RU1228750C

RU1228750C - Газоразрядная камера быстропроточного газового лазера с поперечным разрядом

Info

Publication number: RU1228750C
Authority: RU
Inventors: В.И. Блохин
Original assignee: Блохин Владимир Иванович
Priority date: 1984-08-06
Filing date: 1984-08-06
Publication date: 1994-08-15

Description

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в быстропроточных газовых лазерах с поперечным разрядом.

Целью изобретения является увеличение мощности лазера путем повышения энерговклада в разряд.

На фиг. 1 и 2 представлена схема газоразрядной камеры со штыревым катодом; на фиг.3 - то же, с плоским секционированным катодом.

К каждой секции катода 1 последовательно присоединена омическая балластная нагрузка 2, служащая для стабилизации тлеющего разряда. На рабочей поверхности анода 3 выполнены несквозные отверстия 4 для создания стационарного вихревого движения газа, каждое из которых расположено напротив секции катода, а для плоской геометрии катода напротив каждой катодной секции выполнено несколько отверстий (2-5). Анод имеет рабочую поверхность с диэлектрическим высокотемпературным пористым покрытием. Примером может служит анод из алюминиевого сплава с оксидированной рабочей поверхностью. На фиг.1 пунктиром отмечены столбы плазмы диффузного разряда 5 и показано смещение переднего поперечного ряда отверстий на аноде относительно центральной линии катодных секций.

Газоразрядная камера работает следующим образом. После подачи рабочей газовой смеси в межэлектродный промежуток в полостях отверстий 4 на рабочей поверхности анода возникает стационарное вихревое движение газа. Пересечение плоскости анода и цилиндрических поверхностей отверстий образует острые кромки, на которых диэлектрический слой непрочен и легко разрушается под действием разряда. При включении разряда электрический пробой происходит между катодными секциями и кромками отверстий анода с образованием и развитием на них анодной области тлеющего разряда. Этим достигается равномерность распределения плотности тока тлеющего разряда в поперечном направлении движению газа, что позволяет избежать локального роста плотности тока в положительном столбе разряда и повысить общий удельный энерговклад.

На аноде создается более высокое значение плотности тока, которое приводит к снижению среднего значения прианодного падения потенциала, доли энергии, идущей на нагрев газа у поверхности анода, и вероятности образования нежелательных примесей в плазмохимических реакциях в электроотрицательных газах (H₂O, СO₂, O₂), что позволяет превысить общий удельный энерговклад в тлеющий разряд.

При обтекании потоком газа анода с несквозными отверстиями, расположенными в виде поперечных направлению течения газа рядов, рядов, в них организуется развитое вихревое течение газа, которое не влияет значительно не внешнее движение газа, но оказывает стабилизирующее воздействие на прианодную область диффузного разряда, предотвращая локальный перегрев газа за счет его быстрого вращательного движения в полости отверстий.

Передний ряд отверстий на аноде смещен в направлении потока газа на расстоянии, равном половине диаметра отверстия, что позволяет избежать пережатия положительного столба разряда и обеспечить минимальный разрядный промежуток между катодными секциями и передними кромками отверстий анода. Это позволяет поддерживать повышенный удельный энерговклад в диффузном разряде между первым рядом секций и анодом поскольку с понижением межэлектродного промежутка устойчивость разряда возрастает.

Испытания газоразрядной камеры показали увеличение удельного энерговклада в разряд в 1,2-1,5 раза при прокачке через камеру рабочей газовой смеси, содержащей электроотрицательные примеси (H₂O, СО₂, О₂) при повышенных давлениях, равных 100-150 торр. Это позволяет увеличить мощность лазера.

Claims

ГАЗОРАЗРЯДНАЯ КАМЕРА БЫСТРОПРОТОЧНОГО ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА С ПОПЕРЕЧНЫМ РАЗРЯДОМ, содержащая секционированный катод и анод с пористым диэлектрическим покрытием рабочей поверхности, отличающаяся тем, что, с целью увеличения мощности лазера путем повышения удельного энерговклада в разряд, секции катода установлены рядами, ориентированными поперек потока, рабочая поверхность анода выполнена в виде плоскости с ориентированными поперек потока рядами несквозных отверстий, центральные линии которых расположены напротив центральных линий рядов секций катода, за исключением первого по потоку ряда отверстий, центральная линия которых смещена вниз по потоку на половину диаметра этих отверстий относительно центральной линии первого по потоку ряда секций катода.