Активный элемент отпаянного газового СО @ -лазера Советский патент 1992 года по МПК H01S3/36 

Изобретение относится к области KB iH овой электроники и может бьггь ис 1ьзовано при разработке газовых СО х,-лазеров повышенной надежности.

Целью изобретения является повы- шение долговечности и механической прочности активного элемента, а так- же стабильности излучения газового СОг-лазера.

Ка фиг, 1 показан катодг1ый узел активного элемента газового лазера на фиг, 2 - активный Элемент отп-аян- JHoro газового С02 лаэера.

Устройство содержит катодный цилиндр 1 со стабилизатором 2 газового состава., закрепленными на разрядном капилляре 3, диэлектрическую втулку 4, кольцо 5, фиксирующее полойсение втулки и стабилизатора в катодном шлиндре; оптический элемент 6, с помощью сильфона 7 вакуумно-плотно соеди(енный с катодным цилиндром. Катодный цилиндр подсоед{П1ен к клемме 8 высоковольтного источника напржения с заземленным анодом. Через клемму 9s металлические оболочки резервного объема 10 и рубашки охлаждения 11 анод 12 лаз13ра подсоедииоп к аноду источника высоковольтног о напряжения.

Активный элемент отпаянного СО,- лазера работает следугоп;им образом При подключении напряжения питан в капилляре неж,цу анодом 12 и стабилизатором 2, являющимся также като

дом, возбуждается электрический раз ряд, который через зазор между диэлектрической втулкой А и разрядным капи-пляром 3 распространяется в зазор между стабилизатором и втулкой по поверхности катода - стабилизато ра 2. Чтобы максимально :низи гь вероятность попадания эррозионных час- т1нц катода Fia поверхность оптического элемента 6 зазор между втулкой и разрядным капилляром устанавливают минимально возможныМэ но при условии одновременного исключения возможиост .возникновения, шумов плазмь разряда при переходе его из разрядного капилляра к катоду. Зазор fвыбирают из србтношен.ия

22

бн.р.у р ан.р.к 1) оТ °

где

D

Вк.

SH.8T

- внутренний разрядного оа.

диаметр,

O

5 o 5 «

J),

5

O

O

5

вн.рг. внутренний диаметр

втулки. Приведенное соотногае ние обеспечи вает условие, при котором плотность тока разряда в зазоре не превьпиает плотность тока в разрядном капилляре. Чтобы исключить проникновение разряда к катодному цилиндру, минуя стабилизатор, последний плотно (с зазором не более 0,1 мм) надевают на выступающую в катодньй цилиндр часть разрядного капилляра. Это возможно, когда внутренний диаметр стабилизато- ра соответствует наружному диаметру капилляра..Чтобы распространение разряда по поверхности стабилизато1)а не было затрудненным, зазор между диэлектрической втулкой и стабилизатором устанавливают не меньше зазора между диэлектрической втулкой и разрядным капилляром. Это достигается тем, что применяют стабилизатор-катод с внутренним диаметром вн о, электрическую втулку с наружным

диаметром - и. вт разность между которыми Вря. ст I M. ВТ 5- 2.

Высокий срок службы активного зле- мента достигается благодаря тому,что стабилизатор помещен в полость катод-- кого цилиндра, соединенного с разрядным капилляром, входящим внутрь по- . Это обеспечивает условие наиболее эффективного действия стабилизатора как регистратора СО,,, поскольку стабилизатор находится в зоне наиболее интенсивного протекания реакции разложения СО (соприкасается с зоной катодного падения, где энергия заряженных частиц, обусловливающих диссоциацию, максимальна).Примечание диэлектрической экранирующей втулки, коаксиально и жестко соединенной с катодньрм цилиндром и стабилизатором, способствует обеспечению высокого, срока службы поскольку практически исключается запыление поверхности зеркал активного элемента частицами, вылетающим с катода, а также осаждение их на холодных поверх- ностях (втулка всегда нагрета при ра-- боте лазера) и связанное с этим поглощение газов. Чтобы исключить экранировку излучения, выходящего из разрядного капилляра, внутренний диаметр диэлектрической втулки должен быть больше или равен внутреннему диаметру капилляра.

Повышенная механическая прочность активного элемента обеспечивается

, 1

тем, что его оболочка представляет собой цельно-пая1;но-сварную конструкцию, состоящую из металлокерамических узлов с выбранными соотношениями размеров катодного цилиндра, стабилизатора, диэлектрической втулки и разрядного капилляра, с использованием Б качестве катодного электрода и металлического цилиндра, спаянного с керамическим разрядным капилляром без применения консольных креплений. ПовБПпению механической прочности способствует также то, что стабилизатор о плотной посадкой монтируют в полость катодного цилиндра и .одновременно надевают на разрядный капилляр, а с торцовой части жестко фиксируют вместе с диэлектрической втулкой

924

кольцом, привариваемым к катодному цилиндру.

Повышенная стабильность мощности излучения достигается за счет повышения жесткости всей конструкции активного элемента, использования катодов-стабилизаторов, обеспечивающих в газовой среде СО -лазера более

высокую стабильность разряда, tt применения диэлектрической втулки,связанной указанными соотношениями размеров со стабилизатором и разрядным капилляром. Втулка, экранируя прикатодную область плазмы разряда,гасйт колебания плазмы, возникающие у поверхности катода и вызывающие- коле- бания мощности излучения.