RU2300177C1

RU2300177C1 - Gas-discharge device

Info

Publication number: RU2300177C1
Application number: RU2005134292/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Олегович Бакумов (RU); Алексей Олегович Бакумов; Александр Евгеньевич Дубинов (RU); Александр Евгеньевич Дубинов; Максим Михайлович Иванов (RU); Максим Михайлович Иванов; Владимир Анатольевич Чернышов (RU); Владимир Анатольевич Чернышов
Original assignee: Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-27

Abstract

FIELD: gas-discharge engineering.

SUBSTANCE: proposed device that can be used for producing DC glow discharge for various purposes, primarily for pumping gas lasers, as well as for spectroscopic analyses of gases and their mixtures has sealed cylindrical gas-discharge chamber filled with working gas. Chamber has electrode system in the form of coaxially disposed alternating equal-diameter circular anodes and cathodes separated by insulators.

EFFECT: enhanced efficiency of gas lasers.

1 cl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано для получения тлеющего разряда (ТР) постоянного тока для различных целей, преимущественно для накачки газовых лазеров и в спектроскопических исследованиях газов и их смесей.The invention relates to gas-discharge technology and can be used to obtain a glow discharge (TR) of direct current for various purposes, mainly for pumping gas lasers and in spectroscopic studies of gases and mixtures thereof.

Уровень техникиState of the art

Известно газоразрядное устройство, содержащее аноды и катоды в виде стержней, расположенных параллельно образующей газоразрядной трубки на одинаковых расстояниях друг от друга и от стенок трубки по окружности с центром на ее оси (SU №550081). Система электродов образует разрядный промежуток в форме цилиндра, расположенного соосно с разрядной трубкой.A gas-discharge device is known that contains anodes and cathodes in the form of rods located parallel to the gas-discharge tube forming at equal distances from each other and from the tube walls along a circle centered on its axis (SU No. 550081). The electrode system forms a discharge gap in the form of a cylinder located coaxially with the discharge tube.

При надлежащем выборе давления и сорта газа, или смеси газов, и при подключении к электродам источника постоянного напряжения внутри цилиндрической поверхности, на которой расположена система стержней, зажигается ТР постоянного тока.With a proper choice of pressure and type of gas, or a mixture of gases, and when a constant voltage source is connected to the electrodes inside the cylindrical surface on which the system of rods is located, DC TR is ignited.

Известно также газоразрядное устройство, содержащее полый катод в виде прямого кругового цилиндра, в полости которого установлен анод, представляющий собой систему 24 стержней, параллельных образующей катода и расположенных равномерно на поверхности прямого кругового цилиндра с осью, параллельной образующей катода (K.Rozsa, M.Janossy, J.Bergou, L.Csillac. Noble gas mixture CW hollow cathode laser with internal anode system. Optics Communications, 1977, v.23, №1, p.15-18).Also known is a gas-discharge device containing a hollow cathode in the form of a straight circular cylinder, in the cavity of which an anode is installed, which is a system of 24 rods parallel to the cathode generatrix and located uniformly on the surface of a straight circular cylinder with an axis parallel to the cathode generatrix (K.Rozsa, M. Janossy, J. Bergou, L. Csillac. Noble gas mixture CW hollow cathode laser with internal anode system. Optics Communications, 1977, v. 23, No. 1, p. 15-18).

Известным газоразрядным устройствам присущ следующий недостаток: азимутальная неоднородность плазмы ТР. Это снижает удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы, что ведет к уменьшению кпд газоразрядных устройств, например лазеров, использующих данный тип разряда.The known gas-discharge devices have the following disadvantage: azimuthal plasma inhomogeneity TR. This reduces the specific intensity of the plasma glow per unit volume, which leads to a decrease in the efficiency of gas-discharge devices, for example, lasers using this type of discharge.

Последнее устройство, как наиболее близкое по технической сущности, выбрано в качестве прототипа.The latter device, as the closest in technical essence, is selected as a prototype.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническим результатом изобретения является увеличение удельной на единицу объема интенсивности свечения плазмы при одинаковом с прототипом напряжении питания.The technical result of the invention is to increase the specific per unit volume of the intensity of the plasma glow at the same voltage as the prototype.

Технический результат достигается тем, что в газоразрядном устройстве, включающем герметичную цилиндрическую газоразрядную камеру, заполненную рабочим газом, содержащую электродную систему, новым является то, что электродная система выполнена в виде группы попеременно чередующихся кольцевых анодов и катодов одинакового диаметра, расположенных соосно и разделенных изоляторами.The technical result is achieved in that in a gas-discharge device including a sealed cylindrical gas-discharge chamber filled with a working gas containing an electrode system, it is new that the electrode system is made in the form of a group of alternately alternating ring anodes and cathodes of the same diameter, located coaxially and separated by insulators.

Благодаря выполнению электродной системы в виде попеременно чередующихся анодов и катодов одинакового диаметра, расположенных соосно и разделенных изоляторами, заявляемое газоразрядное устройство позволяет получить азимутально-однородный ТР при одинаковом с прототипом напряжении питания и тем самым увеличить удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы.Due to the implementation of the electrode system in the form of alternately alternating anodes and cathodes of the same diameter, arranged coaxially and separated by insulators, the inventive gas-discharge device allows to obtain an azimuthally uniform TR at the same voltage supply with the prototype and thereby increase the specific intensity of the plasma glow per unit volume.

В устройстве - прототипе электроды расположены азимутально-неоднородно, что приводит к азимутальной неоднородности плазмы газового разряда, и при использовании его для накачки лазера ведет к уменьшению мощности устройства.In the prototype device, the electrodes are located azimuthally inhomogeneous, which leads to azimuthal inhomogeneity of the gas discharge plasma, and when used for pumping a laser, it reduces the power of the device.

Не обнаружены технические решения, совокупность признаков которых совпадает с совокупностью признаков заявляемого газоразрядного устройства, в том числе с отличительными признаками. Эта новая совокупность признаков является новым техническим средством и обеспечивает получение технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".No technical solutions were found, the combination of features of which coincides with the combination of features of the claimed gas-discharge device, including distinctive features. This new set of features is a new technical tool and provides a technical result, which allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "inventive step".

Рассмотрим пример выполнения предлагаемого газоразрядного устройства. Его продольное сечение показано на чертеже, где 1 - цилиндрическая разрядная камера, 2 - аноды, 3 - катоды, 4 - отрицательное свечение ТР - характерная область ТР, отличающаяся наибольшей яркостью свечения.Consider an example of the proposed gas discharge device. Its longitudinal section is shown in the drawing, where 1 is a cylindrical discharge chamber, 2 are anodes, 3 are cathodes, 4 is a negative luminescence TP - a characteristic region of TP, characterized by the highest brightness of the glow.

Катоды 3 и аноды 2 можно выполнить, например, из нержавеющей стали или вольфрама.Cathodes 3 and anodes 2 can be made, for example, stainless steel or tungsten.

Работает газоразрядное устройство следующим образом. Сначала в устройство (после предварительной откачки) напускают газовую смесь требуемого состава и требуемого давления (например, для активной среды газоразрядного лазера). Затем к электродам 2 и 3 прикладывают постоянное напряжение величиной несколько сотен вольт. Тогда в устройстве зажигается ТР с отрицательным свечением 4, занимающим место вблизи оси устройства.The gas discharge device operates as follows. First, a gas mixture of the required composition and pressure is injected into the device (after preliminary pumping) (for example, for the active medium of a gas-discharge laser). Then, a constant voltage of a few hundred volts is applied to the electrodes 2 and 3. Then, the TR is ignited in the device with a negative glow 4, which takes place near the axis of the device.

На предприятии проведено расчетно-теоретическое обоснование работоспособности предложенного устройства и выполнен макет. Испытания показали, что заявляемое устройство решает поставленную задачу с достижением указанного технического результата.The enterprise carried out a theoretical calculation of the operability of the proposed device and made the layout. Tests have shown that the inventive device solves the problem with the achievement of the specified technical result.

Применение данного газоразрядного устройства позволило увеличить кпд газовых лазеров.The use of this gas discharge device has increased the efficiency of gas lasers.

Claims

A gas-discharge device comprising a sealed cylindrical discharge chamber filled with a working gas, comprising an electrode system, characterized in that the electrode system is made in the form of alternately alternating ring anodes and cathodes of the same diameter, located coaxially and separated by insulators.