RU2798084C1 - Способ работы активного элемента лазера на парах меди - Google Patents
Способ работы активного элемента лазера на парах меди Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798084C1 RU2798084C1 RU2023101513A RU2023101513A RU2798084C1 RU 2798084 C1 RU2798084 C1 RU 2798084C1 RU 2023101513 A RU2023101513 A RU 2023101513A RU 2023101513 A RU2023101513 A RU 2023101513A RU 2798084 C1 RU2798084 C1 RU 2798084C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- active element
- hydrogen
- reservoir
- filled
- radiation power
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к лазерной технике, а именно к активным элементам (АЭ) лазера на парах металлов. Способ работы активного элемента лазера на парах меди, содержащего резервуар, заполненный водородом, включает заполнение активного элемента буферным газом неоном, отпайку активного элемента, разогрев разрядного канала и резервуара до рабочих температур. В буферный газ добавляют водород до парциального давления , соответствующего максимальной мощности излучения, резервуар заполняют водородом до давления, определяемого из следующего выражения , где V АЭ – внутренний объем активного элемента, V рез – объем резервуара. Технический результат - повышение стабильности мощности излучения и как следствие повышение долговечности активного элемента.
Description
Изобретение относится к лазерной технике, а именно к активным элементам (АЭ) лазеров на парах металлов, и может быть использовано при их конструировании с целью повышения стабильности мощности излучения и долговечности без усложнения конструкции.
Отличительной особенностью данного класса лазеров является наличие паров активного вещества-металла: меди, золота, свинца, бария в плазме газового разряда. При включении газового разряда активное вещество в разрядном канале АЭ нагревается до плавления и часть его переходит в пар и участвует в процессах образования лазерной энергии.
Известен способ повышения мощности излучения АЭ лазера на парах меди путем добавления молекулярного водорода в газовую среду неона [Григорьянц А.Г., Казарян М.А., Лябин Н.А. Лазерная прецизионная микрообработка материалов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2017. – гл. 3 с.146-151 Рис.3.39 и 3.42]. Добавка водорода повышает среднюю мощность излучения лазера на парах меди.
Однако постепенно, со временем концентрация водорода в газовой смеси уменьшается. Водород поглощается элементами конструкции, преимущественно мелкодисперсным теплоизолятором с большой эффективной поверхностью, это снижает стабильность мощности излучения и ограничивает долговечность АЭ.
Наиболее близким техническим решением является способ работы АЭ лазера на парах меди с водородным резервуаром [Патент №2787554 H01S 3/227]. Резервуар заполняют молекулярным водородом и размещают его в концевой секции АЭ, после термотренировки по обезгаживанию АЭ заполняют буферным газом неоном. Проводят отпайку АЭ, разогревают разрядный канал и резервуар до рабочих температур.
Однако заполнение резервуара водородом недостаточное для обеспечения длительной (до несколько тысяч часов) стабильности мощности излучения.
Техническим результатом является повышение стабильности мощности излучения и как следствие повышение долговечности АЭ.
Технический результат достигается тем, что способ работы активного элемента лазера на парах меди, содержащего резервуар, заполненный водородом, включает заполнение активного элемента буферным газом неоном, отпайку активного элемента, разогрев разрядного канала и резервуара до рабочих температур. В буферный газ добавляют водород до парциального давления соответствующего максимальной мощности излучения, резервуар заполняют водородом до давления, определяемого из следующего выражения где внутренний объем активного элемента, объем резервуара.
Добавление водорода в буферный газ до парциального давления увеличивает мощность излучения в 1,4…1,5 раза.
Водород из резервуара, заполненного до давления, определяемого из указанного выражения, диффундирует в газовый объем АЭ и компенсирует падение начального парциального давление водорода Обеспечивается высокая стабильность мощности излучения при длительной наработке лазера.
Пример
Промышленный саморазогревной АЭ лазера на парах меди модели ГЛ-206И [КРПГ 433757.004-007 ТУ] с объёмом активной среды заполнен буферным газом неоном до давления 220 мм рт. ст. и водородом до парциального давления Резервуар, заполненный молекулярным водородом, выполнен в форме двустенного полого цилиндра с герметически запаянными торцами и окном, выполненном из никелевой фольги. Объем резервуара Давление водорода в резервуаре, в соответствии с расчетом, равно АЭ отпаивают через стеклянный штенгель. Разрядный канал с активным веществом-медью нагревают до рабочей температуры ~ 1600°С, резервуар, заполненный водородом - до ~200°С Стабильность мощности излучения АЭ сохранялась в течение более 2500часов наработки, что больше чем у прототипа в 2 раза. И, как следствие, повышается долговечность АЭ.
Предлагаемый способ работы АЭ лазера на парах меди осуществляют следующим образом.
Резервуар заполняют молекулярным водородом до расчетного давления и устанавливают в концевой секции АЭ со стороны анода. АЭ наполняют буферным газом неоном и добавляют водород с парциальным давлением АЭ отпаивают, подают напряжение на электроды и разогревают разрядный канал с активным веществом-медью и резервуар с водородом до рабочих температур. Медь превращается в жидкость, в результате испарения и диффузии атомы металла заполняют все пространство газоразрядного промежутка – разрядного канала. Водород из резервуара диффундирует через металлическую фольгу в газовый объем АЭ, компенсируя падение начального парциального давления водорода и, соответственно, поддерживает высокую стабильность мощности излучения при длительной наработке лазера. Химическое воздействие водорода на поверхность испарения расплавленной меди непрерывно поддерживает ее высокую чистоту и обеспечивает эффективные условия накачки, что повышает стабильность генерации лазерного излучения и, как следствие, минимальную наработку АЭ лазера.
Обеспечение давления молекулярного водорода по предлагаемому способу работы АЭ позволило увеличить стабильность мощности излучения лазера по сравнению с аналогом в 2 раза при увеличенной наработке.
Claims (1)
- Способ работы активного элемента лазера на парах меди, содержащего резервуар, заполненный водородом, включает заполнение активного элемента буферным газом неоном, отпайку активного элемента, разогрев разрядного канала и резервуара до рабочих температур, отличающийся тем, что в буферный газ добавляют водород до парциального давления , соответствующего максимальной мощности излучения, резервуар заполняют водородом до давления, определяемого из следующего выражения , где – внутренний объем активного элемента, – объем резервуара.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2798084C1 true RU2798084C1 (ru) | 2023-06-15 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997030496A1 (en) * | 1996-02-16 | 1997-08-21 | Macquarie Research Ltd. | Metal vapour laser |
RU2115204C1 (ru) * | 1992-07-30 | 1998-07-10 | И-И-Ви ЛИМИТЕД | Лазерное устройство на парах металла |
RU62742U1 (ru) * | 2005-09-30 | 2007-04-27 | Институт оптики атмосферы Сибирское Отделение Российской Академии Наук | Активный элемент лазера на парах галогенида металла |
RU2420844C2 (ru) * | 2009-01-19 | 2011-06-10 | Учреждение Российской академии наук Институт оптики атмосферы им.В.И.Зуева Сибирского отделения РАН (ИОА СО РАН) | Активный элемент лазера на парах галогенида металла |
RU2644985C1 (ru) * | 2016-11-29 | 2018-02-15 | Лев Семенович Гликин | Активный элемент лазера на парах металлов и способ его изготовления |
JP7154017B2 (ja) * | 2018-02-28 | 2022-10-17 | 株式会社吉野工業所 | コンパクト容器 |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2115204C1 (ru) * | 1992-07-30 | 1998-07-10 | И-И-Ви ЛИМИТЕД | Лазерное устройство на парах металла |
WO1997030496A1 (en) * | 1996-02-16 | 1997-08-21 | Macquarie Research Ltd. | Metal vapour laser |
RU62742U1 (ru) * | 2005-09-30 | 2007-04-27 | Институт оптики атмосферы Сибирское Отделение Российской Академии Наук | Активный элемент лазера на парах галогенида металла |
RU2420844C2 (ru) * | 2009-01-19 | 2011-06-10 | Учреждение Российской академии наук Институт оптики атмосферы им.В.И.Зуева Сибирского отделения РАН (ИОА СО РАН) | Активный элемент лазера на парах галогенида металла |
RU2644985C1 (ru) * | 2016-11-29 | 2018-02-15 | Лев Семенович Гликин | Активный элемент лазера на парах металлов и способ его изготовления |
JP7154017B2 (ja) * | 2018-02-28 | 2022-10-17 | 株式会社吉野工業所 | コンパクト容器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4335332B2 (ja) | 照明システムおよびメタルハライドランプ | |
JPH05198873A (ja) | パルス・ガス・レーザ中のガスを予備イオン化するための装置 | |
RU2798084C1 (ru) | Способ работы активного элемента лазера на парах меди | |
CA1147048A (en) | High power laser and cathode structure therefor | |
GB2083687A (en) | Circulating gas laser | |
CA1089000A (en) | Arc discharge lamp with starter electrode voltage doubling | |
RU2787554C1 (ru) | Активный элемент лазера на парах металлов | |
US3469207A (en) | Metal-ceramic gas laser discharge tube | |
US5077749A (en) | Laser apparatus | |
US3444415A (en) | Fluorescent discharge lamp | |
EP0015682A1 (en) | Raman tube | |
US3283202A (en) | Gas discharge spectral lamp of 5350 angstroms | |
RU221836U1 (ru) | Активный элемент лазера на парах металлов | |
Latush et al. | Metal-ion transition lasers with transverse HF excitation | |
Weaver et al. | Superradiant emission at 5106, 5700, and 5782 Å in pulsed copper iodide discharges | |
Feldman et al. | Long‐lived lead‐vapor lasers | |
RU2673062C1 (ru) | Импульсная ультрафиолетовая газоразрядная лампа | |
Rieger | Performance evaluation of lead vapor heat-pipe as a stimulated Raman converter for XeCl lasers | |
US3487252A (en) | Cesium light source | |
Simmons et al. | New cold cathode for pulsed ion lasers | |
Sabaeian et al. | Design and construction of a home-made and cheaper argon arc lamp | |
RU753325C (ru) | Газовый лазер | |
RU2031503C1 (ru) | Лазер на парах металлов | |
SU711986A1 (ru) | Газоразр дна трубка лазера на парах металлов | |
RU2144240C1 (ru) | Рентгеновская трубка |