RU155777U1 - CONTROLLED DISCHARGE - Google Patents

CONTROLLED DISCHARGE Download PDF

Info

Publication number
RU155777U1
RU155777U1 RU2015129049/07U RU2015129049U RU155777U1 RU 155777 U1 RU155777 U1 RU 155777U1 RU 2015129049/07 U RU2015129049/07 U RU 2015129049/07U RU 2015129049 U RU2015129049 U RU 2015129049U RU 155777 U1 RU155777 U1 RU 155777U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
radiation
harmonic
cathode
focusing lens
Prior art date
Application number
RU2015129049/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Фёдорович Коваленко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА")
Priority to RU2015129049/07U priority Critical patent/RU155777U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU155777U1 publication Critical patent/RU155777U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области импульсной техники, к формированию импульсов токов и напряжений, а именно к управляемым разрядникам для коммутации больших токов, для использования в качестве коммутаторов емкостных накопителей энергии. Техническим результатом полезной модели является снижение мощности излучения лазера для коммутации разрядника. Технический результат достигается тем, что в управляемом разряднике, содержащем импульсный лазер, фокусирующую линзу и корпус, в котором расположены катод, выполненный из сплава ВНБ-3 и имеющий в центре острие, анод, выполненный с отверстием в центре, и прозрачное окно для ввода луча лазера, между лазером и собирающей линзой устанавливают нелинейный кристалл для преобразования части излучения первой гармоники лазера в излучение второй гармоники, а фокусирующая линза выполнена из оптического стекла ЛК3 или ЛК6. The utility model relates to the field of pulsed technology, to the formation of pulses of currents and voltages, namely to controlled arrester for switching high currents, for use as switches of capacitive energy storage. The technical result of the utility model is to reduce the laser radiation power for switching a spark gap. The technical result is achieved in that in a controlled arrester containing a pulsed laser, a focusing lens and a housing in which a cathode made of VNB-3 alloy and having a tip in the center is located, an anode made with a hole in the center and a transparent window for inputting the beam laser, a nonlinear crystal is installed between the laser and the collecting lens to convert part of the radiation of the first harmonic of the laser into radiation of the second harmonic, and the focusing lens is made of optical glass LK3 or LK6.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области импульсной техники, к формированию импульсов токов и напряжения, а именно к управляемым разрядникам для коммутации больших токов, для использования в качестве коммутаторов емкостных накопителей энергии.The utility model relates to the field of pulse technology, to the formation of pulses of currents and voltages, namely, to controlled arrester for switching high currents, for use as switches of capacitive energy storage.

Уровень техникиState of the art

Известен управляемый разрядник (Патент Российской Федерации №2302053, H01J 7/64, 2006 г.), содержащий установленные в герметичном изоляционном корпусе противостоящие анод и катод, внутри камеры установлены пьезодатчики, в котором один из электродов выполнен клиновидной формы. Электрод имеет большую площадь, а его клиновидность не дает высокого выхода электронов.Known controlled arrester (Patent of the Russian Federation No. 2302053, H01J 7/64, 2006), containing opposing anode and cathode installed in a sealed insulation housing, piezoelectric sensors are installed inside the chamber, in which one of the electrodes is made wedge-shaped. The electrode has a large area, and its wedge-shaped does not give a high electron yield.

Известен разрядник с лазерным управлением (Патент Российской Федерации №1641161, H01T 1/20, 1994 г.), содержащий корпус, в котором установлены два противостоящих электрода, один из электродов имеет сквозное отверстие, в котором на пути прохождения луча лазера установлено прозрачное окно для ввода луча лазера. Окно закрыто металлизированной пленкой для создания лавинного потока.A known laser-controlled spark gap (Patent of the Russian Federation No. 1641161, H01T 1/20, 1994), comprising a housing in which two opposing electrodes are installed, one of the electrodes has a through hole in which a transparent window is installed on the path of the laser beam for input laser beam. The window is covered with a metallized film to create an avalanche flow.

Недостатком указанного разрядника является наличие лавинного потока, напыляющего электроды и стенки корпуса разрядника, что приводит к аномальным пробоям.The disadvantage of this arrester is the presence of an avalanche stream spraying electrodes and the walls of the arrester housing, which leads to abnormal breakdowns.

Известны разрядники - двухэлектродные, реже трехэлектродные, выполненные в стеклянном или в металлокерамическом корпусе. В них обычно использованы активные катоды: оксидированный или торированный вольфрам, никель, покрытый калием или барием, сплавы вольфрама, никеля и окиси бора или молибдена и вольфрама. Выпускается сплав ВНБ-3 в виде вольфрамового прутка составом: W - 92%; Ni - 4,5%; остаток - окись бора. СУО 021 048-722 ТУ, 1972. Катод из сплава ВНБ-3 имеет малую распыляемость и малую работу выхода. Применяют также чистые металлы: вольфрам, нержавеющую сталь, молибден, алюминий (Шустов М.А., Протасевич Е.Т. Теория и практика газоразрядной фотографии. Томск: изд-во ТПУ. 2001, с. 102-103). Недостатком этого разрядника, имеющего плоский катод, является низкая эффективность.Known dischargers - two-electrode, rarely three-electrode, made in a glass or cermet. They usually use active cathodes: oxidized or thoriated tungsten, nickel coated with potassium or barium, alloys of tungsten, nickel and boron oxide or molybdenum and tungsten. The VNB-3 alloy is produced in the form of a tungsten rod with the composition: W - 92%; Ni - 4.5%; the remainder is boron oxide. СУО 021 048-722 ТУ, 1972. The cathode of VNB-3 alloy has low atomization and low work function. Pure metals are also used: tungsten, stainless steel, molybdenum, aluminum (Shustov MA, Protasevich ET Theory and practice of gas-discharge photography. Tomsk: TPU publishing house. 2001, p. 102-103). The disadvantage of this arrester having a flat cathode is its low efficiency.

Известен также управляемый разрядник (Патент Российской Федерации на полезную модель №119935, H01J 17/64, опубл. 27.08.2012), содержащий корпус, в котором расположены: окно для ввода лазерного излучения; анод с отверстие в центре для пропускания лазерного излучения; катод, выполненный из сплава ВНБ-3, содержащего вольфрам 92%, никель 4,5% и окись бора 3,5%, и имеющий в центре острие, а также лазер и собирающую линзу для фокусировки лазерного излучения на острие катода. Указанная полезная модель выбрана в качестве прототипа. Как правило, в подобных схемах используют импульсный твердотельный лазер с длиной волны 1,06 мкм, работающий в режиме модулированной добротности (Анисимов В.И., Давыдов С.Г., Долгов А.Н., Козловская Т.И., Ревазов В.О., Селезнев В.П., Якубов Р.Х. Процесс коммутации вакуумного разрядника с лазерным управлением // Успехи прикладной физики, 2014, т. 2, №6. С. 613-622). Недостатком прототипа является относительно высокая мощность излучения лазера для осуществления процесса коммутации разрядника вследствие высокого коэффициента отражения лазерного излучения материалом катода на длине волны лазерного излучения.Also known controlled arrester (Patent of the Russian Federation for utility model No. 119935, H01J 17/64, publ. 08/27/2012), comprising a housing in which are located: a window for inputting laser radiation; anode with a hole in the center for transmitting laser radiation; a cathode made of VNB-3 alloy containing tungsten 92%, nickel 4.5% and boron oxide 3.5%, and having a tip in the center, as well as a laser and a collecting lens for focusing laser radiation on the tip of the cathode. The specified utility model is selected as a prototype. As a rule, such schemes use a pulsed solid-state laser with a wavelength of 1.06 μm, operating in the modulated Q factor mode (Anisimov V.I., Davydov S.G., Dolgov A.N., Kozlovskaya T.I., Revazov V .O., Seleznev V.P., Yakubov R.Kh. The process of switching a vacuum spark gap with laser control // Uspekhi Applied Physics, 2014, v. 2, No. 6. P. 613-622). The disadvantage of the prototype is the relatively high laser radiation power for the process of switching a spark gap due to the high reflection coefficient of laser radiation by the cathode material at a laser wavelength.

Предлагаемая полезная модель устраняет указанный недостаток.The proposed utility model eliminates this drawback.

Техническим результатом полезной модели является снижение мощности излучения лазера для коммутации разрядника.The technical result of the utility model is to reduce the laser radiation power for switching a spark gap.

Раскрытие полезной модели.Disclosure of a utility model.

Технический результат достигается тем, что в управляемом разряднике, содержащем импульсный лазер, фокусирующую линзу и корпус, в котором расположены катод, выполненный из сплава ВНБ-3 и имеющий в центре острие, анод, выполненный с отверстием в центре, и прозрачное окно для ввода луча лазера. Полезную модель отличает то, что между импульсным лазером и собирающей линзой устанавливают нелинейный кристалл для преобразования части излучения первой гармоники импульсного лазера в излучение второй гармоники, а фокусирующую линзу изготавливают из оптического стекла ЛКЗ или ЛК6.The technical result is achieved in that in a controlled arrester containing a pulsed laser, a focusing lens and a housing in which a cathode made of VNB-3 alloy and having a tip in the center is located, an anode made with a hole in the center and a transparent window for inputting the beam laser. A useful model is distinguished by the fact that a nonlinear crystal is installed between the pulsed laser and the collecting lens to convert part of the radiation of the first harmonic of the pulsed laser to radiation of the second harmonic, and the focusing lens is made of optical glass LKZ or LK6.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично показан разрядник с лазерным управлением, где: 1 - корпус разрядника; 2 - анод; 3 - катод; 4 - окно для ввода лазерного излучения; 5 - импульсный лазер; 6 - фокусирующая линза, 7 - нелинейный кристалл.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which schematically shows a spark gap with laser control, where: 1 - housing of the spark gap; 2 - anode; 3 - cathode; 4 - a window for inputting laser radiation; 5 - pulsed laser; 6 - focusing lens, 7 - nonlinear crystal.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

Управляемый разрядник содержит импульсный лазер 5, фокусирующую линзу 6 и корпус разрядника 1, в котором расположены катод 3, выполненный из сплава ВНБ-3 и имеющий острие, анод 2, выполненный с отверстием в центре, и прозрачное окно 4 для ввода луча лазера, между импульсным лазером 5 и фокусирующей линзой 6 устанавливают нелинейный кристалл 7 для преобразования части излучения первой гармоники лазера в излучение второй гармоники, фокусирующая линза выполнена из оптического стекла ЛКЗ или ЛК6. В качестве нелинейного кристалла могут быть использованы кристаллы KDP, DKDP, LiIO3, LiNbO3 и др.The controlled arrester contains a pulsed laser 5, a focusing lens 6 and a housing of the arrester 1, in which there is a cathode 3 made of VNB-3 alloy and having a tip, an anode 2 made with a hole in the center, and a transparent window 4 for inputting the laser beam, between a non-linear crystal 7 is installed by a pulsed laser 5 and a focusing lens 6 to convert part of the radiation of the first harmonic of the laser into radiation of the second harmonic, the focusing lens is made of optical glass LKZ or LK6. As a nonlinear crystal, KDP, DKDP, LiIO 3 , LiNbO 3 , etc. crystals can be used.

Для формирования пробойного процесса в разряднике необходимо, чтобы поглощенная катодом плотность мощности лазерного излучения превысила некоторое пороговое значение, необходимое для эмиссии электронов с поверхности катода, испарения материала катода или образования плазмы у его поверхности. При воздействии мощного лазерного импульса могут наблюдаться все три перечисленных явления. Если воздействие осуществляется на длине волны первой гармоники лазера, то поглощенная плотность мощности лазерного излучения определяется по уравнениюFor the formation of the breakdown process in the spark gap, it is necessary that the laser radiation power density absorbed by the cathode exceeds a certain threshold value necessary for the emission of electrons from the cathode surface, the evaporation of the cathode material, or the formation of plasma at its surface. When exposed to a powerful laser pulse, all three of these phenomena can be observed. If the effect is carried out at the wavelength of the first harmonic of the laser, then the absorbed power density of the laser radiation is determined by the equation

Figure 00000002
Figure 00000002

где qp1 - поглощенная катодом плотность мощности лазерного излучения при воздействии на длине волны первой гармоники;where q p1 is the power density of the laser radiation absorbed by the cathode when exposed to the first harmonic wavelength;

q1 - плотность мощности лазерного излучения [Вт/м];q 1 is the power density of the laser radiation [W / m];

R1 - коэффициент отражения материала катода на длине волны первой гармоники лазера;R 1 is the reflection coefficient of the cathode material at a wavelength of the first harmonic of the laser;

R1l - коэффициент отражения от обеих поверхностей линзы 6 на длине волны первой гармоники лазера;R 1l is the reflection coefficient from both surfaces of the lens 6 at the wavelength of the first harmonic of the laser;

R1w - коэффициент отражения от обеих поверхностей окна 4 на длине волны первой гармоники лазера;R 1w is the reflection coefficient from both surfaces of the window 4 at the wavelength of the first harmonic of the laser;

S1l - площадь лазерного пучка [м];S 1l is the area of the laser beam [m];

S1p - площадь лазерного пучка первой гармоники на катоде [м2].S 1p is the area of the laser beam of the first harmonic at the cathode [m 2 ].

Известно, что коэффициент отражения металлов нелинейно зависит от длины волны воздействующего излучения и резко уменьшается для длин волн короче 1 мкм (В.В. Лебедева. Экспериментальная оптика. - 3-е изд. - М.: Изд. МГУ, 1994. - 352 с. Либенсон М.Н., Яковлев Е.Б., Шандыбина Г.Д. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Часть I. Поглощение лазерного излучения в веществе. Под общей редакцией В.П. Вейко. СПб.: СПб ГУ ИТМО, 2008. - 142 с).It is known that the reflection coefficient of metals nonlinearly depends on the wavelength of the incident radiation and decreases sharply for wavelengths shorter than 1 μm (V.V. Lebedeva. Experimental optics. - 3rd ed. - M .: Publishing House of Moscow State University, 1994. - 352 pp. Libenson MN, Yakovlev EB, Shandybina GD Interaction of laser radiation with matter - Part I. Absorption of laser radiation in matter, edited by V.P. Veiko, St. Petersburg: St. Petersburg State University ITMO, 2008 .-- 142 s).

Нелинейный кристалл 7, установленный в оптическую схему разрядника между импульсным лазером 5 и фокусирующей линзой 6 преобразует часть излучения первой гармоники лазера λ1 в излучение второй гармоники λ2. Воздействие лазерного излучения на катод осуществляется одновременно на двух длинах волн λ1 и λ2. При этом поглощенная катодом плотность мощности лазерного излучения будетA nonlinear crystal 7 installed in the optical circuit of the arrester between the pulsed laser 5 and the focusing lens 6 converts part of the radiation of the first harmonic of the laser λ 1 into radiation of the second harmonic λ 2 . The effect of laser radiation on the cathode is carried out simultaneously at two wavelengths λ 1 and λ 2 . In this case, the laser radiation power density absorbed by the cathode will be

Figure 00000003
Figure 00000003

где qp2 - поглощенная катодом плотность мощности лазерного излучения при воздействии на длинах волн λ1 первой и λ2 второй гармоник;where q p2 is the power density of the laser radiation absorbed by the cathode when exposed to wavelengths λ 1 of the first and λ 2 of the second harmonic;

k - коэффициент преобразования излучения первой гармоники лазера во вторую;k is the conversion coefficient of the radiation of the first harmonic of the laser into the second;

R1k - коэффициент отражения от обеих поверхностей нелинейного кристалла 7 на длине волны первой гармоники лазера;R 1k is the reflection coefficient from both surfaces of the nonlinear crystal 7 at the wavelength of the first harmonic of the laser;

R2 - коэффициент отражения материала катода на длине волны второй гармоники лазера;R 2 is the reflection coefficient of the cathode material at a wavelength of the second harmonic of the laser;

R2l - коэффициент отражения от обеих поверхностей линзы 6 на длине волны второй гармоники лазера;R 2l is the reflection coefficient from both surfaces of the lens 6 at the wavelength of the second harmonic of the laser;

R2w - коэффициент отражения от обеих поверхностей окна 4 на длине волны второй гармоники лазера;R 2w is the reflection coefficient from both surfaces of the window 4 at the wavelength of the second harmonic of the laser;

R2k - коэффициент отражения от одной поверхности нелинейного кристалла 7 на длине волны второй гармоники лазера;R 2k is the reflection coefficient from one surface of the nonlinear crystal 7 at a wavelength of the second harmonic of the laser;

S2l - площадь лазерного пучка второй гармоники;S 2l is the area of the laser beam of the second harmonic;

S2p - площадь лазерного пучка второй гармоники на катоде.S 2p is the area of the second-harmonic laser beam at the cathode.

Первое слагаемое в уравнении (2) показывает вклад в поглощенную мощность на катоде лазерного излучения не преобразованной первой гармоники лазера, второе слагаемое -вклад второй гармоники лазера.The first term in equation (2) shows the contribution to the absorbed power at the laser cathode of the non-transformed first harmonic of the laser, and the second term is the contribution of the second harmonic of the laser.

Для уменьшения потерь на отражение целесообразно для изготовления входного окна 4 и фокусирующей линзы 6 использовать материалы с минимально возможными коэффициентами отражения. Кроме того, для обеспечения примерного равенства площадей лазерных пучков первой и второй гармоник на катоде необходимо для изготовления собирающей линзы 6 использовать материал с минимальным коэффициентом дисперсии показателя преломления. Этим требованиям отвечают оптические стекла ЛК3 и ЛК6, у которых показатели преломления для длины волны 1,06 мкм составляют 1,4785 и 1,4614 соответственно, а для длины волны 0,53 мкм - 1,4900 и 1,473 соответственно (ГОСТ 13659-78 Стекло оптическое бесцветное. Физико-химические характеристики. Основные параметры), то есть отличаются менее чем на 0,8%. Следовательно, в уравнении (2) можно положитьTo reduce reflection losses, it is advisable to use materials with the lowest possible reflection coefficients for manufacturing the input window 4 and the focusing lens 6. In addition, to ensure the approximate equality of the areas of the laser beams of the first and second harmonics at the cathode, it is necessary to use a material with a minimum refractive index dispersion coefficient to produce a collecting lens 6. Optical glasses LK3 and LK6 meet these requirements, in which the refractive indices for the wavelength of 1.06 μm are 1.4785 and 1.4614, respectively, and for the wavelength of 0.53 μm they are 1.4900 and 1.473, respectively (GOST 13659-78 Colorless optical glass. Physico-chemical characteristics. Main parameters), that is, they differ by less than 0.8%. Therefore, in equation (2) we can put

Figure 00000004
Figure 00000004

Допущения (3) обусловлены тем, что коэффициент отражения излучения от оптической поверхности определяется соотношением (В.В. Лебедева. Экспериментальная оптика. - 3-е изд. - М: Изд. МГУ, 1994. - 352 с.)Assumptions (3) are due to the fact that the coefficient of reflection of radiation from an optical surface is determined by the relation (V.V. Lebedeva. Experimental optics. - 3rd ed. - M: Publishing house of Moscow State University, 1994. - 352 p.)

Figure 00000005
Figure 00000005

где n - показатель преломления материала на соответствующей длине волны, а фокусное расстояние собирающей линзы 6 и, следовательно, площадь лазерного пучка на катоде также зависит от показателя преломления материала линзы на соответствующих длинах волн. Следовательно, при минимальных значениях различий в значениях показателей преломления, ими можно пренебречь. Разделив (2) на (1) и выполнив преобразования, получим:where n is the refractive index of the material at the corresponding wavelength, and the focal length of the collecting lens 6 and, therefore, the area of the laser beam at the cathode also depends on the refractive index of the lens material at the corresponding wavelengths. Therefore, at the minimum values of the differences in the values of the refractive indices, they can be neglected. Dividing (2) by (1) and performing the transformations, we obtain:

Figure 00000006
Figure 00000006

Технический результат достигается при

Figure 00000007
. Проведем оценки технического результата для катодов, выполненных из вольфрама, никеля и меди. В качестве нелинейного кристалла возьмем иодат лития LiIO3, у которого показатель преломления для λ1=1,06 мкм составляет 1,86, для λ2=0,53 мкм составляет 1,901, а коэффициент k=0,4 (Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. М.: Мир, 1980. - 540 с).The technical result is achieved when
Figure 00000007
. We will evaluate the technical result for cathodes made of tungsten, nickel and copper. As a nonlinear crystal we take lithium iodate LiIO 3 , for which the refractive index for λ 1 = 1.06 μm is 1.86, for λ 2 = 0.53 μm it is 1.901, and the coefficient k = 0.4 (Kachmarek F. Introduction Laser Physics), Moscow: Mir, 1980 .-- 540 s).

Исходные данные, взятые из литературы (В.В. Лебедева. Экспериментальная оптика. - 3-е изд. - М.: Изд. МГУ, 1994. - 352 с.; Либенсон М.Н., Яковлев Е.Б., Шандыбина Г.Д. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Часть I. Поглощение лазерного излучения в веществе. Под общей редакцией В.П. Вейко. СПб.: СПб ГУ ИТМО, 2008. - 142 с. и Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. М.: Мир, 1980. - 540 с.) и результаты расчетов представлены в таблице 1.Initial data taken from the literature (V.V. Lebedeva. Experimental optics. - 3rd ed. - Moscow: Publishing House of Moscow State University, 1994. - 352 pp .; Libenson MN, Yakovlev EB, Shandybina GD Interaction of laser radiation with matter, Part I. Absorption of laser radiation in matter, edited by V.P. Veiko, St. Petersburg: St. Petersburg State University ITMO, 2008. - 142 pp. And F. Kachmarek Introduction to Laser Physics. M .: Mir, 1980. - 540 p.) And the calculation results are presented in table 1.

Figure 00000008
Figure 00000008

Из таблицы видно, что поглощенная плотность мощности лазерного излучения на катодах из W в 2,4 раза выше исходной, для катода из Ni - в 1,16 раза, из Cu - 2,75 раза. Это позволяет уменьшить мощность излучения импульсного лазера, требуемую для коммутации разрядника. Так как сплав ВНБ-3 содержит 92% вольфрама, коэффициенты отражения, приведенные в таблице 1 для вольфрама, будут близки к коэффициентам отражения сплава ВНБ-3.The table shows that the absorbed power density of the laser radiation at cathodes from W is 2.4 times higher than the initial one, for a cathode from Ni - 1.16 times, from Cu - 2.75 times. This allows you to reduce the radiation power of a pulsed laser required for switching a spark gap. Since the VNB-3 alloy contains 92% tungsten, the reflection coefficients shown in table 1 for tungsten will be close to the reflection coefficients of the VNB-3 alloy.

Разрядник работает следующим образом.The arrester operates as follows.

До начала работы разрядника включают импульсный лазер 5. Острие катода 3, выполненного из сплава ВНБ-3 является точкой фокусировки лазерного луча. Луч импульсного лазера 5 направляется на нелинейный кристалл 7, который преобразует часть излучения первой гармоники лазера во вторую гармонику. Фокусирующей линзой 6 излучение первой и второй гармоник импульсного лазера 5 через входное окно 4 фокусируется на острие катода 3, где формируются пробойные процессы. Острие катода 3 увеличивает напряженность поля, уменьшает работу выхода электронов из материала в зоне эмиссии, приводит к росту плотности термоэлектронов, обеспечивающих формирование пробойных процессов в основном межэлектродном промежутке разрядника. После формирования проводящего плазменного канала между анодом 2 и катодом 3 происходит передача энергии из емкостного накопителя в нагрузку.Before the start of the spark gap operation, a pulsed laser 5 is turned on. The tip of the cathode 3 made of VNB-3 alloy is the focus point of the laser beam. The beam of the pulsed laser 5 is directed to a nonlinear crystal 7, which converts part of the radiation of the first harmonic of the laser into the second harmonic. Focusing lens 6, the radiation of the first and second harmonics of the pulsed laser 5 through the input window 4 is focused on the tip of the cathode 3, where the breakdown processes are formed. The tip of the cathode 3 increases the field strength, reduces the work function of the electrons from the material in the emission zone, leads to an increase in the density of thermoelectrons, which ensure the formation of breakdown processes in the main interelectrode gap of the spark gap. After the formation of the conducting plasma channel between the anode 2 and the cathode 3, energy is transferred from the capacitive storage to the load.

Воздействие излучения первой и второй гармоник лазера на катод приводит к увеличению поглощенной катодом плотности мощности лазерного излучения, что позволяет снизить мощность лазерного излучения для коммутации разрядника.The effect of the radiation of the first and second harmonics of the laser on the cathode leads to an increase in the laser radiation power density absorbed by the cathode, which reduces the laser radiation power for switching the spark gap.

Таким образом, предлагаемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых признаков и их взаимным расположением, которые придают объекту новые свойства, проявляющиеся в техническом результате.Thus, the proposed technical solution differs from the prototype in the presence of new features and their mutual arrangement, which give the object new properties that are manifested in the technical result.

Claims (1)

Управляемый разрядник, содержащий импульсный лазер, фокусирующую линзу и корпус, в котором расположены катод, выполненный из сплава ВНБ-3 и имеющий в центре остриё, анод, выполненный с отверстием в центре, и прозрачное окно для ввода луча лазера, отличающийся тем, что между лазером и фокусирующей линзой устанавливают нелинейный кристалл, а фокусирующая линза выполнена из оптического стекла ЛК3 или ЛК6.
Figure 00000001
A controlled arrester containing a pulsed laser, a focusing lens and a housing in which a cathode made of VNB-3 alloy and having a tip in the center is located, an anode made with a hole in the center, and a transparent window for inputting a laser beam, characterized in that between a nonlinear crystal is mounted with a laser and a focusing lens, and the focusing lens is made of optical glass LK3 or LK6.
Figure 00000001
RU2015129049/07U 2015-07-17 2015-07-17 CONTROLLED DISCHARGE RU155777U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129049/07U RU155777U1 (en) 2015-07-17 2015-07-17 CONTROLLED DISCHARGE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129049/07U RU155777U1 (en) 2015-07-17 2015-07-17 CONTROLLED DISCHARGE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU155777U1 true RU155777U1 (en) 2015-10-20

Family

ID=54327839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129049/07U RU155777U1 (en) 2015-07-17 2015-07-17 CONTROLLED DISCHARGE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU155777U1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169601U1 (en) * 2016-05-27 2017-03-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Sealed enclosure
RU170782U1 (en) * 2017-03-06 2017-05-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" VACUUM DISCHARGE
RU171229U1 (en) * 2017-03-06 2017-05-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" VACUUM DISCHARGE
RU171263U1 (en) * 2016-05-27 2017-05-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Sealed enclosure
RU186745U1 (en) * 2018-07-24 2019-01-31 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") Sealed enclosure

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU169601U1 (en) * 2016-05-27 2017-03-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Sealed enclosure
RU171263U1 (en) * 2016-05-27 2017-05-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Sealed enclosure
RU170782U1 (en) * 2017-03-06 2017-05-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" VACUUM DISCHARGE
RU171229U1 (en) * 2017-03-06 2017-05-25 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" VACUUM DISCHARGE
RU186745U1 (en) * 2018-07-24 2019-01-31 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") Sealed enclosure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU155777U1 (en) CONTROLLED DISCHARGE
Mourou The ultrahigh-peak-power laser: present and future
Mourou et al. Development and applications of compact high‐intensity lasers
Hidding et al. Ultracold Electron Bunch Generation via Plasma Photocathode Emission and<? format?> Acceleration in a Beam-Driven Plasma Blowout
Skinner Review of soft x‐ray lasers and their applications
Tamaki et al. Optimization of conversion efficiency and spatial quality of high-order harmonic generation
RU119935U1 (en) MANAGED DISCHARGE
US9627844B2 (en) Generation of VUV, EUV, and X-ray light using VUV-UV-VIS lasers
Ganeev Generation of high-order harmonics of high-power lasers in plasmas produced under irradiation of solid target surfaces by a prepulse
Ganeev et al. Low-and high-order harmonic generation in the extended plasmas produced by laser ablation of zinc and manganese targets
US10128631B2 (en) Generation of VUV, EUV, and X-ray light using VUV-UV-VIS lasers
Singhal et al. Dependence of high-order harmonic intensity on the length of preformed plasma plumes
Ganeev High-order harmonic generation in laser-induced low-density plasma: past and recent achievements
Altucci et al. Beyond the single-atom response in isolated attosecond-pulse generation
Ganeev et al. Distinction in resonance properties of the atomic and molecular contained plasmas used for high-order harmonics generation of ultrafast laser pulses
Chang et al. Generation of coherent, femtosecond, X-ray pulses in the" water window"
Ganeev et al. Third harmonic generation in plasma plumes using picosecond and femtosecond laser pulses
de Lisio et al. Harmonic generation in an ionized gas medium with a 100-femtosecond, high repetition rate laser source at intermediate intensities
RU170782U1 (en) VACUUM DISCHARGE
CN1219312C (en) Femtosecond strong current high-brightness electron microscope device
RU171371U1 (en) VACUUM DISCHARGE
RU2380805C1 (en) Gas laser with electron beam
Sayrac Generation of coherent extreme ultraviolet radiation in an air gas cell with a high power femtosecond laser system
Cesa et al. Optimization of the driving circuit for material processing with a pulsed-glow discharge
Mitrofanov et al. High Optical Harmonics Generation on Solid Surfaces Irradiated by Mid-IR Femtosecond Laser Pulses