RU2230409C2 - Pulsed chemical element vapor laser - Google Patents

Pulsed chemical element vapor laser Download PDF

Info

Publication number
RU2230409C2
RU2230409C2 RU2000125445/28A RU2000125445A RU2230409C2 RU 2230409 C2 RU2230409 C2 RU 2230409C2 RU 2000125445/28 A RU2000125445/28 A RU 2000125445/28A RU 2000125445 A RU2000125445 A RU 2000125445A RU 2230409 C2 RU2230409 C2 RU 2230409C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discharge tube
electrically connected
inductance
laser
capacitors
Prior art date
Application number
RU2000125445/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000125445A (en
Inventor
В.И. Воронов (RU)
В.И. Воронов
А.Е. Кириллов (RU)
А.Е. Кириллов
А.Н. Солдатов (RU)
А.Н. Солдатов
Н.А. Юдин (RU)
Н.А. Юдин
Original Assignee
Томский государственный университет
Российский государственный университет инновационных технологий и предпринимательства
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский государственный университет, Российский государственный университет инновационных технологий и предпринимательства filed Critical Томский государственный университет
Priority to RU2000125445/28A priority Critical patent/RU2230409C2/en
Publication of RU2000125445A publication Critical patent/RU2000125445A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230409C2 publication Critical patent/RU2230409C2/en

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

FIELD: laser engineering. SUBSTANCE: laser has cavity-accommodated discharge tube; high-voltage power supply; two selector switches each affording change-over speed of at least 100 ms, one trigger pulse generator, two delay lines, two capacitors, and shorting-out component such as inductance coil or resistor. Both electrodes of discharge tube are electrically interconnected through mentioned shorting-out component; both capacitors are connected in parallel with discharge tube cathode; plus output of high-voltage power supply is electrically connected to first capacitor. Output of each selector switch is electrically connected in parallel with discharge tube cathode through one of capacitors and its input is grounded. Trigger pulse generator is electrically connected to input of each delay line and output of each of the latter is connected to control input of respective selector switch. One lead of additional inductance coil is electrically connected through charging diode to second selector switch and its other lead is connected in parallel with main input of each selector switch, with discharge tube anode, and with minus output of high-voltage power supply. Additional inductance coil rating is equal to or higher than inductance of laser discharge circuit. EFFECT: simplifier design, reduced mass and size of laser. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при создании импульсных лазеров на парах химических элементов с управляемыми энергетическим характеристиками генерации.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used to create pulsed vapor laser of chemical elements with controlled energy characteristics of generation.

Известен импульсный лазер на самоограниченных переходах паров химических элементов, в котором разогрев активного вещества и возбуждение активной среды осуществляются периодически повторяющимися импульсами с высокой частотой следования, которые, во-первых, за счет выделяемой при разряде в газовой смеси энергии производят нагрев активной среды до рабочей температуры и, во-вторых, создают инверсную населенность в активной среде [Письма в ЖТФ, 1972, т.16, с.40].A pulse laser is known for self-limited vapor transitions of chemical elements, in which the active substance is heated and the active medium is excited by periodically repeating pulses with a high repetition rate, which, firstly, due to the energy released during the discharge in the gas mixture, heat the active medium to operating temperature and, secondly, create an inverse population in the active medium [Letters in ZhTF, 1972, v.16, p.40].

Известен импульсный лазер на парах химических элементов, в котором разогрев и возбуждение активной среды осуществляются импульсами возбуждения и дополнительными импульсами, не вызывающими генерации [Квантовая электроника, 1983, т.10, с.974-976]. Такая последовательность наложения импульсов накачки на активную среду позволяет осуществлять стабилизацию энергетических характеристик генерации.Known pulsed vapor laser of chemical elements, in which heating and excitation of the active medium are carried out by excitation pulses and additional pulses that do not cause generation [Quantum Electronics, 1983, v.10, p. 974-976]. Such a sequence of superposition of pump pulses on the active medium allows stabilization of the energy characteristics of the generation.

Известен импульсный лазер на парах химических элементов, работающий в режиме саморазогрева, в котором накачка активной среды и ее разогрев осуществляются сдвоенными импульсами с регулируемой задержкой между импульсами [Квантовая электроника. 1988, т.15, с.2510].Known pulsed vapor laser of chemical elements operating in a self-heating mode, in which the active medium is pumped and heated by double pulses with an adjustable delay between pulses [Quantum electronics. 1988, v. 15, p. 2510].

Известен импульсный лазер на парах химических элементов, в котором для накачки активной среды с каждым импульсом возбуждения формируется дополнительный импульс, не вызывающий генерации, с регулируемой задержкой между импульсами [Патент РФ №2082262 на изобретение "Способ возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах", опубл. 20.06.97]. Этот лазер содержит установленную в резонаторе газоразрядную трубку, два высоковольтных источника питания, два коммутатора, один генератор запускающих импульсов, две линии задержки и два конденсатора. При этом оба электрода газоразрядной трубки электрически связаны между собой через одну из указанных индуктивностей; оба конденсатора электрически параллельно присоединены к катоду газоразрядной трубки; к каждому из конденсаторов электрически присоединен один из высоковольтных источников питания и параллельно один из тиратронов; генератор запускающих импульсов электрически параллельно связан со входом каждой из линий задержки, а выход каждой из этих линий задержки электрически связан с управляющим входом одного из коммутаторов.Known pulsed vapor laser of chemical elements, in which for pumping the active medium with each excitation pulse an additional pulse is formed that does not cause generation, with an adjustable delay between pulses [RF Patent No. 2082262 for the invention "Method for the excitation of pulsed lasers on self-limited transitions", publ. 06/20/97]. This laser contains a gas discharge tube installed in the resonator, two high-voltage power supplies, two switches, one trigger pulse generator, two delay lines and two capacitors. In this case, both electrodes of the gas discharge tube are electrically connected to each other through one of the indicated inductances; both capacitors are electrically connected in parallel to the cathode of the discharge tube; to each of the capacitors is electrically connected one of the high-voltage power sources and in parallel one of the thyratrons; the trigger pulse generator is electrically connected in parallel with the input of each of the delay lines, and the output of each of these delay lines is electrically connected with the control input of one of the switches.

Этот лазер содержит установленную в резонатор ГРТ и, в обязательном порядке, два одинаковых источника накачки, что усложняет его конструкцию и снижает надежность его работы.This laser contains a GDT installed in the resonator and, without fail, two identical pump sources, which complicates its design and reduces the reliability of its operation.

Данный лазер имеет сложную конструкцию и имеет большие весогабаритные характеристики, поскольку он в обязательном порядке должен содержать два одинаковых источника питания.This laser has a complex structure and has large weight and size characteristics, since it must necessarily contain two identical power sources.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции лазера и снижение его весогабаритных характеристик.The objective of the present invention is to simplify the design of the laser and reduce its weight and size characteristics.

Решение поставленной задачи достигается тем, что, как и известный, заявляемый лазер на парах химических элементов содержит помещенную в оптический резонатор газоразрядную трубку, высоковольтный источник питания, два коммутатора, каждый из которых обеспечивает скорость переключения не менее чем 100 мкс, один генератор запускающих импульсов, две линии задержки, два конденсатора и шунтирующий элемент, например индуктивность или резистор, при этом оба электрода газоразрядной трубки электрически связаны между собой через указанный шунтирующий элемент; оба конденсатора электрически параллельно присоединены к катоду газоразрядной трубки; высоковольтный источник питания своим положительным выходом электрически присоединен к одному из конденсаторов; каждый из коммутаторов своим выходом электрически параллельно связан через один из конденсаторов с катодом газоразрядной трубки, а своим входом заземлен; генератор запускающих импульсов электрически параллельно связан с входом каждой из линий задержки, а выход каждой из этих линий задержки электрически связан с управляющим входом одного из коммутаторов.The solution of this problem is achieved by the fact that, like the well-known, the claimed chemical vapor laser contains a gas discharge tube, a high-voltage power supply, two switches, each of which provides a switching speed of at least 100 μs, one trigger pulse generator, two delay lines, two capacitors and a shunt element, such as an inductance or a resistor, while both electrodes of the gas discharge tube are electrically connected to each other through the specified shunt general element; both capacitors are electrically connected in parallel to the cathode of the discharge tube; the high-voltage power supply is electrically connected to one of the capacitors by its positive output; each of the switches with its output is electrically parallel connected through one of the capacitors to the cathode of the gas discharge tube, and is grounded with its input; the trigger pulse generator is electrically connected in parallel with the input of each of the delay lines, and the output of each of these delay lines is electrically connected with the control input of one of the switches.

В отличие от известного, в заявляемом лазере на парах химических элементов установлены дополнительная индуктивность и зарядный диод, при этом один конец указанной дополнительной индуктивности через зарядный диод электрически связан с тем конденсатором, у которого отсутствует электрическая связь с высоковольтным источником питания, а другой конец этой дополнительной индуктивности электрически параллельно связан с основным входом каждого из коммутаторов, с анодом газоразрядной трубки и с отрицательным выходом высоковольтного источника питания, причем величина дополнительной индуктивности должна быть такой, чтобы она была не ниже величины индуктивности разрядного контура лазера.Unlike the known one, an additional inductance and a charging diode are installed in the inventive vapor laser of the chemical elements, and one end of the indicated additional inductance is electrically connected through the charging diode to that capacitor, which has no electrical connection with a high-voltage power source, and the other end of this additional the inductance is electrically connected in parallel with the main input of each of the switches, with the anode of the gas discharge tube and with the negative output of the high voltage source power supply, and the value of the additional inductance must be such that it is not lower than the value of the inductance of the discharge circuit of the laser.

В качестве коммутатора в данной схеме лазера на парах химических элементов целесообразно брать тиратрон.It is advisable to take a thyratron as a switch in this scheme of a vapor laser of chemical elements.

В данной схеме лазера на парах химических элементов шунтирующий элемент, например индуктивность или резистор, может быть выполнен с возможностью его отключения. С этой целью в лазере на парах металлов может быть установлен высоковольтный ключ, который электрически последовательно связан с указанным шунтирующим элементом и с одним из электродов газоразрядной трубки.In this scheme of a vapor laser of a chemical element, a shunt element, such as an inductance or a resistor, can be configured to turn it off. For this purpose, a high-voltage switch can be installed in the metal vapor laser, which is electrically connected in series with the indicated shunt element and with one of the electrodes of the gas discharge tube.

Известны способы возбуждения импульсных лазеров на парах химических элементов за счет формирования импульса возбуждения и дополнительного импульса, а также устройства на их основе [Солдатов А.Н., Федоров В.Ф. Лазер на парах меди со стабилизированными выходными характеристиками. // Квантовая электроника, 1983, т.10, с.974-976; Исаев А.А. Кинетика возбуждения рабочих уровней лазера на парах меди в режиме сдвоенных импульсов. // Квантовая электроника. 1988, т.15, с.2510].Known methods for the excitation of pulsed lasers based on pairs of chemical elements due to the formation of an excitation pulse and an additional pulse, as well as devices based on them [Soldatov AN, Fedorov V.F. Copper vapor laser with stable output characteristics. // Quantum Electronics, 1983, v. 10, p. 974-976; Isaev A.A. Kinetics of the excitation of the working levels of a copper vapor laser in the regime of double pulses. // Quantum Electronics. 1988, v. 15, p. 2510].

Известны способ и устройство управления энергетическими характеристиками генерации за счет изменения амплитуды импульса возбуждения при накачке активной среды сдвоенными импульсами [Солдатов А.Н., Соломонов В.И. Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов. // Новосибирск: Наука, 1985, с.93].A known method and device for controlling the energy characteristics of generation by changing the amplitude of the excitation pulse when the active medium is pumped by double pulses [Soldatov AN, Solomonov VI Gas-discharge lasers based on self-limited transitions in metal vapors. // Novosibirsk: Nauka, 1985, p.93].

Авторам известны также способ возбуждения и устройство на его основе, позволяющие управлять в широких пределах от нуля до максимального значения энергетическими характеристиками генерации [Скрипниченко А.С., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Способ возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах. // Заявка на изобретение №5035482, 1992].The authors also know the method of excitation and the device based on it, which allow controlling over a wide range from zero to the maximum value the energy characteristics of the generation [Skripnichenko AS, Soldatov AN, Yudin N.A. The method of excitation of pulsed lasers on self-limited transitions. // Application for invention No. 5035482, 1992].

Проведенные исследования впервые показали, что индуктивность, подключенная параллельно газоразрядной трубке, запасает энергию во время разряда накопительной емкости [Елаев В.Ф., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Исследование поведения проводимости плазмы лазера на парах меди. // Оптика атмосферы и океана. 1996, т.9, №2, с.169-173.]. Величина этой энергии сравнима с энергией дополнительного импульса управления в прототипе. В этом случае подключение индуктивности к катодам коммутаторов цепи резонансно-диодной зарядки, формирующей дополнительный импульс, позволяет исключить второй высоковольтный источник питания. При разряде накопительной емкости, формирующей импульс возбуждения, будет также запасаться энергия в дополнительной индуктивности и затем будет происходить заряд накопительной емкости, формирующей дополнительный импульс. Напряжение на накопительной емкости будет определяться величиной накопительной емкости, поскольку запасаемая энергия в индуктивности постоянна для стационарного режима работы лазера. При этом работа введенной в цепь дополнительной индуктивности должна быть согласована с работой обоих коммутаторов и с источником питания, для чего эта дополнительная индуктивность электрически связывается с обоими коммутаторами и с отрицательным выходом источником питания.The studies showed for the first time that the inductance connected in parallel with the gas discharge tube stores energy during the discharge of the storage capacity [Elaev V.F., Soldatov A.N., Yudin N.A. Investigation of the behavior of the conductivity of a plasma of a copper vapor laser. // Optics of the atmosphere and the ocean. 1996, vol. 9, No. 2, p. 169-173.]. The magnitude of this energy is comparable to the energy of an additional control pulse in the prototype. In this case, connecting the inductance to the cathodes of the switches of the resonant-diode charging circuit, forming an additional pulse, eliminates the second high-voltage power source. When the storage capacitance, which forms the excitation pulse, is discharged, the energy in the additional inductance will also be stored and then the storage capacity will be charged, which forms the additional impulse. The voltage at the storage capacitance will be determined by the value of the storage capacitance, since the stored energy in the inductance is constant for the stationary laser mode. In this case, the work of the additional inductance introduced into the circuit must be coordinated with the operation of both switches and with the power source, for which this additional inductance is electrically connected with both switches and with the negative output by the power source.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства, включающая: высоковольтный регулируемый источник питания 1, генератор 2 запускающих импульсов, линии задержки 3 и 4, в качестве которых можно использовать ждущие мультивибраторы, коммутаторы 5 и 6, в качестве которых можно использовать тиратроны, зеркала 7 резонатора, между которыми установлена газоразрядная трубка 8, дополнительную индуктивность 9, зарядный диод 10, шунтирующий элемент, например индуктивность 11, накопительные емкости 12 и 13. Газоразрядная трубка 8 помещена между зеркалами 7 резонатора. Электроды газоразрядной трубки 8 соединены между собой через шунтирующий элемент 11, которым в данном примере является зарядная индуктивность. К катоду газоразрядной трубки 8 подключены накопительные емкости 12 и 13. К каждой накопительной емкости 12 и 13 анодами подключены коммутаторы 5 и 6, катоды которых соединены с анодом газоразрядной трубки 8 и с отрицательным выходом источника питания 1. В точку соединения накопительной емкости 12 и коммутатора 5 подключен высоковольтный источник питания 1.The drawing shows a block diagram of the proposed device, including: a high-voltage regulated power supply 1, a trigger pulse generator 2, delay lines 3 and 4, which can be used as standby multivibrators, switches 5 and 6, which can be used thyratrons, mirrors 7 resonator, between which a gas discharge tube 8 is installed, an additional inductance 9, a charging diode 10, a shunt element, for example, inductance 11, storage tanks 12 and 13. A gas discharge tube 8 is placed between the mirrors Ami 7 resonator. The electrodes of the gas discharge tube 8 are interconnected via a shunt element 11, which in this example is the charging inductance. Storage tanks 12 and 13 are connected to the cathode of the discharge tube 8. Switches 5 and 6 are connected to each storage capacity 12 and 13 of the anodes, the cathodes of which are connected to the anode of the discharge tube 8 and with a negative output of the power source 1. At the junction point between the storage capacity 12 and the switch 5 connected high-voltage power supply 1.

В точку соединения накопительной емкости 13 и коммутатора 6 своим катодом подключен диод 10, к аноду которого одним своим концом подключена дополнительная индуктивность 9, другой конец которой подключен к катодам коммутаторов 5 и 6. Выход генератора 2 запускающих импульсов через линии задержки 3 и 4 соединен с управляющими электродами коммутаторов 5 и 6. Между шунтирующим элементом 11 и анодом А газоразрядной трубки 8 установлен высоковольтный ключ 14, в качестве которого можно использовать, например, вакуумное реле. Высоковольтный ключ 14 связывает между собой шунтирующий элемент 11 и анод А газоразрядной трубки 8 в последовательную электрическую цепь.A diode 10 is connected to the junction point of the storage capacitance 13 and switch 6 with its cathode, an additional inductance 9 is connected to its anode with one end connected to the cathodes of switches 5 and 6. The output of the trigger pulse generator 2 through delay lines 3 and 4 is connected to control electrodes of the switches 5 and 6. Between the shunt element 11 and the anode A of the gas discharge tube 8, a high-voltage switch 14 is installed, for example, a vacuum relay can be used. The high-voltage switch 14 connects the shunt element 11 and the anode A of the gas discharge tube 8 into a serial electric circuit.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

От регулируемого высоковольтного источника питания 1 через зарядную индуктивность 11 заряжается накопительная емкость 12. При поступлении на управляющий электрод коммутатора 5 импульса запуска с генератора 2 запускающих импульсов через линию 3 задержки происходит разряд накопительной емкости 12 на газоразрядную трубку 8. Энергия, запасенная в накопительной емкости 12, выделяется в активной среде газоразрядной трубки 8 и осуществляет нагрев и возбуждение активной среды. При разряде накопительной емкости 12 часть электрического тока проходит через шунтирующий элемент 11 и создает на электродах А и К газоразрядной трубки 8 падение потенциала, в результате чего в газоразрядной трубке 8 происходит ионизация рабочей среды и генерация излучения. В межимпульсный период энергия, запасенная в индуктивности 11, выделяется в активной среде газоразрядной трубки 8. При поступлении импульса запуска с генератора 2 запускающих импульсов через линию задержки 4 на управляющий электрод коммутатора 6 происходит разряд накопительной емкости 13, а дополнительная индуктивность 9 совместно с диодом 10 обеспечивает создание на катоде К и аноде А газоразрядной трубки 8 соответствующее падение потенциала. В результате этого в активной среде газоразрядной трубки 8 формируется дополнительный импульс, который существенно влияет на энергетические характеристики импульса генерации лазера. Управление энергетическими характеристиками осуществляется за счет изменения временного интервала между дополнительным и возбуждающим импульсами. При выходе лазера на рабочий режим шунтирующий элемент 11 можно отключить высоковольтным ключом 14, так как в этом режиме падение потенциала на электродах газоразрядной трубки 8 будет поддерживаться происходящим в ней электрическим разрядом. При этом будут исключены потери энергии, которые происходят на шунтирующем элементе 11, и, таким образом, в разрядную область газоразрядной трубки 8 будет поступать дополнительная энергия.A storage capacitance 12 is charged from an adjustable high-voltage power supply 1 through a charging inductance 11. When a start pulse is received from the control electrode 5 of the trigger 5 from the start-up pulse generator 2 through the delay line 3, the storage capacity 12 is discharged to the gas discharge tube 8. The energy stored in the storage capacity 12 is released in the active medium of the gas discharge tube 8 and carries out heating and excitation of the active medium. When the storage capacitance 12 is discharged, a part of the electric current passes through the shunt element 11 and creates a potential drop on the electrodes A and K of the gas discharge tube 8, as a result of which the working medium is ionized and the radiation is generated in the gas discharge tube 8. In the inter-pulse period, the energy stored in the inductance 11 is released in the active medium of the discharge tube 8. When a start pulse is received from the generator 2 start pulses through the delay line 4 to the control electrode of the switch 6, the discharge capacitor 13 is discharged, and the additional inductance 9 together with the diode 10 ensures the creation of a discharge tube 8 at the cathode K and anode A of the corresponding potential drop. As a result of this, an additional pulse is formed in the active medium of the gas discharge tube 8, which significantly affects the energy characteristics of the laser pulse. Energy characteristics are controlled by changing the time interval between the additional and exciting pulses. When the laser enters the operating mode, the shunt element 11 can be turned off with a high-voltage switch 14, since in this mode the potential drop at the electrodes of the gas-discharge tube 8 will be supported by the electric discharge occurring in it. In this case, energy losses that occur on the shunt element 11 will be excluded, and thus additional energy will be supplied to the discharge region of the gas discharge tube 8.

Практическая реализация предлагаемого устройства была осуществлена авторами в лазере на парах меди. В качестве газоразрядной трубки использовалась промышленная лазерная трубка УЛ-102 "Квант", рабочий канал которой изготовлен из алундовой керамики Al2O3 диаметром 20 мм и длиной 400 мм. Давление буферного газа неона - 300 Торр. Номинальная средняя мощность генерации по паспорту завода-изготовителя 5 Вт на двух линиях генерации (510,6 и 578,2 нм) при частоте следования импульсов ~8 кГц. В качестве коммутаторов использовались: для формирования импульса возбуждения тиратрон ТГИ3-500/16 и для формирования дополнительного импульса тиратрон ТГИ1-270/12. В качестве линий задержки - два ждущих мультивибратора, которые запускались от одного генератора.The practical implementation of the proposed device was carried out by the authors in a copper vapor laser. An UL-102 Quantum industrial laser tube was used as a gas discharge tube, the working channel of which was made of alundum ceramics Al 2 O 3 with a diameter of 20 mm and a length of 400 mm. Neon buffer gas pressure - 300 Torr. The rated average output power according to the manufacturer's passport is 5 W on two generation lines (510.6 and 578.2 nm) at a pulse repetition rate of ~ 8 kHz. As switches, the following were used: for generating an excitation pulse of a TGI3-500 / 16 thyratron and for generating an additional pulse of a TGI1-270 / 12 thyratron. As delay lines, two waiting multivibrators that were launched from one generator.

Рабочее напряжение на высоковольтном выпрямителе 1 было 5 кВ, накопительная емкость 14-3000 пФ, частота следования импульсов ~8 кГц, потребляемая мощность от выпрямителя ~1,6 кВт. Во время разряда накопительной емкости 12, формирующей импульс возбуждения, индуктивность 9 запасает энергию и происходит заряд накопительной емкости 13. Для осуществления устойчивого режима управления напряжение заряда накопительной емкости 13 подбирается оптимальным за счет изменения величины накопительной емкости 13. Это обусловлено тем, что индуктивность 9 запасает постоянное количество энергии (Е) во время прохождения импульса возбуждения при стационарном режиме работы лазера (Е=CU2/2-const, где С - накопительная емкость, U - напряжение на накопительной емкости). Изменение величины накопительной емкости 13 приводит к изменению напряжения ее заряда. При расположении дополнительного импульса в момент импульса генерации была получена суммарная средняя мощность генерации 5 Вт. При изменении задержки между возбуждающим и дополнительным импульсами в пределах ~20 мксек осуществлялось управление средней мощностью генерации от максимального значения до нуля.The operating voltage at the high-voltage rectifier 1 was 5 kV, the storage capacitance was 14-3000 pF, the pulse repetition rate was ~ 8 kHz, and the power consumption from the rectifier was ~ 1.6 kW. During the discharge of the storage capacitance 12, which forms the excitation pulse, the inductance 9 stores energy and the charge of the storage capacitance 13 occurs. For a stable control mode, the charge voltage of the storage capacitance 13 is selected optimal by changing the magnitude of the storage capacitance 13. This is due to the fact that the inductance 9 stores a constant amount of energy (E) during the passage of an excitation pulse in a stationary laser mode (E = CU 2 /2-const, where C is the storage capacitance, U is the voltage across storage capacity). A change in the value of the storage capacity 13 leads to a change in the voltage of its charge. When the additional pulse was located at the moment of the generation pulse, the total average generation power of 5 W was obtained. When the delay between the exciting and additional pulses was varied within ~ 20 μs, the average lasing power was controlled from the maximum value to zero.

Таким образом, в предлагаемом устройстве управление энергетическими характеристиками генерации осуществляется аналогично прототипу. Однако не требуется дополнительный высоковольтный выпрямитель для формирования дополнительного импульса и более устойчиво работает тиратрон, формирующий дополнительный импульс. Это обусловлено отсутствием положительного напряжения на аноде тиратрона до прихода импульса возбуждения, что позволяет использовать маломощные коммутаторы для формирования дополнительного импульса.Thus, in the proposed device, the control of the energy characteristics of the generation is carried out similarly to the prototype. However, an additional high-voltage rectifier is not required to form an additional pulse and the thyratron, which forms an additional pulse, is more stable. This is due to the absence of a positive voltage at the thyratron anode before the arrival of an excitation pulse, which allows the use of low-power switches to form an additional pulse.

Claims (4)

1. Импульсный лазер на парах химических элементов, содержащий помещенную в оптический резонатор газоразрядную трубку, высоковольтный источник питания, два коммутатора, каждый из которых обеспечивает скорость переключения не менее 100 мкс, один генератор запускающих импульсов, две линии задержки, два конденсатора и шунтирующий элемент, например индуктивность или резистор, при этом оба электрода газоразрядной трубки электрически связаны между собой через указанный шунтирующий элемент, оба конденсатора электрически параллельно присоединены к катоду газоразрядной трубки, высоковольтный источник питания своим положительным выходом электрически присоединен к одному из конденсаторов, каждый из коммутаторов своим выходом электрически параллельно связан через один из конденсаторов с катодом газоразрядной трубки, а своим входом заземлен, генератор запускающих импульсов электрически параллельно связан со входом каждой из линий задержки, а выход каждой из этих линий задержки электрически связан с управляющим входом одного из коммутаторов, отличающийся тем, что в нем установлены дополнительная индуктивность и зарядный диод, при этом один конец указанной дополнительной индуктивности через зарядный диод электрически связан с тем конденсатором, у которого отсутствует электрическая связь с высоковольтным источником питания, а другой конец этой дополнительной индуктивности электрически параллельно связан с основным входом каждого из коммутаторов, с анодом газоразрядной трубки и с отрицательным выходом высоковольтного источника питания, причем величина дополнительной индуктивности должна быть такой, чтобы она была не ниже величины индуктивности разрядного контура лазера.1. A pulsed chemical vapor laser containing a gas discharge tube placed in an optical resonator, a high-voltage power supply, two switches, each of which provides a switching speed of at least 100 μs, one trigger pulse generator, two delay lines, two capacitors and a shunt element, for example an inductance or a resistor, while both electrodes of the gas discharge tube are electrically connected to each other through the specified shunt element, both capacitors are electrically parallel connected They are connected to the cathode of the discharge tube, the high-voltage power supply is electrically connected to one of the capacitors by its positive output, each of the switches is electrically connected in parallel through one of the capacitors to the cathode of the discharge tube, and is grounded by its input, the trigger pulse generator is electrically connected to the input of each from the delay lines, and the output of each of these delay lines is electrically connected to the control input of one of the switches, characterized in that it is installed additional inductance and a charging diode are introduced, while one end of the indicated additional inductance is electrically connected through the charging diode to that capacitor, which has no electrical connection with a high-voltage power source, and the other end of this additional inductance is electrically connected in parallel with the main input of each of the switches, with an anode of a gas discharge tube and with a negative output of a high-voltage power source, and the value of the additional inductance should be such that s it was not lower than the inductance of the discharge circuit of the laser. 2. Импульсный лазер на парах химических элементов по п.1, отличающийся тем, что в нем в качестве коммутатора установлен тиратрон.2. A pulsed vapor laser of chemical elements according to claim 1, characterized in that a thyratron is installed therein as a switch. 3. Импульсный лазер на парах химических элементов по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в нем шунтирующий элемент, например индуктивность или резистор, выполнен с возможностью его отключения.3. A pulsed vapor laser of chemical elements according to claims 1 and 2, characterized in that in it a shunt element, for example an inductance or a resistor, is configured to turn it off. 4. Импульсный лазер на парах химических элементов по п.3, отличающийся тем, что в нем установлен высоковольтный ключ, который электрически последовательно связан с шунтирующим элементом и с одним из электродов газоразрядной трубки.4. A pulsed vapor laser of chemical elements according to claim 3, characterized in that a high-voltage switch is installed in it, which is electrically connected in series with a shunt element and with one of the electrodes of the gas discharge tube.
RU2000125445/28A 2000-10-09 2000-10-09 Pulsed chemical element vapor laser RU2230409C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000125445/28A RU2230409C2 (en) 2000-10-09 2000-10-09 Pulsed chemical element vapor laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000125445/28A RU2230409C2 (en) 2000-10-09 2000-10-09 Pulsed chemical element vapor laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000125445A RU2000125445A (en) 2003-08-27
RU2230409C2 true RU2230409C2 (en) 2004-06-10

Family

ID=32845261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000125445/28A RU2230409C2 (en) 2000-10-09 2000-10-09 Pulsed chemical element vapor laser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230409C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503105C1 (en) * 2012-07-18 2013-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Diode-pumped alkali metal vapour laser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503105C1 (en) * 2012-07-18 2013-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Diode-pumped alkali metal vapour laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5247531A (en) Apparatus for preionizing apulsed gas laser
US5309462A (en) Magnetic spiker gas laser excitation circuit
JPS58155643A (en) Glow-like discharge generator
Baksht et al. Discharge lasers pumped by generators with inductive energy storage
US4627063A (en) Laser oscillator
JP3815578B2 (en) Excimer laser oscillator
US3891941A (en) Imploding cylinder metal vapor laser
Borisov et al. Pumping rate of electric-discharge excimer lasers
RU2230409C2 (en) Pulsed chemical element vapor laser
Cirkel et al. Excimer lasers with large discharge cross section
RU2251179C2 (en) Method and device for exciting self-restrained and self-heated metal atom junction pulsing lasers
JP3771690B2 (en) Pulse laser discharge circuit
RU2175158C2 (en) Pulsed chemical-element-vapor laser
RU2307462C1 (en) Device for powering impulse lamps
Panchenko et al. Pulsed gas lasers pumped by generators with inductive energy storage
JP2996706B2 (en) Pulse laser oscillation device
Bychkov et al. Large-aperture 15-J unswitched electric-discharge XeCl laser with an output energy 15 J
Christov et al. An efficient and compact discharge-excited XeCl laser
Bychkov et al. Efficient XeCl laser with a semiconductor opening switch in a pump oscillator: Theory and experiment
RU2226030C1 (en) Pulse driver of nanosecond pulse generator
RU2237955C2 (en) Controlled-parameter repetitive-pulse chemical laser (alternatives)
Kozlov et al. TEA-N 2 laser with pulse repetition rate up to 12 kilohertz
Losev et al. The development of a long-pulse excimer laser system
Godard et al. Parametric study of a high-average-power XeCl laser
Tarasenko et al. Pumping of discharge gas lasers by generators with inductive energy storage and semiconducting opening switch

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041010