RU2096880C1

RU2096880C1 - Gas laser

Info

Publication number: RU2096880C1
Application number: RU93035211A
Authority: RU
Inventors: Николай Вадимович Тихменев; Юрий Дмитриевич Голяев; Александр Викторович Мельников; Борис Михайлович Рабкин; Леонид Александрович Халдеев; Валентин Георгиевич Дмитриев
Original assignee: Николай Вадимович Тихменев; Юрий Дмитриевич Голяев; Александр Викторович Мельников; Борис Михайлович Рабкин; Леонид Александрович Халдеев; Валентин Георгиевич Дмитриев
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: quantum electronics. SUBSTANCE: linear sections of laser channel in gas laser are positioned along zigzag line, thus forming the collapsible resonator. Turning mirrors are installed directly on side surfaces of monoblock, and end mirrors are mounted through wedge-type gaskets at definite wedge angle. Cathode and anode are connected to corresponding sections of laser channel spaced along the latter. EFFECT: more effective functioning. 14 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к квантовой электронике, а именно к отпаянным (герметичным) моноблочным газовым лазерам, в которых возбуждается продольный электрический разряд в длинном складном резонаторе и которые обладают высокой надежностью, стабильными параметрами выходного излучения в сложных условиях эксплуатации (при перепадах температуры окружающей среды, ударных нагрузках, вибрации) и вместе с тем имеют относительно простую конструкцию малых размеров и массы, технологичную и нетрудоемкую в изготовлении. Изобретение найдет применение в переносном и стационарном медицинском оборудовании, интерферометрических контрольно-измерительных системах, голографических установках в качестве недорогого малогабаритного источника когерентного излучения. The invention relates to quantum electronics, namely to sealed-off (sealed) monoblock gas lasers in which a longitudinal electric discharge is excited in a long folding resonator and which have high reliability, stable output radiation parameters in difficult operating conditions (at ambient temperature fluctuations, shock loads vibrations) and at the same time have a relatively simple design of small dimensions and mass, technological and labor-consuming to manufacture. The invention will find application in portable and stationary medical equipment, interferometric control and measuring systems, holographic installations as an inexpensive small-sized source of coherent radiation.

При решении ряда задач в указанных и других областях использования газовых лазеров возникает необходимость уменьшения расходимости лазерного излучения, что достигается увеличением длины резонатора. При этом лазеры с линейным каналом приобретают большие габариты (до 2 м для He-Ne лазеров мощностью 25-50 мВт) и массу (30-40 кг) из-за использования массивных средств крепления разрядной трубки (для уменьшения ее деформации при разогреве разрядом и снижения чувствительности к вибрациям и ударным нагрузкам). In solving a number of problems in these and other areas of gas gas use, it becomes necessary to reduce the divergence of laser radiation, which is achieved by increasing the cavity length. At the same time, lasers with a linear channel acquire large dimensions (up to 2 m for He-Ne lasers with a power of 25-50 mW) and weight (30-40 kg) due to the use of massive means of fastening the discharge tube (to reduce its deformation during heating by discharge and decrease in sensitivity to vibrations and shock loads).

Значительное уменьшение габаритов и массы лазера получают при использовании многопроходных [1-3] или складных резонаторов, в которых излучение распространяется по траектории в виде ломанной линии на плоскости [4-6] или в пространстве [7, 8] В многопроходных резонаторах это достигается с помощью зеркал с относительно большой поверхностью, а в складных резонаторах благодаря использованию дополнительных поворотных зеркал небольших размеров. A significant reduction in the dimensions and mass of the laser is obtained using multipass [1-3] or folding resonators, in which the radiation propagates along the trajectory in the form of a broken line on the plane [4-6] or in space [7, 8] In multipass resonators this is achieved with using mirrors with a relatively large surface, and in folding resonators due to the use of additional small rotary mirrors.

Вместе с тем и в том и в другом случае возникают проблемы связанные с разъюстировкой резонатора вследствие деформации поверхности зеркал (в основном для многопроходных резонаторов) или изменения их положения (например, из-за различия коэффициентов теплового расширения (КТР) покрытий, подложек и держателей зеркал), вызванных перепадами температуры, ударными нагрузками, вибрацией. Вследствие этого надежность лазеров, стабильность параметров их выходного излучения в таких сложных условиях эксплуатации (возникающих, например, для переносного медицинского оборудования при работе по вызову вне и внутри помещения) оказываются недостаточными. At the same time, in both cases problems arise with alignment of the resonator due to deformation of the mirror surface (mainly for multipass resonators) or a change in their position (for example, due to the difference in the thermal expansion coefficients (CTE) of coatings, substrates, and mirror holders ) caused by temperature changes, shock loads, vibration. As a result, the reliability of the lasers, the stability of the parameters of their output radiation in such difficult operating conditions (arising, for example, for portable medical equipment when working on a call outside and indoors) are insufficient.

Решение этих проблем путем введения средств юстировки усложняет конструкцию лазера и его эксплуатацию (см. например, [9]). Юстировка проводится обычно высококвалифицированным персоналом, трудоемка и требует достаточно длительного времени, что при определенных обстоятельствах является неприемлемым (например, при использовании переносного медицинского оборудования в экстренных случаях). Solving these problems by introducing adjustment tools complicates the design of the laser and its operation (see, for example, [9]). The adjustment is usually carried out by highly qualified personnel, time-consuming and requires a sufficiently long time, which is unacceptable in certain circumstances (for example, when using portable medical equipment in emergency cases).

В наибольшей степени указанные проблемы могут быть решены в моноблочных конструкциях лазеров, которые, однако, известны лишь для линейных и кольцевых лазеров. Моноблок является держателем лазерного канала на всем его протяжении, а также держателем его зеркал [10-13] Он изготавливается из диэлектрического материала (кварц, керамика и др.), имеющего весьма низкий коэффициент теплового расширения, а также высокую виброустойчивость. Поэтому в нем в значительной мере снимаются проблемы, связанные с деформацией лазерного канала, присущие газоразрядным трубкам и он обеспечивает температурную стабилизацию резонатора [14] В связи с этим в процессе эксплуатации моноблочные лазеры не требуют юстировки [15] что делает их конструкцию достаточно простой и компактной. To the greatest extent, these problems can be solved in monoblock laser designs, which, however, are known only for linear and ring lasers. The monoblock is the holder of the laser channel along its entire length, as well as the holder of its mirrors [10-13]. It is made of a dielectric material (quartz, ceramics, etc.), which has a very low coefficient of thermal expansion, as well as high vibration resistance. Therefore, it largely removes the problems associated with the deformation of the laser channel inherent in gas discharge tubes and it provides temperature stabilization of the resonator [14] In this regard, monoblock lasers do not require alignment during operation [15], which makes their design quite simple and compact .

Представляется целесообразным распространить указанные полезные свойства на лазеры со складными резонаторами. Однако, приемы использования технических решений и накопленного опыта по разработке складных резонаторов в моноблочных конструкциях не являются прямыми и очевидными. Так, использование решений [1, 5, 6] в моноблочном исполнении потребовало бы сложной и трудоемкой технологии изготовления криволинейных либо рельефных торцевых поверхностей из множества плоских участков с прецизионной их привязкой по углу. Кроме того, традиционное использование в складных резонаторах "длинной базы" (расстояние между зеркалами вдоль участков траектории излучения) для моноблочных конструкций представляется проблематичным. Действительно, такая база потребует повышенной линейности изготовления длинных участков канала, а также точности обработки торцевых поверхностей моноблока для исключения виньетирования излучения в резонаторе самими каналами. Это сопряжено поэтому с высокими трудозатратами и необходимостью применения сложных и дорогих технологий. В противном случае необходимо увеличение диаметра канала, что, однако, влечет за собой уменьшение оптимального рабочего давления газовой смеси и, как следствие, снижение долговечности лазера. It seems appropriate to extend these useful properties to lasers with folding resonators. However, techniques for using technical solutions and accumulated experience in the development of folding resonators in monoblock structures are not direct and obvious. Thus, the use of solutions [1, 5, 6] in a monoblock design would require a complex and time-consuming technology for the manufacture of curved or embossed end surfaces from a variety of flat sections with their precise angle binding. In addition, the traditional use of “long base” in folding resonators (the distance between the mirrors along sections of the radiation path) for monoblock structures seems problematic. Indeed, such a base will require increased linearity in the manufacture of long sections of the channel, as well as precision machining of the end surfaces of the monoblock to exclude vignetting of radiation in the resonator by the channels themselves. Therefore, this is associated with high labor costs and the need to use complex and expensive technologies. Otherwise, an increase in the diameter of the channel is necessary, which, however, entails a decrease in the optimal working pressure of the gas mixture and, as a consequence, a decrease in the laser life.

Непосредственный перенос опыта конструирования моноблочных кольцевых резонаторов, использующих каналы с линейными участками, на моноблочные складные резонаторы также невозможен без его творческого переосмысления из-за специфики их конструкций и решаемых задач, приводящей, с одной стороны, к необходимости обработки большого числа поверхностей моноблока с прецизионной угловой привязкой друг с другом, требующей использования сложного и дорогого технологического оборудования, а с другой стороны к неэффективному использованию объема моноблока для размещения активной среды и разрядных электродов. Разрядные электроды в кольцевых лазерах располагают, как правило, снаружи моноблока, что увеличивает его размеры, требует дополнительных затрат на обработку под них поверхностей и использования трудоемких технологий их закрепления на этих поверхностях. The direct transfer of the experience of designing monoblock ring resonators using channels with linear sections to monoblock folding resonators is also impossible without its creative rethinking due to the specifics of their designs and tasks, which leads, on the one hand, to the need to process a large number of monoblock surfaces with precision angular binding to each other, requiring the use of complex and expensive technological equipment, and on the other hand to inefficient use of volume m onoblok for placement of the active medium and discharge electrodes. Discharge electrodes in ring lasers are usually located outside the monoblock, which increases its size, requires additional costs for processing surfaces under them and the use of labor-intensive technologies for fixing them on these surfaces.

Таким образом, возникает задача, сформулированная в такой постановке впервые и заключающаяся в разработке моноблочных газовых лазеров, в которых возбуждается продольный электрический разряд в длинном складном резонаторе и которые обладают высокой надежностью, стабильными параметрами в сложных условиях эксплуатации м вместе с тем имеют технологическую и простую конструкцию небольших размеров и массы со сниженной трудоемкостью изготовления. Thus, the problem arises, formulated for the first time in this formulation and consisting in the development of monoblock gas lasers in which a longitudinal electric discharge is excited in a long folding resonator and which have high reliability, stable parameters in difficult operating conditions and at the same time have a technological and simple design small size and weight with reduced manufacturing labor.

Поскольку моноблочных газовых лазеров с длинным складным резонатором в литературе авторы не обнаружили, то наиболее близкими по совокупности существенных признаков оказались лазеры с кольцевым резонатором [16, 17] из которых [17] выбран в качестве прототипа. Известные лазеры [16, 17] содержат моноблок из диэлектрического материала, в котором выполнен лазерный канал, заполненный активной средой, состоящий из последовательно расположенных и соединенных друг с другом с образованием кольцевого резонатора линейных участков с полостями в местах их соединения и ограниченный в этих местах поворотными зеркалами, герметично установленными на плоских торцевых поверхностях моноблока, а также, по меньшей мере, один катод с развитой протяженной поверхностью (полусферической в [16] и куполообразной в [17] формы) и анод, контактирующие с активной средой для возбуждения в ней продольного электрического разряда. В [16] катоды и анод расположены на боковых поверхностях моноблока, что требует дополнительных затрат на обработку этих поверхностей и использования трудоемких технологий для изготовления и закрепления этих разрядных электродов на указанных поверхностях. В [17] используется две пары катод-анод для соответствующих участков лазерного канала, причем катоды расположены между этими участками в соответствующих полостях, выполненных в моноблоке, соединенных с участками вспомогательными каналами. Since the authors did not find monoblock gas lasers with a long folding resonator in the literature, ring-resonator lasers [16, 17] of which [17] were selected as the prototype were the closest in terms of the essential features. Known lasers [16, 17] contain a monoblock of dielectric material, in which a laser channel is filled with an active medium, consisting of linear sections arranged in series and connected to each other with the formation of a ring resonator with cavities at their junctions and limited in these places by rotary mirrors hermetically mounted on the flat end surfaces of the monoblock, as well as at least one cathode with a developed extended surface (hemispherical in [16] and dome-shaped in [17] for s) and an anode in contact with the active medium to excite therein a longitudinal electric discharge. In [16], the cathodes and anode are located on the lateral surfaces of the monoblock, which requires additional costs for processing these surfaces and the use of labor-intensive technologies for the manufacture and fixing of these discharge electrodes on these surfaces. In [17], two cathode – anode pairs are used for the corresponding sections of the laser channel, the cathodes being located between these sections in the respective cavities made in a monoblock connected to the sections by auxiliary channels.

Однако, в известных газовых лазерах [16, 17] необходима обработка под каждое поворотное зеркало (a в [16] и под каждый электрод) отдельного участка поверхности моноблока с прецизионной угловой привязкой между такими участками. Реализация такого решения для многоповоротных складных резонаторов нецелесообразна и нетехнологична, т.к. потребовала бы (как уже указывалось выше при анализе [5, 6]) применения трудоемкой технологии изготовления рельефных поверхностей с использованием сложного и дорогого технологического оборудования. Это не позволяет в полной мере решить поставленную задачу. However, in well-known gas lasers [16, 17], it is necessary to process for each rotary mirror (a in [16] and for each electrode) a separate portion of the surface of a monoblock with precision angular reference between such portions. The implementation of such a solution for multi-turn folding resonators is impractical and low-tech, because would require (as already mentioned above in the analysis of [5, 6]) the use of labor-intensive technology for manufacturing embossed surfaces using complex and expensive technological equipment. This does not allow to fully solve the task.

Указанные недостатки прототипа [17] могут быть преодолены и поставленная задача может быть решена с помощью предлагаемого изобретения в полной мере за счет того, что в газовом лазере, содержащем моноблок из диэлектрического материала, в котором выполнен лазерный канал, заполненный активной средой, состоящий из последовательно расположенных и соединенных друг с другом линейных участков с полостями в местах их соединения и ограниченный в этих местах поворотными зеркалами, герметично установленными на поверхностях моноблока, а также, по меньшей мере, один катод с развитой протяженной поверхностью, помещенный в соединенную с лазерным каналом полость, выполненную в моноблоке, и, по меньшей мере, один анод, контактирующие с активной средой для возбуждения в ней продольного электрического разряда, согласно изобретения, линейные участки лазерного канала расположены вдоль зигзагообразной линии с образованием складного резонатора между введенными концевыми зеркалами, по меньшей мере, одно из которых является сферическим и которые установлены вместе с поворотными зеркалами на противолежащих плоских боковых поверхностях моноблока, при этом поворотные зеркала установлены на этих боковых поверхностях непосредственно, а концевые зеркала через клиновидные прокладки с углом клина соответствующим углу между осью участка лазерного канала и нормалью к боковой поверхности, а катод и анод соединены с соответствующими участками лазерного канала, разнесенными вдоль него. These disadvantages of the prototype [17] can be overcome and the task can be solved with the help of the invention in full due to the fact that in a gas laser containing a monoblock of dielectric material, in which a laser channel is filled with an active medium, consisting of sequentially linear sections located and connected to each other with cavities in the places of their connection and limited in these places by rotary mirrors hermetically mounted on the surfaces of the monoblock, as well as at least one cathode with a developed extended surface placed in a cavity connected to the laser channel made in a monoblock, and at least one anode in contact with the active medium to excite a longitudinal electric discharge in it, according to the invention, linear sections of the laser channel located along a zigzag line with the formation of a folding resonator between the inserted end mirrors, at least one of which is spherical and which are mounted together with the rotary mirrors on opposite flat side surfaces of the monoblock, with the rotary mirrors mounted directly on these side surfaces, and end mirrors through wedge-shaped gaskets with a wedge angle corresponding to the angle between the axis of the laser channel section and normal to the side surface, and the cathode and anode are connected to the corresponding sections of the laser channel, spaced along it.

Наличие отличительных от прототипа [17] существенных признаков позволяет констатировать соответствие заявляемого изобретения условиям патентоспособности по новизне. The presence of essential features distinctive from the prototype [17] allows us to state the compliance of the claimed invention with the conditions of patentability for novelty.

Сущность изобретения заключается в том, что, в отличие от известных лазеров с многопроходными или многоповоротными резонаторами, в предложенной моноблочной конструкции газового лазера длинный лазерный канал "складывают" в поперечном направлении к продольной оси моноблока, т. е. формируют его из относительно коротких линейных участков, расположенных между противолежащими плоскими боковыми поверхностями моноблока. The essence of the invention lies in the fact that, in contrast to known lasers with multi-pass or multi-turn resonators, in the proposed monoblock design of a gas laser, the long laser channel is "folded" in the transverse direction to the longitudinal axis of the monoblock, that is, it is formed from relatively short linear sections located between opposite flat side surfaces of the monoblock.

Короткие участки лазерного канала, ограниченные к тому же зеркалами (поворотными и концевыми) небольших размеров, менее подвержены влиянию перепадов температуры окружающей среды, ударных нагрузок, вибрации, что обеспечивает высокую надежность предлагаемого лазера, стабильность параметров его выходного излучения в сложных условиях эксплуатации за счет стабилизации каждого участка его длинного складного резонатора. Short sections of the laser channel, which are also limited by small-size mirrors (rotary and end), are less susceptible to the effects of ambient temperature changes, shock loads, and vibration, which ensures high reliability of the proposed laser and the stability of its output radiation in difficult operating conditions due to stabilization each section of its long folding resonator.

Короткие участки лазерного канала могут быть выполнены меньшего диаметра (нежели длинные участки) с сохранением их требуемой линейности, что обеспечивает больший коэффициент усиления активной среды и, следовательно, меньшую зависимость от качества изготовления элементов и качества подготовки лазера, влияющих на потери резонатора. Short sections of the laser channel can be made of a smaller diameter (rather than long sections) while maintaining their required linearity, which provides a greater gain of the active medium and, therefore, less dependence on the manufacturing quality of the elements and the quality of the preparation of the laser, affecting the loss of the resonator.

Короткие линейные участки лазерного канала могут быть выполнены обычными средствами без использования уникального технологического оборудования. А так как эти участки канала расположены между двумя плоскими поверхностями моноблока и концевые зеркала устанавливаются на эти поверхности через клиновидные прокладки, то оказывается достаточным производить обработку и полировку только этих двух (боковых) плоских поверхностей моноблока, вне зависимости от числа поворотных зеркал (в отличие от аналога [16] и прототипа [17] т.е. от того во сколько раз "складывается" длинный резонатор. Последнее позволяет исключить трудоемкие операции прецизионной перестройки по углу технологического оборудования и, в целом, снизить трудоемкость процесса изготовления моноблочного лазера. Кроме того, это позволяет в максимальной степени использовать объем моноблока за счет увеличения числа линейных участков лазерного канала на единицу длины моноблока вдоль его оси и вследствие этого существенно уменьшить габариты и массу лазера. Short linear sections of the laser channel can be performed by conventional means without the use of unique technological equipment. And since these portions of the channel are located between two flat surfaces of the monoblock and end mirrors are installed on these surfaces through wedge-shaped gaskets, it turns out to be sufficient to process and polish only these two (side) flat surfaces of the monoblock, regardless of the number of rotary mirrors (unlike analogue [16] and prototype [17], that is, how many times the “long resonator" folds in. The latter eliminates the time-consuming operations of precision adjustment along the angle of the technological equipment Hovhan and generally reduce the complexity of the manufacturing process monobloc laser. Furthermore, it allows the maximum use of the volume of the monoblock by increasing the number of linear portions on the laser channel monoblock unit length along its axis and thereby significantly reduce the size and weight of the laser.

При выполнении моноблока в форме параллелепипеда (или иной формы) с хорошо выдержанной параллельностью (в пределах погрешностей, допустимых при изготовлении кольцевых лазеров) его плоских боковых поверхностей, на которых устанавливаются зеркала, оси участков лазерного канала могут образовывать один и тот же угол с нормалями к этим боковым поверхностям. Тогда и углы клина клиновидных прокладок имеют практически такой же угол. Однако, плоские боковые поверхности моноблока могут быть и непараллельным с небольшим наклоном друг к другу. Тогда оси разных участков лазерного канала образуют различные углы с нормалями к этим боковым поверхностям согласно законам оптики. В таком случае угол клина каждой из клиновидных прокладок определяется углом между осью соответствующего конечного участка лазерного канала и нормалью к боковой поверхности, на которой эта клиновидная прокладка установлена. When performing a monoblock in the form of a parallelepiped (or other shape) with well-maintained parallelism (within the margin of error acceptable in the manufacture of ring lasers) of its flat side surfaces on which mirrors are mounted, the axes of the sections of the laser channel can form the same angle with the normals to to these side surfaces. Then the wedge angles of the wedge-shaped gaskets have almost the same angle. However, the flat side surfaces of the monoblock can be non-parallel with a slight inclination to each other. Then the axes of different sections of the laser channel form different angles with normals to these side surfaces according to the laws of optics. In this case, the wedge angle of each of the wedge-shaped spacers is determined by the angle between the axis of the corresponding end portion of the laser channel and the normal to the side surface on which this wedge-shaped spacer is mounted.

Для упрощения технологии изготовления целесообразно, чтобы линейные участки лазерного канала образовывали бы плоский складной резонатор, т.е. чтобы зигзагообразная линия, вдоль которой они расположены, была бы плоской. При этом двугранные углы клиновидных прокладок будут лежать, очевидно, в плоскости этой линии. Однако, зигзагообразная линия их расположения может быть и пространственной без значительного усложнения технологии изготовления, что может быть использовано, например, для уменьшения продольных размеров моноблока и лазера за счет максимально плотного расположения (дисковых) зеркал на боковой поверхности моноблока. To simplify the manufacturing technology, it is advisable that the linear sections of the laser channel form a flat folding resonator, i.e. so that the zigzag line along which they are located is flat. In this case, the dihedral angles of the wedge-shaped gaskets will obviously lie in the plane of this line. However, the zigzag line of their location can also be spatial without significantly complicating the manufacturing technology, which can be used, for example, to reduce the longitudinal dimensions of the monoblock and laser due to the most dense arrangement of (disk) mirrors on the side surface of the monoblock.

Подчеркнем, что задача разработки моноблочных газовых лазеров с длинным складным резонатором и продольным возбуждением поставлена и решена в настоящей заявке. Поэтому в предлагаемом техническом решении отличительные признаки имеют особенности именно таких лазеров (например, связанные с расположением участков лазерного канала вдоль зигзагообразной линии или с установкой концевых и поворотных зеркал на боковых поверхностях моноблока). Поскольку сведений о таких моноблочных лазерах с многоповоротным складным резонатором авторы не обнаружили в патентной и технической литературе, это позволило им сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условиям патентоспособности по изобретательскому уровню. При этом известность конструкций моноблочных газовых лазеров, работающих на других принципах (например, волноводных с поперечным ВЧ-возбуждением [18, 19]), не может ставить под сомнение этот вывод, так как они имеют свой круг проблем и свои особенности, не относящиеся к моноблочным лазерам с продольным возбуждением. We emphasize that the task of developing monoblock gas lasers with a long folding resonator and longitudinal excitation was posed and solved in this application. Therefore, in the proposed technical solution, the distinctive features have the features of just such lasers (for example, associated with the location of the sections of the laser channel along the zigzag line or with the installation of end and rotary mirrors on the side surfaces of the monoblock). Since the authors did not find information about such monoblock lasers with a multi-turn folding resonator in the patent and technical literature, this allowed them to conclude that the claimed invention meets the patentability conditions at the inventive step. At the same time, the popularity of the designs of monoblock gas lasers operating on other principles (for example, waveguides with transverse RF excitation [18, 19]) cannot question this conclusion, since they have their own range of problems and their own features that are not related to monoblock lasers with longitudinal excitation.

Так, в [18, 19] многоповоротный складной резонатор реализован путем выполнения сети равномерно разнесенных и пересекающихся канавок на поверхности керамического моноблока (что является специфичным именно для лазеров с поперечным возбуждением). На боковых и торцевых поверхностях моноблока установлены плоские поворотные зеркала с относительно большой поверхностью. Каждое из таких зеркал ограничивает все участки лазерного канала (образованные канавками в моноблоке), выходящие на соответствующую поверхность моноблока. Концевые зеркала устанавливают на специально подготовленную поверхность в угловой области моноблока. So, in [18, 19], a multi-turn folding resonator was realized by performing a network of uniformly spaced and intersecting grooves on the surface of a ceramic monoblock (which is specific for transverse excitation lasers). On the side and end surfaces of the monoblock, flat rotary mirrors with a relatively large surface are installed. Each of these mirrors limits all sections of the laser channel (formed by grooves in the monoblock) that extend to the corresponding surface of the monoblock. End mirrors are mounted on a specially prepared surface in the corner region of the monoblock.

Ясно, что такое решение не может быть использовано в лазерах с продольным возбуждением: пересекающиеся участки лазерного канала создают конкурирующие направления для распространения продольного разряда. Это привело бы к нестабильности их возбуждения и неработоспособности. Кроме того, из-за больших размеров зеркал и выполнения в моноблоке канавок, а не каналов, возникают проблемы герметизации лазерного объема, не говоря уже о проблемах разъюстировки резонатора, вызванной деформацией таких зеркал в сложных условиях эксплуатации. К тому же необходимость обработки большого числа поверхностей моноблока с прецизионной привязкой их по углу требует использования сложного и дорогого технологического оборудования. It is clear that such a solution cannot be used in lasers with longitudinal excitation: the intersecting sections of the laser channel create competing directions for the propagation of a longitudinal discharge. This would lead to instability of their excitation and inoperability. In addition, due to the large size of the mirrors and the execution of the grooves rather than channels in the monoblock, problems arise in sealing the laser volume, not to mention the problems of alignment of the resonator caused by the deformation of such mirrors in difficult operating conditions. In addition, the need to process a large number of monoblock surfaces with precise angle binding requires the use of complex and expensive technological equipment.

Описанные в сущности особенности заявляемого изобретения, определяющие отличительные свойства моноблочного газового лазера со складным резонатором и характеристики его выходного излучения, не распространяются на выбор используемых материалов, форму и расположение разрядных электродов, форму моноблока в целом. The essentially described features of the claimed invention, which determine the distinctive properties of a monoblock gas laser with a folding resonator and the characteristics of its output radiation, do not apply to the choice of materials used, the shape and location of the discharge electrodes, the shape of the monoblock as a whole.

Подложки зеркал и клиновидные прокладки выполнены из того же материала, что и моноблок, например, из ситалла, но могут быть выполнены и из кварца или любого другого диэлектрического материала с малым КТР. Это позволяет практически полностью устранить смещения зеркал относительно осей соответствующих участков каналов при самопрогреве лазера, изменении температуры окружающей среды и значительно уменьшить указанные смещения при интенсивных механических воздействиях (ударах, вибрации). Использование клиновидных прокладок для крепления концевых зеркал позволяет существенно упростить конструкцию корпуса и выполнить его, например, в виде параллелепипеда или усеченного цилиндра с плоскими полированными параллельными друг другу боковыми поверхностями, или в другом виде (форме) удобном для использования и изготовления. The substrate of the mirrors and wedge-shaped gaskets are made of the same material as the monoblock, for example, of ceramic, but can also be made of quartz or any other dielectric material with a small CTE. This makes it possible to almost completely eliminate the displacements of the mirrors relative to the axes of the corresponding sections of the channels when the laser self-heats up, changes in the ambient temperature and significantly reduce these displacements during intense mechanical stresses (shock, vibration). The use of wedge-shaped gaskets for mounting end mirrors can significantly simplify the design of the body and make it, for example, in the form of a parallelepiped or a truncated cylinder with flat polished side surfaces parallel to each other, or in another form (form) convenient for use and manufacture.

Подложки поворотных зеркал и клиновидные прокладки имеют размеры несколько большие размеров полостей в местах соединения линейных участков лазерного канала для обеспечения герметизации ими лазерного объема за счет их установки на боковых поверхностях моноблока на оптическом контакте. Конечно, герметизация может быть проведена и другим путем, например, путем пайки индиевым припоем или иным образом, известным специалистам в этой области техники. The substrates of the turning mirrors and the wedge-shaped gaskets have somewhat larger cavity sizes at the junctions of the linear sections of the laser channel to ensure that they seal the laser volume by installing them on the side surfaces of the monoblock on the optical contact. Of course, sealing can be carried out in another way, for example, by soldering with indium solder or otherwise known to specialists in this field of technology.

Подложки концевых зеркал устанавливаются аналогичным образом (на оптическом контакте) на клиновидные прокладки, которые выполнены полыми (со сквозным отверстием) для исключения переотражений от ее поверхностей. Однако, клиновидные прокладки могут быть и сплошными (без отверстия), но с тонкой кольцевой прокладкой (шайбой) со стороны зеркала (чтобы не повредить зеркальное покрытие) и просветляющими покрытиями для уменьшения потерь. The substrates of the end mirrors are installed in a similar manner (on an optical contact) on wedge-shaped gaskets that are hollow (with a through hole) to prevent re-reflections from its surfaces. However, wedge-shaped gaskets can be continuous (without a hole), but with a thin ring gasket (washer) on the side of the mirror (so as not to damage the mirror coating) and antireflection coatings to reduce losses.

Катод и анод целесообразно располагать у противоположных торцевых поверхностей моноблока, где имеются области свободные от участков лазерного канала и соединять их с соответствующими концевыми участками лазерного канала через полости у концевых зеркал. Это позволяет возбудить электрический разряд на всем протяжении лазерного канала. It is advisable to place the cathode and anode at the opposite end surfaces of the monoblock, where there are areas free of sections of the laser channel and connect them to the corresponding end sections of the laser channel through the cavity at the end mirrors. This allows you to excite an electric discharge throughout the laser channel.

Однако, возбуждение разряда возможно и в каждой его половине или иной части лазерного канала. В этом случае используется два катода и один анод, либо два анода и один катод. Катоды (аноды) при этом расположены у противоположных торцевых поверхностей моноблока и соединены с соответствующими концевыми участками лазерного канала через полости у концевых зеркал, а анод (катод) расположен в средней части моноблока между соответствующими участками лазерного канала и соединен с ними через полость в месте соединения этих участков. Такое расположение облегчает возбуждение разряда в лазерном канале. However, the excitation of the discharge is possible in each of its half or another part of the laser channel. In this case, two cathodes and one anode are used, or two anodes and one cathode. The cathodes (anodes) are located at the opposite end surfaces of the monoblock and are connected to the corresponding end sections of the laser channel through the cavities at the end mirrors, and the anode (cathode) is located in the middle of the monoblock between the corresponding sections of the laser channel and connected to them through the cavity at the junction these sites. This arrangement facilitates the excitation of the discharge in the laser channel.

Каждый катод предпочтительно выполнять в форме полого цилиндра с наружным диаметром соответствующим диаметру цилиндрической полости, в которую его помещают. Это упрощает его изготовление. Однако, он может быть выполнен и куполообразным, как в [17] Каждый анод имеет форму штыря. Вместе с тем он может быть изготовлен и иной формы, например, в виде кольца или полого цилиндра и аналогично катоду помещен в соответствующую ему цилиндрическую полость. Each cathode is preferably made in the form of a hollow cylinder with an outer diameter corresponding to the diameter of the cylindrical cavity into which it is placed. This simplifies its manufacture. However, it can also be domed, as in [17]. Each anode has the shape of a pin. At the same time, it can be made of another shape, for example, in the form of a ring or a hollow cylinder and, like a cathode, is placed in a cylindrical cavity corresponding to it.

Каждый катод или каждый анод может быть помещен в соответствующую катодную или анодную полость, выполненную отдельно в моноблоке и расположенную у торцевой его поверхности или в средней его части. Катодная или анодная полость в этом случае соединена с полостью у концевого зеркала или с полостью в месте соединения участков лазерного канала в средней части моноблока с помощью соответствующего вспомогательного канала. При использовании штыревых анодов они могут быть помещены непосредственно в соответствующие вспомогательные каналы. В этом случае отпадает необходимость изготовления отдельных анодных полостей. Each cathode or each anode can be placed in the corresponding cathode or anode cavity, made separately in a monoblock and located at its end surface or in its middle part. The cathode or anode cavity in this case is connected to the cavity at the end mirror or to the cavity at the junction of the sections of the laser channel in the middle of the monoblock using the corresponding auxiliary channel. When using pin anodes, they can be placed directly in the corresponding auxiliary channels. In this case, there is no need to manufacture individual anode cavities.

Вместе с тем каждый катод или каждый анод может быть помещен и непосредственно в одну из упомянутых полостей у концевых зеркал или в полость в месте соединения участков лазерного канала в средней части моноблока. Эти полости при этом выполняют соответствующих размеров, а катод или анод помещают в удаленную от зеркала часть полости для предохранения зеркала от воздействия плазмы разряда. At the same time, each cathode or each anode can be placed directly in one of the mentioned cavities at the end mirrors or in the cavity at the junction of sections of the laser channel in the middle of the monoblock. In this case, these cavities are of appropriate size, and the cathode or anode is placed in a part of the cavity remote from the mirror to protect the mirror from the action of the discharge plasma.

Дополнительные возможности появляются у заявляемого газового лазера при выполнении поворотных зеркал сферическими. Это позволяет увеличить выходную мощность лазера по сравнению с вариантом использования плоских поворотных зеркал. Радиус зеркал подбирают исходя из требований к модовому составу излучения и величине выходной мощности. Additional features appear in the inventive gas laser when performing rotary mirrors spherical. This allows you to increase the output power of the laser compared to the option of using flat rotary mirrors. The radius of the mirrors is selected based on the requirements for the mode composition of the radiation and the magnitude of the output power.

Для лучшего понимания существа изобретения на фиг. 1-3 приведены различные варианты его реализации. For a better understanding of the invention, FIG. 1-3 are various options for its implementation.

На фиг. 1 показан газовый лазер, содержащий моноблок 1 в форме параллелепипеда из диэлектрического материала с малым КТР (например, ситалла), в котором выполнен лазерный канал, заполненный активной средой (образованной смесью He и Ne в требуемом соотношении, например, 8:1 или 11:1, или др. при давлении 2-5 торр), состоящий из последовательно расположенных и соединенных друг с другом коротких линейных участков 2, 2' с полостями в местах их соединения и ограниченный в этих местах плоскими поворотными зеркалами 4 небольших размеров (диаметром 20-30 мм) с ситалловыми или кварцевыми подложками, герметично установленными на противолежащих параллельных боковых поверхностях 5 и 6 моноблока 1, отполированных до высокой степени, необходимой для закрепления на них зеркал 4 на оптическом контакте. Линейные участки 2, 2' (2' концевые участки) лазерного канала (число которых ограничено для простоты шестью, хотя их может быть и больше, например, 8 или 12, или др.) расположены вдоль плоской зигзагообразной линии, сложенной в поперечном к продольной оси 7 моноблока 1 направлении, с образованием складного резонатора между концевыми сферическими зеркалами 8 и 9, герметично установленными (также на оптическом контакте) на боковой поверхности 5 моноблока 1 через полые клиновидные прокладки (из ситалла) 10 и 11 соответственно с углом клина, соответствующим углу между осью участка 2' лазерного канала и нормалью к боковой поверхности 5. Линейные участки 2, 2' лазерного канал наклонены под одним и тем же углом (5-7) к плоскости перпендикулярной оси 7 моноблока 1 и для длины моноблока вдоль этой оси 200-230 мм в нем, благодаря расположению их вдоль зигзагообразной линии, удается "уложить" лазерный канал длиной 1600 мм. In FIG. 1 shows a gas laser containing a monoblock 1 in the form of a parallelepiped made of a dielectric material with a small CTE (for example, glass), in which a laser channel is filled with an active medium (formed by a mixture of He and Ne in the required ratio, for example, 8: 1 or 11: 1, or others at a pressure of 2-5 torr), consisting of short linear sections 2, 2 'sequentially located and connected to each other with cavities at their junctions and bounded in these places by flat turning mirrors 4 of small sizes (with a diameter of 20 30 mm) with glass and or quartz substrates hermetically mounted on opposite parallel lateral surfaces 5 and 6 of monoblock 1, polished to the high degree necessary for fixing mirrors 4 to them on an optical contact. The linear sections 2, 2 '(2' end sections) of the laser channel (the number of which is limited to six for simplicity, although there may be more, for example, 8 or 12, or others) are located along a flat zigzag line folded transverse to longitudinal axis 7 of the monoblock 1 direction, with the formation of a folding resonator between the end spherical mirrors 8 and 9, hermetically mounted (also on the optical contact) on the side surface 5 of the monoblock 1 through hollow wedge-shaped gaskets (made of glass) 10 and 11, respectively, with a wedge angle corresponding to the angle between the axis of the laser channel section 2 'and the normal to the side surface 5. The linear laser channel sections 2, 2' are inclined at the same angle (5-7) to the plane perpendicular to axis 7 of monoblock 1 and for the length of the monoblock along this axis 200-230 mm in it, due to their location along a zigzag line, it is possible to "lay" a laser channel with a length of 1600 mm.

Для возбуждения продольного электрического разряда в активной среде в моноблоке 1 у противоположных его торцевых поверхностей 12 и 13 расположены полый цилиндрический холодный катод 14 (например, из алюминия) с развитой протяженной поверхностью и штыревой анод 15 (например, из титана), контактирующие с активной средой. Катод 14 помещен в цилиндрическую полость 16, выполненную в моноблоке 1 и соединенную с лазерным каналом (его концевым участком 2') через вспомогательный канал 17 и полость 3' у концевого зеркала 8. Анод 15 помещен во вспомогательный канал 18, соединенный с полостью 3' у концевого зеркала 9. Наружный диаметр катода 14 соответствует диаметру полости 16, в которой он закреплен за счет упругих свойств своих стенок. Катод 14 и анод 15 электрически соединены соответственно с контактами 19 и 20, установленными на боковой поверхности моноблока 1 и герметизирующими полость 16 и вспомогательный канал 18. Контакты 19 и 20 соединены выводами 21, 22 с соответствующими выводами источника питания (на фиг. 1 не показан) для обеспечения возбуждения и поддержания электрического разряда в активной среде лазера. To excite a longitudinal electric discharge in the active medium, a hollow cylindrical cold cathode 14 (for example, from aluminum) with a developed extended surface and a pin anode 15 (for example, from titanium) in contact with the active medium are located in the monoblock 1 at the opposite end surfaces 12 and 13 . The cathode 14 is placed in a cylindrical cavity 16 made in a monoblock 1 and connected to the laser channel (its end portion 2 ′) through the auxiliary channel 17 and the cavity 3 ′ at the end mirror 8. The anode 15 is placed in the auxiliary channel 18 connected to the cavity 3 ′ at the end mirror 9. The outer diameter of the cathode 14 corresponds to the diameter of the cavity 16 in which it is fixed due to the elastic properties of its walls. The cathode 14 and the anode 15 are electrically connected respectively to the contacts 19 and 20 mounted on the side surface of the monoblock 1 and sealing the cavity 16 and the auxiliary channel 18. The contacts 19 and 20 are connected by the terminals 21, 22 with the corresponding terminals of the power source (not shown in Fig. 1 ) to ensure the excitation and maintenance of an electric discharge in the active medium of the laser.

Вариант реализации газового лазера, показанный на фиг. 2, отличается от приведенного на фиг. 1 лишь схемой возбуждения разряда. Катоды 14'и 14'', расположенные у противоположных торцевых поверхностей 12 и 13 моноблока 1, помещены в выполненные в нем полости 16' и 16'' и соединены с соответствующими концевыми участками 2' лазерного канала через вспомогательные каналы 17' и 17'' и полости 3' у концевых зеркал 8 и 9. Штыревой анод 15 помещен во вспомогательный канал 18, расположенный в средней части моноблока 1 между соответствующими участками 2 лазерного канала и соединенный с ними через полость 3 в месте соединения этих участков. Катоды 14' и 14'' электрически соединены с контактами 19' и 19'' для подключения к источнику питания выводами 21' и 21''. Контакты 19'и 19'' установлены на боковой поверхности 6 моноблока 1 и герметизируют полости 16' и 16''. Анод 15 электрически соединен с контактом 20, расположенным на боковой поверхности 5 моноблока 1 и герметизирующим вспомогательный канал 18, для подключения к источнику питания с помощью вывода 22. The gas laser embodiment shown in FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1 only by a discharge excitation circuit. The cathodes 14`` and 14 '' located at the opposite end surfaces 12 and 13 of the monoblock 1 are placed in the cavities 16 'and 16' 'made in it and connected to the corresponding end sections 2' of the laser channel through auxiliary channels 17 'and 17' ' and cavities 3 'at the end mirrors 8 and 9. The pin anode 15 is placed in the auxiliary channel 18 located in the middle of the monoblock 1 between the corresponding sections 2 of the laser channel and connected to them through the cavity 3 at the junction of these sections. The cathodes 14 'and 14' 'are electrically connected to the contacts 19' and 19 '' for connecting to the power source with terminals 21 'and 21' '. Contacts 19 'and 19' 'are mounted on the side surface 6 of the monoblock 1 and seal the cavities 16' and 16 ''. The anode 15 is electrically connected to a contact 20 located on the side surface 5 of the monoblock 1 and sealing the auxiliary channel 18, for connecting to a power source via terminal 22.

Вариант реализации газового лазера на фиг. 3 отличается от показанного на фиг. 1 также схемой возбуждения разряда и тем, что поворотные зеркала 4 выполнены сферическими. Их радиус (R 2-5 м) выбирают, исходя из требований к модовому составу излучения и выходной мощности. Катод 14 и анод 15 (имеющий форму кольца или короткого полого цилиндра) помещены не в специальные катодную и анодную полости, выполненные отдельно в моноблоке 1, а в соответствующие полости 3' у концевых зеркал 8 и 9 в удаленные от этих зеркал части полостей. Эти полости 3' выполнены соосными соответствующим концевым участком 2' лазерного канала и герметизированы подложками зеркал 8 и 9, установленными через клиновидные прокладки 10, 11 на боковой поверхности 5 моноблока 1. The gas laser embodiment of FIG. 3 differs from that shown in FIG. 1 also by the discharge excitation circuit and the fact that the rotary mirrors 4 are made spherical. Their radius (R 2-5 m) is selected based on the requirements for the modal composition of the radiation and output power. The cathode 14 and the anode 15 (having the shape of a ring or a short hollow cylinder) are placed not in special cathode and anode cavities, made separately in the monoblock 1, but in the corresponding cavities 3 'at the end mirrors 8 and 9 in the parts of the cavities remote from these mirrors. These cavities 3 'are made coaxial with the corresponding end portion 2' of the laser channel and are sealed by the substrates of the mirrors 8 and 9 installed through wedge-shaped gaskets 10, 11 on the side surface 5 of the monoblock 1.

Предлагаемый газовый лазер работает следующим образом. Между катодом 14 (катодами 14', 14'' на фиг. 2) и анодом 15 прикладывается высокое напряжение от источника питания, достаточное для зажигания в активной среде тлеющего разряда постоянного тока от каждого катода через вспомогательный канал 17 (17', 17'' на фиг. 2), полость 3', все линейные участки 2', 2 лазерного канала и полости 3, к вспомогательному каналу 18 и аноду 15. На фиг. 3 разряд зажигается от катода 14 к аноду 15 через все участки 2, 2' лазерного канала и полости 3 между ними. Возникшее внутри резонатора в результате разряда излучение, отражаясь от концевого зеркала 8 (100%), обходит поочереди все линейные участки 2', 2'' лазерного канала, отражаясь от поворотных зеркал 4, выполненных со 100% отражением (и потому не вносящих дополнительных потерь в резонатор). Падая на другое концевое зеркало 9 с пропусканием в несколько процентов, излучение частично выходит из резонатора, а остальная его часть возвращается к первому концевому зеркалу 8. The proposed gas laser operates as follows. Between the cathode 14 (cathodes 14 ', 14' 'in Fig. 2) and the anode 15, a high voltage is applied from the power source, sufficient to ignite in the active medium a DC glow discharge from each cathode through the auxiliary channel 17 (17', 17 '' in Fig. 2), cavity 3 ', all linear sections 2', 2 of the laser channel and cavity 3, to the auxiliary channel 18 and the anode 15. In Fig. 3 discharge is ignited from the cathode 14 to the anode 15 through all sections 2, 2 'of the laser channel and the cavity 3 between them. The radiation arising inside the resonator as a result of the discharge, reflected from the end mirror 8 (100%), bypasses all the linear sections 2 ', 2' 'of the laser channel in turn, being reflected from the rotary mirrors 4 made with 100% reflection (and therefore without additional losses into the resonator). Falling to another end mirror 9 with a transmission of a few percent, the radiation partially leaves the resonator, and the rest of it returns to the first end mirror 8.

Испытания экспериментальных образцов He-Ne лазеров показали, что мощность излучения свыше 40 мВт достигается при габаритах лазера (вместе с несущей металлической конструкцией) 205x235x60 мм и массе, не превышающей 5 кг. Таким образом, предлагаемый газовый лазер сравним по мощности с лазерами типа ЛГН-220 и GLG-5800, однако, существенно меньше их по габаритам и в 6-8 раз по массе. Tests of experimental samples of He-Ne lasers showed that a radiation power of more than 40 mW is achieved with a laser dimension (together with a supporting metal structure) of 205x235x60 mm and a mass not exceeding 5 kg. Thus, the proposed gas laser is comparable in power with lasers such as LGN-220 and GLG-5800, however, they are significantly smaller in size and 6-8 times by weight.

Все элементы предлагаемого лазера освоены или могут быть освоены промышленностью, поэтому можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условиям патентоспособности по промышленной применимости. All elements of the proposed laser are mastered or can be mastered by industry, so we can conclude that the claimed invention meets the conditions of patentability for industrial applicability.

Приведенные и другие возможные примеры реализации заявляемого газового лазера (например, с плоским концевым зеркалом; с расположением концевых зеркал на разных боковых поверхностях моноблока; с использованием двух анодов у торцевых поверхностей моноблока и одного катода в средней его части, помещенных в соответствующие им анодные и катодную полости; с расположением линейных участков лазерного канала вдоль пространственной зигзагообразной линии и прочие примеры) являются лишь иллюстрациями и не могут рассматриваться как ограничивающее изобретение, сущность которого отражена в прилагаемой формуле изобретения. These and other possible examples of the implementation of the inventive gas laser (for example, with a flat end mirror; with the location of the end mirrors on different side surfaces of the monoblock; using two anodes at the end surfaces of the monoblock and one cathode in its middle part, placed in the corresponding anode and cathode cavities; with the arrangement of linear sections of the laser channel along the spatial zigzag line and other examples) are only illustrations and cannot be considered as limiting her invention, the essence of which is reflected in the attached claims.

Преимуществами предлагаемого моноблочного газового лазера с длинным складным резонатором являются высокая надежность, стабильность выходной мощности в сложных условиях эксплуатации (при перепадах температуры окружающей среды, ударных нагрузках и вибрации), простота и технологичность конструкции со сниженной трудоемкостью изготовления (поскольку не требуется использования сложного технологического оборудования с прецизионной перестройкой по углу), имеющей небольшие габариты и массу при сохранении общей длины лазерного канала и, соответственно, выходной мощности. The advantages of the proposed monoblock gas laser with a long folding resonator are high reliability, stability of output power in difficult operating conditions (at ambient temperature drops, shock loads and vibration), simplicity and manufacturability of the design with reduced manufacturing complexity (since the use of complex technological equipment with precision angle adjustment), having small dimensions and mass while maintaining the total length of the laser channel and, with responsibly output.

Литература
1. Патент США N 4433418, кл. H 01 S 3/08, 1984.Literature
1. US patent N 4433418, CL. H 01 S 3/08, 1984.

2. Заявка Японии N 62-30716, кл. H 01 S 3/03, 3/08, 1988. 2. Japan Application N 62-30716, cl. H 01 S 3/03, 3/08, 1988.

3. Патент Великобритании N 2145274, кл. H 01 S 3/081, 1985. 3. British patent N 2145274, CL H 01 S 3/081, 1985.

4. Заявка Японии N 61-40156 от 6.04.79, кл. H 01 S 3/081. 4. Japanese application N 61-40156 dated 6.04.79, cl. H 01 S 3/081.

5. Патент Великобритании N 2117558, кл. H 01 S 3/03, 1984. 5. UK patent N 2117558, cl. H 01 S 3/03, 1984.

6. Патент Великобритании N 2182483, кл. H 01 S 3/081, 1987. 6. UK patent N 2182483, class. H 01 S 3/081, 1987.

7. Заявка ФРГ N 3722256, кл. H 01 S 3/081, 1989. 7. Application of Germany N 3722256, class H 01 S 3/081, 1989.

8. Заявка ФРГ N 3813569, кл. H 01 S 3/081, 3/03 1990. 8. Application of Germany N 3813569, cl. H 01 S 3/081, 3/03 1990.

9. Заявка Японии N 60-28152, кл. H 01 S 3/08, 3/03, 1986. 9. Japanese application N 60-28152, cl. H 01 S 3/08, 3/03, 1986.

10. Патент Великобритании N 2189341, кл. H 01 S 3/03, 1989. 10. UK patent N 2189341, CL. H 01 S 3/03, 1989.

11. Заявка ФРГ N 3435311 от 26.09.84, кл. H 01 S 3/03. 11. The application of Germany N 3435311 from 09/26/08, cl. H 01 S 3/03.

12. Заявка ФРГ N 3918048, кл. H 01 S 3/083, 3/03, 1991. 12. Application of Germany N 3918048, cl. H 01 S 3/083, 3/03, 1991.

13. Патент США N 4705398, кл. 356-350, кл. H 01 S 3/083, 1988. 13. US patent N 4705398, CL. 356-350, cl. H 01 S 3/083, 1988.

14. Патент ФРГ N 3151228, кл. H 01 S 3/O2, 3/08, 1983. 14. The patent of Germany N 3151228, cl. H 01 S 3 / O2, 3/08, 1983.

15. Грязнов Ю.М. и др. Оптика и спектроскопия, т. 65, вып.2, 1988. 15. Gryaznov Yu.M. et al. Optics and Spectroscopy, vol. 65, issue 2, 1988.

16. Патент США N 4993040, кл. 372-94 1991. 16. US Patent N 4993040, cl. 372-94 1991.

17. Заявка Японии N 59-6520, кл. H 01 S 3/083, 1984. 17. Application of Japan N 59-6520, cl. H 01 S 3/083, 1984.

18. Патент США N 4815094, кл. 372-93, кл. H 01 S 3/081, 1989. 18. US patent N 4815094, cl. 372-93, cl. H 01 S 3/081, 1989.

19. Патент США N 4870654, кл. 372-93, кл. H 01 S 3/081, 1989. 19. US patent N 4870654, CL. 372-93, cl. H 01 S 3/081, 1989.

Claims

1. A gas laser containing a monoblock of dielectric material in which a laser channel is filled with an active medium, consisting of linear sections sequentially located and connected to each other with cavities at their junctions and bounded in these places by rotary mirrors hermetically mounted on the surface monoblock, as well as at least one cathode with a developed extended surface, placed in a cavity connected to the laser channel, made in a monoblock, and at least one anode, con clocked with an active medium to excite a longitudinal electric discharge in it, characterized in that the linear sections of the laser channel are located along a zigzag line with the formation of a foldable resonator between the inserted end mirrors, at least one of which is spherical and which are mounted together with rotary mirrors on opposite flat side surfaces of the monoblock, while the rotary mirrors are mounted directly on these side surfaces, and the end mirrors are through non-similar gaskets with a wedge angle corresponding to the angle between the axis of the laser channel section and the normal to the side surface, and the cathode and anode are connected to the corresponding sections of the laser channel spaced along it.

2. The laser according to claim 1, characterized in that the zigzag line of location of the sections of the laser channel is flat, while the dihedral angles of the wedge-shaped gaskets lie in the plane of this line.

3. The laser according to claims 1 and 2, characterized in that the wedge-shaped gaskets are made hollow.

4. The laser according to claims 1 to 3, characterized in that the substrate of the mirrors and wedge-shaped gaskets are made of the same material as the monoblock.

5. The laser according to claims 1 to 4, characterized in that the substrate of the mirrors and wedge-shaped gaskets are mounted on an optical contact.

6. The laser according to claim 1, characterized in that the cathode and anode are located at opposite end surfaces of the monoblock and are connected to the corresponding end sections of the laser channel through the cavity at the end mirrors.

7. The laser according to claim 1, characterized in that the cathodes are located at opposite end surfaces of the monoblock and are connected to the corresponding end sections of the laser channel through the cavity at the end mirrors, and the anode is located in the middle of the monoblock between the corresponding sections of the laser channel and connected to them through cavity at the junction.

8. The laser according to claim 1, characterized in that the anodes are located at opposite end surfaces of the monoblock and are connected to the corresponding end sections of the laser channel through the cavity at the end mirrors, and the cathode is located in the middle of the monoblock between the corresponding sections of the laser channel and connected to them through cavity at the junction.

9. A laser according to any one of claims 6 to 8, characterized in that each cathode (or each anode) is placed in a corresponding cathode (or anode) cavity, made separately in a monoblock and connected to the cavity at the end mirror or in the middle of the monoblock at the junction of sections of the laser channel using the corresponding auxiliary channel.

10. The laser according to any one of claims 6 to 8, characterized in that each cathode (or each anode) is placed in one of the said cavities at the end mirrors in a part of the cavity remote from the mirror or in the cavity at the junction of sections of the laser channel in the middle of the monoblock .

11. The laser according to claim 9 or 10, characterized in that each cathode is made in the form of a hollow cylinder with an outer diameter corresponding to the diameter of the cavity into which it is placed, made cylindrical.

12. The laser according to claim 9 or 10, characterized in that each anode is made in the form of a ring or a hollow cylinder with an outer diameter corresponding to the diameter of the cavity in which it is placed, made cylindrical.

13. The laser according to any one of paragraphs.6 to 8, characterized in that each anode is made in the form of a pin and placed in a corresponding auxiliary channel connected to the cavity at the end mirror or to the cavity at the junction of sections of the laser channel in the middle of the monoblock.

14. The laser according to claim 1, characterized in that the rotary mirrors are made spherical.