Способ получения генерации в газовом электроразрядном лазере и газовый электроразрядный лазер

Способ получения генерации в газовом электроразрядном лазере и газовый электроразрядный лазер

Реферат

 

Изобретение реализуется на эксимерных, Ar-Xe- и других лазерах и позволяет исключить коммутирующие элементы из основной цепи энергопитания, уменьшить энергию для предварительной ионизации и формирования разряда, повысить электропрочность и умеьшить индуктивность разрядной камеры, создать компактный газовый контур, и как следствие, поднять энергию и мощность лазера. Сущность изобретения: по способу прокачивают лазерную среду в двух последовательно соединенных межэлектродных промежутках с общим электродом 13, создают квазистационарную разность потенциалов между основными электродами 8, 9, размножают начальную концентрацию электронов преимущественно в одном из промежутков, подают высоковольтный импульс на общий электрод 13, последовательно во времени формируют предварительный разряд сначала в первом 6, затем во втором 7 промежутках при смене потенциала на электроде 13 и напряженности электрического поля, в 1,5 и более раза превышающей среднюю между электродами 8, 9. Корпус 3 разрядной камеры выполнен из двух полостей 20, в каждой расположен свой промежуток 6, 7. К электродам 8, 9 непосредственно подсоединен двухполярный основной источник 1, 2 с заземленной средней точкой 32, соединенной с электродом 13 через индуктивность 33. Емкости 10, 11 дополнительного контура 12 подсоединены к электродам 13, 8, 9. Один или два симметрично расположенных газовода 17 замыкают встречные потоки 31 газа в двух полостях 20. 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике, а именно к способу и устройству возбуждения импульсно-периодических лазеров, и может быть использовано в pешении технологических, медицинских, экологически и лазерно-химических задач. Особенно предпочтительно использовать заявляемое устройство для лазерно-активных сред на основе ХеCl, KrF, Ar-Xe, CO₂ и др.

Известны способ работы электроразрядного импульсно-периодического лазера с накачкой объемным самостоятельным разрядом и устройство для его осуществления. Способ включает прокачку газовой лазерной среды в межэлектродном промежутке, периодическое создание ионизирующего излучения в межэлектродном промежутке, увеличение за время, сравнимое с длительностью разряда накачки, разности потенциалов электрического поля между электродами до величины, необходимой для формирования объемного разряда с помощью основного импульсного источника энергопитания, при этом интервал времени между двумя последовательными циклами создания разности потенциалов электрического поля выбирают больше времени исчезновения электрических носителей из областей межэлектродных промежутков, и вывод лазерного излучения из области разряда. В устройстве, реализующем этот способ на эксимерной лазерной среде, общие внешние поверхности корпуса разрядной камеры и газовода выполнены в виде металлического цилиндра, а общие внутренние поверхности - в виде диэлектрического цилиндра. Оси цилиндров смещены, в области минимального расстояния между поверхностями цилиндров в образовавшейся полости размещена электродная система, а в области максимального расстояния - теплообменник. Между электродной системой и теплообменником с одной стороны полости размещены вентиляторы. Электродная система включает два основных электрода, один из которых непосредственно подключен к основному источнику энергопитания - зарядному устройству, а другой электрод через тиратрон. Кроме того, основные электроды через минимальную индуктивность подключены к электрической формирующей линии. Вниз по потоку от электродной системы расположена система, создающая ионизирующее излучение в межэлектродном промежутке на основе коронного разряда с включением от дополнительного тиратрона. Электрическая формирующая линия расположена внутри диэлектрического цилиндра. После включения прокачки при периодическом срабатывании тиратронов, один из которых включает систему ионизации, а другой подключает основной электрод к основному источнику энергопитания, в промежутке возникает начальная концентрация носителей заряда, а на электродах увеличивается разность потенциалов при зарядке формирующей линии за время, сравнимое с длительностью разряда (около сотни наносекунд). По достижении определенной разности потенциалов формируется объемный самостоятельный разряд, а электрическая формирующая линия разряжается на плазму разряда за время около сотни наносекунд. С помощью оптического резонатора лазерное излучение выводится из объема активной среды (патент США N 4611327, кл. Н 01 S 3/097, 1986).

К недостаткам данных способа и устройства следует отнести трудности создания увеличивающейся за время, сравнимое с длительностью разряда накачки, разности потенциалов электрического поля между электродами до величины, необходимой для формирования самостоятельного объемного разряда с помощью основного импульсного источника энергопитания - зарядного устройства при перебросе запасенной в нем электрической энергии в электрическую формирующую линию, напряженный режим работы тиратрона, периодически коммутирующего энергию, запасенную в зарядном устройстве для переброса ее в электрическую формирующую линию. При увеличении коммутируемой энергии возникают большие сложности из-за снижения надежности тиратрона и ресурса его работы. Увеличение энергетики устройства приводит к сложностям с размещением линии внутри диэлектрического цилиндра, что вызывает увеличение диаметров внутреннего и наружного цилиндров, т. е. объема и веса лазера и его газоводов. Возникают трудности с вводом высокого напряжения в разрядную камеру, так как к изолятору высоковольтного электрода приложено полное зарядное напряжение. В устройстве сложно разместить по крайней мере еще одну электродную систему из-за проникновения в ее межэлектродный промежуток теплового следа от первой, что затрудняет формирование в ней объемного разряда.

В другом устройстве, реализующем указанный способ на эксимерной лазерной среде, разрядная камера представляет собой два независимых идентичных объема, имеющих общий заземленный электрод и два высоковольтных электрода, укрепленных на диэлектрических крышках, образующих часть наружной стенки разрядной камеры. Вверх и вниз по потоку диэлектрические крышки соприкасаются с металлическим корпусом камеры, который переходит в замкнутый газовый контур. Оба газоразрядных объема имеют идентичные искровые промежутки для создания ионизирующего излучения и идентичные системы накачки, расположенные по обе стороны от общего заземленного электрода. Газовый поток в обоих объемах направлен в одну и ту же сторону, в результате чего газоводы охватывают либо одну, либо обе электрические системы накачки. Высоковольтный электрод каждого объема непосредственно подключен к основному источнику энергопитания - конденсаторной батарее и через искровой промежуток - к обострительной емкости. Общий заземленный электрод подключен к обострительной емкости и через коммутатор-тиратрон к основному источнику энергопитания. После включения прокачки при периодическом срабатывании тиратрона происходит пробой искровых промежутков, создающих ионизирующее излучение, через искры происходит зарядка обострительной емкости и увеличение разности потенциалов электрического поля между основными электродами за время, сравнимое с длительностью разряда (около сотни наносекунд). По достижении определенной разности потенциалов формируется объемный самостоятельный разряд, а обострительная емкость и основной источник энергопитания разряжаются на плазму разряда за время около сотни наносекунд. Достигнутая степень синхронизации 5 нс источников энергопитания в обоих объемах позволяет формировать объемные разряды в обоих промежутках практически одновременно. С помощью оптического резонатора лазерное излучение выводится из объема активной среды (Квантовая электроника, т. 14, N 5, 1987, с. 936-942).

К недостаткам данного устройства следует отнести трудности создания увеличивающейся за время, сравнимое с длительностью разряда накачки, разности потенциалов между электродами до величины, необходимой для формирования самостоятельного объемного разряда с помощью основного импульсного источника энергопитания - конденсаторной батареи при перебросе запасенной в нем электрической энергии в обострительную емкость, напряженный режим работы тиратрона, периодически коммутирующего энергию, запасенную в конденсаторной батарее, для переброса ее в обострительную емкость. При увеличении энергии надежность и ресурс работы тиратрона снижаются. Из-за охвата газоводами электрических систем лазера увеличивается объем используемой лазерной среды. Возникают трудности с вводом высокого напряжения в разрядную камеру, так как к изолятору высоковольтного электрода приложено полное зарядное напряжение.

Известны способ работы электроразрядного лазера с накачкой объемным самостоятельным разрядом и устройство для его осуществления. Способ включает увеличение за время, в десятки раз превышающее длительность разряда накачки, разности потенциалов электрического поля между электродами, создание ионизирующего излучения в межэлектродном промежутке, подачу высоковольтного импульса с помощью дополнительного электрического контура на один из электродов для формирования в промежутке самостоятельного объемного разряда, вывод лазерного излучения из области разряда. В устройстве, реализующем этот способ на эксимерной лазерной среде, один из электродов подключен непосредственно к основному источнику энергопитания и к источнику предварительного самостоятельного разряда, другой электрод подключен к источнику энергопитания через магнитный коммутатор и к источнику предварительного разряда через управляемый разрядник. Источником ионизирующего излучения в межэлектродном промежутке является искровой скользящий разряд, излучение которого проходит в промежуток через сетчатый катод. После увеличения за время, в десятки раз превышающее длительность разряда накачки, разности потенциалов между электродами, т.е. зарядки основного источника энергопитания до необходимого напряжения, срабатывает источник ионизирующего излучения, и через 150 нм с помощью дополнительного электрического контура - источника предварительного разряда на один из электродов подают высоковольтный импульс. Между электродами формируется слаботочная фаза самостоятельного объемного разряда - предварительный разряд. На полученную плазму начинает разряжаться основной источник энергопитания, ток разряда увеличивается и по достижении им величины тока насыщения магнитного коммутатора (насыщающегося дросселя) индуктивность коммутатора падает. В результате этого резко увеличивается разрядный ток и источник энергопитания эффективно разряжается на плазму самостоятельного объемного разряда (Квантовая электроника, т. 17, N 1, 1990, с. 35-39.).

К недостаткам данных способа и устройства следует отнести сложности с подачей высоковольтного импульса с помощью дополнительного электрического контура, конструктивные сложности, связанные с изготовлением и малоиндуктивным размещением магнитного коммутатора, рассчитанного на полную энергетику источника, снижение КПД устройства накачки из-за потерь электрической энергии в коммутаторе и неоптимальности формы токового импульса через разрядный промежуток, необходимость коммутации довольно большой части (20-30%) электрической энергии, запасенной в дополнительном контуре, по сравнению с основным источником энергопитания. При увеличении энергетики устройства эти недостатки проявляются сильнее.

Известны способ работы электроразрядного лазера с накачкой комбинированным разрядом и устройство для его осуществления. Способ включает создание двумя основными разнополярными источниками энергопитания постоянного напряжения U₁ разности потенциалов электрического поля между двумя основными электродами двух последовательно соединенных межэлектродных промежутков с общим электродом, одновременную подачу высоковольтного импульса на оба основных электрода с помощью дополнительного электрического контура, заряженного до напряжения U₂>> U₁, для одновременного формирования в обоих промежутках самостоятельного объемного разряда при одинаковой для обоих промежутков величине напряженности электрического поля, создаваемой высоковольтным импульсом и основным источником энергопитания за счет выбора соответствующего расстояния между основным и общим электродами в каждом промежутке, вывод основной энергетики квазистационарного лазерного излучения из области несамостоятельного разряда. В устройстве, реализующем этот способ на активной среде СО₂-лазера, два основных электрода установлены параллельно, каждый из них через свое сопротивление подключен к своему источнику постоянного напряжения U₁, причем полярности напряжения источников противоположны, а между основными электродами установлен общий непосредственно заземленный электрод. Два последовательно соединенных конденсатора подсоединены к основным электродам, а их общая точка соединена через сопротивление с общим электродом и через коммутатор с источником импульсного напряжения U₂ >> U₁ дополнительного электрического контура. Расстояния l₁ и l₂между поверхностями электродов в промежутках связаны соотношением l₁-l₂ = l₁+ l . Е_н/Е_с, где Е_н - напряженность электрического поля, создаваемая между основными электродами источниками постоянного напряжения; Е_с - напряженность электрического поля, создаваемая между электродами источником импульсного напряжения, причем Е_с >> Е_н. После включения источником постоянного напряжения и зарядки конденсаторов до напряжения +U₁ и -U₁ соответственно создают ионизирующее излучение в промежутках и подают импульс высокого напряжения на общую точку последовательно соединенных конденсаторов. Этот высоковольтный импульс через эти конденсаторы поступает на межэлектродные промежутки, пробивает их, и в них развивается самостоятельный объемный разряд, далее при разрядке конденсаторов он переходит в несамостоятельный, поддерживаемый источниками постоянного напряжения. При работе устройства с прокачкой и периодическом включении высоковольтного импульса может быть реализован режим непрерывной работы лазера (авт.св. СССР N 1102455, кл. Н 01 S 3/097, 20.12.82).

К недостаткам данных способа и устройства следует отнести сложности с реализацией одновременного пробоя двух промежутков высоковольтным импульсом, что можно осуществить лишь на газовых лазерных смесях, имеющих относительно большое сопротивление плазмы разряда, таких как СО₂-лазеры. Использование сопротивлений для развязки высоковольтного импульса от источников постоянного напряжения не позволяет применять такие способ и устройство для эксимерных лазеров, так как возникают большие потери энергии источника накачки на этих сопротивлениях, а также сложность создания большой величины напряжения для одновременного пробоя промежутков. Использование источников постоянного напряжения не позволяет работать с лазерными смесями на основе эксимеров и благородных газов из-за малых сопротивлений плазмы самостоятельного разряда и потери устойчивости разряда при временах накачки 1 мкс. Таким образом, указанные особенности способа и устройства не позволяют применять их для формирования разряда в эксимерных лазерах и лазерах на благородных газах. Кроме того, возникают дополнительные трудности при формировании лазерного излучения с малой расходимостью и шириной линии в двух промежутках с неравными расстояниями между электродами.

Известны способ работы электроразрядного лазера с накачкой комбинированным разрядом и устройство для его осуществления. Способ включает прокачку газовой лазерной среды в двух электрически последовательно соединенных промежутках с общим электродом, создание основным источником энергопитания постоянного напряжения U₁ разности потенциалов электрического поля между основными электродами промежутков, периодическую подачу на общий электрод с помощью дополнительного электрического контура, заряженного до напряжения U₂ >> U₁, высоковольтного импульса, создающего ионизирующее излучение одновременно в обоих промежутках, а затем одновременно формирующего в них самостоятельный объемный разряд при разных для обоих промежутков напряженностях электрического поля, создаваемых высоковольтным импульсом и основным источником энергопитания за счет выбора соответствующего расстояния между основным и общим электродами в каждом промежутке, причем интервал времени между высоковольтными импульсами меньше времени полной убыли заряженных частиц в несамостоятельном pазpяде, и вывод основной энергетики квазистанционного лазерного излучения из области несамостоятельного разряда. В устройстве, реализующем этот способ на активной среде СО₂-лазера, электродная система из двух межэлектродных промежутков включает два основных электрода, один из которых заземлен, установленных параллельно и непосредственно подключенных к основному источнику энергопитания - конденсаторной батарее, заряжаемой постоянным напряжением U₁, и к последовательно соединенным емкостям дополнительного электрического контура, заряженного до напряжения U₂ >> U₁, средняя точка которых соединена через коммутатор с общим электродом, установленным между ними. Система предионизации включает ряд последовательно соединенных конденсаторов и искровых промежутков, свободные концы которых подсоединены к основному и общему электродам в каждом межэлектродном промежутке. Расстояния l₁ и l₂ между поверхностями электродов в промежутках связаны соотношением l₂-l₁ = h, где h = =l₂+ l₁;A = (4-18) коэффициент, учитывающий оптимальные условия накачки;B = (45-60) - коэффициент, учитывающий условия зажигания импульсного самостоятельного разряда в межэлектродных промежутках. Газовый поток в обоих промежутках направлен в одну сторону. Конденсаторные батареи основного источника энергопитания и дополнительного электрического контура выполнены в виде отдельных блоков, в результате чего имеют большую индуктивность подсоединения к электродной системе. После зарядки от источников постоянного напряжения основного источника энергопитания и двух последовательно соединенных конденсаторов включают коммутатор. Высокое напряжение зажигает искровые промежутки, в результате чего возникает ионизирующее излучение одновременно в обоих промежутках. По достижении пробивного напряжения в обоих промежутках одновременно формируется самостоятельный объемный разряд, причем потенциал на общем электроде при этом не изменяется. Далее последовательно соединенные конденсаторы и конденсаторы системы предионизации разряжаются на плазму разряда, после чего самостоятельный разряд переходит в несамостоятельный, поддерживаемый основным источником энергопитания, и на этой стадии несамостоятельного разряда вводится основная доля энергии. При уменьшении тока несамостоятельного разряда и мощности генерации до заданной величины снова подают высоковольтный импульс (авт.св. N 713468, кл. Н 01 S 3/09, 20.01.78). Эти способ и устройство как наиболее близкие по технической сущности к изобретению выбраны за прототип.

К недостаткам данных способа и устройства следует отнести трудности с реализацией одновременного пробоя двух промежутков высоковольтным импульсом, что можно осуществить лишь на газовых лазерных смесях, имеющих относительно большое сопротивление плазмы разряда, таких как СО₂-лазеры, сложности с получением высоковольтного импульса с напряжением, много большим напряжения основного источника энергопитания, для осуществления одновременного пробоя. Использование источников постоянного напряжения не позволяет работать с лазерными смесями на основе эксимеров и благородных газов из-за малых сопротивлений плазмы разряда, потерь их устойчивости при временах 1 мкс, перехода объемного разряда в дуговую фазу при наличии остаточного напряжения на промежутке. Большая индуктивность дополнительного электрического контура при разряде последовательно соединенных конденсаторов на разрядные промежутки из-за включения в контур коммутатора и выполнения всего контура в виде отдельного блока существенно затрудняет формирование объемной стадии разряда в эксимерных лазерах и лазерах на благородных газах. Возникают трудности при формировании лазерного излучения в оптическом резонаторе в двух промежутках с неравными расстояниями между электродами, особенно при получении самой угловой расходимости и ширины линии генерации, и вводе высокого напряжения в разрядную камеру, так как к изолятору высоковольтного электрода приложено полное зарядное напряжение. Газоввод, соединяющий вход и выход разрядной камеры, должен иметь достаточный объем, быть материалоемким, что в результате значительно увеличивает объем используемой лазерной среды. Таким образом, указанные особенности способа и устройства не позволяют применять их для формирования разряда в эксимерных лазерах и лазерах на благородных газах.

Задачами, на решение которых направлены заявляемые способ и устройство, являются формирование самостоятельного объемного разряда в эксимерных смесях и смесях на основе благородных газов в лазерах с большой запасаемой энергетикой ( 50 Дж) и объемами активной среды ( 0,5 л) при энерговводах от мегаватта до десятков киловатт в кубических сантиметрах в относительно простых конструкциях, при полном исключении любых коммутаторов или разделяющих элементов (дросселей) из электрической цепи источника энергопитания, снижение энергетики в других контурах лазера, уменьшение нагрузок на изоляторы высоковольтных вводов в камеру, создание компактных, по возможности симметричных контуров прокачки, не мешающих осуществлению электрической компоновки лазера.

Указанные недостатки способа и устройства могут быть преодолены в способе работы электроразрядного лазера с накачкой самостоятельным объемным разрядом, где по отношению к известному способу работы электроразрядного лазера с накачкой несамостоятельным разрядом, в котором прокачивают газовую лазерную среду в двух электрически последовательно соединенных межэлектродных промежутках с общим электродом, создают основным источником энергопитания между основными электродами промежутков разность потенциалов электрического поля, периодически создают ионизирующее излучение в межэлектродных промежутках, после чего формируют в промежутках предварительный самостоятельный объемный разряд путем формирования на общем электроде высоковольтного импульса дополнительным контуром, осуществляют вывод лазерного излучения из области объемного разряда, охлаждают лазерную среду, новым является то, что разность потенциалов электрического поля между основными электродами создают за время, в десятки раз превышающее длительность разряда накачки, а интервал времени между двумя последовательными циклами создания разности потенциалов электрического поля выбирают больше времени исчезновения электрических носителей из областей межэлектродных промежутков, до формирования разряда размножают начальную концентрацию электронов, создаваемую ионизирующим излучением, преимущественно в одном из межэлектродных промежутков, формирование в промежутках предварительного самостоятельного объемного разряда осуществляют последовательно во времени - сначала в первом промежутке при потенциале на общем электроде, по знаку противоположном потенциалу основного электрода первого промежутка, и увеличенной более чем в полтора раза напряженности электрического поля по сравнению со средней по обоим промежуткам напряженностью поля между основными электродами, создаваемой основным источником энергопитания, а затем во втором промежутке после смены знака потенциала на общем электроде при увеличенной более чем в два с половиной раза напряженности поля в этом промежутке по сравнению со средней по обоим промежуткам напряженностью поля.

В другом варианте реализации способа новым является то, что при равных межэлектродных промежутках сначала создают ионизирующее излучение во втором, а затем с задержкой от 30 до 150 нс в первом межэлектродном промежутке.

В третьем варианте реализации способа новым является то, что при равных межэлектродных промежутках одновременно с созданием разности потенциалов между основными электродами между общим и основным электродами второго промежутка создают разность потенциалов, составляющую 60-100% величины разности потенциалов между основными электродами.

В четвертом варианте реализации способа новым является то, что при равных межэлектродных промежутках и потенциале на общем электроде, совпадающем по знаку с потенциалом основного электрода первого промежутка, во втором промежутке создают напряженность электрического поля, до двух и более раз превышающую среднюю напряженность поля по обоим промежуткам, на время от создания ионизирующего излучения в одном из промежутков до формирования высоковольтного импульса дополнительным электрическим контуром.

В пятом варианте реализации способа новым является то, что расстояние между электродами в первом промежутке выбирают от 3 до 7 раз большим расстояния во втором, ионизирующее излучение в большем промежутке создают при напряженностях поля в нем больше средней напряженности по обоим промежуткам, поле ионизирующего излучения в меньшем промежутке начинают создавать менее чем за 30 нс до формирования предварительного разряда в большем промежутке, а вывод лазерного излучения осуществляют лишь из большего промежутка.

Указанные отличия от известного способа позволяют получить следующие технические результаты - осуществить формирование самостоятельного разряда, в плазме которого осуществляется высокоэффективное образование возбужденных молекул эксимеров, а также ионов благородных газов, служащих активной средой лазеров, значительно расширить возможные режимы работы эксимерных лазеров и лазеров на благородных газах в сторону увеличения длительности импульса генерации, существенно снизить величину используемого напряжения основного источника энергопитания, увеличить энергетику таких лазеров в одиночных импульсах и в результате этого поднять среднюю мощность лазеров при работе в периодическом режиме за счет исключения коммутирующих и разделительных элементов в энергетической цепи лазера, уменьшить энергетику, необходимую для предварительной ионизации смеси и создания предварительного самостоятельного объемного разряда, повысить электропрочность межэлектродных промежутков, снизив амплитуду напряжения высоковольтного импульса дополнительного электрического контура. Кроме того, способ позволяет формировать объемные разряды и в смесях на основе СО₂.

Способ может быть реализован в устройстве лазера с накачкой самостоятельным объемным разрядом, где по отношению к известному электроразрядному лазеру с накачкой несамостоятельным разрядом, содержащему основной источник энергопитания, корпус разрядной камеры, ограниченный двумя несущими поверхностями, параллельными газовому потоку, и двумя торцовыми поверхностями, с размещенными в нем по крайней мере одной электродной системой из двух межэлектродных промежутков, включающей два основных электрода, непосредственно подключенных к основному источнику энергопитания и к емкости дополнительного электрического контура, через который основные электроды соединены с общим электродом указанных промежутков, установленным между основными электродами, и двумя системами предварительной ионизации по одной на каждый из промежутков, установленный на торцевых поверхностях оптический резонатор, соединенный с корпусом газовод с вентилятором внутри него, расположенный в газовом потоке теплообменник, новым является то, что корпус разрядной камеры выполнен в виде двух полостей, ограниченных двумя несущими поверхностями и общей внутренней поверхностью, в каждой из полостей расположен свой межэлектродный промежуток электродной системы, ограниченный соответствующими эквивалентными по профилю рабочими поверхностями основного электрода и общего электрода, непосредственно подсоединенного к выводам распределенной емкости дополнительного контура, вторые выводы которой соединены с одним или двумя основными электродами либо заземлены, по крайней мере на одной из боковых сторон корпус соединен с газоводом, чья внешняя поверхность переходит в несущие поверхности корпуса на этой же боковой стороне, а внутренняя стыкуется с внутренней поверхностью корпуса, газовод совместно с вентилятором формирует в обоих межэлектродных промежутках встречные потоки газа, источник энергопитания для каждой электродной системы выполнен двухполярным в виде распределенной емкости с заземленной средней точкой, соединенной с общим электродом через развязывающую индуктивность или сопротивление, разнополярные части источника энергопитания расположены по разные стороны от плоскости общего электрода, а вблизи входа газового потока в газовод установлен теплообменник.

Во втором варианте выполнения устройства новым является то, что токовводы, соединяющие заземленные средние точки разнополярных частей источника энергопитания, установлены внутри корпуса в сплошных диэлектрических втулках симметрично общему электроду.

В третьем варианте выполнения устройства новым является то, что общий электрод выполнен из двух частей с рабочей поверхностью каждой части, обращенной к соответствующему основному электроду, обе части общего электрода и основные электроды установлены рабочими поверхностями перпендикулярно потоку газа и выполнены со сквозными отверстиями для его прохождения, а система предварительной ионизации в каждой из полостей расположена с тыльной стороны основного или частей общего электрода вниз по потоку газа от соответствующего электрода.

В четвертом варианте выполнения устройства тело обеих частей общего и основных электродов в области, контактирующей с разрядом, выполнено из пластин, расположенных перпендикулярно рабочим поверхностям электродов, проекции которых на эту поверхность образуют квадратную ячеистую структуру с диагоналями ячеек, повернутыми относительно осевых линий электродов на угол = d/l, где d - расстояние между диагоналями соседних ячеек; l - длина пластинчатой части электродов.

В пятом варианте выполнения устройства новым является то, что между основным электродом первого промежутка и местом соединения выводов распределенной емкости дополнительного электрического контура этого промежутка с основным источником энергопитания включена распределенная дополнительная индуктивность, составляющая свыше 75% от величины полной индуктивности контура разрядки указанной емкости на первый промежуток.

В шестом варианте выполнения устройства новым является то, что расстояние между основным и общим электродами первого межэлектродного промежутка превышает расстояние между общим и основным электродами второго промежутка в 3-7 раз, между одним из электродов и выводами распределенной емкости дополнительного контура второго промежутка включены искровые промежутки системы предварительной ионизации, шунтируемые индуктивностью, а оптический резонатор установлен лишь на первом межэлектродном промежутке.

Указанные отличия от известного устройства позволяют получить следующие технические результаты - осуществить формирование самостоятельного объемного разряда в эксимерных лазерных смесях и лазерных смесях на основе благородных газов без использования для таких лазеров коммутаторов и разделительных элементов в электрической цепи источника энергопитания и тем самым исключить основные технические сложности на пути создания лазеров с большой энергетикой и объемом активной среды, формировать разряд при средних и низких напряжениях основного источника энергопитания и энерговводах от мегаватта до десятков киловатт в кубических сантиметрах, что позволяет реализовать в эксимерных лазерах длительность генерации от 10^-7 до (5-6) 10^-7 с и достигать высоких КПД лазеров на благородных газах, снизить двое нагрузки на изоляторы высоковольтных основных электродов и тем самым использовать комплектующие (конденсаторы, зарядные устройства и др.) с двое меньшими номиналами по напряжению, существенно (в два-три раза) сократить объем лазера и используемой лазерной среды, создать симметричный газовый контур, не осложняющий электротехническую компоновку лазера.

Известны способы, служащие для формирования объемного самостоятельного разряда в лазерных средах, в которых использованы отличительные от прототипа признаки, а именно разность потенциалов электрического поля между основными электродами создают за время, в десятки раз превышающее длительность разряда накачки, интервал времени между двумя последовательными циклами создания разности потенциалов электрического поля выбирают больше времени исчезновения электрических носителей из областей межэлектродных промежутков. Технический результат, достигаемый при использовании этих признаков в изобретении и в известных способах, одинаков.

Не обнаружены способы, служащие для формирования объемного самостоятельного разряда в лазерных средах, в которых до формирования разряда размножают начальную концентрацию электронов, создаваемую ионизирующим излучением преимущественно в одном из межэлектродных промежутков, формирование в промежутках предварительного самостоятельного объемного разряда осуществляют последовательно во времени - сначала в первом промежутке при увеличенной более чем в полтора раза напряженности электрического поля по сравнению со средней по обоим промежуткам напряженностью поля между основными электродами, создаваемой основным источником энергопитания, а затем во втором промежутке после смены знака потенциала на общем электроде при увеличенной более чем 2,5 раза напряженности поля в этом промежутке по сравнению со средней по обоим промежуткам напряженностью поля, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "изобретательский уровень".

Указанные отличия позволяют реализовать задачу, на решение которой направлено изобретение, и получить необходимый технический результат - сформировать самостоятельный объемный разряд в лазерных смесях на основе эксимеров и благородных газов. Именно такая последовательность действий, при которой, во-первых, преимущественно размножают начальную концентрацию электронов в одном из промежутков, создавая оптимальные условия для формирования разряда в каждом из них, и, во-вторых, последовательно по промежуткам формируют предварительный разряд и позволяет сформировать объемный разряд, в плазме которого эффективно возбуждаются разные лазерные смеси.

Как показывают проведенные эксперименты, эффективное размножение начальной концентрации электронов происходит при напряженностях электрического коля более 40% от пробивной для используемых составов лазерных смесей, а при указанных напряженностях поля в зависимости от длительности фронта нарастания напряженности в первом и втором промежутках и уровня размноженной концентрации электронов происходит форм