 89 118 Celem wynalazku jest skonstruowanie rury wyladowczej lasera gazowego na jonach metali z kontrolowa¬ nym dostarczaniem par metali do obszaru czynnego wyladowania, z niezalezna regulacja wartosci natezenia pradu wyladowania i cisnienia par metalu oraz mozliwoscia doboru wartosci tych parametrów zgodnie z kry¬ terium optymalnych warunków pracy lasera, bez koniecznosci stosowania stabilnego pieca do grzania zbiornika metalu.

Cel ten zostal osiagniety w laserze gazowym na jonach metali zawierajacym rure wyladowcza z kontrolo¬ wanym dostarczaniem jonów do obszaru czynnego wyladowania. Zgodnie z wynalazkiem w odgalezieniu rury wyladowczej w obszarze usytuowanym w poblizu anody glównej znajduje sie anoda pomocnicza ze zbiornikiem metalu. Optymalne warunki generacji promieniowania laserowego okreslone sa doborem wartosci pradów wyla¬ dowania w przestrzeniach: pomiedzy anoda glówna i wejsciem do obszaru czynnego oraz pomiedzy anoda pomocnicza i wejsciem do tego obszaru.

Rura wyladowcza lasera gazowego na jonach metali wykonana wedlug wynalazku zostala przedstawiona na rysunku, na którym uwidoczniono schematycznie konfiguracje katody 1, anody glównej 2 oraz anody pomocniczej 3 ze zbiornikiem metalu 4.

Dzialanie lasera z rura wyladowcza jak to ilustruje rysunek jest nastepujace: Rozwiazany zgodnie z wyna¬ lazkiem laser gazowy He-Cd na jonach metali umozliwia dostarczenie jonów metalu do obszaru czynnego wyladowania w rurze wyladowczej, przy przeprowadzeniu niezaleznej jednoczesnej regulacji pradu wyladowania i cisnienia par metalu. Regulacja natezenia pradu plynacego do anody pomocniczej 3 w obszarze anoda pomoc¬ nicza- katoda umozliwia regulacje temperatury parowania w zbiorniku z metalem oraz transport jonów metali do obszaru czynnego rury, przez co uzyskuje sie optymalne cisnienie par metalu w obszarze czynnym rury wyladowczej, podczas gdy prad wyladowania nie jest jeszcze optymalny ze wzgledu na moc wyjsciowa lasera.

Regulujac natezenie pradu plynacego do anody glównej 2 w obszarze anoda glówna- katoda uzyskuje sie optymalny prad w obszarze czynnym wyladowanie ze wzgledu na moc wyjsciowa lasera, przy istniejacym juz optymalnym cisnieniu par metalu w obszarze czynnym rury. Regulacja natezenia pradu plynacego do anody glównej 2 nie wplywa na wartosc pradu plynacego do anody pomocniczej 3, a tym samym na cisnienie par metalu w rurze wyladowczej. A zatem mamy do czynienia z niezalezna i jednoczesna regulacja natezenia pradu i cisnienia par metalu w obszarze czynrym rury wyladowczej. Korzysci plynace z takiego rozwiazania konstruk¬ cyjnego laserowej rury wyladowczej sa takie, ze przez niezalezna regulacje obu pradów wyladowania mozna dobierac dowolnie warunki pracy lasera, w tym równiez optymalne. W odróznieniu od znanych dotychczas rur wyladowczych z pojemnikiem metalu umieszczonym w piecu, w rozwiazaniu wedlug wynalazku cisnienie par metalu w obszarze czynnym uzaleznione jest tylko od pradu plynacego do anody pomocniczej 3, bowiem transport jonów do obszaru czynnego wyladowania odbywa sie wskutek kataforezy zachodzacej w obszarze: zbiornik metalu 1 - wejscie do obszaru czynnego rury wyladowczej. Na proces ten nie wplywa cieplo przeno¬ szone z obszaru czynnego wyladowania, a wiec rodzaj szkla i przewodnictwo cieplne gazu buforowego nie odgrywaja w nim roli. Cisnienie par metalu w obszarze czynnym rury wyladowczej jest rezultatem tylko trans¬ portu wynikajacego z kataforezy. »«go

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Rura wyladowcza lasera gazowego na jonach metali z kontrolowanym dostarczaniem jonów metali do obszaru czynnego wyladowania, wyposazona w katode, anode glówna, znamienna tym, ze w od¬ galezienia tej rury, w obszarze usytuowanym w poblizu anody glównej (2) znajduje sie anoda pomocnicza (3) ze zbiornikiem metalu (4), a optymalne warunki generacji promieniowania laserowego okresla dobór wartosci pradów wyladowania pomiedzy anoda glówna (2) a wejsciem do obszaru czynnego oraz pomiedzy anoda pomocnicza (3) a wejsciem do tego obszaru. I je 5H Zesp. Szk. Poligr. W-wa. Zam. 372/M/76. Naklad 120+18 Cena 10 zl. CZYTELNIA Urzede Pole«t»*