Изобретение относится к области квантовой электроники « может быть использовано при Создании отпаянных импульсных лазеров на парах химических элементов, работающих б ежйме саморазогрева.
Известен способ возбуждения импульсных лазеров на самоогрЭнИченных перехо аах. паров химических элементов, заключающийся в том, что возбуждение активной среды и разогрев рабочего объема до рабочей температуры осуществляется периодическиповтор:яющимися импульсами высокой частоты, которые, во-первых, за счетвыделяемойпри разряде в газовой смеси энергии, производят нагрев объема до рабочей температуры, и во-вторых, создают инверсную заселенность в парах химических элементов,
В данном способе ограничена возможность оптимизации лазера по возбуждению.
поскольку возбуждение и нагрбв осуществляют одним импульсом, а также невозможна работа .лазера в широком диапазоне изменения частоты следования.
Наиболее близким гго технической сущности к способугю изобретению является способ возбуждения импульсных лазеров на самоограничениых переходах паров хиСОмических элементов, работающих в режиме
о саморазогрева, заключающийся в формировании импульсов возбуждения и дополнительных импульсов, не вызывающих гене|эации. В известном способе формируют один дополнительный импульс длительностью Т;рдновременио с каждым импульсом возбуждения, причем крутизна и амплитуда дополнительного импульса меньше соответственно крутизны и амплитуды;импульса возбуждения, а энергия дополнительного импульса в К раз больше
энергии импульса возбуждения, при этом значения г и К удовлетворяют следующим соотношениям;
r(fmax-f),
где fmax-.максимальная частота следования импульсов возбуждения;
f - частота следования импульсов возбуждения.
Данный способ, решая проблему стабилизации, не позволяет полностью оптимизировать лазер по возбуждению, то есть существенно увеличить энергосъем с рабочего объема по сравнению с вышеописанным способом, В данном способе дополнительный импульс имеет большую длительность, что приводит к паразитному подогреву плазмы в межимпульсный период (в период между импульсами возбуждения). Это снижает скорость деионизации плазмы и рассеяния нижнего рабочегоуровня. Например, при fmax - 20 кГц, f - 10 кГц, т 50 МКС, то есть длительность дополнительного импульса при таких частотах равна половине периода между импульсами возбуждения. Кроме того, при одновременной подаче импульсов дополнительный импульс оказывает отрицательное влияние на параметры возбуждения.
Целью изобретения является увеличение удельного энергосъема импульсных лазеров на самоограниченных переходах паров химических элементов работающих в режиме саморазогрева в широком диапазо не частот следования импульсов, .
Поставленная цель достигается тем, что в способе возбуждения импульсных лазеров насамоограниченны-х переходах, работающих в режиме саморазогрева, заключающемся в формировании с каждым импульсом возбуждения одного дополнительного импульса, дополнительный импульс начинают формировать в момент появления импульса генерации, соблюдая при этом следующее условие;
(Ei + E2)f P. где EI - энергия импульса возбуждения;
Е2 - энергия дополнительного импульса;
f - частота следования импульсов возбуждения;
Р - мощность необходимая для разогрева рабочего объема лазера и поддержания его при рабочей температуре.
Дополнительный импульс выполняет функцию введения в рабочий объем недостающей энергии, необходимой для поддержания рабочего объема лазерной трубки при рабочей температуре. Поскольку дополнительный импульс начинают формировать
в момент появления импульса генерации, то дополнительный импульс не может вызвать генерации из-за высокой концентрации атомов химических элементов с заселенным
нижним рабочим уровнем в момент его прохождения, поэтому снимаются ограничения по амплитуде и крутизне дополнительного импульса, что позволяет формировать дополнительный импульс малой длительности
0 порядка 1 МКС. Это значительно уменьшает паразитное воздействие дополнительного импульса на плазму по сравнению с известным способом. Дополнительный импульс не оказывает непосредственного влияния на
5 параметры импульса возбуждения, что позволяет проводить оптимизацию импульса возбуждения с целью получения максимального энергосъема с рабочего объема.
Ограничения сверху, наложенные на ве0 личину задержки между началом импульса возбуждения и началом дополнительного импульса, .обусловлены тем что в момент появления импульса генерации сопротивление плазмы еще велико, что позволяет со5 хранить высоким КПД по энерговкладу дополнительного иМпульса.
Способ можно реализовать следующим образом. На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего данный способ,
0 где изображены регулируемые высоковольтные источники питания 1,2, генератор запускаемых импульсов 3, высоковольтные коммутаторы 4,5 линия задержки 6, резонатор 7, лазерная трубка 8, зарядная индук5 тивность 9, рабочие емкости 10,1 Т.
Лазер работает следующим образом. От регулируемого вь1соковольтного источника питания -t заряжается рабочая емкость 10 через зарядную индуктивность 9, а от регу0 лируемОго высоковольтного источника питания 2 заряжается рабочая емкость 11 через зарядную индуктивность 9. Генератор запускающих импульсов 3 формирует импульсы, зайускающие высоковольтный коМ5 мутатор 4, который формирует импульсы возбуждения на лазерной трубке 8, помещенной в резонатор 7, параллельно с генератора запускающих импульсов 3 подаются через линию задержки б импульсы, запуска0 ющие высоковольтный коммутатор 5, который формьгрует йа лазерной трубке дополнительный импульс.
Настройка лазера проводится следующим образом.
5 Включают оба источника питания 1,2, разогревают рабочий объем лазерной трубки до рабочей температуры, с помощью регистрирующей аппаратуры регистрируют импульсы напряжения, тока, импульс генерации, их временное расположение, сред
СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ИМПУЛ ЬСНЫХ ЛАЗЕРОВ НА САМООГРАНИЧЁННЫХ ПЕРЕХОДАХ, работающих в режиме саморазогрева, заключающийся в формировании с каждым импульсом возбуждения одного дополнительного знергосъема, дополнительный импульс начинают формировать в момент появления импульса генерации, соблюдая при этом следующие УСЛОВИЯ: (Ei + E2), : где Ei - энергия импульса возбуждения; Е2 - энергия дополнительного импульса; , .. .,/.:., f - частота следования импульсов воз буждения; Р - мощность необходимая для разогрева рабочего объема лазера и поддержания его при рабочей температуре.
