RU2165119C1

RU2165119C1 - Gas laser

Info

Publication number: RU2165119C1
Application number: RU99127364A
Authority: RU
Inventors: А.И. Дутов; В.А. Елохин; А.А. Кулешов; В.И. Николаев; Н.А. Новоселов; С.В. Протопопов; В.Е. Семенов; А.А. Соколов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВА Инструментс"
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2001-04-10
Also published as: WO2001048880A1; CN1437783A

Abstract

FIELD: laser engineering. SUBSTANCE: high-frequency pumped gas laser incorporating extended metal electrodes forming slot-type discharge gap has groove-shaped depressions on electrode surfaces on discharge side which are orthogonal to optical axis of laser. Electrodes of such configurations function as combination of waveguide wherein radiation propagates along laser axis and free space for light propagation perpendicular to electrode surface. Grooves constitute set of spatial filters for selecting low- order generation mode. Surfaces of all laser components with the exception of resonator mirrors and output window are covered with pure aluminum coat. EFFECT: improved mode structure of laser beam and extended service life of laser. 4 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при создании газовых лазеров с высокочастотным возбуждением активной среды и, в особенности, к отпаянным щелевым CO₂ лазерам.The invention relates to quantum electronics and can be used to create gas lasers with high-frequency excitation of the active medium and, in particular, to sealed-off slot CO ₂ lasers.

В классе CO₂ лазеров с диффузионным охлаждением активной среды особое место занимают волноводные лазеры (см. например "A Transversely RF-exited CO₂ waveguide laser", J.L.Lachambre et al., Appl. Phis. Lett., vol. 32 (10), pp. 652-653, (1978).In the class of CO ₂ lasers with diffusion cooling of the active medium, waveguide lasers occupy a special place (see, for example, “A Transversely RF-exited CO ₂ waveguide laser”, JLLachambre et al., Appl. Phis. Lett., Vol. 32 (10), pp. 652-653, (1978).

В этих лазерах удалось реализовать высокие мощности излучения при компактной конструкции благодаря тому, что лазерное излучение распространяется вдоль оси лазера в волноводе, стенки которого имеют квадратное или круглое сечение с характерным размером всего в несколько миллиметров (обычно 2 - 5 мм), что позволяет эффективно охлаждать активную среду лазера. In these lasers, it was possible to realize high radiation powers with a compact design due to the fact that laser radiation propagates along the axis of the laser in a waveguide, the walls of which have a square or circular cross section with a characteristic size of only a few millimeters (usually 2-5 mm), which allows efficient cooling active laser environment.

В патенте US 4169251 (1979), Laakmann впервые описана конструкция такого волноводного лазера, работающего длительное время в отпаянном режиме, т.е. без непрерывной прокачки газовой среды. In US Pat. No. 4,169,251 (1979), Laakmann first describes the design of such a waveguide laser operating for a long time in a sealed mode, i.e. without continuous pumping of the gaseous medium.

Дальнейшее развитие лазеры волноводного типа получили, когда при сохранении длины и высоты разрядного промежутка был увеличен в несколько раз поперечный к направлению распространения света размер разрядного промежутка, т. е. ширина волноводного канала. The waveguide type lasers were further developed when, while maintaining the length and height of the discharge gap, the size of the discharge gap, i.e. the width of the waveguide channel, was several times transverse to the direction of light propagation.

В поперечном к продольной оси электродов направлении свет распространяется свободно в отличие от волноводного направления (см. например, "Radio-frequency Exited Stripline CO and CO₂ lasers", R.Hertzberg, A.Gabay, S.Yatsiv, Digest of Conference on laser Engineering and Application, paper Tu B4, (1984), а также S.Yatsiv. "Conductivity cooled capacitively coupled RF-exited CO₂ lasers" in Gas Flow and Chemical Lasers, 6^th Int. Symposium (1986), published by Springer, Proceedings pp. 252-257 (1987)).In the direction transverse to the longitudinal axis of the electrodes, the light propagates freely, unlike the waveguide direction (see, for example, Radio-frequency Exited Stripline CO and CO ₂ lasers, R. Herzberg, A. Gabay, S. Yatsiv, Digest of Conference on laser Engineering and Application, paper Tu B4, (1984), and S. Yatsiv. "Conductivity cooled capacitively coupled RF-exited CO ₂ lasers" in Gas Flow and Chemical Lasers, 6 ^th Int. Symposium (1986), published by Springer, Proceedings pp. 252-257 (1987)).

Известны щелевые CO₂ лазеры, включающие в себя пару протяженных охлаждаемых металлических электродов, образующих щелевой разрядный промежуток с активной средой, в котором возбуждается поперечный высокочастотный разряд, а также зеркала резонатора, установленные вблизи торцов электродов разрядного промежутка. Щелевой разрядный промежуток является одновременно и световодом, в котором излучение распространяется как в волноводе вдоль электродов и свободно распространяется в поперечном направлении. Комбинация волноводного и неволноводного распространения излучения позволила реализовать высокие плотности мощности накачки активной среды и соответственно получить высокие уровни мощности генерации излучения
J.Tulip. US Pat. 4719639 (1988); H.Opower. US Pat. 4939738 (1990).Slit CO ₂ lasers are known, including a pair of extended cooled metal electrodes forming a slit discharge gap with an active medium in which a transverse high-frequency discharge is excited, as well as resonator mirrors installed near the ends of the discharge gap electrodes. The slotted discharge gap is also a light guide, in which radiation propagates along the electrodes in a waveguide and freely propagates in the transverse direction. The combination of waveguide and non-waveguide radiation propagation made it possible to realize high pump power densities of the active medium and, accordingly, to obtain high levels of radiation generation power
J. Tulip. US Pat. 4,719,639 (1988); H. Opower. US Pat. 4,939,738 (1990).

В известных щелевых лазерах используются, как правило, неустойчивые резонаторные схемы для неволноводного направления, улучшающие селекцию основной моды генерации излучения в неволноводном направлении. Описанные в этих патентах резонаторы включают одно вогнутое и одно выпуклое зеркало. Этот тип резонатора известен как резонатор положительной ветви неустойчивости. Known slit lasers use, as a rule, unstable resonator circuits for the non-waveguide direction, which improve the selection of the fundamental mode of radiation generation in the non-waveguide direction. The resonators described in these patents include one concave and one convex mirror. This type of resonator is known as the cavity resonator.

Щелевой лазер с резонатором отрицательной ветви неустойчивости описан в US Pat. 5048048 (1991), J.Nishimae et al. Резонатор состоит из двух вогнутых зеркал с фокусом внутри резонатора. Этот тип неустойчивого резонатора также осуществляет селекцию основной моды в неволноводном направлении, но отличается от резонатора "положительной ветви неустойчивости" низкой чувствительностью к разъюстировкам, что важно для технологических лазеров. A slit laser with a cavity resonator is described in US Pat. 5048048 (1991), J. Nishimae et al. The resonator consists of two concave mirrors with focus inside the resonator. This type of unstable resonator also selects the main mode in the non-waveguide direction, but differs from the “positive instability branch” resonator in its low sensitivity to misalignment, which is important for technological lasers.

Щелевые лазеры с неустойчивыми резонаторами отрицательной ветви неустойчивости заявлены также в серии патентов компании "Coherent Inc.": US Pat. 5123028, (1992) - 5238797, (1994), а также в патенте РФ N 2124790, 1997, А. И. Дутов и др. Slot lasers with unstable resonators of the negative branch of instability are also claimed in a series of patents of Coherent Inc.: US Pat. 5123028, (1992) - 5238797, (1994), as well as in the patent of the Russian Federation N 2124790, 1997, A.I. Dutov and others.

Известные щелевые CO₂ лазеры не свободны от недостатков. Так, успех использования лазеров высокой мощности для обработки материалов и для лазерных радаров сильно зависит от оптического качества луча, т.е. от модового состава и расходимости луча. В лазерах со щелевой активной средой плоские поверхности электродов образуют оптический волновод с характерным размером по высоте зазора 1,5-3 мм, что по теории должно приводить к формированию преимущественно моды низкого порядка в волноводном направлении. Однако на практике в щелевых лазерах генерируются также моды высокого порядка, что приводит к резкому увеличению расходимости луча. К этому приводят некоторые физические причины, например, неоднородность активной среды и коэффициента преломления, и особенно, искажение модового состава при взаимодействии волны с торцами электродов разрядного промежутка и с поверхностью зеркал.Known slit CO ₂ lasers are not free from disadvantages. Thus, the success of using high-power lasers for processing materials and for laser radars is highly dependent on the optical quality of the beam, i.e. from modal composition and beam divergence. In lasers with a slit active medium, the flat surfaces of the electrodes form an optical waveguide with a characteristic gap height of 1.5–3 mm, which, in theory, should lead to the formation of mainly low-order modes in the waveguide direction. However, in practice, high-order modes are also generated in slit lasers, which leads to a sharp increase in the beam divergence. Some physical reasons lead to this, for example, the heterogeneity of the active medium and the refractive index, and especially the distortion of the mode composition due to the interaction of the wave with the ends of the electrodes of the discharge gap and with the surface of the mirrors.

Моды высокого порядка обычно присущи щелевым лазерам с неустойчивыми резонаторами отрицательной ветви неустойчивости. Для компактных лазеров (с короткой длиной активной среды) кривизна вогнутых зеркал достаточно велика. Поэтому даже основная мода существенно ослабляется после отражения от такого зеркала и некоторая часть лазерной энергии перекачивается в моды высшего порядка. Следует отметить, что степень искажения структуры мод растет как квадрат высоты разрядного промежутка. High-order modes are usually inherent in slit lasers with unstable resonators of the negative branch of instability. For compact lasers (with a short active medium length), the curvature of concave mirrors is quite large. Therefore, even the fundamental mode is significantly attenuated after reflection from such a mirror, and some part of the laser energy is pumped into higher-order modes. It should be noted that the degree of distortion of the mode structure grows as a square of the height of the discharge gap.

Процессы искажения модовой структуры при взаимодействии волны с одним из зеркал иллюстрируют результаты расчетов, проведенных авторами предлагаемого изобретения. The processes of distortion of the mode structure during the interaction of a wave with one of the mirrors illustrate the results of calculations by the authors of the present invention.

На фиг. 1 приведены результаты расчетов распределения энергии E_i между основной (i = 1) и последующими (i = 3, 5, 7) модами волновода на поверхности вогнутого зеркала резонатора в зависимости от кривизны зеркала 1/R, где R - радиус зеркала, при высоте щели разрядного промежутка h = 4 мм (фиг. 1,a) и h = 2 мм (фиг. 1,б).In FIG. Figure 1 shows the results of calculations of the energy distribution E _i between the main (i = 1) and subsequent (i = 3, 5, 7) waveguide modes on the surface of a concave resonator mirror, depending on the curvature of the mirror 1 / R, where R is the radius of the mirror at height the gap of the discharge gap h = 4 mm (Fig. 1, a) and h = 2 mm (Fig. 1, b).

Как можно видеть из Фиг. 1,а, энергия моды третьего (кривая 3) и пятого (кривая 5) порядка составляют в сумме до 35% энергии основной моды (кривая 1) в типичном случае R = 1 м и разрядном промежутке высотой h = 4 мм. При том же радиусе зеркала R = 1 м и высоте разрядного промежутка h = 2 мм суммарное содержание мод высших порядков (кривые 3, 5, 7) составляет менее 1% от основной моды (1). Из сравнения фиг. 1,а и фиг. 1,б видно, что селективные свойства разрядной щели, т.е. способность к фильтрации мод высших порядков, существенно ухудшаются при увеличении высоты щели. При высоте разрядного промежутка h ≥ 4 мм конфокальный неустойчивый резонатор не обладает достаточно сильной способностью селектировать основную моду (см. также, например, "Slab waveguide RF-exited CO₂ laser for material proceeding". A.I. Dutov, N. A. Novoselov, V.N. Sokolov, A.A. Kuleshov. Proc. SPIE vol. 2713, pp. 51 - 57 (1995).As can be seen from FIG. 1a, the energy of the third mode (curve 3) and fifth (curve 5) orders add up to 35% of the fundamental mode energy (curve 1) in the typical case of R = 1 m and the discharge gap with a height of h = 4 mm. For the same mirror radius R = 1 m and the height of the discharge gap h = 2 mm, the total content of higher-order modes (curves 3, 5, 7) is less than 1% of the main mode (1). From a comparison of FIG. 1a and FIG. 1b it can be seen that the selective properties of the discharge gap, i.e. the ability to filter higher-order modes significantly worsen with increasing slot height. At a discharge gap height h ≥ 4 mm, a confocal unstable resonator does not have a sufficiently strong ability to select the fundamental mode (see also, for example, “Slab waveguide RF-exited CO ₂ laser for material proceeding.” AI Dutov, NA Novoselov, VN Sokolov, AA Kuleshov, Proc. SPIE vol. 2713, pp. 51-57 (1995).

Известен резонатор неволноводного типа с улучшенной селекцией основной моды, который включает пару зеркал традиционного резонатора и два электрода разрядного промежутка, имеющих специальную форму с малым изгибом: "700 Wdiffusion cooled, large area, 40,68 MHz exited CO₂ laser employing split-wave hibrid confocal resonator". P. Vitruk, J. Schemmer, S. Biron, presented at the Int.Symp. on High-Power laser Ablation. Santa Fe (1998); Proc. SPIE vol. 3343-55. Эта система селектирует моду низшего порядка благодаря очень малому (0,5 - 1,5 мрад) изгибу плоских параллельных электродов и наличию некоторой прерывающей поверхность ступеньки в центре электрода.A non-waveguide type resonator with improved selection of the main mode is known, which includes a pair of mirrors of a traditional resonator and two discharge gap electrodes having a special shape with a small bend: "700 Wdiffusion cooled, large area, 40.68 MHz exited CO ₂ laser employing split-wave hibrid confocal resonator ". P. Vitruk, J. Schemmer, S. Biron, presented at the Int. Symp. on High-Power laser Ablation. Santa Fe (1998); Proc. SPIE vol. 3343-55. This system selects a lower-order mode due to the very small (0.5 - 1.5 mrad) bending of flat parallel electrodes and the presence of some step interrupting the surface of the step in the center of the electrode.

Известен также газовый лазер щелевого типа, в котором реализован метод внутрирезонаторной селекции одиночной моды высокого порядка: WO 93/01635 (1993), "Slab Laser Resonators" D.R.Hall et al. Also known is a slit-type gas laser in which a high-order single mode intracavity method is implemented: WO 93/01635 (1993), "Slab Laser Resonators" D.R. Hall et al.

Метод основан на использовании модулятора пространственных потерь, который создает одномерные периодические потери и модуляцию фазы для лазерного излучения, распространяющегося параллельно главной оптической оси щелевого лазера при использовании устойчивого резонатора. The method is based on the use of a spatial loss modulator, which creates one-dimensional periodic losses and phase modulation for laser radiation propagating parallel to the main optical axis of the slit laser using a stable resonator.

Известный модулятор пространственных потерь содержит электроды, на которых выполнены канавки или возвышающиеся участки, расположенные на электродах вблизи зеркал резонатора или вдоль длинной поверхности щелевого волновода параллельно главной оптической оси. Канавки образуют периодическую структуру. Периодичность этой структуры зависит от длины резонатора и выбирается так, чтобы удовлетворять требованию когерентности изображения (условию Талбота). The known spatial loss modulator contains electrodes on which grooves or elevated sections are made, located on the electrodes near the resonator mirrors or along the long surface of the slot waveguide parallel to the main optical axis. The grooves form a periodic structure. The frequency of this structure depends on the length of the resonator and is selected so as to satisfy the requirement of image coherence (Talbot condition).

Известный модулятор пространственных потерь может быть образован также путем создания периодических участков напылением на электроды материалов с различными коэффициентами отражения. The well-known spatial loss modulator can also be formed by creating periodic sections by sputtering on the electrodes of materials with different reflection coefficients.

Для увеличения коэффициента отражения поверхности электродов щелевого волновода имеют высокоотражающие покрытия. To increase the reflection coefficient of the surface of the electrodes of the slotted waveguide are highly reflective coatings.

Известный газовый лазер щелевого типа с внутрирезонаторной селекцией мод с модулятором пространственных потерь может быть выбран в качестве наиболее близкого аналога предлагаемого изобретения. A well-known slot-type gas laser with intracavity mode selection with a spatial loss modulator can be selected as the closest analogue of the present invention.

Существенным недостатком известных газовых лазеров, работающих без прокачки активной среды (отпаянных лазеров), является ограниченный ресурс работы. Для щелевых отпаянных CO₂ лазеров со средней мощностью 100 - 200 Вт характерный ресурс работы составляет примерно 5 тысяч часов. Ресурс работы лазера сильно зависит от качества поверхностей электродов и зеркал резонатора, а также от чистоты и сохранения состава и свойств активной газовой среды при длительной эксплуатации.A significant drawback of known gas lasers operating without pumping an active medium (sealed lasers) is the limited operating life. For slotted sealed CO ₂ lasers with an average power of 100 - 200 W, the typical operating life is approximately 5 thousand hours. The laser resource depends on the quality of the surfaces of the electrodes and resonator mirrors, as well as on the purity and preservation of the composition and properties of the active gas medium during long-term operation.

Задачей настоящего изобретения является улучшение технических характеристик лазера, в частности уменьшение расходимости лазерного луча и увеличение ресурса работы лазера в отпаянном режиме. The objective of the present invention is to improve the technical characteristics of the laser, in particular reducing the divergence of the laser beam and increasing the life of the laser in sealed mode.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в улучшении модовой структуры лазерного луча за счет внутрирезонаторной селекции моды генерации низшего порядка и увеличении ресурса работы лазера за счет уменьшения степени деградации активной газовой среды лазера. The technical result achieved by the invention is to improve the mode structure of the laser beam due to the intracavity selection of the lower-order generation mode and increase the laser resource by reducing the degree of degradation of the active gas medium of the laser.

Технический результат достигается тем, что в известном газовом лазере щелевого типа с высокочастотным возбуждением, включающем герметичный корпус с активной газовой средой и окном для выхода лазерного излучения, установленные внутри корпуса зеркала резонатора, между которыми размещены расположенные напротив друг друга, подключенные к ВЧ-генератору и образующие разрядный промежуток протяженные, имеющие покрытие электроды с углублениями на обращенных к разряду поверхностях, в соответствии с изобретением углубления на поверхности электродов выполнены в виде расположенных в направлении, ортогональном продольной оси электродов разрядного промежутка канавок, образующих систему пространственных фильтров для селекции мод лазерного излучения, причем геометрические параметры канавок и расстояние между ними выбираются из условия преимущественной генерации моды излучения низшего порядка. The technical result is achieved by the fact that in the known gas laser of a slit type with high-frequency excitation, including a sealed enclosure with an active gas medium and a window for the exit of laser radiation, mounted inside the cavity of the resonator mirror, between which are located opposite each other, connected to an RF generator and long discharge-forming electrodes with a coating, with electrodes with recesses on the surfaces facing the discharge, in accordance with the invention, recesses on the surface of the ele The cathodes are made in the form of grooves arranged in a direction orthogonal to the longitudinal axis of the electrodes of the discharge gap, forming a spatial filter system for selecting laser radiation modes, the geometrical parameters of the grooves and the distance between them being selected from the condition of predominant generation of a lower-order radiation mode.

Кроме того, указанные канавки имеют ширину и глубину в диапазоне 1 - 5 мм и расположены на равных расстояниях от 1/5 до 1/20 длины электродов одна от другой. In addition, these grooves have a width and depth in the range of 1 to 5 mm and are located at equal distances from 1/5 to 1/20 of the length of the electrodes from one another.

Кроме того, покрытие выполнено из пленки чистого алюминия толщиной 1 - 5 мкм и размещено на поверхностях всех элементов лазера, контактных с активной средой, за исключением рабочих поверхностей зеркал резонатора и выходного окна. In addition, the coating is made of a pure aluminum film 1–5 μm thick and is placed on the surfaces of all laser elements in contact with the active medium, with the exception of the working surfaces of the resonator mirrors and the exit window.

Кроме того, в качестве пленки алюминия используется пленка, полученная осаждением на напыляемую поверхность при термическом испарении чистого алюминия в потоке испаряемого из жидкой фазы гелия при давлении паров гелия 1-10 Па при температуре напыляемой поверхности 300-450^oC и скорости осаждения пленки на поверхность 1-10 монослоев в секунду.In addition, a film obtained by deposition on a sprayed surface by thermal evaporation of pure aluminum in a stream of helium vaporized from the liquid phase at a pressure of helium vapor of 1-10 Pa at a temperature of the sprayed surface of 300-450 ^o C and the rate of deposition of the film on the surface is used as an aluminum film 1-10 monolayers per second.

Сущность изобретения поясняется фиг.2, на которой схематически представлено продольное сечение разрядного промежутка щелевого лазера. Поверхности электродов 1 на каждой стороне разрядного промежутка 2 имеют пространственную структуру с канавками 3, расположенными в направлении, перпендикулярном оптической оси лазера. Поверхности электродов обработаны с оптическим качеством, чтобы минимизировать потери излучения. Поверхности всех конструктивных элементов лазера: электродов 1, крепежных, юстировочных и других устройств (не показаны), корпуса 6, кроме рабочих поверхностей зеркал резонатора 4 и выходного окна 5, покрыты слоем чистого алюминия. The invention is illustrated in figure 2, which schematically shows a longitudinal section of the discharge gap of a slit laser. The surfaces of the electrodes 1 on each side of the discharge gap 2 have a spatial structure with grooves 3 located in a direction perpendicular to the optical axis of the laser. Electrode surfaces are machined with optical quality to minimize radiation loss. The surfaces of all structural elements of the laser: electrodes 1, mounting, adjustment and other devices (not shown), the housing 6, except for the working surfaces of the mirrors of the resonator 4 and the output window 5, are coated with a layer of pure aluminum.

Профиль канавок выбран так, чтобы минимизировать возвращение света в разрядный промежуток. В разрядной щели излучение распространяется по волноводному механизму, тогда как внутри канавки свет распространяется как в свободном пространстве. Таким образом, в предлагаемой конфигурации оптической схемы щелевого лазера волноводное распространение света в щели многократно комбинируется со свободным распространением света внутри канавок. The groove profile is selected so as to minimize the return of light to the discharge gap. In the discharge gap, radiation propagates through the waveguide mechanism, while light propagates inside the groove as in free space. Thus, in the proposed configuration of the optical scheme of the slit laser, the waveguide propagation of light in the slit is repeatedly combined with the free propagation of light inside the grooves.

Волноводные моды, входящие в свободное пространство, испытывают дифракционное расплывание. При этом величина расплывания зависит от числового индекса моды. Чем больше индекс, тем больше расплывается излучение волноводной моды. Следовательно, моды высокого порядка теряют гораздо больше энергии, чем основная мода. Таким образом, многократное последовательное повторение волноводного и свободного режимов распространения света в межэлектродном пространстве обеспечивает селекцию низшей моды генерации лазерного излучения. Waveguide modes entering free space experience diffraction spreading. Moreover, the spreading value depends on the numerical index of the mode. The larger the index, the more the waveguide mode radiation spreads. Therefore, high-order modes lose much more energy than the main mode. Thus, multiple sequential repetition of the waveguide and free modes of light propagation in the interelectrode space provides selection of the lowest mode of generation of laser radiation.

Этот процесс иллюстрируется рассчитанной зависимостью потерь энергии от расстояния свободного распространения для нескольких волноводных мод, фиг. З. This process is illustrated by the calculated dependence of the energy loss on the free propagation distance for several waveguide modes, FIG. Z.

Как можно заключить из фиг. 3, при ширине канавки x = 2 мм основная мода (кривая 1) будет терять около 0,01% энергии, тогда как третья (кривая 3) и пятая моды (кривая 5) будут ослаблены соответственно в семь и двенадцать раз больше. Поэтому ряд канавок представляет собой систему пространственных фильтров и пропускает преимущественно моду низшего порядка. As can be inferred from FIG. 3, with the groove width x = 2 mm, the main mode (curve 1) will lose about 0.01% of energy, while the third (curve 3) and fifth modes (curve 5) will be weakened seven and twelve times, respectively. Therefore, a number of grooves is a system of spatial filters and passes mainly the lower order mode.

Фиг. 4 и 5 показывают результаты применения системы селекции мод, состоящей из 10 канавок шириной по 2 мм каждая, нарезанных на электродах щелевого лазера. Расчеты проведены для следующих основных геометрических параметров щелевого лазера с неустойчивым резонатором отрицательной ветви неустойчивости:
длина электродов - 600 мм
высота щели - 2 мм
расстояние между зеркалами и торцами электродов - 4 мм
увеличение резонатора - 1,17
На фиг. 4 приведены результаты расчета распределения интенсивности излучения I (х) (структура мод) в поперечном сечении (по высоте x) разрядного промежутка для двух случаев: без - (1) и с системой пространственных фильтров - (2). Энергетический состав мод (%) для этих двух случаев представлен в таблице.FIG. Figures 4 and 5 show the results of applying a mode selection system consisting of 10 grooves 2 mm wide each, cut into slit laser electrodes. The calculations were performed for the following basic geometric parameters of a slit laser with an unstable resonator of a negative branch of instability:
electrode length - 600 mm
slot height - 2 mm
the distance between the mirrors and the ends of the electrodes is 4 mm
resonator increase - 1.17
In FIG. Figure 4 shows the results of calculating the distribution of the radiation intensity I (x) (mode structure) in the cross section (height x) of the discharge gap for two cases: without - (1) and with a spatial filter system - (2). The energy composition of the modes (%) for these two cases is presented in the table.

Сумма процентов в обоих случаях не равна 100% из-за наличия в распределении мод более высоких порядков. The sum of percent in both cases is not equal to 100% due to the presence of higher orders in the mode distribution.

Фиг. 5 показывает рассчитанное угловое распределение мощности излучения в дальнем поле, соответствующее приведенным на фиг. 4 распределениям в ближней зоне. В первом случае (без селекции моды низшего порядка, кривая 1) угловое распределение излучения лазера имеет более длинный "хвост", причем более 30% мощности излучения сосредоточено в области очень больших углов (> 20 мрад) и не дает вклада в полезное излучение лазера. При наличии селекции мод (кривая 2) мощность излучения в области малых углов существенно выше. FIG. 5 shows the calculated angular distribution of far-field radiation power corresponding to those shown in FIG. 4 distributions in the near field. In the first case (without lower-order mode selection, curve 1), the angular distribution of the laser radiation has a longer “tail”, more than 30% of the radiation power is concentrated in the region of very large angles (> 20 mrad) and does not contribute to the useful laser radiation. In the presence of mode selection (curve 2), the radiation power in the region of small angles is significantly higher.

Как видно из анализа фиг.4 и 5 и данных таблицы, использование фильтрующей системы, расположенной внутри полости резонатора щелевого лазера позволяет значительно улучшить состав мод и уменьшить расходимость лазерного луча. As can be seen from the analysis of FIGS. 4 and 5 and the table data, the use of a filter system located inside the cavity of the slit laser cavity can significantly improve the composition of the modes and reduce the divergence of the laser beam.

В предлагаемом щелевом лазере параметры системы пространственных фильтров - количество канавок, их расположение и ширина - должны быть оптимизированы для каждого конкретного случая высоты разрядного промежутка, принимая во внимание, с одной стороны, основные геометрические параметры щелевого лазера, и, с другой стороны, необходимость обеспечить низкие энергетические потери основной моды излучения. Главная цель оптимизации - обеспечить высокое оптическое качество лазерного луча, т.е. высокое содержание моды излучения низшего порядка, и следовательно, низкую расходимость лазерного луча. Оптимизация достигается расчетным путем. In the proposed slit laser, the parameters of the spatial filter system — the number of grooves, their location and width — must be optimized for each particular case of the height of the discharge gap, taking into account, on the one hand, the basic geometric parameters of the slit laser, and, on the other hand, the need to ensure low energy losses of the main radiation mode. The main goal of optimization is to ensure high optical quality of the laser beam, i.e. the high content of the lower-order radiation mode, and hence the low divergence of the laser beam. Optimization is achieved by calculation.

Ресурс работы отпаянных лазеров ограничен из-за ухудшения качества оптических элементов (поверхностей электродов, зеркал резонатора, выходного окна) и деградации активной газовой среды в процессе работы. The working life of sealed lasers is limited due to the deterioration of the quality of optical elements (electrode surfaces, resonator mirrors, output window) and the degradation of the active gas medium during operation.

Известен газовый лазер щелевого типа (PCT W0 93/17474 "Slab laser with enhanced lifetime", P. Gardner et al.), в котором использовано несколько усовершенствований, направленных на увеличение ресурса работы зеркал резонатора. Суть усовершенствований заключается в создании между концами разрядных электродов и зеркалами резонатора дополнительных поверхностей в виде металлических или керамических отрезков электродов, не участвующих в формировании разряда, или экранов перед зеркалами. A well-known slit-type gas laser (PCT W0 93/17474 "Slab laser with enhanced lifetime", P. Gardner et al.), Which uses several improvements aimed at increasing the life of the cavity mirrors. The essence of the improvements is to create additional surfaces between the ends of the discharge electrodes and the resonator mirrors in the form of metal or ceramic segments of electrodes that are not involved in the formation of the discharge, or screens in front of the mirrors.

На этих дополнительных поверхностях происходит рекомбинация ионов, атомов и нормализация состояний возбужденных молекул, образующихся в разряде. Благодаря эффективному отводу поверхностью энергии, выделяющейся в процессах рекомбинации, скорость рекомбинации на поверхности существенно выше, чем в газофазных реакциях. On these additional surfaces, the recombination of ions and atoms and the normalization of the states of the excited molecules formed in the discharge occur. Due to the effective surface removal of energy released in the recombination processes, the surface recombination rate is significantly higher than in gas-phase reactions.

Предложенные усовершенствования позволяют снизить интенсивность процессов взаимодействия активных частиц, образующихся в разряде, с поверхностью зеркал резонатора, и тем самым уменьшить скорость деградации зеркал и увеличить ресурс работы лазера. The proposed improvements can reduce the intensity of the processes of interaction of active particles formed in the discharge with the surface of the resonator mirrors, and thereby reduce the rate of degradation of the mirrors and increase the life of the laser.

Однако недостатком известного лазера остается достаточно высокая скорость деградации активной газовой среды. However, a disadvantage of the known laser remains a rather high rate of degradation of the active gas medium.

Основной причиной ухудшения качества газовой среды является изменение ее состава из-за диссоциации молекул в разряде (особенно, молекул CO₂), сорбции продуктов диссоциации молекул на поверхностях, а также выделений в рабочий объем посторонних газов, адсорбированных на поверхностях и растворенных в материалах конструкции.The main reason for the deterioration of the quality of the gaseous medium is a change in its composition due to the dissociation of molecules in the discharge (especially CO ₂ molecules), sorption of the products of dissociation of molecules on surfaces, as well as the release of foreign gases adsorbed on surfaces and dissolved in the materials of the structure into the working volume.

Известно, что особенности взаимодействия частиц плазмы разряда с поверхностью и свойства самой поверхности могут быть использованы для уменьшения степени деградации активной среды. It is known that the features of the interaction of discharge plasma particles with the surface and the properties of the surface itself can be used to reduce the degree of degradation of the active medium.

Одним из способов, замедляющих уменьшение концентрации CO₂ в активной среде, является применение каталитических покрытий из золота или оксидов серебра на внутренних поверхностях элементов лазера для восстановления молекул CO₂. (J. A. Macken. US Pat. 4756000 (1988); J.A. Macken. US Pat. 4757512 (1988)).One of the methods that slow down the decrease in the concentration of CO ₂ in the active medium is the use of catalytic coatings of gold or silver oxides on the inner surfaces of laser elements to restore CO ₂ molecules. (JA Macken. US Pat. 4,756,000 (1988); JA Macken. US Pat. 4757512 (1988)).

Вместе с тем, в работе "Investigation of the gas composition in sealed-off RF-exited CO₂ lasers", W. Haas, T. Kihimoto, SPIE, vol. 1276 "CO₂ lasers and Applications" (1990) показано, что алюминий также обладает каталитическими свойствами и эффективно снижает степень распада CO₂ в активной среде. Так, если при одинаковых условиях разряда на медной поверхности степень распада молекул CO₂ в лазерной среде составляет 64-67%, для золотой поверхности 49%, то для поверхности из алюминия 55%.However, in "Investigation of the gas composition in sealed-off RF-exited CO ₂ lasers", W. Haas, T. Kihimoto, SPIE, vol. 1276 "CO ₂ lasers and Applications" (1990), it is shown that aluminum also has catalytic properties and effectively reduces the degree of decomposition of CO ₂ in the active medium. So, if under the same discharge conditions on a copper surface the degree of decay of CO ₂ molecules in a laser medium is 64-67%, for a gold surface 49%, then for a surface made of aluminum 55%.

В работе сделан вывод о том, что благодаря эффективному каталитическому восстановлению молекул CO₂, хорошим оптическим волноводным свойствам и низкой стоимости, алюминий является предпочтительным материалом для электродов щелевых лазеров.It was concluded that due to the efficient catalytic reduction of CO ₂ molecules, good optical waveguide properties and low cost, aluminum is the preferred material for slit laser electrodes.

Чистый алюминий, однако, является очень мягким материалом, поэтому изготовление электродов из чистого алюминия влечет за собой усложнение конструкции. Pure aluminum, however, is a very soft material, which is why the manufacture of pure aluminum electrodes entails a design complication.

В то же время, из практики сверхвысоковакуумной и криогенной техники известно, что покрытия из чистого алюминия при определенных условиях напыления могут существенно (на 3 - 4 порядка) снижать адсорбционно-десорбционные процессы на поверхностях, уменьшать выделение газов, растворенных в объеме металлов, и увеличивать отражательную способность поверхностей в инфракрасном диапазоне. В вакуумных камерах с такими покрытиями рабочее давление 10^-8 Па достигается без прогрева камер даже после длительного пребывания на атмосферном воздухе:
M.P. Larin. Preparation of thin film coatings allowing ~10⁴ reduction in gas emission on the surfaces of ultra-high vacuum systems. VUOTO, Scienza e Tecnologia. Proceedings of: 2^nd European Vacuum Conference (EVC-2); 11^th National Vacuum Congress (AIV-11), v.20, N 2, р.310-314. M.L. Alexandrov, M. P. Larin, V.I. Nikolaev. Criogenic sorption pump. Patents US 4979363, 1990: EP 0363497 A1, 1990; US 5,014,517, 1991. N. Gotoh, T. Momose, H. Ishimaru, M. P. Larin. Liquid helium cryopumps with lowemissivity Al film and low helium consumption. Journal Vacuum Science & Technology, A Second Series, Sep/Oct 1995, v. 13, N 5, p. 2579-2581). М.П. Ларин, В.И. Раховский. Способ нанесения металлического покрытия. Патент N 95107302/02 (012783), 1996.At the same time, it is known from the practice of ultra-high vacuum and cryogenic technology that coatings made of pure aluminum under certain deposition conditions can significantly (by 3 to 4 orders of magnitude) reduce adsorption-desorption processes on surfaces, reduce the emission of gases dissolved in the volume of metals, and increase reflectivity of surfaces in the infrared range. In vacuum chambers with such coatings, a working pressure of 10 ^-8 Pa is reached without heating the chambers even after a long stay in atmospheric air:
MP Larin. Preparation of thin film coatings allowing ~ 10 ⁴ reduction in gas emission on the surfaces of ultra-high vacuum systems. VUOTO, Scienza e Tecnologia. Proceedings of: 2 ^nd European Vacuum Conference (EVC-2); 11 ^th National Vacuum Congress (AIV-11), v. 20, No. 2, pp. 310-314. ML Alexandrov, MP Larin, VI Nikolaev. Criogenic sorption pump. Patents US 4979363, 1990: EP 0363497 A1, 1990; US 5,014,517, 1991. N. Gotoh, T. Momose, H. Ishimaru, MP Larin. Liquid helium cryopumps with lowemissivity Al film and low helium consumption. Journal Vacuum Science & Technology, A Second Series, Sep / Oct 1995, v. 13, N 5, p. 2579-2581). M.P. Larin, V.I. Rakhovsky. The method of applying a metal coating. Patent N 95107302/02 (012783), 1996.

Для уменьшения негативного эффекта деградации активной газовой среды и увеличения времени жизни лазера в настоящем изобретении поверхности всех конструктивных элементов лазера, имеющие контакт с активной средой, исключая рабочие поверхности зеркал оптического резонатора и выходного окна, покрываются пленкой чистого алюминия с чистотой не менее 99,99%, толщиной 1-5 мкм со средней величиной кристаллов более 1 мкм по специально разработанной технологии диффузионного напыления. (Рабочие поверхности зеркал резонатора и выходного окна не покрываются пленкой алюминия, т.к. они, как правило, имеют специфические многослойные интерференционные покрытия). To reduce the negative effect of degradation of the active gas medium and increase the laser life time in the present invention, the surfaces of all laser structural elements in contact with the active medium, excluding the working surfaces of the mirrors of the optical resonator and the exit window, are coated with a film of pure aluminum with a purity of at least 99.99% with a thickness of 1-5 microns with an average crystal size of more than 1 micron according to a specially developed diffusion spraying technology. (The working surfaces of the resonator mirrors and the exit window are not covered by an aluminum film, since they, as a rule, have specific multilayer interference coatings).

При диффузионном напылении осаждение алюминия производится на тщательно обезгаженные длительным прогревом (около двух часов при температуре 350-400^oC) поверхности конструктивных элементов путем термического испарения чистого алюминия в потоке газа (гелия), получаемого испарением из жидкой фазы, при давлении гелия 1-10 Па. Температура поверхности деталей при напылении 300-450^oC, время процесса напыления в зависимости от требуемой толщины слоя алюминия составляет от 5 до 15 мин при скорости формирования покрытия порядка 1 - 10 монослоев в секунду.During diffusion spraying, the deposition of aluminum is carried out on surfaces of structural elements thoroughly gassed for a long time (about two hours at a temperature of 350-400 ^o C) by thermal evaporation of pure aluminum in a gas (helium) stream obtained by evaporation from the liquid phase, with a helium pressure of 1-10 Pa The surface temperature of the parts during sputtering is 300-450 ^o C, the time of the sputtering process, depending on the required thickness of the aluminum layer, is from 5 to 15 minutes at a coating formation rate of about 1 - 10 monolayers per second.

Напыление в потоке газа (диффузионное напыление) имеет следующие особенности. Spraying in a gas stream (diffusion spraying) has the following features.

1. Поток гелия обеспечивает непрерывную "промывку" объема напылительной камеры, существенно снижая поток примесей на напыляемую поверхность, обусловленный обратным потоком газов из откачивающих насосов и газовыделениями с конструктивных элементов напылительной камеры. 1. The flow of helium provides continuous "washing" of the volume of the spray chamber, significantly reducing the flow of impurities on the sprayed surface, due to the reverse flow of gases from the pumping pumps and gas emissions from the structural elements of the spray chamber.

2. Поскольку напыление проводится в потоке гелия, получаемого испарением из жидкой фазы, достигаются особо чистые условия процесса напыления. Концентрация микропримесей (главным образом, водорода) в таком гелии не превышает 10^-6 - 10^-8%, т.е. напыление проводится при парциальном давлении микропримесей порядка 10^-8 - 10^-10 Па. (При обычном вакуумном напылении давление остаточного газа в процессе напыления составляет 10^-3 - 10^-4 Па). Вследствие высокой подвижности атомов гелия и его инертности гелий легко диффундирует из пленки и не мешает росту кристаллов при напылении.2. Since the deposition is carried out in a helium stream obtained by evaporation from the liquid phase, especially pure conditions of the deposition process are achieved. The concentration of trace elements (mainly hydrogen) in such helium does not exceed 10 ^-6 - 10 ^-8 %, i.e. Spraying is carried out at a partial pressure of microimpurities of the order of 10 ^-8 - 10 ^-10 Pa. (In conventional vacuum spraying, the residual gas pressure during the spraying process is 10 ^-3 - 10 ^-4 Pa). Due to the high mobility of helium atoms and its inertness, helium diffuses easily from the film and does not interfere with crystal growth during sputtering.

3. Характерная длина свободного пробега атомов в гелии в процессе напыления порядка 1 см. Поэтому атомы напыляемого металла в пространстве между испарителем и напыляемой поверхностью испытывают многократное рассеяние, теряя энергию и меняя направление движения. Напыление осуществляется из диффузионного облака атомов металла, что обеспечивает равномерное покрытие деталей самой сложной формы. 3. The characteristic mean free path of atoms in helium during the deposition process is about 1 cm. Therefore, atoms of a sprayed metal in the space between the evaporator and the sprayed surface experience multiple scattering, losing energy and changing the direction of motion. Spraying is carried out from a diffusion cloud of metal atoms, which ensures uniform coverage of parts of the most complex shapes.

4. Вследствие многократного рассеяния атомы металла осаждаются на поверхность при энергии, определяемой не температурой испарителя, а температурой газа, т.е. при тепловой энергии. При этом достигается предельно мягкое взаимодействие с поверхностью, при котором атомы металла не внедряются в кристаллическую решетку поверхности, а имеют возможность занять оптимальное положение в решетке с минимальной потенциальной энергией, что определяет возможность роста крупных кристаллов с минимальным количеством дефектов и плотными границами срастания. 4. Due to multiple scattering, metal atoms are deposited on the surface at an energy determined not by the temperature of the evaporator, but by the temperature of the gas, i.e. with thermal energy. In this case, an extremely soft interaction with the surface is achieved, in which metal atoms do not penetrate into the crystal lattice of the surface, but are able to occupy an optimal position in the lattice with a minimum potential energy, which determines the possibility of the growth of large crystals with a minimum number of defects and tight fusion boundaries.

Для покрытий из чистого алюминия, используемых в настоящем изобретении, средний размер кристаллов порядка 1 - 3 мкм. Покрытие обладает высокой адгезией по отношению к различным материалам (медь, сталь, титан, сплавы алюминия, меди и др.), применяемым в конструкции лазеров. For the pure aluminum coatings used in the present invention, the average crystal size is of the order of 1-3 microns. The coating has high adhesion to various materials (copper, steel, titanium, alloys of aluminum, copper, etc.) used in the design of lasers.

Указанные особенности процесса диффузионного напыления обеспечивают получение плотных покрытий из различных металлов. Для получения крупнокристаллических пленок с размером кристаллов более 1 мкм покрытие осуществляют при температуре напыляемой поверхности порядка 60-80% от температуры плавления напыляемого металла. Причем метод испарения напыляемого металла может быть любым - термическое испарение, тлеющий или дуговой разряд, лазерное испарение и т.п., что позволяет напылять и тугоплавкие материалы с высоким качеством пленок. These features of the diffusion spraying process provide dense coatings of various metals. To obtain large-crystalline films with a crystal size of more than 1 μm, the coating is carried out at a temperature of the sprayed surface of the order of 60-80% of the melting temperature of the sprayed metal. Moreover, the evaporation method of the sprayed metal can be any - thermal evaporation, smoldering or arc discharge, laser evaporation, etc., which allows you to spray refractory materials with high quality films.

Традиционные технологии вакуумного и магнетронного напыления не позволяют получать пленки с совокупностью свойств, характерных для покрытий, получаемых диффузионным напылением. Traditional technologies of vacuum and magnetron sputtering do not allow to obtain films with a combination of properties characteristic of coatings obtained by diffusion sputtering.

Положительный эффект в настоящем изобретении достигается благодаря особым свойствам покрытий из чистого алюминия, получаемых по технологии диффузионного напыления. The positive effect in the present invention is achieved due to the special properties of pure aluminum coatings obtained by diffusion spraying technology.

1. Покрытие обладает на 3-4 порядка меньшей адсорбционно-десорбционной способностью по отношению к парам воды, кислорода, оксидам углерода, азота, водорода и др. по сравнению со сталью, медью, алюминием, титаном и прочими материалами, используемыми в конструкции лазера. 1. The coating has 3-4 orders of magnitude less adsorption-desorption ability with respect to water vapor, oxygen, carbon oxides, nitrogen, hydrogen, etc. compared to steel, copper, aluminum, titanium and other materials used in the construction of the laser.

2. Покрытие из алюминия создает потенциальный барьер для выхода растворенных в металлах газов, особенно водорода, в активную среду лазера. 2. An aluminum coating creates a potential barrier for the release of gases dissolved in metals, especially hydrogen, into the active medium of the laser.

Эти свойства позволяет достигать особой чистоты активной газовой среды как при заполнении лазера газовой смесью, так и в процессе работы в отпаянном режиме. These properties make it possible to achieve a special purity of the active gas medium both when the laser is filled with a gas mixture and during operation in sealed mode.

3. Благодаря хорошим каталитическим свойствам алюминия покрытие способствует более эффективному восстановлению молекул CO₂ при поверхностной рекомбинации. Рекомбинация осуществляется на поверхностях всех внутренних элементов лазера.3. Due to the good catalytic properties of aluminum, the coating contributes to a more efficient reduction of CO ₂ molecules during surface recombination. Recombination is carried out on the surfaces of all internal elements of the laser.

Однако наличие канавок внутрирезонаторного селектора мод на внутренней стороне электродов разрядного промежутка, которые так же, как и электроды имеют алюминиевое покрытие, увеличивает площадь каталитической поверхности непосредственно в зоне разряда. Именно в этой зоне образуются возбужденные молекулы и продукты диссоциации молекул, и именно в этой области лазера их концентрация максимальна. Поэтому эффективность каталитической рекомбинации на поверхности в зоне разряда существенно выше, чем на поверхности остальных элементов лазера. However, the presence of grooves of the intracavity mode selector on the inner side of the discharge gap electrodes, which, like the electrodes, have an aluminum coating, increases the catalytic surface area directly in the discharge zone. It is in this zone that excited molecules and products of molecular dissociation are formed, and it is in this region of the laser that their concentration is maximum. Therefore, the efficiency of catalytic recombination on the surface in the discharge zone is much higher than on the surface of the remaining laser elements.

При длине электродов 600 мм и 10 канавках с шириной и глубиной 2 мм площадь каталитической поверхности в зоне разряда увеличивается на 10%. With an electrode length of 600 mm and 10 grooves with a width and depth of 2 mm, the area of the catalytic surface in the discharge zone increases by 10%.

4. Из-за более совершенной структуры кристаллов покрытий, получаемых при диффузионном напылении, покрытия обладают более высокой отражающей способностью (более низкой степенью черноты) в инфракрасном диапазоне, чем массивный материал и пленки, получаемые традиционными методами напыления. Так, если для алюминиевой пленки, полученной обычным вакуумным напылением при давлении 5·10^-4 Па, коэффициент черноты при комнатной температуре ε = 0,05, то для алюминиевой пленки, полученной диффузионным напылением, ε = 0,015, т.е. отражательная способность алюминиевого покрытия в инфракрасном диапазоне при диффузионном напылении примерно в три раза выше.4. Due to the improved crystal structure of the coatings obtained by diffusion spraying, coatings have a higher reflectivity (lower degree of blackness) in the infrared range than bulk material and films obtained by traditional spraying methods. So, if for an aluminum film obtained by conventional vacuum deposition at a pressure of 5 · 10 ^-4 Pa, the blackness coefficient at room temperature is ε = 0.05, then for an aluminum film obtained by diffusion spraying, ε = 0.015, i.e. the reflectivity of the aluminum coating in the infrared range with diffusion spraying is approximately three times higher.

5. На поверхности алюминиевой пленки при контакте с кислородом образуется плотный слой химически инертного оксида алюминия толщиной около 1 - 3 нм, который обеспечивает сохранение свойств покрытия при длительной эксплуатации, препятствует окислению электродов и, следовательно, способствует сохранению их отражательной способности. 5. On contact with oxygen, a dense layer of chemically inert alumina with a thickness of about 1 - 3 nm is formed on the surface of the aluminum film, which ensures the preservation of coating properties during long-term operation, prevents oxidation of the electrodes and, therefore, helps to preserve their reflectivity.

Таким образом, примененное в настоящем изобретении диффузионное покрытие чистым алюминием всех конструктивных элементов лазера, имеющих контакт с активной средой (за исключением зеркал резонатора и выходного окна), приводит к положительному эффекту, заключающемуся в увеличении ресурса работы активной среды лазера в отпаянном режиме и стабилизации отражающих свойств электродов разрядного промежутка. Thus, the diffusion coating with pure aluminum used in the present invention of all laser structural elements in contact with the active medium (with the exception of the resonator mirrors and the exit window) leads to a positive effect consisting in an increase in the operating life of the active laser medium in the sealed-off mode and stabilization of reflective properties of discharge gap electrodes.

Claims

1. A slit-type gas laser with high-frequency excitation, including a sealed enclosure with an active gas medium and a window for outputting laser radiation, mounted inside the cavity of the resonator mirror, between which are located opposite each other, connected to an RF generator and forming a discharge gap extended, having coating electrodes with recesses on the surfaces facing the discharge, characterized in that the recesses on the surface of the electrodes are made in the form of orthogons located in the direction nom longitudinal axis of the discharge gap electrodes, grooves forming the spatial filter system for the selection of modes of laser radiation, wherein the geometric parameters of the grooves and the distance therebetween are selected from the preferred conditions of the lower order mode lasing radiation.

2. The laser according to claim 1, characterized in that said grooves have a width and depth of 1-5 mm and are located at equal distances from 1/5 to 1/20 of the length of the electrodes from one another.

3. The laser according to claims 1 and 2, characterized in that the coating is made of a pure aluminum film of a thickness of 1 - 5 μm and is placed on the surfaces of all laser elements in contact with the active medium, except for the working surfaces of the resonator mirrors and the exit window.

4. The laser according to claims 1 to 3, characterized in that the film used is an aluminum film obtained by deposition on a sprayed surface by thermal evaporation of pure aluminum in a stream of helium vaporized from the liquid phase at a helium vapor pressure of 1-10 Pa at the temperature of the sprayed surface 300 - 450 ^o C and the deposition rate of the aluminum film on the surface of 1 to 10 monolayers per second.