SU713468A1 - Электроразр дный лазер - Google Patents

Description

(54) ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ ЛАЗЕР

f

Изобретение относитс  к области квантовой электроники и может использоватьс  при создании высокоэффективных газовых лазеров с высоким уровнем мощности излучени .

Известен электроразр дный непрерывный лазер, способный функционировать с высокой эффективностью при значительном давлении активной среды 1.

Лазер состоит из газовой кюветы, резонатора, системы электродов дл  возбуждени  разр да, источников питани  и скоростной системы прокачки газа.

Недостатками его  вл ютс  низка  скорость поступлени  энергии в активную среду и, следовательно, низка  мощность излучени , высока  амплитуд высоковольтных импульсов, необходима  дл  создани  плазмы с нужной концентрацией электронов. Это сказываетс  отрицательно на работе тиратронов , использующихс  в качестве коммутаторов тока. Известно, что с уменьшением напр жени  комг 1утируемого импульса повышаетс  надежность и долговечность тиратрона, возрастает средн   мощность, облегчаютс  изол ционные услови .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству  вл етс  электрооазр дный лазер, содержащий кювету с двум  профилированными электродами, один из которых заземпен, и установленным между ними промежуточным электродом, и систему предионизации, включающую импульсный источник питани  2 .

0

В известном лазере на катоде расположена система электродов предварительной ио.низации, отделенна  от катода диэлектриком. Один газовый поток протекает в области катод-сет5 ка, другой поток, имеющий собственную систему прокачки, протекает в области сетка-анод. Направление потоков и давление газов одинаково, вследствие этого газовые потоки прак0 тически не перемешиваютс . В промежутке гсатод-сетка протекает Не или какой-либо другой инертный газ. В промежутке сетка-анод протекает смесь газов, котора  может состо ть из CQ,

5 , Не.

Недостатками этого лазера  вл ютс  низкий КПД и мала  надежность,что  вл етс  следствием применени  дл  накачки газовой смеси импульсного

0 источника питани . В этом случае возСуждение рабочей смеси осуществл етс  самосто тельным разр дом и невозможна раздельна  регулировка концентрации электронов и напр женности электрического пол  Е, вследствие чего основна  дол  энергии вводитс  в рабочую смесь при Е значительно больших, чем требуетс  дл  оптимальной накачки колебательных уровней молекул углекислого газа и азота. Вследствие этого КПД лазера невысок 10-12%. Кроме того, импульсный источник питани  подключен к сетке через ком лутатор .таким образом, что через него проходит основна  дол  энергии, затрачи-Баема  на накачку рабочей газовой смеси. Это уменьшает срок службы и наженость прибора.

Недостатками конструкции  вл етс  также ее сложность, обусловленна  необходимостью применени  двух про- . качных систем: дл  инертных газов и дл  рабочей смеси газов, и низка  эффективность использовани  рабочего объема, обусловленна  тем, что часть объема зан та разр дом в инертном газе и не генерирует излучение.

Целью изобретени   вл етс  увеличение КПД, повышение надежности, увеличение срока службы и упрощение конструкции.

Указанна  цель дости- .етс  тем, что к профилированным электродам подключен источник посто нного напр жени , а импульсный источник питани  подсоединен к профилированным электродам через два последовательно соединенных конденсатора, обща  точка которых через коммутатор св зана с промежуточным электродом, при этом промежуточный электрод установлен таким образом, что выполн етс  соотношение

а - d т где d. рассто ние между заземленным профилированным и проме жуточным электродами; рассто ние между вторым про филированным электродом и промежуточным электродами; рассто ние между профилированными электродами; В ± (45-60) см.мм.рт.ст. фициент, учитывающий услови зажигани  импульсного самосто тельного разр да в межэлектродных промежутках,А J: (4-18: см.мм.рт.ст. фициент, учитывающий оптимальные услови  накачки. Знак ± учитывает направление вектора напр женности электрического пол . На фиг. 1 изображен предложенный лазер, продольное сечение} на фиг.2

то же, поперечное сече.ние; на фиг.З приведена блок-схема лазера.

Лазер состоит из электродов 1, 2 предварительной ионизации, потенциального профилированного электрода 3, промежуточного электрода 4, например , в виде сетки, профилированного электрода 5, наход щегос  под потенциалом земли; и резонатора, состо щего из зеркал б, 7, помещенных в разр дную камеру 8. К профилированным электродам 3, 5, выполненным по профилю Роговского, Брюса или Чанга, подключен стационарный источник 9 питани . Источник 10 импульсного, напр жени  подключен к промежуточному

5 э электроду 4 и к профилированным электродам 3, 5.

Электроды 1 предварительной ионизации , например, в виде р да острий, подключены к промежуточному электроду 4, а электроды 2, такого же типа, как электроды 1, подключены к профилированным электродам 3, 5 через конденсгаторы 11. Источник 9 посто нного напр жени  выполнен в виде батареи 12 конденсаторов, зар женной цо напр жени  U . Импульсное напр жение подаетс  на профилированные электроды 3, 5 через конденсаторы 13, 14, зар женные до напр жени  и, а на промежуточный электрод - через тиратрон 15. В цепь зар дов батареи 12 включено сопротивление 16,, а в цепь зар да конденсаторов 13, 14 включено сопротивление 17.

Claims (1)

1.:) .Р. Re illy, Pulser/Suctainer .electric-discharge laser, Journal of

Appl ied. Physics , 1972, v. 43, № 8, p. 3411.

2, Патент США № 3842366, кл, 331-94.5, опублик. 1974 (прототип ) ,