Импульсный лазер на парах металлов Советский патент 1992 года по МПК H01S3/22 

буждения собрано по схеме Блюмлейна. Оно включает в себя два накопительных конденсатора, присоединенные к электродам активного элемента лазера, коммутатор и катушку индуктивности, подключенную к коммутатору и к одному из накопительных конденсаторов.

Устройство возбуждения известного лазера обеспечивает удвоение импульсного напряжения на разрядном промежутке по сравнению с напряжением на накопительных конденсаторах.

Недостаток известного лазера заключается в том, что стабильность его мощности излучения определяется только стабильностью источника питания, который не следит за изменениями концентрации паров металла в активной зоне разрядной трубки лазера, поэтому стабильность его мощности излучения невысокая и сильно зависит от температуры окружающей среды.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение стабильности мощйости излучейия лазера.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном лазере на парах металлов, содержащем разрядную трубку, в актирной зоне которой расположено рабочее вещество, и устройство возбуждения, включающее два накопительных конденсатора, коммутатор и катушку индуктивности, подключенную между анодом коммутатора и одним из нaкoпиteльныx конденсаторов, в устройство возбуждения лазера введена вторая ка-. тушка индуктивности, расположенная коаксиально с разрядной трубкой на участке активной зонь и подключенная параллельнр первой катушке индуктивности, при этом отношение индуктивностейпервой и второй катушек составляет от 2 до 10.

На чертеже показан импульсный лазер на парах металлов.

Лазер включает в себя разрядную трубку 1, в которой размещены электроды 2 и 3, Между электродам и заключена активная зона 4с расположенными в ней ампулами 5 с рабочим веществом. Резонатор лазера Образован зеркалами 6.

Устройство возбуждения лазера состоит из накопительных конденсаторов 7 и 8, поДключенйых через диоды 9 и ;iO к источнику постояйного напряжения+Uo. а также катушек ийдуктивности 11 и 12 и коммутирующего элемента 13i Катушки иидуктивности составляют индуктивность перезарядки конденсатора 8.

Катушкаиндуктивности 11 расположёна на активйой Зоне 4 и включена параллельно катушке 12. Пары металлов в

активной зоне играют роль металлического сердечника в катушке индуктивности 12. При возрастании концентрации паров металла в активной зоне ее индуктивность увеличивается, при снижении концентрации паров металла - уменьшается.

Катушка 11 индуктивности сглаживает резкие изменения индуктивности катушки 12 в результате выброса паров металла. Она

обеспечивает более точную и плавную стабилизацию рабочего режима лазера.

Величины индуктивностей Li и катушек и в нерабочем состоянии лазера должны удовлетворять условию

Li (2-10)U.

При меньшей величине отношения индуктивностей LI и L2 влияние первой катушки индуктивности становится настолько сильным, что изменения индуктивности L2 в

результате изменения концентрации паров металла практически не влияют на работу устройства возбужде(ия лазера, т.е. обратная связь становится слабой,

При большем соотношении этих величин исчезает сглаживающее влияние катушки индуктивности 12, так как величина индуктивности перезарядки будет определяться в основном индуктивностью катушки 11/- , , . ;; .. : ;; . : ,:. ..

Таким образом, в предложенном лазере осуществлена простая и надежная система стабилизации мощйости излучения, которая для своей работь не требует сложных электрон нь1х схем.

Устройство работает следующим обр1азом, , ..: .,,:; ;;; -,/,/ . ,

Конденсаторы 8 и 9 заряжаются от источника питания до напряжения +0о. После срабатывайия коммутатора l3 конденсатор

9 перезаряжается до напряжения, близкого к -Uo. Поэтому к разрядной тру0ке 1 приклады веется нал ряжениепорядка 2 Uo. .

Величина прикладываемого напряжения определяется ;скоростью перезарядки

конденсатора 9 и временем запаздывайия зажигания разряда. Время запаздывания зажигания остаётся практически постОяййым, поскольку поджйг активного элемента или разрядной трубки 1 лазера осуществляетея катушкой 12 в момейт включения коммутирующего элемента

После за 14Гаиия разряда начинается разогрев активйой зоны 4, где находятся ампулы 5 с рабочим веществом, что приводит к появлений паров металла а активной зоне разрядной трубки. Концентрация паjp OB металла определяете температурой активйой ЗОНЫ; При увеличении кОйцентрацйи naipOB металла индуктивность Lz возрастает.

что приводит к увеличению суммарной индуктивности.

В результате скорость перезарядки конденсатора 8 снижается, и напряжение, прикладываемое к активному элементу, уменьшается.что приводит к уменьшению мощности, вкладываемой в активный элемент. Таким образом увеличение температуры активной зоны прекращается и устанавливается определенная величина концентрации паров металла и вводимой в лазер мощности, а следовательно, и мощности излучения лазера.

Соответственно уменьшение концентраций паро металла в активной зоне: разрядной трубки вызывает уменьшение индуктивности цепи перезарядки конденсатора 8, что сопровождается увеличением прикладываемого напряжения и подводиМой k активному элементу мощности. В результате происходит увеличение температуры активной зоной, рост концентрации паров металла и увеличение мощности излучения лазера.

Таким образом, создается обратная связь между концентрацией паров металла в активной зоне и мощностью, подводимой к активному элементу лазера. Это позволяет подбором величин Li и La автоматически стабилизировать температуру активной зоны разрядной трубки лазера вблизи оптимальной величины.

Применение предложенного устройства в импульсном лазере, например,на парах стронция позволит уменьшить колебания мощности излучения с ± 10 до ± 5%,

.

-К1-t fю