SU824854A1 - Лазер на парах металлов - Google Patents

Abstract

1. ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ , работающий в режиме саморазогрева, со^^ержащий лазерную трубку с электродами, резонатор, источник возбуждени , подключенный к электродам трубки,и задающий генератор, отличающийс , тем, что.с целью повьппени  стабильности энергии генерации в импульсе при изменении частоты следовани  импульсов в широких пределах, в него введены импульсный источник нагрева, формирующий импульсы, не вызывающие генерации, и блок управлени , вход которого соединен с задающим генератором, а выходы соединены с входами источников возбуждени  и нагрева, причем выход последнего подключен к электродам лазерной трубки.2.Лазер по п. 1, отличающийс  тем, что в него введен импульсный измеритель энергии излучени , подключенный через задат- чик энергии к блоку управлени .3.Лазер по пп. 1 и 2, о т л и- чающийс  тем, что в иего введен измеритель температуры лазерной трубки, подключенный через за- датчик температуры к блоку управлени  .3^ве

Description

Изобретение относитс  к области квантовой электроники и может &ътъ использовано при создании лазеров на парах металлов, работающих в режиме саморазогрева со стабилизацией энергии генерации импульса при изменении частоты следовани  импуль сов. Известны лазеры на парах химиче ких элементов, в которых необходим давление паров активного вещества создаетс  за счет энергии, выдел ющейс  в разр де в виде тепла и разогревающей лазерную трубку до рабочей температуры Л. Известен лазер, на Парах металлов , работающий в режиме самора - зогрева, содержащий лазерную-трубку с электродами, резонатор, источник возбуждени , подключённый к электродам трубки, задающий генератор и генератор формировани  угов который формирует импульсы возбуждени  в виде периодически повтор ющихс  цугов переменной скважности 2j . В известном лазере стабилизаци  средней мощности генерации достигае с  за счет того, что при изменении частоты следовани  импульсов в цуге пропорционально измен етс  скваж ность и вьтолн етс  условие - const, где i - частота следовани  импуль сов в цуге, - скважность. где С - период повторени  цугов, t - длина цугов. Недостатком известного лазера   л етс  то, что его средн   oщнocт генерации может быть стабилизирова на только в режиме повтор ющихс  цугов, частота импульсов в котором измен етс  в небольшом диапазоне. Известный лазер не может работать в режиме периодически повтор ющихс  импульсов при сохранении энергии в импульсе посто нной. При использовании лазеров на парах металлов, работающих в режиме саморазогрева, например, при зондировании атмосферы, в технологических операци х, необходимо, чтобы лазер работал в режиме периоди54а чески повтор ющихс  чмпульсов в широком диапазоне частот с посто нной энергией генерации в каждом импульсе . Целью изобретени   вл етс  получение стабильной энергии генерации в импульсе в лазерах на парах металлов , работающих в режиме саморазогрева , при изменении частоты следовани  импульсов генерации в широком диапазоне. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в лазер на парах металлов, содержащий лазерную трубку с электродами , резонатор, источник возбуждени  , подключенный к электродам трубки, и задающий генератор, введены импульсный источник нагрева, формирующий импульсы, не вызывающие генерации, и бл;эк управлени , вход которого соединен с задающим генератором, а выходы - со входами источников возбуждени  и нагрева, причем выход последнего подключен к электродам лазерной трубки. С целью повышени  стабильности энергии генерации в импульсе между газоразр дной трубкой и блоком управлени  включены два канала обратной св зи, один из которых состоит из быстродействующего импульсного измерител  энергии и задатчика энергии , а другой - из измерител  температуры лазерной трубки и задатчика температуры. Известно, что стабильность энергии генерации в импульсе зависит от того, насколько будут поддерживатьс  посто нными температура рабочего объема и величина межимпульсного периода. В предложенном лазере стабилизаци  температуры ра;бочего объема при изменении частоты следовани  импульсов осуществл етс  с помощью источника импульсного нагрева, который вырабатывает импульсы с измен ющейс  энергией. При этом выполн етс  условие e e H H conei, где ig - .частота возбуждающих импульсов ; 1ц - частота нагревающих импульсов- , fg - энерги  возбуждающего импульса;

t - энерги  нагревающего импульса , ,

.е. при любой частоте возбуждаюих импульсов энерговклад в газоазр дную трубку посто нен и темпеатура рабочего объема стабилизирована .

Блок управлени  введен дл  формиовани  импульсов запуска источниов нагрева и возбуждени , так то импульс возбуткдени  имеет постонную задержку относительно предествующего импульса нагрева.

На чертеже показана структурна  схема -лазера.

Лазер состоит из газоразр дной трубки 1, резонатора 2, источника нагрева 3, источника возбуткдени  4, блок управлени  5., содержащего схему запрета и схему задержки, задающего генератора 6, светоделительной пластинки 7, быстродействующего импульсного измерител  энергир 8, задатчика энергии 9, измерител  , температуры 10 и задатчика температуры 11.

Лазер работает следующим образом .

Задающий генератор 6 вырабатывает импульсы рабочей частоты лазера, которые поступают на блок управлени  5. Блок управлени  5 формирует импульсы запуска источником нагрева 3 и источником возбуждени  4 таким образом, что суммарный э 1ерговклад в лазерную трубку при изменении частоты следовани  возбуждающих импульсов от О.до rrtaf. остаетс  посто нным . При этом обеспечиваетс  посто нна  задержка импульса возбуждени  относительно предьщущего импульса нагрева, а схема запрета не позвол ет импульсу нагрева попасть в промежуток между парой следующих один за другим импульсов нагрева и возбуждени  или наложитьс  на импульс возбуждени .

Импульсный источник нагрева 3 аналогичен импульсному источнику возбуждени  4, но импульсы нагрева формируютс  таким образом, что они не вызывают генерации. Это достигаетс  тем, что фронт импульса делаетс  более пологим, уменьшаетс  его амплитуда и увеличиваетс  длительность .

Таким образом разогрев активного объема лазерной трубки 1 до рабочей температуры происходит от двух источников, обеспечивающих посто нный энерговклад в лазерную трубку. Поэтому температура рабочего

лазерной трубки при изменении частоты следовани  возбуждающих импульсов остаетс  посто нной, а так как посто нна и величина задержки импульса возбуждени  относительно предшествующего импульса подогрева, то импульс возбуждени  проходит через лазерную трубку при одинаковом состо нии параметров плазмы, и вызывает импульс генерации с посто нной

5 энергией. Формирование импульса генерации производитс  с помощью резонатора 2.

Так нагрузкой источников  вл етс  лазерна  трубка 1, электри-

0 ческие характеристики которой мен ютс  с течением времени, то дл  повышени  стабильности энергии генерации в импульсе вводитс  двухканальна  обратна  св зь. Канал дп  контрол  и стабилизации энергии состоит из быстродействующего импульсного измерител  энергии 8, на который с помощью светоделительной пластинки 7 отводитс  часть излучени . Измеренный сигнал подаетс  на задатчик энергии 9, где происходит сравнение его с опорным, и сигнал рассогласовани  подаетс  на блок управлени  5. Блок управлени  производит автоматическое изменение амплитуды возбуждающих импульсов.

Повышение стабильности температуры и ее контроль осуществл ютс  с помощью измерител  температуры 10, который соединен с задатчиком температуры 11. Сигнал рассогласовани  с задатчика 11 подаетс  на блок управлени , а последний вьщает команду на изменение амплитуды подогревающих импульсов.

Использование предложенного лазера позвол ет получать одинаковую энергию в каждом импульсе генерации в импульсно-периодическом режиме при изменении частоты следовани  в широком интервале частот, что значительно расшир ет области применени  лазеров на парах металлов f и дает возможность, например,

5 в технологической и информационной технике при изменении линейной скорости движени  лазерного луча по образцу-экрану оставл ть степень тепS 82485A6

левого и светового воздействи зоне частот, повьшает точностные

на облучаемое вещество посто нными,характеристики измерительно-инфоробеспечивает стабилизацию величинымационных систем, в которых примесредней мощности генерации самора-н етс  предложенное устройство и

зогреваемых лазеров на парах метал-5 увеличивает срок службы лазе лов на любой частоте следовани Ров на уровне заданных пара лазерных импульсов в рабочем диапа-метров.

Claims (3)

1. ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ , работающий в режиме саморазогрева, содержащий лазерную трубку с электродами, резонатор, источник возбуждения, подключенный к электродам трубки,и задающий генератор, отличающийся- тем, что, с целью повышения стабильности энергии генерации в импульсе при изменении частоты следования импульсов в широких пределах, в него введены импульсный источник нагрева, формирующий импульсы, не вызывающие генерации, и блок управления, вход которого соединен с задающим генератором, а выходы соединены с входами источников возбуждения и нагрева, причем выход последнего подключен к электродам лазерной трубки.

2. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что в него введен импульсный измеритель энергии излучения, подключенный через задатчик энергии к блоку управления.

3. Лазер по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что в него введен измеритель температуры лазерной трубки, подключенный через задатчик температуры к блоку управления .