Газовый лазер

Газовый лазер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий активный элемент с разрядным капилляром, помещенным в соленоид и соединенным с катодной и анодной колбами, отличающийсятем, что, с целью стабилизации параметров излучения и увеличения выходной мощности лазера, соединение разрядного ;капилляра с катодной колбой выполнено в виде втулки из магнитомягквго мате~' риала, герметично соединенной с ними и расположенной, по крайней мере частично, внутри соленоида коаксиально разрядному капилляру.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHAЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 01 $3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 2516732/18-25 (22) 10.08.77 (46) 30.08.89. Бюл.№ 32 (72) В.Ф.Быковский, M.К.Дятлов, А.В.Кирсанов, В.Ф.Москаленко и

В.П.Мирецкий (53) 621.375.8(088.8) (56) Патент США № 3548388, кл. 331-94.5, опублик. 1971.

Патент Франции ¹ 2033607, кл. Н 01 S 3/00, опублик. 1971.

Патент Франции № 2081080, кл. Н 01 S 3/00, опублик. 1972. с

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

Известен газовый лазер, содержащий активный элемент с электродами и источником постоянного тока, в котором стабилизация выходных параметров излучения осуществляется путем введения детектора разрядного тока и дифференциального усилителя для обеспечения отрицательной обратной связи к источнику тока компоненты шума в разрядном токе.

Недостатком устройства является введение детектора разрядного тока и дифференциального усилителя, что усложняет схему питания газового лазера.

Известен газовый лазер, содержащий активный элемент с электродами, помещенный в соленоид. На анодной колбе размещен дополнительный

„.зо„„вщщвв д1

2 (54) (57) ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий активный элемент с разрядным капилляром, помещенным в соленоид и соединенным с катодной и анодной колбами, отличающийся тем, что, с целью стабилизации параметров излучения и увеличения выходной мощности лазера, соединение разрядного .,капилляра с катодной колбой выполнено в виде втулки из магнитомягкего материала, герметично соединенной с ними и расположенной, по крайней мере частично, внутри соленоида коаксиально разрядному капилляру. соленоид, создающий продольное магнитное поле, которое служит для сжатия электронов в разряде с целью нейтрализации пространственного заряда возникающего вблизи анода и являющегося источником колебаний плазMbl ° СЬ

Недостатком этой конструкции является введение дополнительного соленоида с источником питания. Кроме того, не устраняются колебания тока

i разряда, возникающие в катодном участ ке разрядного канала. Известен газовый лазер, содержащий активный элемент с разрядным капилляром, помещенным в соленоид и соединенным с катод- а ной и анодной колбами.

Устранение шумов тока разряда, и возникающих в анодной части разрядного ка :.:ла, осуществляется посредством размещения постоянного магнита с величинбй магнитной индукции несколько десятков Гаусс около анодной колбы.

680583

Недостатком конструкции является, во-первых, нестабильность выходных параметров излучения из-за колебаний плазмы, возникающих на участке перехода разрядного канала в катодную колбу. Во-вторых, невысокая выходная мощность излучения, так как возникающие колебания на участке перехода разрядного канала в катодную колбу ограничивают величину магнитного поля, применение которого необходимо для получения большей выходной мощнос" ти излучения.

Целью изобретения являются стабили-15 зация выходных параметров излучения, увеличение выходной мощности лазера и упрощение его конструкции.

Указанная цель достигается тем, что соединение разрядного капилляра с катодной колбой выполнено в виде втулки из магнитомягкого материала, герметично соединенной с ними и распположенной, по крайней мере, частично

1внутри соленоида коаксиально разряд- 25 ному каналу.

Применение втулки из магнитомягкого материала позволяет снизить напряженность магнитного поля на участке разрядный капилляр — катодная колба, а это позволяет увеличить напряженность внешнего магнитного поля без возникновения колебаний плазмы, что приводит к увеличению выходной мощности и ста-;. бильности выходных параметров излу- 35 чения.

Одна из возможных конструкций предложенного газового лазера представлена на чертеже, где изображены катод

1, анод 2,. разрядный капилляр 3, 40 втулка 4, соленоид 5. Катод и анод помещены в электродные колбы, разрядный капилляр по всей длине окружен соленоидом, создающим продольное магнитное поле. Участок перехода 45 разрядного капилляра в катодную колбу выполнен в виде конусной втулки из магнитомягкого материала, например ковара. Активный элемент наполняется инертным газом.

Соленоид предложенного газового лазера может иметь длину меньше длины разрядного капилляра, но это приведет к уменьшению выходной мощности излучения и увеличению напряжения ro=

55 рения. Поэтому оптимальным является расположение участка перехода разрядного канала в катодную колбу, по крайней мере, частично внутри соленоида, Предлагаемый лазер работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды между катодом и анодом зажигается раз-, ряд, при этом через витки соленоида 5 протекает ток разряда (либо ток от независимого. источника), создающий продольное магнитное поле. При этом наблюдается аномальное увеличение скорости ухода заряженных частиц из положительного столба разряда при магнитных полях, превышающих некоторое значение, Одновременно с этим наблюдаются колебания и шумы в разряде, возникающие из-за аномального ухода заряженных частиц.

Начиная с определенного значения напряженности магнитного поля, в плаз-, ме возникают колебания и шумы, одновременно с этим начинает увеличиваться напряжение горения. Значение напряженности магнитного поля, при котором возникают колебания плазмы, увеличивается при росте давления аргона и снижения величины разрядного. тока.

Так как вдоль оси разрядного канала в газовых лазерах давление газа неодинаково, аномальная диффузия наблюдается не на всем разрядном канале, а только на его части, имеющей меньшее давление газа ° Так как меньшее давление газа возникает на участке перехода разрядного капилляра в катодную колбу, где образуется электрический слой и местное разрежение газа, то и аномальная диффузия происходит первоначально на этом участке.

Выполнение перехода разрядного канала s катодную колбу в виде втулки из магнйтомягкого материала позволит увеличить выходную мощность излучения и стабилизировать выходные параметры излучения за счет перенесения границы возникновения нестабильностей тока разряда и связанные с этим нестабильности излучения в область больших значений напряженности магнитного поля, что позволит работать при оптимальных для выходной мощности излучения напряженностях магнитного поля. Работа при оптимальных значениях магнитного поля уменьшит напряжение горения на активном элементе лазера, что приведет к увеличению КПД.

Это позволит создать экономичный стабильный газовый лазер с повьипенной

Техред М.Ходанич

Корректор О.Кравцова

Редактор Л,Письман

Заказ б806. Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 680583 6 мощностью излучения, который найдет фин, ЛДИС и различных научных исслеприменение в спектроскопии, гологра- дованиях.