Лазер на парах металлов

Лазер на парах металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ, содержащий газоразрядную трубку, размещенную в резонаторе, накопительную емкость, блок зарядки накопительной емкости, коммутатор со схемой запуска, подключенный к накопительной емкости и к индуктивности, шунтирующей газоразрядную трубку, о тл и ч а ю, щ и и с я тем, что, с целью увеличения чистоты повторения импульсов генерации энергии в импульсе и средней мощности генерации, параллельно газоразрядной трубке подключен блок управления разрядом с сопротивлением в проводящем состоянии меньший сопротивления газоразрядной трубки в проводящем состоянии, подключенньй через блок задержек к схеме запуска коммутатора. С 00 Р .«sj «vj 06

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИК

as> SU an р1д> Н 01.5 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2775760/ 18 — 25 (22) 04.06.79 (46) 30.03.84. Бюл.%12 (72) А.E. Кирилов, Ю.П. Полунин, А.Н. Солдатов и В.Ф, Федоров (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения

"Оптика" СО АН СССР (53) 621.375.8(088.8) (56) 1. Бохан А.А. и др. ПТЗ 1974, У1, с. 160-161.

2. Кирилов А.Е. и др. Измеритель ные приборы для исследования параметров ириземных слоев атмосферы. Сборник статей СКБ НП "Оптика", Томск, 1977, с.59-79 (прототип), (54) (57) 1. ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ, содержащий газоразрядную трубку, размещенную в резонаторе, накопительную емкость, блок зарядки накопительной емкости, коммутатор со схемой запуска, подключенный к накопительной емкости и к индуктивности, шунтирующей гаэоразрядную трубку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения частоты повторения импульсов генерации энергии в импульсе и средней мощности генерации, параллельно газоразрядной трубке подключен блок управления разрядом с сопротивлением в проводящем состоянии меньшим сопротивления газоразрядной трубки в а проводящем состоянии, подключенный через блок аадержек к схеме запуска коммутатора, УЯ0178 сопротивление каждой последующей трубки в проводящем состоянии меньше сопротивления основной газоразрядной трубки и предыдущей в проводящем состоянии, 2. Лазер по п.1, о т-л и ч а юшийся тем, что блок- yri éâëåíèÿ

Разрядом выполнен в виде одной или н»еск»олькйх газоразрядных трубок, подключе«ййых через блоки задержек" к о»Сн»о»в»йой г«а»»зоразряд«но»й трубке," причем

-67..«-,—:--2

Изобретение отйосится к области ный период остается проводящей в квайтовой электроники и.может быть газоразрядном промежутке продолжает и»спользбъайо при созданий лазеров . течь ток, который поддерживает высо-, й»а йарах металлов с повышенной им- кую концентрацию электронов в раз пульсной мощностью излучения и- высо- 5 РЯДе и способствует еще большему кой частотой повторения импульсов заселению метастабилей.

Йз учеййя". . " Все» это приводит к увеличению вреФ

Известен лазер на парах металлов Г1) ме«ни, в течение которого плазма разогрев рабочего вещества в котором должна прийти в исходное состояние производится высокот«е«м»Ы>атфриь1м f0 перед последующим импульсом тока, нагревателем," а накачка осуп есгвляет- а значит к ограничению частоты слеся импульсно периоди есКим раз«рядом. дования импульсов. Кроме того "па Так»а»я»--»койструкцй»я :хара«кте«ризуется разитная""накачка газовой активной нйзИГмййа«д»е»ж« н«о«стью»" и э«ффектййМос»- сРеды приводит к уменьшению энергии тью := ----- -"-- -" -- -..-- ---. †. - — 15 генерации в импульсе и средней мощНаиболее близким к йзобре«т»«ению йости генерации.

«»» Г»-. » в " ". :.:.: ..- ° - - - .:- » — " - " *: »: е»м юьдж :- ж". по технической сущности является Целью изобретения является уве-лазер на парах металлов f2/ с высокой личение частоты следования импульсов частотой "повторения -импульсов"излу-. генеРации, увеличение энергии в им чени»я», йакачка й«ра«зогрев ак»ти««вйого jp пульсе и средней мощности генерации объема s котбром осуществляется им- путем уменьшения "паразитной" накачпульсно периодическим разрядом. Ла-. Ки ипи уменьшения амплитуды и длизер состоит из газоразрядной трубки, „. тельностн токов через активный объ фезонатора, нако»пительной емкости, ем за время "после импульса генерации ко»«м»мутатора, блока з»а»рядкй и йндук- 2s до начала последующего импульса возтн»внос»т»и» = шун«тир«ующе«й газоразрядную . буждения. ==труДк»У."- . Для этого предлагается часть тока

Ъ известной кой«струкции лазера . или "весь ток, текущий через газоразгенерация происходит на переднем Рядный .пРОмежуток после прохождения фронте импульса тока и длится 20- "Зо" импульса генерации, отвести в допол30 нс, «в то время" как и«м»йфлЬз тока нительйьГе «э«лементы лазера или исполь"дл««йт«ся 200-300 н»с. П«осл»е" "прФкра ния генерации накопительная емкость " газоразрядных трубок,что также увели "прод« олжает ра»зрйя(йтЬся ч»ерез актив- чивает КПД лазера по энерговкладу

"" йфЪ"среду газоразрядной трубки и " в "газоразрядную трубку.

35 остальная энергия импульса накачки Цель достигается тем, что в ларасходуется бесполезно. Более "т»ого, зере на парах металлов, содержащем йрй этом происходит дополнительная размещенную в резонаторе газоразионизация-плазмы, " йо«вьмеййъй%пера- . »Рядйую трубку, накопительную емкость туры газа; создается повышенная 4, блок зарядки накопительной емкости заселенность метастабилей. После . ком«йутат»ор со схемой запуска под- окончания импульса тока- йроиз»BopHTcB — ключеннЪй к накопительной емкости зарядка накопительной емкости и в и к индуктивности, шунтирующей ra= смязй с Фвм ;"что"йлаЪма"Ъ йежймйульс.. зоразрядную трубку, параллельно ra3 7807 зоразрядной трубке подключен блок управления разрядом, сопротивление которого в проводящем состоянии меньше сопротивления газоразрядной трубки в проводящем состоянии, запускаемый через блок задержки от Системы запуска коммутатора.

В качестве блока управления разрядом может быть использована одна ипи несколько газораэрядных трубок, подключенных через блоки задержек к основной газоразрядной трубке, причем сопротивление каждой последующей трубки в проводящем состоянии меньше сопротивления предыдущих 15 газоразрядных трубок в проводящем состоянии.

На фиг. 1 приведена схема лазера на парах металлов. Лазер содержит газоразрядную трубку 1, резонатор 2, накопительную емкость 3, коммутатор

4, блок зарядки накопительной емкости 5, индуктивность 6 блок управления разрядом 7, блок задержек 8.

На фиг.2 приведена схема лазера 25 на парах металлов, в котором блок управления разрядом выполнен из нескольких газораэряднь1х трубок 1 1 — 1 с блоками задержек 8. !

Лазер, схема которого приведена на фиг.1, работает следующим образом.

Блок зарядки 5 заряжает накопительную емкость 3 до рабочего напряжения по цепи индуктивности 6, шунти35 рующей газоразрядную трубку 1. Импульс запуска коммутатора ч проходит на сетку коммутатора и в блок задержек 8. При срабатывании коммутатора напряжение подается на электроды гаэоразрядной трубки 1. В газоразрядной трубке развивается импульсный электрический разряд. На переднем фронте импульса тока происходит накачка активной среды лазера, создает-„ ся инверсная населенность и формируется импульс лазерного излучения.

К моменту окончания импульса генерации импульс запуска проходит блок задер,жек 8 и запускает блок управлення раз50 рядом 7, который шунтирует разряд в газоразрядной трубке i сопротивлением меньшим, чем сопротивление плазмы разряда, уменьшая тем самым ток, протекающий через газоразрядную трубку

1 и снимая параэитную накачку.

13 11 55

Лазерное излучение формируется с помощью резонатора 2.

78 4

Лазер, схема которого приведена н ° на фиг.2, работает следующим образом, Блок зарядки 5 заряжает накопительну1о емкость 3 по цепи индуктивности 6. При срабатывании коммутатора ч напряжение подается на электроды гаэоразрядной трубки 1„ и в блоки задержек 8. К моменту прохождения импульса генерации в газоразрядной трубке 1 импульс напряжения про1 ходит блок задержек 8 и напряжение прикладывается к газоразрядной трубке где также развивается импульсный разряд происходит накачка активной

I среды и формируется импульс генерации.

В момент окончания импульса генерации в газоразрядной трубке 1> импульс напряжения проходит второй блок задержек 8, и напряжение прикладывается к газоразрядной трубке 13, где также осуществляется накачка среды и т.д.

Для каждой из газоразрядных трубок лазерное излучение формируется с помощью резонаторов 2.

В случае необходимости получения максимальной мощности генерации все газоразрядные трубки могут быть раз" мещены на одной оптической оси, при этом все последующие трубки работают в режиме усилителей генерации предыдущих трубок, а между ними вводятся оптические линии задержки, позволяющие совмещать во времени импульсы генерации от разных трубок.

Отвод "паразитной" накачки в дополнительные элементы или дополнительные газоразрядные трубки увеличивает скорость рекомбинации и позволяет плаз ме разряда более быстро возвратиться в исходное состояние перед импульсом возбуждения. При этом обеспечивает" ся большая однородность параметров импульсной плазмы, таких как газо" вая температура, концентрация атомов рабочего вещества, концентрация электронов. Все это позволяет увеличить предельно возможную частоту повторенИя импульсов генерации, энергию в имйульсе и среднюю мощность генерации лазеров на.парах металлов, Особо важное значение предлагаемое устройство имеет при создании лазеров с большими актйвиыми объемами при больших удельных мощностях накачки, где появляется необходимость отвода тепла из объема лазеров.

780778

Редактор Н. Коляда Техред С.Мигунова Корректор А.Тяско

4.

Заказ 2403/3 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

i ,йо делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4