SU1026624A1

SU1026624A1 - Pulse metallie vapor laser

Info

Publication number: SU1026624A1
Application number: SU813352129A
Authority: SU
Inventors: В.Б. Беляев; В.М. Черезов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8769
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1992-09-07

Description

буждени собрано по схеме Блюмлейна. Оно включает в себ два накопительных конденсатора, присоединенные к электродам активного элемента лазера, коммутатор и катушку индуктивности, подключенную к коммутатору и к одному из накопительных конденсаторов.Buzhdeni collected by Blumlein scheme. It includes two storage capacitors connected to the electrodes of the active element of the laser, a switch and an inductance coil connected to the switch and to one of the storage capacitors.

Устройство возбуждени известного лазера обеспечивает удвоение импульсного напр жени на разр дном промежутке по сравнению с напр жением на накопительных конденсаторах.The excitation device of a known laser provides a doubling of the pulse voltage at the discharge gap compared to the voltage at the storage capacitors.

Недостаток известного лазера заключаетс в том, что стабильность его мощности излучени определ етс только стабильностью источника питани , который не следит за изменени ми концентрации паров металла в активной зоне разр дной трубки лазера, поэтому стабильность его мощности излучени невысока и сильно зависит от температуры окружающей среды.The disadvantage of the known laser is that the stability of its radiation power is determined only by the stability of the power source, which does not follow the changes in the concentration of metal vapors in the active zone of the discharge tube of the laser, therefore the stability of its radiation power is low and strongly dependent on the ambient temperature.

Целью изобретени вл етс устранение указанного недостатка, а именно повышение стабильности мощйости излучейи лазера.The aim of the invention is to eliminate this drawback, namely to increase the stability of the power of the laser radiation.

Поставленна цель достигаетс тем, что в импульсном лазере на парах металлов, содержащем разр дную трубку, в актирной зоне которой расположено рабочее вещество , и устройство возбуждени , включающее два накопительных конденсатора, коммутатор и катушку индуктивности, подключенную между анодом коммутатора и одним из нaкoпиteльныx конденсаторов, в устройство возбуждени лазера введена втора ка-. тушка индуктивности, расположенна коаксиально с разр дной трубкой на участке активной зонь и подключенна параллельнр первой катушке индуктивности, при этом отношение индуктивностейпервой и второй катушек составл ет от 2 до 10.The goal is achieved by the fact that in a pulsed metal vapor laser, containing a discharge tube, in the active zone, which is located the working substance, and an excitation device, including two storage capacitors, a switch and an inductance coil, connected between the switch anode and one of the capacitors, A second ka- is introduced into the laser excitation device. a bird inductance located coaxially with a discharge tube in a section of the active zone and connected in parallel with the first inductor, the ratio of the inductances of the first and second coils being from 2 to 10.

На чертеже показан импульсный лазер на парах металлов.The drawing shows a pulsed metal vapor laser.

Лазер включает в себ разр дную трубку 1, в которой размещены электроды 2 и 3, Между электродам и заключена активна зона 4с расположенными в ней ампулами 5 с рабочим веществом. Резонатор лазера Образован зеркалами 6.The laser includes a discharge tube 1 in which electrodes 2 and 3 are placed. Between the electrodes and the active zone 4c there are ampoules 5 located in it with the working substance. Laser resonator Formed by mirrors 6.

Устройство возбуждени лазера состоит из накопительных конденсаторов 7 и 8, поДключенйых через диоды 9 и ;iO к источнику посто йного напр жени +Uo. а также катушек ийдуктивности 11 и 12 и коммутирующего элемента 13i Катушки иидуктивности составл ют индуктивность перезар дки конденсатора 8.The laser excitation device consists of storage capacitors 7 and 8, connected via diodes 9 and; iO to a source of direct voltage + Uo. as well as inductance coils 11 and 12 and switching element 13i. Coils and inductance constitute the inductance of the recharge of the capacitor 8.

Катушкаиндуктивности 11 расположёна на активйой Зоне 4 и включена параллельно катушке 12. Пары металлов вInductance 11 is located on active Zone 4 and is connected parallel to coil 12. Metal pairs in

активной зоне играют роль металлического сердечника в катушке индуктивности 12. При возрастании концентрации паров металла в активной зоне ее индуктивность увеличиваетс , при снижении концентрации паров металла - уменьшаетс .the active zone plays the role of a metal core in the inductor 12. With an increase in the concentration of metal vapors in the active zone, its inductance increases, and with a decrease in the concentration of metal vapors it decreases.

Катушка 11 индуктивности сглаживает резкие изменени индуктивности катушки 12 в результате выброса паров металла. ОнаCoil 11 inductance smoothes drastic changes in the inductance of coil 12 as a result of the release of metal vapor. She is

обеспечивает более точную и плавную стабилизацию рабочего режима лазера.provides a more accurate and smooth stabilization of the operating mode of the laser.

Величины индуктивностей Li и катушек и в нерабочем состо нии лазера должны удовлетвор ть условию The values of the inductances of Li and the coils and in the idle state of the laser must satisfy the condition

Li (2-10)U.Li (2-10) U.

При меньшей величине отношени индуктивностей LI и L2 вли ние первой катушки индуктивности становитс настолько сильным, что изменени индуктивности L2 вWith a smaller ratio of inductances LI and L2, the influence of the first inductor becomes so strong that the changes in inductance L2 in

результате изменени концентрации паров металла практически не вли ют на работу устройства возбужде(и лазера, т.е. обратна св зь становитс слабой,As a result, changes in the concentration of metal vapors have practically no effect on the operation of the excitation device (and the laser, i.e., the feedback becomes weak,

При большем соотношении этих величин исчезает сглаживающее вли ние катушки индуктивности 12, так как величина индуктивности перезар дки будет определ тьс в основном индуктивностью катушки 11/- , , . ;; .. : ;; . : ,:. .. With a larger ratio of these values, the smoothing effect of the inductor 12 disappears, since the magnitude of the charge inductance will be determined mainly by the inductance of the coil 11 / -,,. ;; ..: ;; . :,: ..

Таким образом, в предложенном лазере осуществлена проста и надежна система стабилизации мощйости излучени , котора дл своей работь не требует сложных электрон нь1х схем.Thus, in the proposed laser, a simple and reliable system of stabilization of the power of radiation, which for its operation does not require complex electron circuits, is implemented.

Устройство работает следующим обр1азом , , ..: .,,:; ;;; -,/,/ . , The device works as follows, ..:. ,,:; ;;; -, /, /. ,

Конденсаторы 8 и 9 зар жаютс от источника питани до напр жени +0о. После срабатывайи коммутатора l3 конденсаторCapacitors 8 and 9 are charged from the power source to a voltage of + 0 °. After operation of the switch l3 capacitor

9 перезар жаетс до напр жени , близкого к -Uo. Поэтому к разр дной тру0ке 1 приклады веетс нал р жениепор дка 2 Uo. .9 is recharged to a voltage close to -Uo. Therefore, the discharge tube 1 of the buttstocks is wired at a rate of 2 Uo. .

Величина прикладываемого напр жени определ етс ;скоростью перезар дкиThe magnitude of the applied voltage is determined by the rate of recharge

конденсатора 9 и временем запаздывайи зажигани разр да. Врем запаздывани зажигани остаётс практически постО ййым , поскольку поджйг активного элемента или разр дной трубки 1 лазера осуществл ете катушкой 12 в момейт включени коммутирующего элемента the capacitor 9 and the delay time of ignition of the discharge. The lag time of the ignition remains practically constant, since the active element or discharge tube 1 of the laser is fired with coil 12 at the moment of switching on the switching element

После за 14Гаии разр да начинаетс разогрев активйой зоны 4, где наход тс ампулы 5 с рабочим веществом, что приводит к по влений паров металла а активной зоне разр дной трубки. Концентраци паjp OB металла определ ете температурой активйой ЗОНЫ; При увеличении кОйцентрацйи naipOB металла индуктивность Lz возрастает.After 14Hai discharge, heating of the active zone 4 begins, where ampoules 5 are located with the working substance, which leads to the appearance of metal vapors in the active zone of the discharge tube. The concentration of the pajp OB metal is determined by the temperature of the active ZONE; With an increase in the concentration of naipOB metal inductance Lz increases.

что приводит к увеличению суммарной индуктивности .which leads to an increase in total inductance.

В результате скорость перезар дки конденсатора 8 снижаетс , и напр жение, прикладываемое к активному элементу, уменьшаетс .что приводит к уменьшению мощности, вкладываемой в активный элемент . Таким образом увеличение температуры активной зоны прекращаетс и устанавливаетс определенна величина концентрации паров металла и вводимой в лазер мощности, а следовательно, и мощности излучени лазера.As a result, the recharging rate of the capacitor 8 decreases, and the voltage applied to the active element decreases, resulting in a decrease in the power applied to the active element. Thus, the increase in the temperature of the core is stopped and a certain concentration of the metal vapor and the power input into the laser and, consequently, the laser radiation power is established.

Соответственно уменьшение концентраций паро металла в активной зоне: разр дной трубки вызывает уменьшение индуктивности цепи перезар дки конденсатора 8, что сопровождаетс увеличением прикладываемого напр жени и подводиМой k активному элементу мощности . В результате происходит увеличение температуры активной зоной, рост концентрации паров металла и увеличение мощности излучени лазера.Accordingly, a decrease in the vapor concentration of the metal in the active zone: the discharge tube causes a decrease in the inductance of the recharging circuit of the capacitor 8, which is accompanied by an increase in the applied voltage and the active element k supplying k. As a result, an increase in the temperature of the active zone, an increase in the concentration of metal vapors and an increase in the laser radiation power occur.

Таким образом, создаетс обратна св зь между концентрацией паров металла в активной зоне и мощностью, подводимой к активному элементу лазера. Это позвол ет подбором величин Li и La автоматически стабилизировать температуру активной зоны разр дной трубки лазера вблизи оптимальной величины.Thus, a feedback is created between the concentration of metal vapors in the core and the power supplied to the active element of the laser. This allows the selection of the values of Li and La to automatically stabilize the temperature of the active zone of the discharge tube of the laser near the optimal value.

Применение предложенного устройства в импульсном лазере, например,на парах стронци позволит уменьшить колебани мощности излучени с ± 10 до ± 5%,The use of the proposed device in a pulsed laser, for example, on strontium vapor, will allow to reduce the fluctuation of the radiation power from ± 10 to ± 5%,

..

-К1-t fю-K1-t fyu

Claims

PULSE METAL PAIR LASER containing a discharge tube in the active zone of which the working substance is located, and an excitation device including two storage capacitors, a switch and an inductor connected between the switch anode and one of the storage capacitors, and with the fact that: in order to increase the stability of the radiation power, a second inductor is introduced into the excitation device, located coaxially with the discharge tube in the core region and connected in parallel tionary first inductor. the ratio of the inductance of the first and second coils is from 2 to 10.

Is ©