RU2073950C1 - Waveguide co2 laser with lateral high-frequency pumping - Google Patents

Waveguide co2 laser with lateral high-frequency pumping Download PDF

Info

Publication number
RU2073950C1
RU2073950C1 RU94008846A RU94008846A RU2073950C1 RU 2073950 C1 RU2073950 C1 RU 2073950C1 RU 94008846 A RU94008846 A RU 94008846A RU 94008846 A RU94008846 A RU 94008846A RU 2073950 C1 RU2073950 C1 RU 2073950C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
waveguide
plates
waveguide channel
channel
Prior art date
Application number
RU94008846A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94008846A (en
Inventor
А.И. Карапузиков
С.Б. Черников
Original Assignee
Институт лазерной физики СО РАН
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 Институт лазерной физики СО РАН filed Critical Институт лазерной физики СО РАН
Priority to RU94008846A priority Critical patent/RU2073950C1/en
Publication of RU94008846A publication Critical patent/RU94008846A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2073950C1 publication Critical patent/RU2073950C1/en

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

FIELD: laser physics, mechanical engineering, medical devices. SUBSTANCE: laser has sealed housing with high- frequency input and resonator mirrors. Resonator contains upper electrode plate which is connected to high-frequency input, lower electrode plate which has water cooling channel and to side plates which together with said electrode plates provide rectangular waveguide which has longitudinal gaps at its angles. Side plates are made from dielectric material and provide heat contact to electrode plates. In addition plates have lateral transversal convection channels to buffer space in sealed housing. Total area Sc of cross section of convection channels conforms to condition Ss≅Sc≪ Sh, where Ss is total area of longitudinal spaces in waveguide channel, Sh is total area of heat contact of side plates and electrode ones. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области лазерной физики и может быть использовано в технологии машиностроения и медицине. The invention relates to the field of laser physics and can be used in engineering technology and medicine.

Известен лазер с поперечным ВЧ-возбуждением, содержащий две электродные пластины и две боковые диэлектрические пластины, образующие волноводный канал с прямоугольным поперечным сечением. На электродные пластины подается напряжение в диапазоне от 30 МГц до 3 ГГц, что позволяет при возбуждении разряда в камере снизить до минимума взаимодействие электронов в разряде с электродами. В результате увеличивается рабочий ресурс лазера, снижается диссоциация газа, увеличивается стабильность и однородность разряда, возрастает к.п.д. значительно понижается требуемое напряжение возбуждения, уменьшается размер лазера и упрощается его конструкция (пат. США N 4169251, кл. H 01 S 3/097, 25.09.79.). A known laser with transverse RF excitation, containing two electrode plates and two side dielectric plates forming a waveguide channel with a rectangular cross section. A voltage in the range from 30 MHz to 3 GHz is applied to the electrode plates, which makes it possible to minimize the interaction of electrons in the discharge with the electrodes when the discharge is excited in the chamber. As a result, the working life of the laser increases, gas dissociation decreases, the stability and uniformity of the discharge increase, and the efficiency increases. the required excitation voltage is significantly reduced, the size of the laser is reduced, and its design is simplified (US Pat. No. 4,169,251, class H 01 S 3/097, September 25, 79).

Недостаток известного лазера обусловлен скоростью обновления газа в зоне разряда, которое осуществляется в данном случае только за счет конвекции газа через торцы волноводного канала. Обновление газа необходимо для удаления из зоны разряда продуктов диссоциации молекул CO2 и позволяет существенно повысить мощность лазера.A disadvantage of the known laser is due to the rate of gas renewal in the discharge zone, which in this case is realized only by convection of the gas through the ends of the waveguide channel. Gas renewal is necessary to remove from the discharge zone the products of dissociation of CO 2 molecules and can significantly increase the laser power.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому изобретению является волноводный СO2-лазер с поперечным ВЧ-возбуждением (I. G. Xin, P. Van, G.H. Wei, RF-excited allmetall waveguide CO2 laser. "Appl. Plys. Zett. 59/26/, 1991, p. 3363 3365). Лазер содержит герметичный корпус с ВЧ-вводом и зеркалами резонатора, внутри которого расположены верхняя электродная пластина, соединенная с ВЧ-вводом, нижняя электродная пластина, снабженная каналом для водяного охлаждения и две боковые металлические пластины, размещенные с зазором по отношению к упомянутым электродам и на удалении друг от друга. В результате такого расположения образуется волноводный канал прямоугольного поперечного сечения. Использование металлических стенок волноводного канала позволяет организовать эффективный теплоотвод из зоны разряда и тем самым повысить мощность генерации.The closest in technical essence and the achieved effect of the present invention is a waveguide CO 2 laser with transverse RF excitation (IG Xin, P. Van, GH Wei, RF-excited allmetall waveguide CO 2 laser. "Appl. Plys. Zett. 59 / 26 /, 1991, p. 3363 3365.) The laser comprises a sealed housing with an RF input and resonator mirrors, inside of which there is an upper electrode plate connected to an RF input, a lower electrode plate equipped with a water cooling channel and two side metal plates placed with a gap with respect to said electrodes and a distance from each other. As a result of this arrangement is formed a waveguide channel of rectangular cross-section. The use of metal waveguide channel walls allows to organize efficient heat dissipation from the discharge zone and thereby increase the output power.

Основной недостаток данного лазера заключается в том, что электрическая изоляция между электродами и боковыми металлическими пластинами, необходимая для локализации разряда в зоне волноводного канала, организована с помощью зазоров размером порядка 0,1 мм и оксидирования боковых стенок волноводного канала. Электрическая прочность таких газовых зазоров согласно закона Пашена определяется произведением давления газа Р на ширину зазора d, что накладывает ограничение на соотношение между указанными величинами. При этом оптимальные с точки зрения электрической прочности произведения P • d могут выполняться в диапазоне давлений Р не оптимальных для эффективного возбуждения активной среды CO2-лазера. Кроме того, верхний и нижний электроды лазера (также с целью локализации разряда в зоне волноводного канала) не имеют диэлектрической оксидной пленки, что повышает волноводные потери по сравнению с чисто диэлектрическим каналом и снижает срок службы лазера вследствие неизбежного окисления электродов при взаимодействии с плазмой разряда.The main disadvantage of this laser is that the electrical insulation between the electrodes and the side metal plates, necessary for localizing the discharge in the area of the waveguide channel, is organized using gaps of the order of 0.1 mm and oxidation of the side walls of the waveguide channel. The electric strength of such gas gaps according to the Paschen law is determined by the product of the gas pressure P by the gap width d, which imposes a restriction on the ratio between the indicated values. Moreover, the products P • d that are optimal from the point of view of electric strength can be performed in the pressure range P which are not optimal for efficient excitation of the active medium of a CO 2 laser. In addition, the upper and lower laser electrodes (also to localize the discharge in the area of the waveguide channel) do not have a dielectric oxide film, which increases the waveguide losses compared to a purely dielectric channel and reduces the laser life due to the inevitable oxidation of the electrodes when interacting with the discharge plasma.

Помимо этого, отсутствие механического контакта между пластинами, образующими волновод, снижает эффективность охлаждения зоны разряда за счет теплоотвода на охлаждаемую водой нижнюю электродную пластину. Использование независимого водяного охлаждения всех элементов волноводного канала существенно усложняет конструкцию лазера. In addition, the lack of mechanical contact between the plates forming the waveguide reduces the cooling efficiency of the discharge zone due to heat removal to the lower electrode plate cooled by water. The use of independent water cooling of all elements of the waveguide channel significantly complicates the design of the laser.

Технической задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков для повышения мощности лазера. An object of the invention is to eliminate the above disadvantages to increase the power of the laser.

В основу изобретения поставлена задача такого изменения конструкции лазера, чтобы исключить возможность зажигания разряда вне зоны волноводного канала с одновременной интенсификацией процессов охлаждения и обновления газа в волноводном канале за счет включения механизма диффузионного теплоотвода на охлаждаемый нижний электрод лазера и механизма конвективной самопрокачки через зазоры между электродами и боковыми стенками лазера. The basis of the invention is the task of such a change in the design of the laser in order to exclude the possibility of igniting a discharge outside the zone of the waveguide channel with the simultaneous intensification of the processes of cooling and gas renewal in the waveguide channel by switching on the mechanism of diffusion heat removal to the cooled lower laser electrode and the mechanism of convective self-pumping through the gaps between the electrodes and the side walls of the laser.

Сущность решения поставленной задачи заключается в том, что в CO2-лазере с поперечным ВЧ-возбуждением, содержащим герметичный корпус с ВЧ-вводом и зеркалами резонатора, внутри которого расположены верхняя электродная пластина, соединенная с ВЧ-вводом, нижняя электродная пластина, снабженная каналом для водяного охлаждения, и две боковые пластины, образующие совместно с упомянутыми электродными пластинами волноводный канал прямоугольного поперечного сечения с продольными зазорами по углам, боковые пластины выполнены из диэлектрического материала и находятся в тепловом контакте с электродными пластинами, а в непосредственной близости от контактирующих поверхностей в электродных пластинах выполнены поперечные конвекционные каналы, соединяющие продольные зазоры в волноводном канале с буферным объемом герметичной камеры, причем суммарная площадь Sк поперечных сечений конвекционных каналов выбирается из соотношения Sз ≅ Sк << Sб, где Sз суммарная площадь продольных зазоров в волноводном канале, Sб суммарная площадь поверхности теплового контакта боковых и электродных пластин.The essence of the solution of the problem lies in the fact that in a CO 2 laser with transverse RF excitation, containing a sealed housing with RF input and resonator mirrors, inside of which there is an upper electrode plate connected to an RF input, a lower electrode plate equipped with a channel for water cooling, and two side plates, forming together with the said electrode plates a waveguide channel of rectangular cross section with longitudinal gaps at the corners, the side plates are made of dielectric of the material and are in thermal contact with the electrode plates, and in the immediate vicinity of the contacting surfaces in the electrode plates there are transverse convection channels connecting the longitudinal gaps in the waveguide channel with the buffer volume of the sealed chamber, and the total area S of the cross sections of the convection channels is selected from the ratio s h ≅ s to the << s b where s the total area of the longitudinal gaps in the waveguide channel, s b the total surface area of thermal contact between the side electrode and s plates.

Благодаря указанным нововведениям сохраняются условия для интенсификации процесса обновления газовой смеси в волноводном канале, поскольку становится возможным конвекционное движение газовой смеси в волноводном канале через продольные зазоры в упомянутом канале и поперечные конвекционные каналы, выполненные в пластинах. При этом сохраняется максимальная эффективность теплоотвода и отсутствуют ограничения, связанные с локализацией разряда в волноводном канале, то есть допускается работа при оптимальных для накачки лазера соотношениях P • d, и электроды могут иметь диэлектрические покрытие, уменьшающее волноводные потери канала и повышающее срок службы лазера за счет уменьшения скорости окисления металлических поверхностей, контактирующих с разрядом. Thanks to these innovations, the conditions for intensifying the process of updating the gas mixture in the waveguide channel are preserved, since convectional movement of the gas mixture in the waveguide channel through longitudinal gaps in the said channel and transverse convection channels made in the plates becomes possible. At the same time, the maximum heat removal efficiency is maintained and there are no restrictions associated with the localization of the discharge in the waveguide channel, that is, it is allowed to work at the ratios P • d that are optimal for pumping the laser, and the electrodes can have a dielectric coating, which reduces the waveguide channel loss and increases the laser life due to reducing the oxidation rate of metal surfaces in contact with the discharge.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором представлен поперечный разрез волноводного CO2-лазера.The invention is illustrated in the drawing, which shows a cross section of a waveguide CO 2 laser.

Волноводный СO2-лазер с поперечным ВЧ-возбуждением содержит корпус 1 с ВЧ-вводом 2. Внутри корпуса 1 расположена верхняя электродная пластина 3, с поперечными конвекционными каналами 4, которая соединена с ВЧ-вводом 2. Диэлектрические пластины 5 установлены между верхней электродной пластиной 3 и нижней электродной пластиной с конвекционными каналами 6. Нижняя электродная пластина 7 изготавливается более широкой по сравнению с электродной пластиной 3 и снабжена каналами для водяного охлаждения (на чертеже не показаны). Обращенные друг к другу горизонтальные поверхности электродных пластин 3, 7 вместе с обращенными друг к другу вертикальными поверхностями пластин 5 образуют волноводный канал 8, в котором происходит нагрев газовой активной среды. Между упомянутыми электродными пластинами 3, 7 и диэлектрическими пластинами 5 обеспечивается хороший тепловой контакт, для чего контактирующие поверхности подвергают либо тщательной механической обработке либо между ними вводится промежуточный слой из мягкого проводящего материала (индий, теплопроводящая паста и т.п.). Электроды 3, 7 изготавливаются из алюминия или из алюминиевого сплава, а их поверхности во избежание эрозии (окисления) под действием разряда покрыты специальной корундовой пленкой, которая полируется для уменьшения волноводных потерь. Между стенками волноводного канала 8 организованы продольные зазоры h, к которым подходят верхние 4 и нижние 6 конвекционные каналы. Величина h составляет 0,05 0,1 ширины волноводного канала 8. Увеличение h целесообразно с точки зрения условий конвекционного обновления газовой смеси в канале 8, однако, при этом неизбежно возрастание волноводных оптических потерь. Суммарная площадь конвекционных каналов выбирается из соотношения Sз ≅ Sк << Sб, где Sз суммарная площадь продольных зазоров в волноводном канале, Sб суммарная площадь поверхности теплового контакта боковых и электродных пластин.A transverse RF excitation waveguide CO 2 laser comprises a housing 1 with an RF input 2. Inside the housing 1 is an upper electrode plate 3, with transverse convection channels 4, which is connected to an RF input 2. Dielectric plates 5 are installed between the upper electrode plate 3 and the lower electrode plate with convection channels 6. The lower electrode plate 7 is made wider than the electrode plate 3 and provided with channels for water cooling (not shown). The horizontal surfaces of the electrode plates 3, 7 facing each other, together with the vertical surfaces of the plates 5 facing each other, form a waveguide channel 8 in which the gas active medium is heated. Good thermal contact is ensured between the said electrode plates 3, 7 and the dielectric plates 5, for which purpose the contacting surfaces are either subjected to thorough machining or an intermediate layer of soft conductive material is introduced between them (indium, heat-conducting paste, etc.). The electrodes 3, 7 are made of aluminum or aluminum alloy, and their surfaces are coated with a special corundum film, which is polished to reduce waveguide losses, to prevent erosion (oxidation) under the action of a discharge. Between the walls of the waveguide channel 8, longitudinal gaps h are arranged, to which the upper 4 and lower 6 convection channels are suitable. The value of h is 0.05 0.1 of the width of the waveguide channel 8. An increase in h is advisable from the point of view of the conditions for convection renewal of the gas mixture in channel 8, however, an increase in waveguide optical losses is inevitable. The total area of convection channels is selected from the relation S z ≅ S to << S b , where S z is the total area of longitudinal gaps in the waveguide channel, S b is the total thermal contact surface area of the side and electrode plates.

Перед включением лазера герметичный корпус 1 заполняют газовой смесью CO2 He при давлении Р в пределах 3 • 103 35 • 103 Па, через нижнюю электродную пластину 7 пропускают воду системы водяного охлаждения.Before turning on the laser, the sealed housing 1 is filled with a CO 2 He gas mixture at a pressure P in the range of 3 • 10 3 35 • 10 3 Pa, water from the water cooling system is passed through the lower electrode plate 7.

Лазер работает следующим образом. На ВЧ-ввод подается напряжение от ВЧ-генератора. Под действием ВЧ-поля в волноводном канале 8 между электродными пластинами 3, 7 зажигается поперечный газовый разряд. Под действием ВЧ разряда за счет столкновений с электронами происходит возбуждение колебательного уровня (V 1) молекул азота. При столкновениях с молекулами CO2 данное возбуждение с большой вероятностью передается последним. При этом создается инверсная заселенность между уровнями 00 1 10 0 (02 0) молекулы CO2 и такая среда оказывается способной усиливать излучение с длиной волны в области 9,4 10,7 мкм. Благодаря наличию резонатора, образованному двумя плоскими зеркалами M1 и M2 (на чертеже не показан) с коэффициентом отражения (соответственно 99% и 90 95%), в волноводном канале возникает и усиливается световое излучение, часть которого выходит из лазера через полупрозрачное зеркало M2, образуя выходной лазерный луч.The laser operates as follows. The RF input is supplied with voltage from the RF generator. Under the influence of the RF field in the waveguide channel 8 between the electrode plates 3, 7, a transverse gas discharge is ignited. Under the influence of an RF discharge due to collisions with electrons, the vibrational level (V 1) of nitrogen molecules is excited. In collisions with CO 2 molecules, this excitation is most likely transmitted by the latter. This creates an inverse population between the levels 00 1 10 0 (02 0) of the CO 2 molecule and such a medium is able to amplify radiation with a wavelength in the region of 9.4 10.7 μm. Due to the presence of a resonator formed by two flat mirrors M 1 and M 2 (not shown in the drawing) with a reflection coefficient (99% and 90 95%, respectively), light radiation arises and amplifies in the waveguide channel, part of which leaves the laser through a translucent mirror M 2 , forming an output laser beam.

Для эффективной работы лазера температура газа в центре волноводного канала 8 не должна превышать 300 350oC. Поддерживание такой температуры газа требует эффективного охлаждения элементов 3, 5, 7, образующих волноводный канал 8. В рассматриваемом лазере охлаждение газа осуществляется за счет двух процессов. Во-первых, за счет диффузии "горячих" молекул газа (в основном гелия) на охлаждаемые элементы волноводного канала 3, 5, 7. Постоянная времени данного процесса определяется временем диффузии молекул к стенкам канала и на практике составляет 1 м сек. Наиболее эффективно процесс происходит при взаимодействии "горячих" молекул с охлаждаемой водой электродной пластиной 7. Элементы волноводного канала 3, 5 также передают тепло на электродную пластину 7 за счет теплового контакта с последней. Однако при этом их охлаждение оказывается менее эффективным и в общем случае они находятся при более высокой температуре (реально на несколько градусов С). Тем не менее, такой процесс при выполнении приведенных выше соотношений между площадью каналов и площадью тепловых контактов (Sк << Sб), а также при соблюдении требований на качество последних, является достаточным для охлаждения волноводного канала 8, требуемого для эффективной работы лазера. Вторым процессом, играющим роль в охлаждении газа, является выход "горячих" молекул из зоны разряда за счет поперечной тепловой конвекции в гравитационном поле. Направление конвекционных потоков газа показано на чертеже штриховыми линиями. Нагретый газ из волноводного канала 8 через верхние продольные зазоры и конвекционные каналы 4 поступает в буферный объем герметичного корпуса 1. При конвективном движении нагретого газа происходит постепенное его охлаждение за счет взаимодействия со стенками конвекционных каналов и внутренней поверхностью герметичного корпуса 1. Более холодный газ из буферного объема поступает через систему нижних конвекционных каналов 6 и нижние продольные зазоры в волноводный канал 8. Данный процесс является существенно более медленным (на один два порядка) по сравнению с временем диффузии и играет вторичную роль в охлаждении газа. Однако, такой процесс крайне важен с точки зрения обновления газа в зоне разряда. При горении ВЧ-разряда в волноводном канале 8 происходит диссоциация молекул CO2 на СO и O2. В результате этой реакции уменьшается концентрация молекул CO2 в газовой смеси, что обуславливает значительное (до 30%) падение мощности генерации. Постоянная времени данной реакции составляет доли секунды, то есть оказывается соизмеримой с временем конвективного обновления газа в волноводном канале. Таким образом, процесс поперечной тепловой конвекции позволяет эффективно обновлять газ в зоне разряда и тем самым препятствует падению мощности генерации за счет диссоциации молекул CO2. В ходе указанного выше конвективного движения газа происходит частичное восстановление концентрации молекул СO2 вследствие обратной реакции. При этом на пути газа могут располагаться дополнительные элементы, позволяющие полностью восстанавливать газовую смесь (катализаторы, доноры кислорода или СO2 и т.п.).For effective laser operation, the gas temperature in the center of the waveguide channel 8 should not exceed 300 350 o C. Maintaining such a gas temperature requires effective cooling of the elements 3, 5, 7, forming the waveguide channel 8. In the laser under consideration, the gas is cooled by two processes. Firstly, due to the diffusion of “hot” gas molecules (mainly helium) onto the cooled elements of the waveguide channel 3, 5, 7. The time constant of this process is determined by the time the molecules diffuse to the channel walls and in practice is 1 m sec. The process is most effective when the “hot” molecules interact with the electrode plate 7 cooled by water. Elements of the waveguide channel 3, 5 also transfer heat to the electrode plate 7 due to thermal contact with the latter. However, at the same time, their cooling is less effective and, in general, they are at a higher temperature (actually several degrees C). However, such a process, when the above relations between the channel area and the area of thermal contacts (S to << S b ) are fulfilled, as well as subject to the quality requirements of the latter, is sufficient for cooling the waveguide channel 8, which is required for efficient laser operation. The second process that plays a role in gas cooling is the exit of “hot” molecules from the discharge zone due to transverse thermal convection in the gravitational field. The direction of convection gas flows is shown in dashed lines in the drawing. The heated gas from the waveguide channel 8 through the upper longitudinal gaps and convection channels 4 enters the buffer volume of the sealed enclosure 1. During convective movement of the heated gas, it gradually cools due to interaction with the walls of the convection channels and the inner surface of the sealed enclosure 1. Cooler gas from the buffer volume enters through the system of lower convection channels 6 and lower longitudinal gaps into the waveguide channel 8. This process is significantly slower (by one two oryadka) compared to the diffusion time and plays a role in the secondary cooling gas. However, such a process is extremely important from the point of view of gas renewal in the discharge zone. When burning an RF discharge in the waveguide channel 8, the dissociation of CO 2 molecules into CO and O 2 occurs. As a result of this reaction, the concentration of CO 2 molecules in the gas mixture decreases, which leads to a significant (up to 30%) drop in the generation power. The time constant of this reaction is fractions of a second, that is, it turns out to be commensurate with the time of convective gas renewal in the waveguide channel. Thus, the process of transverse thermal convection allows you to effectively update the gas in the discharge zone and thereby prevents a drop in the generation power due to the dissociation of CO 2 molecules. During the above convective motion of the gas, a partial recovery of the concentration of CO 2 molecules occurs due to the reverse reaction. At the same time, additional elements can be located on the gas path, allowing to completely restore the gas mixture (catalysts, oxygen donors or CO 2 , etc.).

Согласно предлагаемому изобретению был создан волноводный СO2-лазер с ВЧ-возбуждением. Длина электродов лазера составляла 350 мм. Боковые стенки волноводного канала были изготовлены из лейкосапфира и образовывали с электродами волноводный канал сечением 3,5 х 3,5 мм. При этом Sз 70 мм2, Sб 7000 мм2, Sк 750 мм2. Волноводный канал был смонтирован в герметичном цилиндрическом корпусе с внутренним ⌀ 64 мм. Резонатор был образован двумя плоскими зеркалами: плотным с коэффициентом отражения > 99% и полупрозрачным с коэффициентом пропускания 10% Разряд возбуждался от ВЧ-генератора, работающего на частоте 108 МГц. ВЧ-мощность поступала в герметизированный корпус через вакуумный ВЧ-ввод. Исследования показали, что созданный лазер позволяет получать удельную мощность генерации > 80 Вт/м, что существенно превышает результат, полученный в прототипе 40 Вт/м.According to the invention, a waveguide CO 2 laser with RF excitation was created. The length of the laser electrodes was 350 mm. The side walls of the waveguide channel were made of leucosapphire and formed a waveguide channel with a cross section of 3.5 x 3.5 mm with electrodes. In this case S 2 of 70 mm, S b 7000 mm 2, S to 750 mm 2. The waveguide channel was mounted in a sealed cylindrical housing with an internal ⌀ 64 mm. The resonator was formed by two flat mirrors: a dense one with a reflection coefficient> 99% and a translucent one with a transmittance of 10%. The discharge was excited from an RF generator operating at a frequency of 108 MHz. The RF power was supplied to the sealed enclosure through a vacuum RF input. Studies have shown that the created laser allows to obtain a specific output power> 80 W / m, which significantly exceeds the result obtained in the prototype 40 W / m

Claims (1)

Волноводный СО2-лазер с поперечным ВЧ-возбуждением, содержащий герметичный корпус с ВЧ-вводом и зеркалами резонатора, внутри которого расположены верхняя электродная пластина, соединенная с ВЧ-вводом, нижняя электродная пластина, снабженная каналом для водяного охлаждения, и две боковые пластины, образующие совместно с упомянутыми электродными пластинами волноводный канал прямоугольного сечения с продольными зазорами по углам, отличающийся тем, что боковые пластины выполнены из диэлектрического материала и находятся в тепловом контакте с электродными пластинами, а в непосредственной близости от контактирующих поверхностей в пластинах выполнены поперечные конвекционные каналы, соединяющие продольные зазоры в волноводном канале с буферным объемом герметичного корпуса, причем суммарная площадь Sк поперечных сечений конвекционных каналов выбирается из соотношения
Sз ≅ Sк ≅ Sб,
где Sз суммарная площадь продольных зазоров в волноводном канале;
Sб суммарная площадь поверхности теплового контакта боковых и электродных пластин.
A transverse RF excitation waveguide CO 2 laser comprising a sealed housing with RF input and resonator mirrors, inside of which there is an upper electrode plate connected to an RF input, a lower electrode plate equipped with a water cooling channel, and two side plates, together with the said electrode plates forming a waveguide channel of rectangular cross section with longitudinal gaps at the corners, characterized in that the side plates are made of dielectric material and are in thermal contact transverse convection channels connecting the longitudinal gaps in the waveguide channel with the buffer volume of the sealed enclosure, and the total area S to the cross sections of the convection channels is selected from the relation
S s ≅ S to ≅ S b ,
where S z the total area of longitudinal gaps in the waveguide channel;
S b the total surface area of the thermal contact of the side and electrode plates.
RU94008846A 1994-03-15 1994-03-15 Waveguide co2 laser with lateral high-frequency pumping RU2073950C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94008846A RU2073950C1 (en) 1994-03-15 1994-03-15 Waveguide co2 laser with lateral high-frequency pumping

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94008846A RU2073950C1 (en) 1994-03-15 1994-03-15 Waveguide co2 laser with lateral high-frequency pumping

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94008846A RU94008846A (en) 1996-03-10
RU2073950C1 true RU2073950C1 (en) 1997-02-20

Family

ID=20153505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94008846A RU2073950C1 (en) 1994-03-15 1994-03-15 Waveguide co2 laser with lateral high-frequency pumping

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2073950C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4169251, кл. Н 01 S 3/097, 1979. J.G. Xin etal appl. Phys Zett., 1991, 59/26, р. 3363. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7453918B2 (en) Pulsed RF high pressure CO2 lasers
US5140606A (en) RF excited CO2 slab waveguide laser
US3500242A (en) Static co2 gas laser
US3596202A (en) Carbon dioxide laser operating upon a vibrational-rotational transition
US7260134B2 (en) Dielectric coupled CO2 slab laser
US3748594A (en) Radio frequency electrically excited flowing gas laser
US4481634A (en) RF Excited metal waveguide laser
US5131003A (en) RF excited CO2 slab waveguide laser
JPH04264349A (en) High-output-beam generating apparatus
US4317087A (en) Apparatus for improving the working time of the XeBr laser
GB2083687A (en) Circulating gas laser
US11848530B2 (en) Radio-frequency excited gas laser
RU2073950C1 (en) Waveguide co2 laser with lateral high-frequency pumping
US4381564A (en) Waveguide laser having a capacitively coupled discharge
JPH0690048A (en) Pulse-wave co2 laser
US3469207A (en) Metal-ceramic gas laser discharge tube
US4796271A (en) High duty factor rare gas halide laser
EP0486152B1 (en) Gas slab laser
JPH06188487A (en) Strip waveguide laser
Cookson et al. Mechanical vibration measurements using a fibre optic laser-Doppler probe
RU2354019C1 (en) Active medium for electric discharge co laser or amplifier and method of its pumping
JPS6348881A (en) Gas laser oscillator
US5436926A (en) Micro gas laser with laser array
Deshmukh et al. A DC excited waveguide multibeam CO 2 laser using high frequency pre-ionization technique
Triebel et al. Experimental And Theoretical Investigation Of A Transverse Flow Cw CO [sub] 2 [/sub]-Laser