RU2703609C2 - Multibeam electric discharge laser - Google Patents

Multibeam electric discharge laser Download PDF

Info

Publication number
RU2703609C2
RU2703609C2 RU2017132057A RU2017132057A RU2703609C2 RU 2703609 C2 RU2703609 C2 RU 2703609C2 RU 2017132057 A RU2017132057 A RU 2017132057A RU 2017132057 A RU2017132057 A RU 2017132057A RU 2703609 C2 RU2703609 C2 RU 2703609C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
central axis
discharge tubes
tubes
gas
laser
Prior art date
Application number
RU2017132057A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017132057A (en
RU2017132057A3 (en
Inventor
Олег Александрович Чухланцев
Владимир Павлович Умнов
Владислав Викторович Мальцев
Дарья Александровна Рыжикова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТермоЛазер"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ТермоЛазер" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТермоЛазер"
Priority to RU2017132057A priority Critical patent/RU2703609C2/en
Publication of RU2017132057A publication Critical patent/RU2017132057A/en
Publication of RU2017132057A3 publication Critical patent/RU2017132057A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2703609C2 publication Critical patent/RU2703609C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/07Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
    • H01S3/073Gas lasers comprising separate discharge sections in one cavity, e.g. hybrid lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser

Abstract

FIELD: optics.
SUBSTANCE: invention relates to laser equipment. Multibeam electric-discharge laser includes parallel gas-discharge tubes located around central axis, an optical resonator made of a blind and partially reflecting mirror, which is located opposite ends of gas-discharge tubes perpendicular to their axis, and two angle mirror prisms installed near opposite end surfaces of gas-discharge tubes. Planes of bisectors of intersection of mirrors in angular mirror prisms pass radially through central axis of gas-discharge tubes and shift relative to each other around central axis of gas-discharge tubes by 180°/n, where n is an integer. At that within angular sectors 360°/n, coming from central axis of gas-discharge tubes and alternating n times around central axis from radial plane of bisectors of one of corner mirror prisms, there are several gas-discharge tubes in different radial planes, the arrangement of which is mirrored in each sector.
EFFECT: technical result is increase in laser power and providing its compactness.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к технологическим лазерам для резки и сварки, а точнее к многотрубчатым электоразрядным лазерам с диффузионным охлаждением газовой смеси.The invention relates to laser technology, in particular to technological lasers for cutting and welding, and more specifically to multi-tube electrodischarge lasers with diffusion cooling of the gas mixture.

Для того чтобы преодолеть дефекты однолучевой лазерной сварки и делать качественные и целостные сварные швы, предложена и находится в стадии разработки техника сварки, соединяющая два и более источника лазерного излучения - это двух/многолучевая лазерная сварка (Справочник по лазерной сварке, под ред. С. Катаяма, ТЕХНОСФЕРА, Москва, 2015, с 155). При многолучевой сварке, например, пучком из трех лучей, лучи располагаются в вершинах равностороннего треугольника и ориентируются относительно направления движения области сварки, или одним лучом впереди и двумя сзади (продольное расположение), или двумя лучами впереди и одним сзади (поперечное расположение). Но при формировании пучка из трех лучей, сборка из трех источников лазерного излучения обладает большими габаритами, малой мощностью лазерного излучения с единицы объема сборки и низкой относительной стабильностью направления лучей.In order to overcome the defects of single-beam laser welding and to make high-quality and integral welds, a welding technique has been proposed and is under development that connects two or more sources of laser radiation - these are two / multi-beam laser welding (Guide to Laser Welding, ed. C. Katayama, TECHNOSPHERE, Moscow, 2015, p. 155). In multi-beam welding, for example, with a beam of three rays, the rays are located at the vertices of an equilateral triangle and are oriented relative to the direction of movement of the welding region, either with one beam in front and two behind (longitudinal arrangement), or two beams in front and one behind (transverse arrangement). But when forming a beam of three rays, an assembly of three sources of laser radiation has large dimensions, low power of laser radiation per unit volume of the assembly, and low relative stability of the direction of the rays.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому объекту является электроразрядный многотрубчатый лазер с диффузионным охлаждением газовой смеси (RU 2097889 C1, H01S 3/22, 15.03.1996). Лазер включает в себя параллельные газоразрядные трубы, расположенные вокруг центральной оси, оптический резонатор из глухого и частично отражающего зеркал, расположенный напротив торцев газоразрядных труб перпендикулярно к их оси, две уголковые зеркальные призмы, установленные возле противоположных торцевых поверхностей газоразрядных труб, причем плоскости биссектрис углов пересечения зеркал в уголковых зеркальных призмах проходят радиально через центральную ось газоразрядных труб и смещены относительно друг друга вокруг центральной оси газоразрядных труб на угол 180°/n, где n - целое число.The closest technical solution to the proposed facility is an electric-discharge multi-tube laser with diffusion cooling of the gas mixture (RU 2097889 C1, H01S 3/22, 03/15/1996). The laser includes parallel gas discharge tubes located around the central axis, an optical resonator made of blind and partially reflecting mirrors, located opposite the ends of the gas discharge tubes perpendicular to their axis, two angular mirror prisms mounted near opposite end surfaces of the gas discharge tubes, with bisectors of intersection angles mirrors in corner mirror prisms pass radially through the central axis of the discharge tubes and are offset relative to each other around the center the flax axis of gas discharge tubes at an angle of 180 ° / n, where n is an integer.

Угловое смещение уголковых зеркальных призм на угол 180°/n, позволяет расположить n труб по окружности вокруг центральной оси более компактно, чем при расположении n труб в одной плоскости. Но когда для увеличения мощности лазера требуется расположить второе и третье кольцо из n труб, то компактность расположения труб уменьшается, за счет увеличения длин окружностей на которых новые кольца из n труб находятся. В них, с ростом радиуса колец, тангенциальное расстояние между трубами увеличивается, и мощность лазерного излучения с единицы объема лазера уменьшается.The angular displacement of the corner mirror prisms by an angle of 180 ° / n allows n pipes to be arranged around the central axis circumferentially more compactly than when n pipes are located in the same plane. But when to increase the laser power it is required to arrange the second and third ring of n pipes, the compactness of the pipe arrangement decreases, due to the increase in circumference on which new rings of n pipes are located. In them, with an increase in the radius of the rings, the tangential distance between the tubes increases, and the laser radiation power decreases per unit volume of the laser.

Задачей, решаемой изобретением, является увеличение мощности лазерного излучения и уменьшение прироста габаритов лазера при увеличении его мощности.The problem solved by the invention is to increase the power of laser radiation and reduce the increase in the dimensions of the laser with an increase in its power.

Техническим результатом изобретения является трехкратное увеличение мощности лазера с компактным взаимным расположением трех отдельных лазеров, образующих пучок лазера из трех лучей, лучи которого в выходном сечении расположены в вершинах равностороннего треугольника. А также сохранение мощности лазерного излучения с единицы объема лазера с ростом мощности лазера, за счет повышения компактности конструкции. И также высокая относительная стабильность направления трех лучей.The technical result of the invention is a three-fold increase in laser power with a compact mutual arrangement of three separate lasers, forming a laser beam of three rays, the rays of which in the output section are located at the vertices of an equilateral triangle. As well as maintaining the power of laser radiation per unit volume of the laser with increasing laser power, by increasing the compactness of the design. And also the high relative stability of the direction of the three rays.

Технический результат обеспечивается тем, что в известном устройстве, включающем в себя параллельные газоразрядные трубы, расположенные вокруг центральной оси, оптический резонатор из глухого и частично отражающего зеркал, расположенный напротив торцев газоразрядных труб перпендикулярно к их оси, две уголковые зеркальные призмы, установленные возле противоположных торцевых поверхностей газоразрядных труб, причем плоскости биссектрис углов пересечения зеркал в уголковых зеркальных призмах проходят радиально через центральную ось газоразрядных труб и смещены относительно друг друга вокруг центральной оси газоразрядных труб на угол 180°/n, где n - целое число, в пределах угловых секторов 360°/n, исходящих из центральной оси газоразрядных труб и чередующихся п раз вокруг центральной оси от радиальной плоскости биссектрис углов одной из уголковых зеркальных призм, расположено по несколько газоразрядных труб в разных радиальных плоскостях, расположение которых зеркально повторяется в каждом секторе.The technical result is ensured by the fact that in the known device, which includes parallel gas discharge tubes located around the central axis, an optical resonator of blind and partially reflecting mirrors, located opposite the ends of the gas discharge tubes perpendicular to their axis, two corner mirror prisms mounted near opposite end surfaces of gas-discharge pipes, and the plane of the bisectors of the angles of intersection of the mirrors in the corner mirror prisms pass radially through the central axis of the discharge tubes and are offset relative to each other around the central axis of the discharge tubes by an angle of 180 ° / n, where n is an integer, within the angular sectors 360 ° / n, originating from the central axis of the discharge tubes and alternating n times around the central axis from the radial plane the bisectors of the angles of one of the corner mirror prisms, several gas discharge tubes are located in different radial planes, the arrangement of which is mirrored in each sector.

При этом в угловых секторах несколько газоразрядных труб, расположенных в разных радиальных плоскостях, расположены также и на разных расстояниях от центральной оси, и с несколькими оптическими резонаторами напротив торцев нескольких газоразрядных труб образуют несколько отдельных лазеров, при этом уголковые зеркальные призмы обеспечивают последовательное прохождение лазерного излучения по всем трубам с одинаковым расстоянием от центральной оси, начиная от входных труб, находящихся в секторе с глухими зеркалами резонаторов и заканчивая выходными трубами в секторе с частично отражающими зеркалами, находящемся с противоположной стороны центральной оси от сектора с глухими зеркалами резонаторов, а для передачи лазерного излучения в трубы расположенные на разных расстояниях от центральной оси, напротив торцев выходных и входных труб, находящихся на разных расстояниях от центральной оси, расположены уголковые зеркальные отражатели, образующие оптические системы отдельных лазеров с усилителями из труб, расположенных на разных расстояниях от центральной оси.Moreover, in the angular sectors, several gas discharge tubes located in different radial planes are also located at different distances from the central axis, and with several optical resonators opposite several ends of several gas discharge tubes they form several separate lasers, while the corner mirror prisms provide sequential passage of laser radiation for all pipes with the same distance from the central axis, starting from the input pipes located in the sector with blind mirrors of the resonators and by output tubes in a sector with partially reflecting mirrors located on the opposite side of the central axis from the sector with blind mirrors of the resonators, and for transmitting laser radiation to tubes located at different distances from the central axis, opposite the ends of the output and input pipes located at different distances from the central axis, there are corner mirror reflectors that form the optical systems of individual lasers with amplifiers from tubes located at different distances from the central axis.

При чем между уголковыми зеркальными отражателями и торцами выходных и входных труб разных расстояний расположены линзы расширительных телескопов, первые линзы которых расположены напротив выходных труб, а вторые линзы напротив входных труб, причем входные трубы выполнены с увеличенными диаметрами, по отношению к выходным трубам, соответственно увеличениям расширительных телескопов.Moreover, between the corner mirror reflectors and the ends of the output and input pipes of different distances are the lenses of expansion telescopes, the first lenses of which are located opposite the output pipes, and the second lenses are opposite the input pipes, and the input pipes are made with increased diameters, relative to the output pipes, respectively increases expansion telescopes.

На Фиг. 1 показан лазер вид сбоку в продольном сечении по центральной оси, с параллельными газоразрядными трубами и двумя уголковыми зеркальными призмами возле противоположных торцевых поверхностей газоразрядных труб.In FIG. 1 shows a laser in a side view in longitudinal section along the central axis, with parallel discharge tubes and two angular mirror prisms near opposite end surfaces of the discharge tubes.

На Фиг. 2 показан лазер вид сверху в продольном сечении по центральной оси, с параллельными газоразрядными трубами, уголковой зеркальной призмой, попавшей в сечение, глухим и частично отражающим зеркалами оптического резонатора, с уголковыми зеркальными отражателями и линзами расширительного телескопа, а также с выходным окном и внешним формирующим телескопом.In FIG. Figure 2 shows a laser in a top view in longitudinal section along the central axis, with parallel gas discharge tubes, a corner mirror prism in the cross section, blind and partially reflecting mirrors of the optical resonator, with corner mirror reflectors and expansion telescope lenses, as well as an exit window and an external forming a telescope.

На Фиг. 3 показан лазер вид спереди в проекции на плоскость поперечного сечения лазера, и газоразрядных труб, и контуров всех оптических элементов лазера.In FIG. Figure 3 shows the laser front view in projection onto the plane of the cross section of the laser, and gas discharge tubes, and the contours of all the optical elements of the laser.

Многотрубчатый электроразрядный лазер с диффузионным охлаждением газовой смеси показанный на фиг. 1, включает в себя параллельные газоразрядные трубы поз. 1, расположенные вокруг центральной оси поз. 2, показанный на фиг. 2 оптический резонатор из глухого поз. 3 и частично отражающего поз. 4 зеркал, расположенный напротив торцев газоразрядных труб поз. 1 перпендикулярно к их оси, две уголковые зеркальные призмы с углом 90° между зеркальными плоскостями, установленные возле противоположных торцевых поверхностей газоразрядных труб. Из которых передняя призма поз. 5 фиг. 1 в проекции на плоскость поперечного сечения фиг. 3 состоит из двух зеркальных секторов 150°, образующих между собой секторальные 30° щели, по 15° от ребра поз. 7 пересечения зеркальных плоскостей, для вывода излучения из лазера и обслуживания резонатора. А задняя призма поз. 6 фиг. 1, 2 в проекции на плоскость поперечного сечения фиг. 3 состоит из двух зеркальных секторов 180° с ребром поз. 8 пересечения зеркальных плоскостей. Причем плоскости биссектрис углов пересечения зеркал в уголковых зеркальных призмах, совпадающие с ребрами поз. 7 и 8 в проекции на плоскость поперечного сечения фиг. 3, проходят радиально через центральную ось поз. 2 газоразрядных труб, проекция которой находится в центре фиг. 3, через ребра поз. 7 и 8, и смещены относительно друг друга вокруг центральной оси газоразрядных труб, например, на угол 180°/12 равный 15°, между поз. 7 и 8 фиг. 3, где 12 - целое число. Причем, в пределах угловых секторов 360°/12 равных 30°, исходящих из центральной оси поз. 2 газоразрядных труб и чередующихся 12 раз вокруг центральной оси от радиальной плоскости биссектрис углов поз. 8 задней поз. 6 уголковой зеркальной призмы, расположено, например, по девять газоразрядных труб, например, в семи разных радиальных плоскостях. Расположение труб в которых зеркально повторяется в каждом секторе, путем поочередного зеркального отражения их положений относительно ребер поз. 8 и поз. 7. На фиг. 3 крестиком помечено распространение лазерного луча в трубках в сторону от передней зеркальной призмы к задней с последующим зеркальным отражением относительно ребра поз. 8 задней зеркальной призмы и точкой помечено распространение лазерного луча в трубках в сторону от задней к передней зеркальной призме с последующим зеркальным отражением относительно ребра поз. 7 передней зеркальной призмы.The multi-tube electric discharge laser with diffusion cooling of the gas mixture shown in FIG. 1, includes parallel discharge tubes pos. 1 located around the central axis of the pos. 2 shown in FIG. 2 optical resonator from blind pos. 3 and partially reflective pos. 4 mirrors, located opposite the ends of the discharge tubes pos. 1 perpendicular to their axis, two angular mirror prisms with an angle of 90 ° between the mirror planes, installed near the opposite end surfaces of the discharge tubes. Of which the front prism pos. 5 of FIG. 1 in projection onto the plane of the cross section of FIG. 3 consists of two mirror sectors of 150 °, forming between themselves sectoral 30 ° slots, 15 ° from the edge of the pos. 7 intersection of mirror planes, for outputting radiation from the laser and servicing the resonator. A rear prism pos. 6 of FIG. 1, 2 in projection onto the plane of the cross section of FIG. 3 consists of two 180 ° mirror sectors with an edge pos. 8 intersections of mirror planes. Moreover, the plane of the bisectors of the angles of intersection of the mirrors in the corner mirror prisms, coinciding with the ribs pos. 7 and 8 in projection onto the plane of the cross section of FIG. 3 pass radially through the central axis of the pos. 2 discharge tubes, the projection of which is in the center of FIG. 3, through the ribs pos. 7 and 8, and are offset relative to each other around the central axis of the discharge tubes, for example, at an angle of 180 ° / 12 equal to 15 °, between pos. 7 and 8 of FIG. 3, where 12 is an integer. Moreover, within the angular sectors 360 ° / 12 equal to 30 °, emanating from the central axis of the pos. 2 gas discharge tubes and alternating 12 times around the central axis from the radial plane of the bisectors of angles pos. 8 back poses 6 of the corner mirror prism, for example, nine discharge tubes are located, for example, in seven different radial planes. The location of the pipes in which the mirror is repeated in each sector, by alternately mirroring their positions relative to the ribs pos. 8 and pos. 7. In FIG. 3, the cross marks the propagation of the laser beam in the tubes away from the front mirror prism to the rear, followed by mirror reflection relative to the rib pos. 8 of the rear mirror prism and a dot marks the propagation of the laser beam in the tubes away from the rear to the front mirror prism, followed by mirror reflection relative to the edge of the pos. 7 front mirror prisms.

При этом в 30° угловых секторах, например в секторе глухого зеркала поз. 3, девять газоразрядных труб, расположенных в семи разных радиальных плоскостях, расположены также и на шести разных расстояниях от центральной оси. И с тремя оптическими резонаторами напротив торцев трех газоразрядных труб, состоящих из поверхностей глухого поз. 3 и частично отражающего поз. 4 зеркал, перекрывающих по три трубки одновременно, образуют три отдельных лазера. При этом уголковые зеркальные призмы поз. 5, 6 обеспечивают последовательное прохождение лазерного излучения по всем трубам с одинаковым расстоянием от центральной оси, начиная от входных труб, находящихся, например, в секторе с глухими зеркалами резонаторов поз. 3, например, от глухих зеркал и заканчивая выходными трубами поз. 17, напротив выходных окон поз. 18, в секторе с частично отражающими зеркалами поз. 4, находящемся с противоположной стороны центральной оси от сектора с глухими зеркалами резонаторов. А для передачи лазерного излучения в трубы расположенные на разных расстояниях от центральной оси, напротив торцев выходных и входных труб, находящихся на разных расстояниях от центральной оси, расположены уголковые зеркальные отражатели, поз. 9, 10, 11, 12, 13, 14, образующие оптические системы отдельных лазеров с усилителями из труб, расположенных на разных расстояниях от центральной оси.Moreover, in 30 ° angular sectors, for example, in the sector of a blind mirror, pos. 3, nine gas discharge tubes located in seven different radial planes are also located at six different distances from the central axis. And with three optical resonators opposite the ends of three gas discharge tubes, consisting of surfaces of a blind position. 3 and partially reflective pos. 4 mirrors, overlapping three tubes at a time, form three separate lasers. In this case, corner mirror prisms pos. 5, 6 ensure consistent passage of laser radiation through all the tubes with the same distance from the central axis, starting from the inlet tubes located, for example, in the sector with blind mirrors of the resonators pos. 3, for example, from deaf mirrors and ending with output pipes pos. 17, opposite the exit windows pos. 18, in a sector with partially reflecting mirrors pos. 4, located on the opposite side of the central axis from the sector with blind mirrors of the resonators. And for the transmission of laser radiation to tubes located at different distances from the central axis, opposite the ends of the output and input tubes located at different distances from the central axis, are corner mirror reflectors, pos. 9, 10, 11, 12, 13, 14, forming the optical systems of individual lasers with amplifiers from tubes located at different distances from the central axis.

При чем между уголковыми зеркальными отражателями поз. 12, 13, 14 и торцами выходных и входных труб разных расстояний расположены линзы расширительных телескопов, первые линзы поз. 15 фиг. 2, 3 которых расположены напротив выходных труб, а вторые линзы поз. 16 напротив входных труб. Причем входные трубы выполнены с увеличенными диаметрами, по отношению к выходным трубам, соответственно увеличениям расширительных телескопов. При этом после трех газоразрядных труб поз. 17 из сектора частично отражающего зеркала поз. 3, расположенных последними по ходу трех лазерных лучей идущих от глухого зеркала резонатора поз. 3, и после секторальной 30° щели передней поз. 5 призмы лазера, в выходном сечении лазера находятся выходные окна поз. 18 фиг. 2, 3, расположенные в вершинах равностороннего треугольника. Далее по ходу лучей расположены внешние формирующие телескопы поз. 19, 20 фиг. 2, 3 лазера.Moreover, between the corner mirror reflectors pos. 12, 13, 14 and the ends of the output and input pipes of different distances are the lenses of expansion telescopes, the first lenses pos. 15 of FIG. 2, 3 of which are located opposite the outlet pipes, and the second lenses are pos. 16 opposite the inlet pipes. Moreover, the inlet pipes are made with increased diameters, in relation to the outlet pipes, respectively, to the increases of the expansion telescopes. Moreover, after three discharge tubes pos. 17 from the sector of the partially reflecting mirror pos. 3, located last along the three laser beams coming from a blank mirror cavity pos. 3, and after a sectoral 30 ° slit of the anterior position. 5 laser prisms, in the output section of the laser there are output windows pos. 18 of FIG. 2, 3, located at the vertices of an equilateral triangle. Further along the rays there are external forming telescopes pos. 19, 20 of FIG. 2, 3 lasers.

Применение труб с увеличенными диаметрами, размещение в лазере трех отдельных лазеров с усилителями, обеспечивает троекратное увеличение мощности лазера, по сравнению с лазером в котором трубки расположены в секторах в одной радиальной плоскости, при одинаковой мощности лазерного излучения с единицы объема лазера в них. При этом положение труб в секторах лазера, с увеличением расстояния от центральной оси, находящихся в рядах: сначала одна труба в секторе, далее ряд в две трубы на одинаковом расстоянии от центральной оси в положении с минимальным расстоянием до границ сектора и минимальным расстоянием между трубами и трубой первого ряда, далее три трубы с минимальным расстоянием до границ сектора и минимальным расстоянием между трубами и трубами второго ряда, далее две трубы четвертого ряда с минимальным расстоянием до границ сектора и минимальным расстоянием до труб третьего ряда и далее труба пятого ряда, образующая равносторонний треугольник (в плоскости поперечного сечения лазера) с двумя трубами четвертого ряда, позволяет компактно на минимальном расстоянии от центральной оси расположить трубы в лазере, с образованием в выходном сечении лазера трех лучей расположенных в вершинах равностороннего треугольника. Компактное максимально плотное заполнение секторов лазера трубками обеспечивает сохранение мощности лазерного излучения с единицы объема лазера с ростом мощности лазера и обеспечивает уменьшение прироста габаритов лазера при увеличении его мощности, по сравнению с лазером в котором трубки расположены в секторах в одной радиальной плоскости. Общие для трех отдельных лазеров отражающие поверхности резонаторов глухого и частично отражающего зеркал, выполненные в виде единых оптических элементов, обеспечивают высокую относительная стабильность направления трех лучей лазера, по сравнению с тремя источниками лазерного излучения с разными резонаторами.The use of tubes with increased diameters, the placement of three separate lasers with amplifiers in the laser, provides a three-fold increase in the laser power compared to a laser in which the tubes are located in sectors in the same radial plane, with the same laser radiation power per unit volume of the laser in them. At the same time, the position of the pipes in the laser sectors, with increasing distance from the central axis in the rows: first, one pipe in the sector, then a row of two pipes at the same distance from the central axis in the position with a minimum distance to the boundaries of the sector and a minimum distance between the pipes and a pipe of the first row, then three pipes with a minimum distance to the boundaries of the sector and a minimum distance between the pipes and pipes of the second row, then two pipes of the fourth row with a minimum distance to the borders of the sector and a minimum distance By pulling to the tubes of the third row and further the tube of the fifth row, forming an equilateral triangle (in the plane of the laser cross section) with two tubes of the fourth row, allows the tubes to be arranged compactly at a minimum distance from the central axis with the formation of three beams located vertices of an equilateral triangle. The compact maximum dense filling of the laser sectors with tubes ensures the preservation of the laser radiation power per unit volume of the laser with an increase in the laser power and provides a decrease in the increase in the dimensions of the laser with an increase in its power compared to a laser in which the tubes are located in sectors in the same radial plane. The reflecting surfaces of the resonators of the deaf and partially reflecting mirrors, common for three separate lasers, made in the form of single optical elements, provide high relative stability of the direction of the three laser beams, compared with three laser sources with different resonators.

Расположение трех лучей в вершинах равностороннего треугольника позволяет, с помощью управляемых окуляров поз. 19 внешних формирующих телескопов, однообразно автоматически устанавливать лучи на объекте в заданную конфигурацию и однообразно автоматически разворачивать конфигурацию лучей при изменении направления движения по объекту. При этом раздельное управление мощностью каждого отдельного лазера, дополнительно расширяет область оптимизации различных технологических процессов.The location of the three rays at the vertices of an equilateral triangle allows, using controlled eyepieces poses. 19 external forming telescopes, it is monotonous to automatically set the rays on the object in a given configuration and monotonously automatically deploy the configuration of the rays when changing the direction of movement of the object. At the same time, the separate power control of each individual laser further expands the field of optimization of various technological processes.

Claims (3)

1. Многолучевой электроразрядный лазер, включающий в себя параллельные газоразрядные трубы, расположенные вокруг центральной оси, оптический резонатор из глухого и частично отражающего зеркал, расположенный напротив торцев газоразрядных труб перпендикулярно к их оси, две уголковые зеркальные призмы, установленные возле противоположных торцевых поверхностей газоразрядных труб, причем плоскости биссектрис углов пересечения зеркал в уголковых зеркальных призмах проходят радиально через центральную ось газоразрядных труб и смещены относительно друг друга вокруг центральной оси газоразрядных труб на угол 180°/n, где n - целое число, отличающийся тем, что в пределах угловых секторов 360°/n, исходящих из центральной оси газоразрядных труб и чередующихся n раз вокруг центральной оси от радиальной плоскости биссектрис углов одной из уголковых зеркальных призм, расположено по несколько газоразрядных труб в разных радиальных плоскостях, расположение которых зеркально повторяется в каждом секторе.1. A multi-beam electric-discharge laser, including parallel gas-discharge tubes located around the central axis, an optical resonator made of blind and partially reflecting mirrors, located opposite the ends of the gas-discharge tubes perpendicular to their axis, two angular mirror prisms mounted near opposite end surfaces of the gas-discharge tubes, moreover, the plane of the bisectors of the angles of intersection of the mirrors in the corner mirror prisms pass radially through the central axis of the discharge tubes and are displaced from relative to each other around the central axis of the discharge tubes at an angle of 180 ° / n, where n is an integer, characterized in that within the angular sectors 360 ° / n, emanating from the central axis of the discharge tubes and alternating n times around the central axis from the radial plane the bisectors of the angles of one of the corner mirror prisms, several gas discharge tubes are located in different radial planes, the arrangement of which is mirrored in each sector. 2. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что в угловых секторах несколько газоразрядных труб, расположенных в разных радиальных плоскостях, расположены также и на разных расстояниях от центральной оси, и с несколькими оптическими резонаторами напротив торцев нескольких газоразрядных труб образуют несколько отдельных лазеров, при этом уголковые зеркальные призмы обеспечивают последовательное прохождение лазерного излучения по всем трубам с одинаковым расстоянием от центральной оси, начиная от входных труб, находящихся в секторе с глухими зеркалами резонаторов и заканчивая выходными трубами в секторе с частично отражающими зеркалами, находящемся с противоположной стороны центральной оси от сектора с глухими зеркалами резонаторов, а для передачи лазерного излучения в трубы расположенные на разных расстояниях от центральной оси, напротив торцев выходных и входных труб, находящихся на разных расстояниях от центральной оси, расположены уголковые зеркальные отражатели, образующие оптические системы отдельных лазеров с усилителями из труб, расположенных на разных расстояниях от центральной оси.2. The laser according to claim 1, characterized in that in the angular sectors several gas discharge tubes located in different radial planes are also located at different distances from the central axis, and with several optical resonators opposite several ends of the gas discharge tubes form several separate lasers, at the same time, corner mirror prisms provide sequential passage of laser radiation through all tubes with the same distance from the central axis, starting from inlet tubes located in the sector with blind mirrors by the cavities of the resonators and ending with the output tubes in the sector with partially reflecting mirrors located on the opposite side of the central axis from the sector with blind mirrors of the resonators, and for transmitting laser radiation to the tubes located at different distances from the central axis, opposite the ends of the output and input pipes located on at different distances from the central axis, corner mirror reflectors are located, forming the optical systems of individual lasers with amplifiers from tubes located at different distances from the central axis. 3. Лазер по п. 2, отличающийся тем, что между уголковыми зеркальными отражателями и торцами выходных и входных труб разных расстояний расположены линзы расширительных телескопов, первые линзы которых расположены напротив выходных труб, а вторые линзы - напротив входных труб, причем входные трубы выполнены с увеличенными диаметрами, по отношению к выходным трубам, соответственно увеличениям расширительных телескопов.3. The laser according to claim 2, characterized in that between the corner mirror reflectors and the ends of the output and input pipes of different distances are the lenses of expansion telescopes, the first lenses of which are located opposite the output pipes, and the second lenses are opposite the input pipes, and the input pipes are made with increased diameters in relation to the outlet pipes, respectively, to the enlargement of expansion telescopes.
RU2017132057A 2017-09-12 2017-09-12 Multibeam electric discharge laser RU2703609C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132057A RU2703609C2 (en) 2017-09-12 2017-09-12 Multibeam electric discharge laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132057A RU2703609C2 (en) 2017-09-12 2017-09-12 Multibeam electric discharge laser

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017132057A RU2017132057A (en) 2019-03-12
RU2017132057A3 RU2017132057A3 (en) 2019-08-06
RU2703609C2 true RU2703609C2 (en) 2019-10-21

Family

ID=65759299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017132057A RU2703609C2 (en) 2017-09-12 2017-09-12 Multibeam electric discharge laser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703609C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762037C1 (en) * 2020-08-17 2021-12-14 Общество с ограниченной ответственностью «Термолазер» Device for controlling laser radiation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094918C1 (en) * 1996-03-15 1997-10-27 Александр Михайлович Забелин Multitude gas laser
RU2097889C1 (en) * 1996-03-15 1997-11-27 Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" Electric-discharge multiple-tube laser with diffusion cooling of gas mix
WO1998006156A1 (en) * 1996-08-07 1998-02-12 Lumonics Inc. Multiple element, folded beam laser
RU2108647C1 (en) * 1996-06-25 1998-04-10 Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН Radiation generating unit of multichannel laser

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094918C1 (en) * 1996-03-15 1997-10-27 Александр Михайлович Забелин Multitude gas laser
RU2097889C1 (en) * 1996-03-15 1997-11-27 Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" Electric-discharge multiple-tube laser with diffusion cooling of gas mix
RU2108647C1 (en) * 1996-06-25 1998-04-10 Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам РАН Radiation generating unit of multichannel laser
WO1998006156A1 (en) * 1996-08-07 1998-02-12 Lumonics Inc. Multiple element, folded beam laser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2762037C1 (en) * 2020-08-17 2021-12-14 Общество с ограниченной ответственностью «Термолазер» Device for controlling laser radiation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017132057A (en) 2019-03-12
RU2017132057A3 (en) 2019-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5517434B2 (en) Gas laser apparatus and laser generation method
EP0371781A2 (en) High power laser with focusing mirror sets
US6356576B1 (en) Deep ultraviolet catadioptric anamorphic telescope
JP6289640B2 (en) Semiconductor laser device
CN109477953B (en) Efficient optical path folding device
US7771067B2 (en) Conic of rotation (CoR) optical surfaces and systems of matched CoRs
RU2703609C2 (en) Multibeam electric discharge laser
WO2016189722A1 (en) Laser device, and band-narrowing optical system
CN111552087A (en) Method for coupling annular light beam with coaxial reflective optical system
JP6049683B2 (en) Apparatus and method for expanding a laser beam
JP4260851B2 (en) Illumination light source device and image display device
NO309218B1 (en) Self-aligning intracavity Raman lasers
US9923330B2 (en) Pumping light systems for disc lasers
JPH0298919A (en) Laser apparatus
US20120236884A1 (en) Laser apparatus
WO2010127831A1 (en) Bandwidth narrowing module for setting a spectral bandwidth of a laser beam
WO2014049358A1 (en) Optical cell
US9709810B2 (en) Single-emitter line beam system
CN113325594B (en) Laser beam splitting system based on double free-form surface reflectors
JPH04226410A (en) Zoom-beam expander
JP2002171015A (en) Resonator-length variable laser resonator and pulse laser light source device
CN111413704B (en) Laser ranging system comprising free-form surface lens beam shaping structure
CN113625457B (en) Laser pulse widening device and method without real focus in cavity
CN113625458B (en) Double confocal reflection type zoom beam expander
KR102425179B1 (en) Line beam forming device

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20201113