RU2108647C1

RU2108647C1 - Radiation generating unit of multichannel laser

Info

Publication number: RU2108647C1
Application number: RU96113587/25A
Authority: RU
Inventors: В.В. Васильцов; А.М. Забелин; Е.В. Зеленов; В.Я. Панченко; А.П. Рощин; А.Н. Сафонов
Original assignee: Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН; Акционерное общество закрытого типа "Технолазер"
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-04-10

Abstract

FIELD: laser technology. SUBSTANCE: case of laser has cylindrical form and is manufactured from electric insulation material. Gaseous-discharge tubes are placed in package in one row in diagonal plane of case equidistantly one from another, separators are joined by longitudinal fastening tubes made from same material as gaseous-discharge tubes. There are two symmetric closed circuits on both sides of package of gaseous-discharge tubes, their external branches form cylindrical surface concentric on case and their internal branches are located in planes parallel to plane of package of gaseous-discharge tubes. Windows in separators used for flow of cooling fluid are situated inside one of circuits formed by fastening tubes. Two longitudinal buses to feed high alternating voltage are installed into fastening tubes, are joined to separators and brought outside case. Pulling rods of optical resonator are positioned outside case. Sealed space to pump through cooling fluid is formed by internal walls of case and external walls of tubes. Other versions of unit are also possible. EFFECT: enhanced functional reliability. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к лазерному оборудованию, а точнее к блокам генерации излучения многоканальных лазеров. The invention relates to laser equipment, and more specifically to blocks generating radiation of multichannel lasers.

Известен блок генерации многоканального лазера, включающий в свой состав коробчатый корпус с двумя торцевыми фланцами, герметично прилегающими к корпусу, продольные газоразрядные трубы с прокачиваемым по ним рабочим газом, расположенные в виде пакета внутри корпуса и плотно вставленные в фланцевые отверстия с выходом торцов наружу, крышки, герметично подсоединенные к внешним поверхностям торцевых фланцев и имеющие вводы для напуска и откачки рабочего газа, а также зеркала оптического резонатора, закрепленные внутри крышек торцевые фланцы корпуса одновременно являются и плитами оптического резонатора, стянутыми штангами из материала с малым коэффициентом линейного расширения, расположенными внутри корпуса. A multi-channel laser generation unit is known, including a box-shaped housing with two end flanges that are tightly adjacent to the housing, longitudinal discharge tubes with working gas pumped through them, located in the form of a package inside the housing and tightly inserted into the flange openings with the ends going out, covers hermetically connected to the outer surfaces of the end flanges and having inputs for inlet and pumping of the working gas, as well as mirrors of the optical resonator, end flasks fixed inside the covers The ends of the case are simultaneously plates of the optical resonator, pulled together by rods of material with a low coefficient of linear expansion, located inside the case.

Это техническое решение является наиболее близким к заявляемому объекту, т.е. прототипом. This technical solution is the closest to the claimed object, i.e. prototype.

Недостатки указанного устройства заключаются в невысокой компактности конструкции, недостаточной надежности и безопасности из-за сложной конструкции электродов и токоподводов, а также неширокий спектр технологических возможностей и невысокое качество излучения из-за объемного расположения газоразрядных труб и неэффективности охлаждения. The disadvantages of this device are the low compactness of the design, insufficient reliability and safety due to the complex design of the electrodes and current leads, as well as a narrow range of technological capabilities and low quality of radiation due to the volumetric arrangement of discharge tubes and cooling inefficiency.

Задачами изобретения являются повышение компактности, надежности и безопасности, а также расширение технологических возможностей и улучшение качества излучения. The objectives of the invention are to increase compactness, reliability and safety, as well as expanding technological capabilities and improving the quality of radiation.

Поставленные задачи в предлагаемом устройстве выполняются за счет того, что корпус имеет цилиндрическую форму и выполнен из электроизоляционного материала, внутри корпуса перпендикулярно его оси расположены сепараторы с отверстиями, в которые вставлены газоразрядные трубы, над поверхностью газоразрядных труб имеется герметичная полость для прокачки нетокопроводящей жидкости, при этом сепараторы имеют окна для протекания охлаждающей жидкости, газоразрядные трубы в пакете расположены в один ряд в диагональной плоскости корпуса на одинаковом расстоянии друг от друга, а кольцевые электроды вставлены в зазоры между стенками отверстий сепараторов и поверхностью газоразрядных труб, высокое переменное напряжение подается к электродам через сепараторы, выполненные из электропроводящего материала, к ним через продольные шины, расположенные в охлаждающей нетокопроводящей жидкости, охлаждающая жидкость прокачивается в герметичной полости, отделенной от корпуса специальной стенкой, а окна для протекания охлаждающей жидкости в смежных сепараторах размещены диаметрально противоположно, сепараторы скреплены продольными крепежными трубами, изготовленными из того же материала, что и газоразрядные трубы, и образующие по обе стороны от пакета газоразрядных труб два симметричных замкнутых контура, внешние ветви которых образуют цилиндрическую поверхность концентричную корпусу, а внутренние ветви расположены в плоскостях, параллельных плоскости пакета газоразрядных труб, окна в сепараторах для протекания охлаждающей жидкости расположены внутри одного из контуров, образованных крепежными трубами, внутрь крепежных труб вставлены две продольные шины для подвода высокого переменного напряжения, соединенные с сепараторами и выведенные наружу из корпуса; стягивающие штанги оптического резонатора расположены вне корпуса, а герметичная полость для прокачки охлаждающей жидкости образована внутренними стенками корпуса и наружными стенками труб. The tasks in the proposed device are carried out due to the fact that the housing has a cylindrical shape and is made of electrical insulation material, separators with openings are located perpendicular to its axis with openings into which gas-discharge tubes are inserted, above the surface of gas-discharge tubes there is a sealed cavity for pumping non-conductive liquid, when This separator has windows for the flow of coolant, gas discharge pipes in the package are located in a row in the diagonal plane of the housing on one a different distance from each other, and the ring electrodes are inserted into the gaps between the walls of the separator openings and the surface of the gas discharge tubes, a high alternating voltage is supplied to the electrodes through separators made of electrically conductive material, to them through longitudinal tires located in the cooling non-conductive liquid, the coolant is pumped in a sealed cavity separated from the housing by a special wall, and the windows for the flow of coolant in adjacent separators are placed diametrically on the contrary, the separators are fastened by longitudinal fixing tubes made of the same material as gas discharge tubes and forming two symmetrical closed circuits on both sides of the gas discharge tube package, the outer branches of which form a cylindrical surface in a concentric body, and the inner branches are located in planes parallel to the plane of the package of gas discharge pipes, the windows in the separators for the flow of coolant are located inside one of the circuits formed by the mounting pipes, inside two longitudinal tires are inserted for the fastening pipes for supplying high AC voltage, connected to the separators and brought out of the housing; the optical cavity tightening rods are located outside the housing, and the sealed cavity for pumping coolant is formed by the inner walls of the housing and the outer walls of the pipes.

Блок генерации излучения многоканального лазера может быть выполнен в варианте, в котором оптический резонатор состоит из переднего выходного зеркала, расположенного у выходного торца центральной газоразрядной трубы в пакете перпендикулярно ее оси, двух поворотных призм, зеркала которых расположены у торцов остальных газоразрядных труб под углом 45^o к их осям и под углом 90^o друг к другу, причем плоскость биссектрисы угла призмы со стороны переднего выходного зеркала совмещена с плоскостью симметрии расположения газоразрядных труб в пакете, а плоскость биссектрисы угла противоположной призмы параллельно смещена на расстояние, равное половине расстояния между газоразрядными трубами; заднего глухого зеркала, расположенного возле смещенной поворотной призмы со стороны ее смещения параллельно оси пакета и подающего излучение через поворотную призму в противоположную крайнюю газоразрядную трубу, что обеспечивает последовательный обход лазерного излучения по всем газоразрядным трубам от крайних к центральным, а после переднего выходного окна расположена телескопическая система для увеличения апертуры излучения.The multi-channel laser radiation generating unit can be made in the embodiment in which the optical resonator consists of a front output mirror located at the output end of the central gas discharge tube in a packet perpendicular to its axis, two rotary prisms, the mirrors of which are located at the ends of the remaining gas discharge tubes at an angle of 45 ^o to their axes and at an angle of 90 ^{o to} each other, and the plane of the bisector of the angle of the prism from the front output mirror is aligned with the plane of symmetry of the location of the discharge pipes in kete, and the plane of the bisector of the angle of the opposite prism is parallelly shifted by a distance equal to half the distance between the discharge tubes; a rear deaf mirror located near the displaced rotary prism from its displacement side parallel to the axis of the packet and supplying radiation through the rotary prism to the opposite extreme gas discharge tube, which ensures a sequential bypass of laser radiation across all gas discharge tubes from the extreme to the central ones, and after the front exit window there is a telescopic system for increasing the aperture of radiation.

Представленный блок генерации излучения многоканального лазера может быть представлен также в таком исполнении, в котором крайние сепараторы в пакете расположены непосредственно у торцов, они соединены с фланцами фиксирующими пальцами и имеют по четыре окна для протекания охлаждающей жидкости к поверхности фланцев. The presented multichannel laser radiation generation unit can also be presented in such a design in which the extreme separators in the bag are located directly at the ends, they are connected to the flanges by fixing fingers and have four windows for the flow of coolant to the surface of the flanges.

Кроме того, в блоке генерации излучения многоканального лазера уплотнение между поверхностью каждой из газоразрядных труб и поверхностью фланцев может достигаться за счет кольцевой эластичной прокладки, расположенной в цилиндрическом углублении фланца, концентричном газоразрядной трубе, причем кольцевая эластичная прокладка поджата через промежуточную шайбу цилиндрической гайкой с отверстием для газоразрядной трубы. In addition, in the multichannel laser radiation generation unit, sealing between the surface of each of the gas discharge tubes and the surface of the flanges can be achieved by an elastic ring gasket located in the cylindrical recess of the flange, a concentric gas discharge tube, the elastic gasket being pressed through an intermediate washer by a cylindrical nut with a hole for gas discharge pipe.

Цилиндрическая форма корпуса, расположение газоразрядных труб в пакете в один ряд на одинаковом расстоянии друг от друга в диагональной плоскости корпуса, образование герметичной полости для прокачки охлаждающей жидкости внутренними стенками корпуса и наружными стенками труб без дополнительных продольных стенок, расположение стягивающих штанг оптического резонатора вне корпуса позволяет повысить компактность конструкции. The cylindrical shape of the casing, the arrangement of gas discharge tubes in the package in the same row at the same distance from each other in the diagonal plane of the casing, the formation of a sealed cavity for pumping coolant by the inner walls of the casing and the outer walls of the pipes without additional longitudinal walls, the location of the optical rod tightening rods outside the casing allows increase the compactness of the design.

Скрепление сепараторов продольными крепежными трубами, изготовленными из того же материала, что и газоразрядные трубы, и образующих по обе стороны от пакета два симметричных замкнутых контура, расположение крайних сепараторов в пакете непосредственно у торцевых фланцев и соединение их с фланцами фиксирующими пальцами, размещение продольных шин в двух крепежных трубах, изготовление корпуса из электроизоляционного материала - эти конструктивные меры приводят к повышению прочности конструкции пакета и к снижению опасности пробоя между токоведущими элементами и корпусом. Уплотнение между поверхностью каждой газоразрядной трубы и поверхностью фланцев с помощью кольцевой эластичной прокладки, поджатой через промежуточную шайбу цилиндрической гайкой обеспечивает высокую герметичность и стойкость при ударных нагрузках и вибрациях. В результате надежность и безопасность устройства повышается. The separators are fastened by longitudinal fixing tubes made of the same material as gas discharge tubes and forming two symmetrical closed circuits on both sides of the bag, the location of the end separators in the bag directly at the end flanges and their connection with the flanges by fixing fingers, placement of the longitudinal tires in two mounting pipes, the manufacture of a body of insulating material - these structural measures lead to an increase in the strength of the package design and to reduce the risk of breakdown between live elements and housing. The seal between the surface of each gas discharge pipe and the surface of the flanges with an elastic ring gasket pressed with a cylindrical nut through the intermediate washer ensures high tightness and resistance to shock loads and vibrations. As a result, the reliability and safety of the device is enhanced.

Расположение окон в сепараторах для протекания охлаждающей жидкости внутри одного из контуров, образованных крепежными трубами, позволяет увеличить размеры окон и повысить эффективность протекания охлаждающей жидкости. Выполнение крепежных труб из того же материала, что и газоразрядные трубы, наличие в крайних сепараторах в пакете по четыре окна приводит к улучшению условий термостабилизации пакета газоразрядных труб и плит оптического резонатора, а следовательно, и к улучшению качества лазерного излучения. The location of the windows in the separators for the flow of coolant inside one of the circuits formed by the mounting pipes, allows you to increase the size of the windows and increase the efficiency of the flow of coolant. The implementation of the fixing tubes of the same material as the discharge tubes, the presence of four windows in the outer separators in the bag leads to an improvement in the conditions of thermal stabilization of the discharge tube package and the plates of the optical resonator, and, consequently, to an improvement in the quality of laser radiation.

Расширению технологических возможностей способствует расположение газоразрядных труб в пакете в один ряд на одинаковом расстоянии друг от друга. При наличии обычного для многоканального лазера оптического резонатора, состоящего из двух общих для всего пакета резонаторных зеркал, лазерное излучение в поперечном сечении будет иметь ленточную форму, что оптимально для операций термообработки. При наличии оптического резонатора по п. 2, обеспечивающего последовательный обход лазерного излучения по всем газоразрядным трубам с телескопической системой, излучение имеет одномодовую структуру, что оптимально для операций сварки, резки отверстий. The expansion of technological capabilities is facilitated by the arrangement of gas discharge tubes in a package in one row at the same distance from each other. In the presence of a conventional optical cavity for a multichannel laser, which consists of two resonator mirrors common to the entire package, the laser radiation in the cross section will have a ribbon shape, which is optimal for heat treatment operations. In the presence of an optical resonator according to claim 2, which provides a sequential bypass of laser radiation through all gas-discharge tubes with a telescopic system, the radiation has a single-mode structure, which is optimal for welding operations, cutting holes.

На фиг. 1 схематично показан внешний вид блока генерации излучения многоканального лазера. Корпус 1 имеет цилиндрическую форму и выполнен из электроизоляционного материала, в корпус 1 герметично вставлены два торцевых фланца 2, стянутые штангами 3 из материала с малым коэффициентом линейного расширения, расположенными вне корпуса 1. Внутри корпуса 1 в диагональной плоскости в виде пакета в один ряд на одинаковом расстоянии друг от друга расположены продольные газоразрядные трубы 4, плотно вставленные в отверстия в фланцах 2 с выходом торцов наружу. Газоразрядные трубы изготовлены из диэлектрического материала, например, из кварцевого стекла. Перпендикулярно оси корпуса 1 внутри расположены сепараторы 5 круглой формы, выполненные из электропроводящего материала и имеющие отверстия, в которые вставлены газоразрядные трубы 4. В зазоры между стенками отверстий сепараторов 5 и поверхностью газоразрядных труб 4 вставлены кольцевые электроды 6, выполненные из электропроводящего материала, например из медной фольги. In FIG. 1 schematically shows the appearance of a multi-channel laser radiation generation unit. The housing 1 has a cylindrical shape and is made of electrical insulating material, two end flanges 2 are tightly inserted into the housing 1, tightened by rods 3 of material with a small coefficient of linear expansion located outside the housing 1. Inside the housing 1 in the diagonal plane in the form of a package in a row on equal distance from each other are longitudinal discharge tubes 4, tightly inserted into the holes in the flanges 2 with the ends facing out. Gas discharge tubes are made of dielectric material, for example, quartz glass. Perpendicular to the axis of the housing 1, inside there are round separators 5 made of electrically conductive material and having openings into which gas discharge tubes 4 are inserted. Ring electrodes 6 made of electrically conductive material are inserted into the gaps between the walls of the openings of the separators 5 and the surface of the gas discharge tubes 4, for example copper foil.

Между поверхностью газоразрядных труб 4, корпуса 1 и фланцев 2 имеется герметичная полость 7 для прокачки охлаждающей жидкости, а сепараторы 5 имеют окна 8 для протекания охлаждающей жидкости, размещенные в смежных сепараторах 5 диаметрально противоположно. Between the surface of the gas discharge pipes 4, the housing 1 and the flanges 2 there is a sealed cavity 7 for pumping coolant, and the separators 5 have windows 8 for the flow of coolant placed in adjacent separators 5 diametrically opposite.

К внешним поверхностям торцевых фланцев 2 герметично подсоединены крышки 9, имеющие вводы 10 для напуска и откачки рабочего газа. Внутри крышек 9 на торцевых фланцах 2 закреплены заднее глухое зеркало 12 (обычно, полупрозрачное) оптического резонатора, общее для всех газоразрядных труб 4 (фиг. 1). The external surfaces of the end flanges 2 are hermetically connected to the covers 9 having inputs 10 for the inlet and pumping of the working gas. Inside the covers 9 on the end flanges 2, a rear blind mirror 12 (usually translucent) of the optical resonator is fixed, which is common for all gas discharge tubes 4 (Fig. 1).

Сепараторы 5 скреплены крепежными трубами 13, изготовленными из того же материала, что и газоразрядные трубы 4, и образующие по обе стороны от пакета газоразрядных труб 4 два симметричных замкнутых контура 14, внешние ветви которых образуют цилиндрическую поверхность, концентричную корпусу 1, а внутренние ветви расположены в плоскостях, параллельных плоскости пакета газоразрядных труб 4 (фиг. 2). Окна 8 для протекания охлаждающей жидкости расположены внутри одного из контуров 14, образованных крепежными трубами 13. The separators 5 are fastened by fixing tubes 13 made of the same material as the gas discharge tubes 4 and forming on the two sides of the gas discharge tube bundle 4 two symmetrical closed circuits 14, the outer branches of which form a cylindrical surface, concentric to the housing 1, and the inner branches are located in planes parallel to the plane of the package of gas discharge pipes 4 (Fig. 2). Windows 8 for the flow of coolant are located inside one of the circuits 14 formed by the mounting pipes 13.

Внутри двух крепежных труб 13 вставлены две продольные шины 15 для подвода высокого переменного напряжения, соединенные с сепараторами 5 и выведенные наружу из корпуса 1 (фиг. 3). При этом каждая продольная шина 15 соединена с сепараторами 5 через один с образованием двух параллельных групп электродов. Соединение продольной шины 15 с сепаратором 5 может осуществляться с помощью винтов, в крепежной трубе 13 для соединения имеется прорезь. Inside the two mounting pipes 13 two longitudinal tires 15 are inserted for supplying high alternating voltage connected to the separators 5 and brought out of the housing 1 (Fig. 3). Moreover, each longitudinal bus 15 is connected to the separators 5 through one with the formation of two parallel groups of electrodes. The connection of the longitudinal tire 15 with the separator 5 can be carried out using screws, in the mounting pipe 13 for connection there is a slot.

На фиг.4 показано поперечное сечение корпуса 1 с пакетом газоразрядных и крепежных труб 4 и 14 по крайнему в пакете сепаратору 5. В сепараторе 5 имеется четыре окна 8 для протекания охлаждающей жидкости, а также фиксирующие пальцы 16 для соединения сепараторов 5 с фланцами 2. Figure 4 shows a cross section of the housing 1 with a package of gas discharge and fixing pipes 4 and 14 along the outermost separator 5. In the separator 5 there are four windows 8 for the flow of coolant, as well as fixing fingers 16 for connecting the separators 5 with the flanges 2.

На фиг.5 показан узел уплотнения между поверхностью газоразрядной трубы 4 и поверхностью фланца 2. В цилиндрическом углублении фланца 2, концентричном газоразрядной трубе 4, расположена кольцевая эластичная прокладка 17, поджатая через промежуточную шайбу 18 цилиндрической гайкой 19. Figure 5 shows the seal assembly between the surface of the discharge pipe 4 and the surface of the flange 2. In the cylindrical recess of the flange 2, concentric with the discharge pipe 4, there is an annular elastic gasket 17, pressed through the intermediate washer 18 by a cylindrical nut 19.

На фиг. 6 приведен вид сверху блока генерации излучения многоканального лазера в таком варианте, когда конструкция оптического резонатора обеспечивает последовательный обход лазерного излучения по всем газоразрядным трубам 4 от крайних к центральной. У выходного торца центральной газоразрядной трубы 4 расположено переднее выходное зеркало 12, у торцов остальных газоразрядных труб 4 расположены две поворотные призмы 20 и 21, зеркала которых расположены под углом 45^o, оси пакета и под углом 90^o друг к другу. Плоскость биссектрисы угла призмы 20 совмещена с плоскостью симметрии расположения газоразрядных труб 4, а плоскость биссектрисы угла призмы 21 смещена на расстояние b/2, где b - расстояние между газоразрядными трубами 4. Заднее глухое зеркало 11 со стороны смещения призмы 21 параллельно оси пакета. После выходного зеркала 12 по ходу лазерного излучения расположена телескопическая система 22 для увеличения апертуры излучения.In FIG. Figure 6 shows a top view of the multi-channel laser radiation generation unit in such an embodiment when the design of the optical resonator provides a sequential bypass of laser radiation in all gas discharge tubes 4 from the extreme to the central one. At the output end of the central gas discharge pipe 4 there is a front output mirror 12, at the ends of the remaining gas discharge pipes 4 there are two rotary prisms 20 and 21, the mirrors of which are located at an angle of 45 ^o , the axis of the packet and at an angle of 90 ^{o to} each other. The plane of the bisector of the angle of the prism 20 is aligned with the plane of symmetry of the arrangement of the gas discharge pipes 4, and the plane of the bisector of the angle of the prism 21 is offset by a distance b / 2, where b is the distance between the gas pipes 4. The rear blind mirror 11 from the displacement side of the prism 21 is parallel to the axis of the packet. After the output mirror 12, a telescopic system 22 is located along the laser radiation to increase the radiation aperture.

Предложенный блок генерации излучения многоканального лазера работает следующим образом. Внутри газоразрядных труб 4 прокачивают рабочий газ через вводы и выводы 10 в крышках 9, герметично подсоединенных к торцевым фланца 2 корпуса 1. Через герметичную полость 7, образованную внешними поверхностями газоразрядных труб 4, а также внутренними поверхностями корпуса 1 и фланцев 2 прокачивают охлаждающую нетокопроводящую жидкость, например трансформаторное масло (фиг. 1). The proposed multichannel laser radiation generation unit operates as follows. Inside the gas discharge pipes 4, the working gas is pumped through the inlets and conclusions 10 in the covers 9, hermetically connected to the end flanges 2 of the housing 1. Through the airtight cavity 7 formed by the external surfaces of the gas discharge pipes 4, as well as the internal surfaces of the housing 1 and flanges 2, a cooling non-conductive liquid is pumped , for example, transformer oil (Fig. 1).

К кольцевым электродам 6 через сепараторы 5 и продольные шины 15 подают высокое переменное напряжение для поджигания тлеющего разряда в газоразрядных трубах 4 (фиг. 3). To the ring electrodes 6 through the separators 5 and the longitudinal tires 15, a high alternating voltage is applied to ignite a glow discharge in the gas discharge tubes 4 (Fig. 3).

Для придания жесткости пакету газоразрядных труб 4 сепараторы 5 скреплены продольными крепежными трубами 13 и 14, изготовленными из того же материала, что и газоразрядные трубы 4. Крепежные трубы 13 и 14 образуют по обе стороны пакета газоразрядных труб 4 два симметричные замкнутые контура, внешние ветви 14, в которых образуют цилиндрическую поверхность, а внутренние ветви 13 параллельно плоскости газоразрядных труб 4, что обеспечивает достаточную прочность конструкции и минимальные поперечные деформации при нагреве (фиг. 2). Для максимальной прочности конструкции крайние сепараторы 5 расположены у фланцев 2, охлаждающая жидкость поверхности фланцев 2 проходит через четыре окна 8 в крайних сепараторах 5, а пакет газоразрядных труб 4 скреплен с фланцами 2 фиксирующими пальцами 16 (фиг. 4). To give rigidity to the package of gas discharge pipes 4, the separators 5 are fastened by longitudinal fixing pipes 13 and 14 made of the same material as the discharge pipes 4. The fixing pipes 13 and 14 form two symmetrical closed circuits on both sides of the package of discharge pipes 4, external branches 14 in which they form a cylindrical surface, and the internal branches 13 are parallel to the plane of the gas discharge tubes 4, which provides sufficient structural strength and minimal lateral deformations during heating (Fig. 2). For maximum structural strength, the extreme separators 5 are located at the flanges 2, the coolant on the surface of the flanges 2 passes through four windows 8 in the extreme separators 5, and the package of gas discharge tubes 4 is fastened to the flanges 2 with fixing fingers 16 (Fig. 4).

Проникновение охлаждающей жидкости внутрь газоразрядных труб 4 предотвращают за счет кольцевых эластичных прокладок 17, расположенных в цилиндрическом углублении в фланцах 2 (фиг. 5). Кольцевые эластичные прокладки 14 поджаты к поверхности фланцев 2 и поверхности газоразрядных труб 4 цилиндрической гайкой 19 через шайбу 18. The penetration of the coolant inside the gas discharge tubes 4 is prevented due to the annular elastic gaskets 17 located in the cylindrical recess in the flanges 2 (Fig. 5). The annular elastic gaskets 14 are pressed against the surface of the flanges 2 and the surface of the discharge tubes 4 with a cylindrical nut 19 through the washer 18.

Генерация лазерного излучения осуществляется при многократном отражении его от заднего глухого зеркала 11 и переднего выходного зеркала 12, закрепленных на фланцах 2, стянутых штангами 3 из материала с малым коэффициентом линейного расширения, например, из инвара. В случае расположения у торцов пакета двух общих зеркал 11 и 12 (фиг. 1) лазерное излучение на выходе из блока генерации будет приближаться к прямоугольной или ленточной форме, что оптимально для операций термообработки. В случае расположения у торцов пакета кроме заднего глухого зеркала 11 и переднего выходного зеркала 12 двух поворотных призм 20 и 21, лазерное излучение отражается от заднего глухого зеркала 11 поворотной призмы 21 и далее последовательно проходит по всем газоразрядным трубам 4 от крайних к центральной (фиг. 6). После выхода через переднее выходное зеркало 12 лазерное излучение имеет небольшой диаметр, как правило менее 10 мм, что неудобно для его транспортировки и фокусировки. Поэтому на выходе из блока генерации имеется телескопическая система 22, расширяющая выходную апертуру излучения. В таком исполнении оптического резонатора излучение имеет одномодовую структуру, что оптимально для осуществления операций резки, сварки, перфорации отверстий. Laser radiation is generated when it is repeatedly reflected from the rear deaf mirror 11 and the front output mirror 12, mounted on the flanges 2, tightened by rods 3 from a material with a low coefficient of linear expansion, for example, from Invar. If two common mirrors 11 and 12 are located at the ends of the packet (Fig. 1), the laser radiation at the output of the generation unit will approach a rectangular or ribbon shape, which is optimal for heat treatment operations. If at the ends of the package, in addition to the rear blind mirror 11 and the front output mirror 12, two rotary prisms 20 and 21, the laser radiation is reflected from the rear blind mirror 11 of the rotary prism 21 and then sequentially passes through all gas discharge tubes 4 from the extreme to the central one (Fig. 6). After exiting through the front output mirror 12, the laser radiation has a small diameter, usually less than 10 mm, which is inconvenient for its transportation and focusing. Therefore, at the exit of the generation unit there is a telescopic system 22, expanding the output radiation aperture. In this embodiment of the optical resonator, the radiation has a single-mode structure, which is optimal for cutting, welding, and perforating operations.

Claims

1. The multichannel laser radiation generation unit, comprising a hollow body with two end flanges that are tightly adjacent to the body and at the same time are plates of the optical resonator, pulled together by rods of material with a low coefficient of linear expansion, longitudinal gas discharge tubes with pumped gas working through them, located in the form the package inside the case and tightly inserted into the flange holes with the ends facing outward, as well as the mirrors of the optical resonator mounted inside the covers on the end flanges x, characterized in that the housing has a cylindrical shape and is made of an insulating material, circular separators of an electrically conductive material with holes in which gas discharge tubes are inserted perpendicular to its axis are located inside the housing, the gas discharge tubes in the bag being arranged in a row in the diagonal plane of the housing at the same distance from each other, and in the gaps between the walls of the holes of the separators and the surface of the gas discharge tubes are inserted ring electrodes, high voltage to It is fed through the separators, above the surface of the gas discharge pipes there is a geometric cavity for pumping coolant, while the separators have windows for the flow of coolant placed diametrically opposite in adjacent separators, covers tightly connected to the outer surfaces of the end flanges and having inputs for pumping and inlet working gas, the separators are fastened by longitudinal mounting pipes made of the same material as the discharge pipes and forming on both sides the kettle of gas discharge tubes are two symmetrical closed circuits, the outer branches of which form a cylindrical surface, concentric to the housing, and the internal branches are located in planes parallel to the plane of the package of gas discharge tubes, windows in the separators for coolant flow are located inside one of the circuits formed by the pipes, inside the fastening pipes two longitudinal tires for high voltage supply are inserted, connected by separators and brought out of the housing, pulling rods of the optical resonator and located outside the housing, and a sealed cavity for pumping coolant is formed by the inner walls of the housing and the outer walls of the pipes.

2. The block according to claim 1, characterized in that the optical resonator consists of a front output mirror located at the output end of the central gas discharge pipe in a packet perpendicular to its axis, two rotary prisms, the mirrors of which are located at the ends of the remaining gas discharge pipes at an angle of 45 ^o to their axes and at 90 ^o to each other, the bisector plane of the prism from the front of the output mirror is aligned with the plane of symmetry of the arrangement of discharge tubes in the package and the plane of the bisector of the angle opposite prize it is parallel shifted by a distance equal to half the distance between the discharge tubes of a rear blind mirror located near the offset rotary prism on the side of its displacement parallel to the axis of the packet and supplying radiation through the rotary prism to the opposite extreme gas discharge tube, which ensures sequential bypass of laser radiation across all gas discharge pipes from the extreme to the central, and after the front output mirror there is a telescopic system to increase the radiation aperture.

3. The block according to claims 1 and 2, characterized in that the extreme separators in the bag are located directly at the end flanges, they are connected to the flanges by fixing fingers and have four windows for the flow of coolant to the surface of the flanges.

4. The block according to claims 1, 2, 3, characterized in that the seal between the surfaces of each of the gas discharge pipes and the surface of the flanges is achieved by an elastic ring located in the cylindrical recess of the flanges, concentric gas discharge pipe, and the annular elastic gasket is pressed through the intermediate a washer with a cylindrical nut with an opening for a gas discharge pipe.