Газовый лазер

Газовый лазер

Реферат

 

Использование: квантовая электроника, газовые лазеры с повышенной стабильностью мощности излучения. Сущность изобретения: лазер содержит цилиндрическую оболочку 1, торцы которой выполнены в виде металлических покрышек 2,3. Крышка 3 со стороны полого катода 9 выполнена с бортиком 4 и соединена с юстировочной втулкой 6. Полый катод 9 выполнен с куполообразным дном, переходящим в центре в трубчатый наконечник 10. Наконечник закреплен в полости юстировочной втулки 6 с зазором относительно ее боковых стенок с помощью пружины 11, упирающейся в бортик 4 крышки 3. Бортик 4 спаян с оболочкой 1 внешним охватывающим спаем. Свободный конец разрядного капилляра 12 размещен в полости катода и закреплен с помощью пружины 13. Конструкция лазера значительно уменьшает вероятность разъюстировки оптического резонатора. 1 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при конструировании газовых лазеров с повышенной стабильностью мощности излучения. Известен газовый лазер, содержащий цилиндрическую оболочку с расположенными на ее торцах зеркалами оптического резонатора, внутри которой с одной стороны размещен цилиндрический катод, а с другой стороны оболочки - разрядный капилляр, частично входящий в катод и поддерживаемый пружиной, установленной между капилляром и оболочкой лазера. В таком лазере срок службы увеличивается за счет создания размерного распределения плотности тока по поверхности катода и уменьшения ее максимального значения. Недостатком такого лазера является ограниченная мощность излучения, так как большая часть длины не используется для создания генерации. Наиболее близким к изобретению является газовый лазер, содержащий цилиндрическую оболочку, на торцах которой в юстировочных втулках закреплены зеркала оптического резонатора; внутри оболочки с одной стороны расположен цилиндрический катод с куполообразным дном, переходящим в центре в трубчатый наконечник, коаксиально входящий в отверстие втулки и жестко связанный с ней для обеспечения электрического контакта между наконечником и втулкой; с другой стороны размещен разрядный капилляр, свободный конец которого частично входит в катод и поддерживается пружиной. С катодной стороны юстировочная втулка соединена с металлической крышкой, спаянной с цилиндрической оболочкой, а противоположная юстировочная втулка служит анодом. В таком лазере благодаря применению катода с куполообразным дном возможно более глубокое введение капилляра в катод, что дает возможность увеличить длину разрядного промежутка и повысить мощность излучения без сокращения срока службы лазера. Недостатком такого лазера является повышенная нестабильность мощности излечения и положения оси диаграммы направленности излучения. Это вызвано тем, что при нагреве лазера за счет собственного тепловыделения или при изменении температуры внешней среды происходит деформация катода, которая через наконечник, жестко закрепленный в юстировочной втулке, вызывает разъюстировку оптического резонатора лазера. Особенно сильно этот эффект проявляется при использовании такого лазера в качестве лазера, стабилизированного по частоте, когда для управления длиной оптического резонатора на оболочку лазера наматывают подогреватель, с помощью которого лазер дополнительно нагревается. Целью изобретения является повышение стабильности мощности излучения. На чертеже изображена конструкция предлагаемого газового лазера. Лазер содержит цилиндрическую стеклянную оболочку 1, торцы которой спаяны с металлическими крышками 2 и 3. По крайней мере одна крышка, расположенная со стороны катода, выполнена с бортиком 4, с которым стеклянная оболочка 1 соединена внешним охватывающим спаем, причем внутренняя часть бортика 4 не закрывается стеклом. К крышкам 2 и 3 присоединены путем пайки юстировочные втулки 5 и 6, в которых закреплены с помощью стеклоцемента зеркала оптического резонатора 7 и 8. Внутри оболочки 1 с одной стороны установлен цилиндрический катод 9, имеющий куполообразное дно, переходящее в центре в трубчатый наконечник 10. Крепление катода и электрический контакт с крышкой 3 осуществляется с помощью пружины 11, причем пружина установлена между внутренней поверхностью бортика 4 крышки 3 и трубчатым наконечником 10 катода, а между трубчатым наконечником 10 катода и юстировочной втулкой 6 образован зазор. С другой стороны внутри оболочки установлен разрядный капилляр 12, частично входящий в катод и поддерживаемый пружиной 13, которая расположена между капилляром и оболочкой. Лазер работает следующим образом. При приложении напряжения между втулкой 5, служащей анодом, и втулкой 6, электрически связанной через крышку 3 и пружину 11 с катодом 9, в лазере зажигается разряд и возникает генерация. Под действием тепла, выделяемого разрядом, нагреваются все элементы лазера. При этом происходит деформация катода, вызванная следующими факторами: неравномерным нагревом катода из-за несоосности разрядного капилляра относительно катода и оболочки лазера; неравномерным нагревом катода из-за наличия конвективных потоков газа внутри оболочки лазера; различным удлинением катода и оболочки из-за разности коэффициентов линейного расширения материала оболочки. Возникающая деформация катода не влияет на стабильность мощности излучения лазера, так как между катодом и юстировочной втулкой нет непосредственной механической связи, благодаря чему исключена возможность разъюстировки оптического резонатора. В предлагаемой конструкции при многократных включениях лазера воспроизводится один и тот же уровень мощности излучения, а стабильность мощности излучения независимо от внешних условий не превышает 2%

Формула изобретения

Газовый лазер, содержащий цилиндрическую оболочку, на торцах которой в юстировочных втулках, одна из которых является анодом, закреплены зеркала оптического резонатора, внутри оболочки со стороны торца, противоположного аноду, размещен цилиндрический полый катод с куполообразным дном, переходящим в центре в трубчатый наконечник, расположенный коаксиально в полости юстировочной втулки, а со стороны анода установлен разрядный капилляр, свободный конец которого размещен в полости катода и закреплен в оболочке с помощью пружины, причем со стороны катода торец оболочки выполнен в виде металлической крышки, спаянной с боковой стенкой оболочки, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности мощности излучения, металлическая крышка выполнена с бортиком, а наконечник катода закреплен в полости юстировочной втулки с зазором относительно ее боковых стенок с помощью дополнительной пружины, установленной в контакте с бортиком крышки, при этом бортик спаян с боковой стенкой оболочки внешним охватывающим спаем.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000