РАЗРЯДНАЯ ТРУБКА ЛАЗЕРА НА ПАРАХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 1996 года по МПК H01S3/03 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в газовых лазерах с поперечным высокочастотным возбуждением активной среды.

Известна разрядная трубка газового лазера, относящаяся к поперечному типу разрядов, состоящая из протяженного баллона с выходными окнами на концах и двух электродов, один из которых протяженный (1).

Недостатком данного устройства является неоднородный по длине горения разряд и распыление электродов.

Наиболее близкой заявляемому устройству является разрядная трубка на парах химических элементов с поперечным ВЧ возбуждением, содержащая диэлектрический баллон с рабочим веществом, два протяженных электрода, расположенных вдоль оси диэлектрического баллона на его поверхности, и выходные окна (2).

Недостатками данного устройства являются наличие пассивных концевых участков, в которых происходит потеря мощности накачки лазера, образованных из-за того, что выходные окна удалены от концов электродов, потеря рабочего вещества, в частности паров металла, за счет оседания его на стенках диэлектрического баллона в непосредственной близости от концов электродов, потеря лазерного излучения из-за уменьшения канала, связанного с оседанием рабочего вещества на стенках баллона.

В заявляемом устройстве, состоящем из диэлектрического баллона с рабочим веществом, двух протяженных электродов, расположенных вдоль оси диэлектрического баллона на его поверхности, и выходных окон, выходные окна находятся в непосредственной близости от концов электродов и имеют на своей внешней поверхности постоянные магниты, вектор магнитной индукции которых перпендикулярен оси разрядной трубки. При этом магниты установлены между электродами по длине диэлектрического баллона. Кроме того, в заявляемой разрядной трубке на ее концах установлены цилиндры из магнитомягкого материала, соприкасающиеся с постоянными магнитами, а выходные окна имеют нагреватели.

Таким образом, заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что: выходные окна его расположены в непосредственной близости от концов электродов, на внешней поверхности выходных окон имеются постоянные магниты, вектор магнитной индукции которых перпендикулярен оси разрядной трубки, на концах разрядной трубки имеются цилиндры из магнитомягкого материала, соприкасающиеся с постоянными магнитами, выходные окна имеют нагреватели.

Указанные конструктивные элементы позволяют устранить имеющиеся у прототипа недостатки. Указанное расположение выходных окон исключает наличие пассивных концевых участков и тем самым предотвращает оседание ионов рабочего вещества на стенках диэлектрического баллона. Наличие магнитов предотвращает попадание ионов активного вещества на рабочую поверхность окон. Наличие цилиндров из магнитомягкого материала концентрирует магнитное поле, тем самым усиливая эффект действия магнитов. Наличие нагревательных элементов на выходных окнах исключает оседание атомов рабочего вещества на внутренней поверхности окон. В связи с предотвращением оседания рабочего вещества на стенках трубки не происходит потеря лазерного излучения. Кроме того, благодаря наличию указанных конструктивных элементов в заявляемом устройстве не происходит распыление стенок диэлектрического баллона и в целом увеличивается срок службы лазера.

На фиг.1 изображено заявляемое устройство в разрезе (вид сбоку); на фиг. 2 вид спереди.

Устройство состоит из диэлектрического баллона 1, внутри которого находится рабочее вещество 2. На внешней поверхности диэлектрического баллона 1 находятся электроды 3. На концах диэлектрического баллона 1 расположены выходные окна 4 с постоянными магнитами 5. На окнах имеются нагреватели 6.

Устройство работает следующим образом.

При подаче ВЧ напряжения на электроды 3 внутри диэлектрического баллона 1 возникает поперечный ВЧ разряд, который приводит к разогреву рабочего вещества 2 и появлению паров последнего в рабочем объеме. Атомы рабочего вещества 2 ионизируются и переходят в рабочее состояние. Магниты 5 благодаря силе Лоренца искривляют траекторию движения ионов, направленных к поверхности окон 4, и тем самым исключают взаимодействие ионов с поверхностью окон 4. Одновременно магниты 5 благодаря расположению их между электродами 3 по длине диэлектрического баллона 1 направляют ионы рабочего вещества на электрод 3, тем самым увеличивая эмиссию с электродов и уменьшая распыление материала стенки диэлектрического баллона.

Источники информации
1. Патент США N 3787781, 1373 г.

2. Латуш Е. Л. и др. Генерация на ионных переходах при поперечном ВЧ - возбуждении. Письма в ЖЭТФ, т. 24, вып.2, с. 81, 1976г.

Использование: в газовых лазерах с поперечным высокочастотным возбуждением активной среды. Сущность изобретения: разрядная трубка лазера состоит из диэлектрического баллона, с рабочим веществом, двух протяженных электродов, расположенных вдоль оси диэлектрического баллона и выходных окон, расположенных в непосредственной близости от концов электродов. На внешней поверхности окон установлены магниты. Кроме того, выходные окна имеют нагреватели, а по оси самой трубки на ее концах установлены цилиндры из магнитомягкого материала. Конструкция снижает потерю мощности накачки лазера и потерю рабочего вещества. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Разрядная трубка лазера на парах химических элементов с поперечным ВЧ возбуждением, содержащая диэлектрический баллон с рабочим веществом, два протяженных электрода, расположенных вдоль оси диэлектрического баллона на его поверхности, и выходные окна, отличающаяся тем, что выходные окна находятся в непосредственной близости от концов электродов и имеют на своей внешней поверхности постоянные магниты, вектор магнитной индукции которых перпендикулярен оси разрядной трубки. 2. Трубка по п. 1, отличающаяся тем, что магниты установлены между электродами по длине диэлектрического баллона. 3. Трубка по п. 1, отличающаяся тем, что по оси трубки на ее концах установлены цилиндры из магнитомягкого материала, соприкасающиеся с постоянными магнитами. 4. Трубка по п. 1, отличающаяся тем, что выходные окна имеют нагреватели.