Способ поджига газонаполненного разрядника Советский патент 1984 года по МПК H01T1/20 

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для регистрации быстропротекающих процессов, в частности, в лазерной технике и высокоскоростной фотографии, где точность синхронизации, определяемая нестабильностью задержки срабатывания разрядни)а, поджигаемого лазером (РПЛ), часто имеет решающее значение.

Известен способ поджига газонаполненного разрядника лазерными импульсами с длительностью 10 -10 с 1.

В этом случае пробой разрядника происходит в течение действия лазерного импульса и нестабильноЬть задержки срабатывания РПЛ составляет 2-10 с. При увеличении энергии лазерного импульса, поджигающего РПЛ, на порядок и брлее по отнощению к пороговой энергии срабатывания разрядника, задержка срабатывания и ее нестабильность снижаются и практически перестают зависеть от энергии поджига.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ поджига газонаполненного разрядника, согласно которому в разрядный промежуток поджигаемого разрядника подают сфокусированный на поверхности его катода-мищени импульс лазерного излучения пикосекундной длительности с энергией выше пороговой энергии срабатывания разрядника 2

При этом способе поджига нестабильность (разброс величины времени запаздывания) срабатывания разрядника составляет не менее 1 не. Это связано с тем, что используемые для поджига РПЛ твердотелые пеодимовые или рубиновые пикосекундные лазеры в сравнении с наносекудными лазерами (с модулированной добротностью) имеют гораздо более низкую воспроизводимость расходимости и мощности излучения. В результате этого качество начальных электронов, создаваемых в газе поджигающим пикосекундным импульсом, сильно флуктуирует. Поскольку пробой РПЛ происходит после окончания поджигающего импульса, задержка пробоя определяется временем, необходимым для достижения в лавине критической концентрации электронов, когда лавина переходит в стример. Это время сильно зависит от количества начальных электронов, созданных поджигающим импульсом.

Уменьшение нестабильности срабатывания путем увеличения энергии импульса лазерного излучения требует отдельный мощный усилитель, что сложно и дорого. Кроме того, быстро выводит из строя поджигаемый разрядник из-за образования каверны с острыми краями на элeктpoдe-миuJeни в месте фокусировки лазерного луча, что снижает пробивное напряжение разрядника и увеличивает нестабильность задержки его

срабатывания из-за падения напряженности электрического поля на дне каверны. Таким образом, нестабильность сра батывания разрядника при поджиге лазерным импульсом пикосекундной длительности не может быть снижена менее 1 не, что является недостатком данного способа поджига разрядника.

Цель изобретения - повышение стабильности срабатывания разрядника.

Поставленная цель достигается тем, что в способе поджига газонаполненного разрядника, согласно которому в разрядный промежуток поджигаемого разрядника подают сфокусированный на поверхности его катода-мишени импульс лазерного излучения пикосекундной длительности с энергией выше пороговой энергии срабатывания разрядника, через промежуток времени it по отношению к моменту подачи в разрядный промежуток первого импульса лазерного излуче.ния в разрядный промежуток подают второй дополнительный импульс, мощность которого устанавливают по крайней мере на порядок выше мощности первого, -причем промежуток времени д1 устанавливают в зависимости от величины экспериментально определенной минимальной задержки 15.,ин,срабатывания разрядника при поджиге отдельно взятым первым импульсом лазерного излучения в соотношении

0.5 tjMHH At tj.MMHНа фиг. 1 представлены диаграммы изменения во времени концентрации п электронов в разрядном промежутке поджигаемого разрядника под действием первого импульса лазерного излучения, а также изменение во времени мощности лазерного излучения в разрядном промежутке поджигаемого разрядника; на фиг. 2 - принципиальная схема поджига разрядника согласно предлагаемому способу.

Первуй из двух последовательных лазерных импульсов (фиг. 1а), сфокусированный на катод-мишень РПЛ, создает в момент времени tj каждый раз различные начальные концентрации электронов п,, п, ..., HS, которые рождают лавины, вызы вающие пробой РПЛ с определенной нестабильностью задержки tj, .

Мощность Рг второго фиксирующего импульса лазерного излучения (фиг. 16) устанавливают примерно на порядок больр шей, чем мош:ность Р) первого импульса, а задержку л1 прихода второго импульса опытным путем устанавливают несколько меньшей, чем минимальная задержка tj.,, пробоя РПЛ при поджиге отдельно взятым первым импульсом.

Второй импульс резко увеличивает выше критической концентрацию электронов, образовавшихся к этому времени в головке лавины, созданной первым импульсом, и фик

СПОСОБ ПОДЖИГА ГАЗОНАПОЛНЕННОГО РАЗРЯДНИКА, согласно n fTitflt//n. которому в разрядный промежуток поджигаемого разрядника подают сфокусирован ный на поверхности его катода-мишени импульс лазерного излучения пикосекундной длительности с энергией выше пороговой энергии срабатывания разрядника, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности срабатывания разрядника, через промежуток времени д по отношению к моменту подачи в разрядный промежуток первого импульса лазерного излучения в разрядный промежуток подают второй, дополнительный, импульс, мощность которого устанавливают по крайней мере на порядок выше МОШ.НОСТИ первого, причем промежуток времени at устанавливают в зависимости от величины экспериментально опреденной минимальной задержки tэ.иии.cpaбaтывaния разрядника при поджиге отдельно взятым (Л первым импульсом в соотношении 0,5 tjXHH. utttiMKH. . to О5 О5