Газовый лазер

Авторы патента:

H01S3/036 - средства для получения или сохранения заданного давления газа внутри трубки, например, путем газопоглощения, пополнения; средства для циркуляции газов, например для выравнивания давления внутри трубки (устройства для охлаждения газовых лазеров H01S 3/041; газодинамические лазеры H01S 3/0979)

Использование: газовые, лазеры с полым катодом. Сущность изобретения: лазер содержит цилиндрическую оболочку 1 с закрепленными на торцах зеркалами 2, 3 резонатора . Между оболочкой и разрядным капилляром 6 установлен изолированный от полого катода 4 цилиндрический экран 7с высокоотражающей внутренней поверхностью . Внешняя поверхность капилляра выполнена матовой или черненой. Конструкция позволяет повысить давление газа, что увеличивает ресурс лазера. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s3)s Н 01 S 3/036

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9 10 6 7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4868447/25 (22) 24.09.90 (46) 30,11.92. Бюл. М 44 (71) Научно-производственное объединение

"Плазма" (72) С. Ю. Поляков, M. А. Федотов и

Ю..М. Яковлев (56) Патент Франции

М 2554647, кл. Н 01 SЗ/03,,1985.

Патент ФРГ

М 2506842, кл. Н 01 S 3/097, 1976.

„„Я2„„1778838 А1 (54) ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР (57) Использование: газовые лазеры с полым катодом. Сущность изобретения: лазер содержит цилиндрическую оболочку 1 с закрепленными на торцах зеркалами 2, 3 резонатора. Между оболочкой и разрядным капилляром 6 установлен изолированный от полого катода 4 цилиндрический экран

7 с высокоотражающей внутренней поверхностью. Внешняя поверхность капилляра выполнена матовой или черненой,.Конструкция позволяет повысить давление газа, что увеличивает ресурс лазера. 1 ил.

1778838

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при конструировании газовых лазеров.

Известен газовый лазер, внешняя стек",ÿííàÿ оболочка которого покрыта тонким слоем металла. Такое решение позволяет уменьшить диффузию гелия через вакуумную оболочку. Однако при работе газового лазера основной причиной ограничения срока службы является процесс разрушения катода под действием ионной бомбардировки, что данное технического решение не устраняет.

Наиболее близким по конструктивным признакам является газовый лазер, содержащий цилиндрическую вакуумную оболочку с расположенными на ее торцах зеркалами оптического резонатора, катод, коаксиально расположенный с одной стороны оболочки, разрядный капилляр, расположенный с другой стороны оболочки и частично входящий в катод, причем катод изготовлен из свернутого внахлест листа алюминия и плотно прилегает к оболочке лазера под действием собственных сил упругости.

Недостатком такого лазера является ограниченный срок службы, обусловленный распылением материала холодного катода, Целью изобретения является повышение ресурса газового лазера.

Ка чертеже изображена конструкция газового лазера.

Лазер содержит цилиндрическую вакуумную оболочку 1. на торцах которой в юстировочных втулках закреплены зеркала резонатора 2 и 3. С одной стороны внутри оболочки установлен катод 4, а с другой стороны вЂ” анод 5 и разрядный капилляр 6, частично входящий в катод 4. Между оболочкой 1 и разрядным капилляром 6 установлен изолированный от катода цилиндрический экран 7. Между капилляром 6, катодом 4 и оболочкой 1 установлена пружина 8, поддерживающая свободный конец капилляра, Внутренняя поверхность 9 экрана 7 выполнена отражающей с коэффициентом отражения не менее

90, а внешняя поверхность 10 разрядного капилляра 6 выполнена матовой или черненой.

Лазер работает следующим образом.

При приложении напряжения между анодом 5 и катодом 4 в лазере зажигается разряд и возникает генерация. Под действием разряда в разрядном капилляре 6 выделяется тепловая мощность, нагревая

55 тода, при этом внешняя поверхность разрядного капилляра выполнена матовой или ,черненой.

45 капилляр 6, и рассеивается им в пространство, Отвод тепла от капилляра 6 осуществляется за счет радиационного теплообменна (излучения нагретой поверхности) и передачи тепла через газовую смесь, причем радиационный теплообмен составляет 20 вЂ” 30 всего теплообмена. Наличие экрана 7 препятствует радиационному теплообмену, при этом энергия, излучаемая капилляром, возвращается обратно, приводя к повышению температуры капилляра 6 и вытеснению части рабочего газа иэ капилляра 6 в объем, где расположен катод 4. Чтобы концентрация газа в капилляре в этих условиях оставалась оптимальной, газовый лазер предварительно наполняют до более высокого давления, чем облегчается работа холодного катода и повышается долговечность лазера.

Применение экрана с отражением менее 907; резко снижает положительный эффект и не дает возможность существенно повысить долговечность лазера..

Необходимость изоляции экрана от катода вызвана тем, что в противном случае из-за возрастания межэлектродной емкости между анодом и катодом снижается устойчивость разряда и появляются релаксационные колебания разряда.

Во избежание снижения мощности излучения из-за расселения верхнего уровня рабочего перехода под действием отраженного от экрана спонтанного излучения разряда, внешняя поверхность капилляра выполнена матовой или черненой.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить долговечность газовых лазеров с холодным катодом.

Формула изобретения

Газовый лазер, содержащий цилиндрическую оболочку с закрепленными на торцах зеркалами оптического резонатора, внутри которой с одной стороны установлен цилиндрический полый катод, а с другойвЂ” разрядный капилляр, часть которого размещена в полости катода, а также анод, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения ресурса, лазер дополнительно содержит цилиндрический экран с отражающей внутренней поверхностью. коэффициент отражения которой составляет не менее

90;4, установленный между оболочкой и разрядным капилляром изолированно от ка

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в им пул ьсно-перио дичее ких С02-лазерах

Газовый проточный лазер // 1375058

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к конструкциям газоразрядных проточных лазеров

Способ изготовления активного элемента лазера на парах щелочноземельных металлов // 1331395

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при создании активных элементов лазеров (АЭЛ) на парах щелочно-земельных металлов как импульсного, так и непрерывного действия

Разрядная трубка лазера на парах химических элементов с поперечным разрядом // 1316519

Изобретение относится к квантовой электронике и позволяет увеличить мощность излучения лазера на парах химических элементов путем выравнивания концентрации паров химического элемента в полости катода прокачкой газовой смеси

Активный элемент ионного газового лазера // 1267906

Активный элемент отпаянного газового со @ -лазера // 1232092

Активный элемент газового лазера // 1099806

Газовый лазер на парах химических элементов // 1031397

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при конструировании газовых лазеров на парах химических элементов с полым катодом

Импульсно-периодический газовый лазер // 867263

Импульсно-периодический газовый лазер // 797512

Способ смешения газов в лазере со сверхзвуковым потоком и устройство для его осуществления // 2312438

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в сверхзвуковых газовых лазерах смесевого типа, в частности газодинамическом и химическом лазерах

Газовый лазер с возбуждением высокочастотным разрядом // 2411619

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к области лазерной техники, и предназначено для использования при создании высокоэффективных и компактных газовых лазеров высокой мощности для индустриального применения, например для высокоточной сварки и резки металлов

Отпаянный газовый co2-лазер с поперечным разрядом // 2012112

Способ получения импульсного излучения в лазере с замкнутым контуром на рабочей смеси из co2,n2 и he // 1814472

Система восстановления состава и давления газа в лазере // 2536095

Изобретение относится к устройствам для восстановления давления газа в лазере в процессе его работы. Система восстановления давления газа в лазере состоит из устройства регулирования подачи газа и трубопроводов. Устройство регулирования содержит баллон с газом, соединенный трубопроводом с лазером через регулятор давления, соединенный с устройством контроля давления. Внутри лазера размещены два коаксиально расположенных и заглушенных с торцов трубопровода, образующих общую полость с трубопроводом, соединяющим регулятор давления с лазером. Во внутреннем коаксиально расположенном трубопроводе выполнено отверстие, при этом наружный трубопровод содержит отверстия, выходящие в полость лазера. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения времени работы лазера и обеспечении требуемых энергетических и спектральных параметров лазерного излучения. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ контроля герметичности отсоединенных от вакуумного поста моноблочных газовых лазеров методом эмиссионного спектрального анализа // 2541707

Изобретение относится к лазерной технике. Способ контроля герметичности отсоединенных от вакуумного поста моноблочных газовых лазеров включает использование для оценки герметичности пробного газа, выбор аналитических пар спектральных линий пробного и рабочего газов, для оценки концентрации пробного газа, построение калибровочной зависимости относительной интенсивности выбранной аналитической пары от концентрации пробного газа, регистрацию спектра излучения тлеющего разряда контролируемого лазера, определение по калибровочной зависимости концентрации пробного газа, создание замкнутого объема вокруг контролируемой оболочки лазера, заполнение указанного замкнутого объема пробным газом, накопление в контролируемом лазере пробного газа, регистрацию линий пробного газа в спектре излучения тлеющего разряда после хранения в среде пробного газа, определение по калибровочной зависимости концентрации пробного газа и оценку герметичности изделия по разности измеренных концентраций пробных газов до и после контрольного времени хранения. В качестве пробного используют газ, не являющийся рабочим газом для данного лазера или типичным примесным газом и имеющий в выбранной спектральной области линии, не перекрывающиеся линиями основных газов или молекулярных полос типичных примесных газов, обладающих высокой интенсивностью при низких концентрациях пробного газа. При этом время, в течение которого выдерживают контролируемое изделие в среде этого газа, определяют по формуле: где Δt - время выдержки в среде пробного газа, сек; Pмин - минимальное давление пробного газа, которое можно зарегистрировать, Па; V - объем газовой смеси моноблочного газового лазера, м3; Q - минимальный поток натекания, который необходимо зарегистрировать, Па·м3/сек. Технический результат заключается в сокращении времени контроля. 2 ил.

Способ масс-спектрометрического контроля герметичности моноблочных газовых лазеров // 2555185

Изобретение относится к области контроля герметичности изделий. Способ масс-спектрометрического контроля герметичности моноблочных газовых лазеров включает создание замкнутых объемов с обеих сторон контролируемой оболочки лазера, откачку внутреннего объема вместе с анализатором пробного газа до высокого вакуума, накопление в контролируемой оболочке, соединенной с анализатором, пробного газа путем прекращения откачки пробного газа при откачке остальных газов и регистрацию изменения фоновой величины пика пробного газа за контрольное время Tк, выбираемое при выходе на линейный участок нарастания величины пика пробного газа, которое определяется до тех пор, пока зависимость интенсивности фонового потока пробного газа от времени при соседних измерениях не будет совпадать по крутизне и интенсивности с точностью до 10%, но не менее 3 раз. Осуществляют возобновление откачки контролируемого объема вместе с газоанализатором, подачу пробного газа во внешний замкнутый объем, выжидают время не меньше установления стационарного потока пробного газа через дефекты поверхностей, соединяемых вакуумно-плотно способом оптического контакта, накопление пробного газа в контролируемом объеме, регистрацию изменения суммарного пика давления пробного газа за контрольное время Tк путем прекращения откачки из газоанализатора пробного газа при откачке остальных газов. Оценку герметичности изделия производят по разности суммарной и фоновой величин пика пробного газа в момент времени Tк. Накопление пробного газа во внутреннем объеме контролируемой оболочки проводят с откачивающимся газоанализатором, отключенным от контролируемого объема. Регистрацию накопленного пробного газа проводят через время Tp, определяющееся конструкцией лазера, пробным газом и являющееся большим, чем время установления стационарного потока пробного газа через дефекты поверхностей, минимум в четыре раза. Технический результат заключается в повышении процента определения течей, а также в повышении точности определения их местоположения.

Двухконтурный газовый лазер и способ его эксплуатации // 2621616

Изобретение относится к лазерной технике. Двухконтурный газовый лазер содержит лазерную камеру, внутри которой размещены полая кювета с окнами, прозрачными к оптическому излучению и снабженными затвором с датчиком положения и устройством охлаждения, управляемым блоком. Два контура циркуляции активной среды проходят через полость кюветы, каждый из которых включает нагнетатель с блоком управления и участки нагрева с нагревателем и датчиком температуры, подключенным к блоку управления нагревом. Один из контуров снабжен датчиком давления. Вне лазерной камеры размещены источники накачки с блоком управления, система фокусировки и доставки излучения в полость кюветы. Кювета содержит расположенные на одной оптической оси с окнами кюветы оптические средства, исполнительные механизмы с датчиками положения и юстировочный лазер. Блоки управления нагнетателями активной среды контуров, нагревом, источниками накачки излучения и охлаждением окон кюветы объединены в единую автоматизированную систему управления, в которую также входит контроллер для управления блоками в соответствии с программным обеспечением и соединенный к нему по каналу ввода/вывода через сетевой коммутатор вычислительный модуль. К контроллеру последовательно подключены модуль питания, модуль связи с блоком управления источниками накачки излучения, модуль аналогового ввода, связанный с датчиком давления и температуры, модуль релейного вывода, связанный с контактором блока управления нагревом, модуль дискретного вывода, связанный с твердотельным реле блока управления нагревом и реле юстировочного лазера, а также с контактором блока управления охлаждением окон кюветы, модуль дискретного ввода, связанный с сигнальным проводником датчиков положения, исполнительных механизмов и затвора окон кюветы. Реле протока устройства охлаждения окон кюветы соединено с модулем дискретного ввода. Модуль размножения потенциала соединен с общим проводником датчиков положения. Технический результат заключается в обеспечении возможности упрощения процедуры эксплуатации лазера. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.