Импульсный лазер на парах металлов

 

Сущность изобретения: саморазогревный лазер на парах металлов содержит пакет разрядных трубок, размещенных в общей тепловой изоляции. Диаметры трубок выбираются из диапазона 0,2-0,4 см, Катоды разрядных трубок соединены между собой параллельно и подключены к аноду коммутатора Анод каждой разрядной трубки подключен к обкладке с положительным потенциалом соответствующего накопительного устройства. Конструкция позволяет повысить среднюю мощность и КПД лазера. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ы,, 1826097 А1 (я)ю Н 01 $3/097

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

Ва :й ут

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а *«»»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840755/25 (22) 20.06.90 (46) 07.07.93. бюл. ¹ 25 (71) Институт высоких температур АН СССР (72) И.И.Климовский и В,В.Пащенко (56) Солдатов А.Н., Соломонов В.И. Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов. Новосибирск, Наука, 1985.

Абас-Оглы Я,Р. и др. Лазер на галогенидах меди с накачкой от лампового и тиратронного генераторов. — Квантовая электроника, 1981, ¹ 3, с.648 — 650.

Изобретение относится к квантовой электронике, более конкретно к лазерам на самоограниченных переходах, и может быть использовано для лазерной обработки различных материалов, накачки лазеров на красителях, разделения изотопов и т.д.

Цель изобретения — повышение средней мощности генерации и КПД.

На чертеже изображена схема лазера.

Лазер содержит вакуумно-плотную оболочку 1, внутри которой расположен излучатель с газоразрядными трубками 2, размещенными в общей тепловой изоляции 3, в которой расположен общий катод 4, образованный параллельно соединенными катодами разрядных трубок, подключенный к аноду 5 коммутатора 6. Кроме того, каждая трубка снабжена анодом 7, подключенным к обкладке с положительным потенциалом одного из накопительных устройств 8 генератора импульса возбуждения 9 с диоднодроссельной цепью заряда 10. В качестве накопителей электрической энергии могут (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ (57) Сущность изобретения: саморазогревный лазер на парах металлов содержит пакет разрядных трубок, размещенных в общей тепловой изоляции. Диаметры трубок выбираются из диапазона 0,2 — 0,4 см, Катоды разрядных трубок соединены между собой параллельно и подключены к аноду коммутатора. Анод каждой разрядной трубки подключен к обкладке с положительным потенциалом соответствующего накопительного устройства, Конструкция позволяет повысить среднюю мощность и КПД лазера. 1 ил. использоваться конденсаторы, длинные линии и т.п.; в качестве коммутаторов — тиратроны, таситроны, разрядники, вакуумные лампы и т.д.; в качестве цепей разрядов— дроссельные цепи, диодно-дроссельные и другие известные цепи заряда.

Диаметр газораэрядных трубок d выбирается из диапазона 0,2 см d «0,4 см, Лазер работает следующим образом.

Накопители 8 энергии заряжаются через цепь диодно-дроссельного заряда 10 и затем каждый из конденсаторов-накопителей энергии разряжается через коммутатор

6 и одну из газоразрядных трубок 2 излучателя. Энергия, выделяющаяся в разряде, приводит к разогреву трубок излучателя и расположенных в них генераторов пара рабочего металла. Пары рабочего металла заполняют объемы трубок 2 излучателя, возбуждаются электрическим разрядом, в результате чего возникает генерация и излучение лазера.

1826097

2 у 7

Составитель И, Климовский

Техред М. Моргентал Корректор Л. Ливринц

Редактор Л. Волкова

Заказ 2320 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Малый диаметр газоразрядный трубки обеспечивает физический КПД на уровне

8 — 107ь и удельную мощность генерации около 1 Вт/см иэ-эа практически однород3 ного распределения параметров плазмы по сечению газораэрядной трубки и большого сопротивления трубки, которое легче согласовывается с волновым сопротивлением разрядного контура.

Простые оценки констант скоростей тушения метастабильного состояния показывают, что для ГРТ с диаметром 0,2 см время распада нижних метастабильных уровней равно примерно 3 мкс, что соответствует максимальной частоте следования импульсов 300 кГц, тогда как для получения максимальных удельной мощности и КПД требуются частоты около 500 кГц, поэтому уменьшение диаметра ГРТ-ниже величины

0,2 см приведет к существенному снижению 20 удельной мощности и КПД.

Увеличение диаметра ГРТ до значений более высоких чем 0,4 см, также приведет к резкому уменьшению КПД и удельной мощности генерации иэ-за появления неодно- .25 . родностей разряда по сечению разрядной трубки и резкого увеличения вредного влияния индуктивности ГРТ на выходные параметры лазера.

Лазер с "пакетом" ГРТ с диаметрами 0,2 30 см бгрт S0,4 см, размещенных в общей тепловой изоляции, позволяет испольэовать положительные для увеличения эффективности лазера свойства ГРТ малого диаметра (однородность разряда) и большого диаметра (самораэогревность ГРТ) и одновременно исключить их отрицательные свойства (необходимость использования внешнего нагрева — для трубки малого диаметра и неоднородность разряда в ГРТ большого диаметра), возникающие в таких лазерах при использовании в их конструкции одиночных ГРТ.

Кроме того, использование электрической схемы подключения пакета ГРТ позволяет исключить ток перезарядки, текущий через ГРТ в известных схемах лазеров такого типа, что дополнительно повышает КПД таких устройств, Формула изобретения

Импульсный лазер на парах металлов, содержащий излучатель с разрядными трубками, каждая иэ которых снабжена анодом, катодом и тепловой изоляцией, а также коммутатор и накопительные устройства, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения средней мощности и КПД, разрядные трубки выполнены с внутренним диаметром 0,2 см d 0,4 см и размещены в общей тепловой изоляции, катоды разрядных трубок соединены между собой параллельно и подключены к аноду коммутатора, при этом анод каждой разрядной трубки подключен к обкладке с положительным потенциалом соответствующего накопительного устройства.