SU913882A1 - Способ возбуждения разряда в газовом лазере с поперечным разрядом 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в мощных проточных газовых лазерах с поперечным разрядом.

Известен способ возбуждения разряда в 5 газовом лазере, по которому в потоке газа возбуждают разряд с направлением тока, совпадающим с направлением потока газа [1].

Недостатками данного способа являются ю невысокое значение удельного энерговклада в разряд, большая протяженность разряда и необходимость применения повышенных напряжений.

Данные недостатки устранены в извест- 1,5 ном способе возбуждения разряда [2], включающем подачу напряжения на электроды и прокачку газа через межэлектродный промежуток в направлении, перпендикулярном направлению тока разряда. По- о(> вышение температуры электродов способствует повышению однородности разряда.

Однако при данном способе возбуждения разряда у электродов возникают погранслои, в которых смена газа происходит зна- 25 чительно медленнее, чем в остальной части потока. Поскольку напряженность поля у электродов повышена, то времена развития неустойчивости в этих частях разряда меньше. В сочетании с замедленной сменой 30

2

газа в приэлектродных областях это приводит к необходимости уменьшения удельного энерговклада в разряд для предотвращения контрагирования разряда.

Целью изобретения является увеличение удельного энерговклада в разряд.

Цель достигается тем, что в способе возбуждения разряда в газовом лазере с поперечным разрядом, включающем подачу напряжения на электроды, нагрев электродов и прокачку газа через межэлектродный промежуток, рабочую поверность электродов перемещают со скоростью, в 10—100 раз превышающей скорость потока газа в межэлектродном промежутке.

При возбуждении разряда по данному способу приэлектродиые слои газа не только непрерывно выносятся из анодной и катодной зон разряда, но их обновление осуществляется значительно интенсивнее, чем в остальных частях разряда. При этом время развития неустойчивости в прикатодной зоне больше времени нахождения в ней газа за счет движения электродов, а время развития неустойчивости остальной части разряда больше времени нахождения в нем газа за счет его прокачки. В этих условиях контракция подавляется оптимальным способом. При использовании данного способа та же мощность вкладывается в рабочий

913882

3

объем меньших габаритов при меньшей скорости прокачки газа. В результате уменьшаются габариты и мощность средств прокачки рабочей среды.

При отношении скорости перемещения рабочей поверхности электродов к скорости прокачки газа менее 10 происходит развитие неустойчивости в приэлектродных слоях газа, так как энерговыделение в них примерно в 10 раз больше, чем в основном потоке.

Увеличение указанного отношения скоростей более 100 трудно достижимо конструктивно и технологически и, кроме того, не приводит к дальнейшему существенному снижению контракции.

Данный способ осуществляют в следующей последовательности. Перед подключением электродов лазера к источнику питания осуществляют прокачку рабочего тела через рабочий объем, перемещают поверхность электродов из зоны разряда, прогревают их до указанных температур и подключают к электродам источник питания.

Способ может быть реализован в следующем устройстве.

. Электроды лазера выполнены в виде вращающихся цилиндров, выступающих небольшой частью боковой поверхности в рабочий объем лазера. Остальная часть цилиндров затенена изолирующей стенкой канала. Дополнительный электронагреватель, размещенный внутри цилиндров, нагревает их поверхность до температуры около 800°К· Анодный и катодный цилиндры имеют шероховатость поверхности около 10 мкм, радиус 0,15 м и вращаются с частотой 500 об/с. При этом скорость перемещения боковой поверхности электрода

4

около 500 м/с, что примерно в 15 раз превышает характерные скорости прокачки газа в лазере (30 м/с). При размере рабочей части электрода 2 см время нахожде5 ния рабочей поверхности электродов в разряде в 50 раз меньше, чем вне его. Это позволяет в лазере мощностью 10 кВт поднять давление рабочей среды с 10 до 15— 20 кПа. В результате габариты рабочей зо0 ны снижаются в 1,5 раза, производительность средств прокачки может быть уменьшена с 4 до 2,5 м³/с. При этом удельный энерговклад повышается более чем в 1,5 раза.

5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ возбуждения разряда в газовом лазере с поперечным разрядом, включаю0 щий подачу напряжения на электроды, нагрев электродов и прокачку газа через межэлектродный промежуток, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельного энерговклада в разряд, рабочую 5 поверхность электродов перемещают со скоростью, в 10—100 раз превышающей скорость потока газа в межэлектродном

   промежутке.

   1