Способ получения генерации в лазерах на парах металлов

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕНЕРА-•ЦИИ В ЛАЗЕРАХ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ путем возбуждения импульсного разряда в рабочей среде лазера, состоящей из паров активного вещества, буферного газа и паров примеси, потенциал ионизации которой непревышает потенциал ионизации атомов активного вещества более чем на 3/2 КТ, где К - постоянная Больцмаиа, Т - температура газовой среды по Кельвину, отличающийся тем, что, с целью увеличения частоты следования импульсов генерации, пары примеси состоят из вещества, молекула которого содержит не менее двух атомов и не распадается на составные части при рабочей температуре активного вещества, причем концентрация примеси составляет 5 -10^^-5 • 10^^ см'^.2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве примеси используютlLi2p^3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве примеси используют ВаО.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 Н 01 S 3/227

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

О (л)

Ю (21) 2711676/25 (22) 09.01.79 (46) 15.12.92, Бюл. hb 46 (71) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР (72) П.А. Бохан, В.И. Силантьев и В.И. Соломонов (53) 621.375.8(088.8) (56) Бохан П,А. и др. О механизме генерации лазера на парах меди. Квантовая электрони-. ка, 1978, т. 5, Й 10, с. 2162-2173.

Патент США М 3831107, кл. 331 — 94.5, опублик. 1974. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕНЕРАЦИИ В ЛАЗЕРАХ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ путем возбуждения импульсного разряда в рабочей среде лазера, состоящей из паров активного вещества, буферного газа и паров примеси, потенциал ионизации которой не

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке лазеров на парах металлов.

Известен способ получения генерации в лазерах на парах металлов, по которому увеличение частоты следования импульсов генерации достигается за счет уменьшения диаметра разрядного канала лазера.

Недостатком этого способа является уменьшение энергии генерации в импульсе вследствие уменьшения объема активной среды, что приводит к снижению средней мощности генерации.. Ь0 810032 А1 превышает потенциал ионизации атомов активного вещества более чем на 3/2 КТ, где

К вЂ” постоянная Больцмана, Т вЂ” температура газовой среды по Кельвину, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью увеличения частоты следования импульсов генерации, пары примеси состоят из вещества, молекула которого содержит не менее двух атомов и не распадается на составные части при рабочей температуре активного вещества, причем концентрация примеси составляет

5 10 — 5 10" см

2. Способ поп.1,отл ичаю щийся тем, что в качестве примеси-используют 020.

3. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что в качестве примеси используют

Ва.О.

Известен способ получения генерации в лазерах на парах металла, по которому для повышения частоты следования импульсов генерации в рабочую среду лазера, состоящую из паров меди и буферного газа, добавляют пары цезия. При этом цезий находится в атомарном состоянии, а его потенциал ионизации меньше, чем потенциал ионизации меди. Благодаря резонансной передаче энергии с метастабильных уровней атома меди на резонансные уровни цезия происходит быстрое расселение метастабильных уровней меди, тем самым среда становится способной генерировать новый импульс излучения через короткое время, что приводит

810032

Составитель П.Бохан

Редактор О.Филиппова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор В,Петраш

Заказ 563 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 к увеличению частоты следования импульсов генерации.

Недостатком известного способа является невозможность его применения в лазерах, использующих в качестве активного вещества пары марганца, золота и некоторых других металлов, а также ограничение максимальной частоты следования импульсов генерации, которая, например, при использовании данного способа для лазера на парах меди не превышает 10 кГц.

Целью изобретения является увеличение частоты следования импульсов генерации в лазерах на парах металлов.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве паров примеси используют вещество, молекула которого содержит не менее двух атомов и не распадается на составные части при рабочей температуре активного вещества, причем концентрация примеси составляет 5 10 — 5 10 cM . В качестве примеси можно использовать 020 или ВаО.

При введении указанной примеси в активную среду лазера реакция перезарядки ионов металла Ме на молекулярной приме+ си XY после выключения импульса тока будет иметь вид

Me +XY e+(XY)

Характерные сечения этого процесса имеют величину 10 см, поэтому уже при концентрации молекул 10" см, что соответствует давлению 5 10 мм рт. ст. при

2000К, время перехода атомных ионов в молекуля рные составляет 1 мкс. Затем молекулярные ионы очень. быстро по механизму диссоциативной рекомбинации распадаются на два атома, тем самым быстро уменьшая концентрацию электронов. Реакция в этом случае имеет вид: (XY)++ е +XY)* X*+ Y* где (*) означает частицу в возбужденном состоянии;

5 е — электрон, Нижнее значение концентрации примеси для обеспечения частоты следования импульсов генерации 10 кГц при указанной величине сечения перезарядки составляет

10 5 10 см, что соответствует давлению примеси 10 мм рт. ст. Наличие примеси с давлением выше 10 мм рт.ст. сильно снизит энергию генерации лазера, поэтому целесообразно концентрацию примеси выбирать в

15 интервале 5 10 — 5 10 см

В качестве примера, иллюстрирующего настоящее изобретение, измерялась предельная и оптимальная частота следования импульсов генерации атомов золота на уль20 трафиолетовой линии генерации с длиной волны il- =312,2 нм в смеси с неоном с примесью окиси бария и без нее в трубке диаметром 2 см при температуре 1600 С. Без примеси окиси бария предельная частота

25 следования импульсов генерации составляла 3,5 — 4 кГц, а оптимальная 1 — 1,5 кГ . С примесью окиси бария давлением 3 10 мм рт. ст, предельная частота следования составляет 6 — 7 кГц, а оптимальная 3 — 3,5 кГц.

30 При использовании в качестве примеси окиси лития в лазере на парах меди с диаметром разрядной трубки 40 мм и давлением примеси 10" мм рт. ст. оптимальная частота составляет 30 — 40 кГц, а максималь35 ная — до 100 кГц.

Использование данного способа существенно увеличивает среднюю мощность генерации импульсных лазеров на парах металлов, что приведет к расширению их

40 функциональных возможностей.