RU1440308C - Лазер с свч-разрядом - Google Patents
Лазер с свч-разрядом Download PDFInfo
- Publication number
- RU1440308C RU1440308C SU4146505A RU1440308C RU 1440308 C RU1440308 C RU 1440308C SU 4146505 A SU4146505 A SU 4146505A RU 1440308 C RU1440308 C RU 1440308C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discharge tube
- horn
- microwave power
- microwave
- laser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для получения мощного лазерного излучения. Целью изобретения является упрощение конструкций устройства ввода СВЧ-мощности в разрядную трубку газового лазера, расширение диапазонов рабочих частот и вводимых плотностей СВЧ-мощности. Лазер содержит разрядную трубку с рабочим веществом, выходные окна, резонатор, источник и устройство ввода СВЧ-мощности. Устройство ввода СВЧ-мощности в разрядную трубку газового лазера выполнено в виде Н-плоскостного секториального волноводного рупора, в выходной плоскости которого помещена короткозамыкающая проводящая пластина. Внутри рупора на расстоянии четверти длины волны генератора от этой пластины расположена разрядная трубка, концевые участки которой через отверстия в узких стенках и запредельные волноводы выведены из рупора. Для улучшения однородности распределения мощности вдоль оси разрядной трубки широкие стенки рупора выполнены в форме выпуклых поверхностей, повторяющих распределение напряженности электрического поля в поперечном сечении рупора. Устройство позволяет достичь согласование СВЧ-генератора с разрядной трубкой в широком диапазоне частот и плотностей СВЧ-мощности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для получения мощного лазерного излучения.
Целью изобретения является упрощение конструкции лазера, расширение диапазонов рабочих частот и плотностей вводимой мощности, при которых достигается согласование СВЧ-генератора с лазерной разрядной трубкой.
На чертеже изображен лазер с СВЧ-разрядом.
Корпус Н-плоскостного секториального волноводного рупора 1 имеет входной фланец 2 для соединения с выходом генератора СВЧ-мощности магнетронного типа. В выходной плоскости рупора расположена короткозамыкающая проводящая пластина 3. В узких стенках рупора выполнены отверстия, закрытые запредельными круглыми волноводами 4, внутри которых на расстоянии четверти длины волны СВЧ-генератора от короткозамыкающей пластины расположена лазерная разрядная трубка 5 с выходными окнами 6. Зеркала 7 образуют оптический резонатор.
Лазер с СВЧ-разрядом работает следующим образом.
СВЧ-мощность от источника поступает через входной фланец 2 в рупор 1. Форма раскрыва рупора выбрана, так, чтобы обеспечить равномерное распределение падающей СВЧ-мощности по длине разрядной трубки. Широкие стенки рупора выполнены в форме выпуклых поверхностей, повторяющих распределение напряженности электрического поля в поперечном сечении рупора, что позволяет получить одинаковые значения напряженности электрического поля СВЧ-волны по длине разрядной трубки, а следовательно, и однородность разряда по оптической оси лазера. В момент включения источника СВЧ-мощности СВЧ-волна отражается от короткозамыкающей проводящей пластины 3, и в месте расположения разрядной трубки 5 образуется пучность электрического поля, что приводит к СВЧ-пробою и к развитию разряда в ней. При этом наблюдается генерация лазерного излучения. Запредельные волноводы 4 служат для предотвращения просачивания СВЧ-мощности, не поглощенной в плазме, за пределы устройства.
Расположение разрядной трубки на расстоянии четверти длины волны от короткозамыкающей проводящей пластины облегчает пробой газа в ней при подходе СВЧ-импульса за счет увеличения амплитуды электрического поля в пучности стоячей СВЧ-волны и, следовательно, скорейшее установление режима бегущей волны при возникновении разряда, т.е. достижение согласования плазмы разряда с СВЧ-источником в широком диапазоне длин волн и энергии (диапазон частот 8200-12500 МГц).
В данной конструкции, начиная с момента образования плазмы разряда, согласование практически не зависит от частоты и амплитуды СВЧ-поля. Такое свойство обусловливается применением в качестве нагрузки в рупоре газоразрядной плазмы, поглощение которой СВЧ-мощности растет по мере увеличения подводимой СВЧ-мощности, так как концентрация электронов в плазме возрастает до критического значения (1013 - 1016 см-3), которое зависит как от частоты СВЧ-поля, так и от сорта и давления газа.
Необходимость выбора формы боковой поверхности рупора, соответствующей эпюре напряженности электрического поля, объясняется тем, что для оптимальной работы лазера необходимо, чтобы плазма разряда была однородна по всей длине разрядной трубки, т.е. температура электронов, степень ионизации, а также коэффициент усиления не должны меняться вдоль распространения лазерного излучения.
В СВЧ-разряде это выполняется при постоянстве амплитуды электрического поля СВЧ-волны вдоль оси разрядной трубки, что и достигается выбором формы боковой поверхности рупора. Кроме этого, при однородности СВЧ-плазмы вдоль оси разрядной трубки (вдоль закорачивающей рупор пластины) ее влияние на перераспределение поля в рупоре отсутствует.
Claims (2)
1. ЛАЗЕР С СВЧ-РАЗРЯДОМ, содержащий разрядную трубку с рабочим веществом и выходными окнами, резонатор, генератор и устройство ввода СВЧ-мощности в разрядную трубку, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазонов вводимых плотностей и частот СВЧ-мощности, упрощения конструкции лазера, устройство ввода СВЧ-мощности выполнено в форме Н-плоскостного секториального волноводного рупора, в выходной плоскости которого помещена короткозамыкающая проводящая пластина, внутри рупора расположена разрядная трубка, концевые участки которой через запредельные волноводы и отверстия в узких стенках рупора выведены из него, короткозамыкающая проводящая пластина расположена на расстоянии λo/4 от оси разрядной трубки и параллельно ей, где λo - длина волны генератора, соответствующая середине диапазона СВЧ-частот.
2. Лазер по п.1, отличающийся тем, что, с целью улучшения однородности распределения мощности вдоль оси разрядной трубки, широкие стенки рупора выполнены в форме выпуклых поверхностей, повторяющих распределение напряженности электрического поля в поперечном сечении рупора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4146505 RU1440308C (ru) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Лазер с свч-разрядом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4146505 RU1440308C (ru) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Лазер с свч-разрядом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1440308C true RU1440308C (ru) | 1995-01-20 |
Family
ID=30440548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4146505 RU1440308C (ru) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Лазер с свч-разрядом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1440308C (ru) |
-
1986
- 1986-11-14 RU SU4146505 patent/RU1440308C/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
A.I.Mendelsohn, A microwave - pumped Xecl* laser, Applied Physics Letters, 1981, 38, N 8, p.603-605. * |
Муллер Я.Н. и др. Гелий-неоновый лазер с СВЧ-накачкой./Квантовая электроника, 1977, т.4, N 8, с.1788-1789. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5224117A (en) | Gas lasers, in particular co2 lasers | |
US6204606B1 (en) | Slotted waveguide structure for generating plasma discharges | |
KR960005583B1 (ko) | 레이저 가스의 전기 자극 방법 | |
JPS6048918B2 (ja) | ガスレ−ザ− | |
US3602837A (en) | Method and apparatus for exciting an ion laser at microwave frequencies | |
US6298806B1 (en) | Device for exciting a gas by a surface wave plasma | |
Christensen et al. | High efficiency microwave discharge XeCl laser | |
US4004249A (en) | Optical waveguide laser pumped by guided electromagnetic wave | |
RU1440308C (ru) | Лазер с свч-разрядом | |
JPH02260352A (ja) | 光学装置によって変調された電子ビームを放出する電子銃 | |
Day et al. | The millimeter-wave extended interaction oscillator | |
Shao et al. | Numerical simulation studies of coaxial vircators | |
Ikeda et al. | TM/sub 010/-mode microwave excited high power CO/sub 2/laser using a cylindrical resonant cavity | |
US3614657A (en) | Cylindrical plasma laser | |
US4745336A (en) | Microwave generation by virtual cathode with phase velocity matching | |
Choi et al. | Mode competition in Bragg resonator cyclotron resonance maser experiments driven by a microsecond, intense electron beam accelerator | |
Fuks et al. | Waveguide resonators with combined Bragg reflectors | |
JP3519116B2 (ja) | マイクロ波励起光源装置 | |
Vikharev et al. | Active microwave pulse compressors employing oversized resonators and distributed plasma switches | |
Koepf | CW operation of an intracavity pumped molecular submillimeter-wave laser | |
Moriarty et al. | Toroidal Microwave Discharge Heating of Gas | |
US3546477A (en) | Laser frequency conversion device using magnetogas plasma | |
Deng et al. | Electromagnetically pumped free-electron laser in the scheme of separate interaction space from pump wave generator | |
März et al. | A versatile microwave plasma source and its application for a CO2 laser | |
JP2566585B2 (ja) | 光導波路型気体レーザ装置 |