РАЗРЯДНАЯ ТРУБКА ЛАЗЕРА НА ПАРАХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОПЕРЕЧНЫМ РАЗРЯДОМ Советский патент 1995 года по МПК H01S3/36 

Изобретение относится к квантовой электронике, а именно к конструктивным элементам разрядных трубок лазеров на парах химических элементов с поперечным типом разряда, например с разрядом в полом катоде.

Целью изобретения является увеличение мощности излучения лазера за счет обеспечения равномерного распределения плотности паров рабочего вещества в полости катода.

На чертеже изображена трубка газового лазера с полым катодом на парах химических элементов.

Разрядная трубка содержит полые катоды 1, аноды 2, рабочее вещество 3, разрядный канал 4 с дополнительными анодом 5 и катодом 6, многоканальные капиллярные секции 7 и 8, патрубки 9 и 10, нагреватели 11 и 12 рабочего вещества, выходные окна 13 и 14, источники 15 и 16 питания нагревателя и дополнительного разрядного канала и соответственно переключатели 17 и 18. Концы разрядного канала соединены с патрубками 9 и 10 через многоканальные капиллярные секции 7 и 8. Рабочее вещество 3 размещено в патрубке 9 между местом соединения разрядного канала с патрубком 9 и катодами 1. Многоканальные капиллярные секции введены в разрядную трубку, чтобы, с одной стороны, при подаче напряжения на анод 5 и катод 6 предотвратить зажигание и горение разряда в обход разрядного канала 4 по пути: анод 5 катодная область катод 6 либо между одним из дополнительных электродов и основными электродами, с другой стороны, обеспечить беспрепятственное движение газа из разрядного канала в разрядную полость и обратно.

Разрядная трубка работает следующим образом. При подключении напряжения в присутствии буферного газа между анодом 5 и катодом 6 в разрядном канале 4 зажигается разряд. За счет явления электрофореза в разрядном канале 4 в направлении от катода 6 к аноду 5 возникает и поддерживается градиент давления буферного газа. В результате от анода 5 через капиллярную секцию 7, патрубок 9, разрядную полость катодов 1, патрубок 10, капиллярную секцию 8 к катоду 6 возникает поток буферного газа. При включенном нагревателе 11 рабочее вещество 3 переводится в парообразное состояние и происходит смешение паров рабочего вещества с атомами буферного газа. Пары рабочего вещества, увлекаемые потоком буферного газа, вместе с газом попадают в разрядную полость катодов 1, и происходит возбуждение ионных уровней рабочего вещества. Поскольку катодная полость при работе лазера прогревается до необходимой температуры, конденсации паров рабочего вещества на ее стенках не происходит, т.е. состав газовой смеси и ее однородность неизменны по длине катодной полости и определяются составом газовой смеси, полученным в патрубке 9. Большая однородность смеси в разрядной полости делает условия для существования инверсии более однородными, т.е. более близкими к оптимальным, кроме того, уменьшает флуктуации плотности разрядного тока в продольной разрядной полости и, как следствие этого, позволяет работать при больших значениях плотности тока разряда и получать более высокие значения мощности излучения. Пройдя разрядную полость, пары рабочего вещества конденсируются в патрубке 10. Когда рабочее вещество будет полностью перенесено из патрубка 9 в патрубок 10, с помощью переключателя 18 переключаются полярности электродов разрядного канала 4, а с помощью переключателя 17 включается нагреватель 12 и выключается нагреватель 11. Переключение полярности электродов и переключение нагревателей рабочего вещества осуществляются релейным устройством, управляемым напряжением на основных электродах, величина которого зависит от наличия в разрядной полости паров рабочего вещества. В этом случае направление потока буферного газа в разрядной трубке меняется на обратное и рабочее вещество в смеси с буферным газом поступает в разрядную полость из патрубка 10, а конденсируется в патрубке 9.

Таким образом, в предлагаемой разрядной трубке по сравнению с прототипом повышается мощность излучения, а по сравнению с лазерами с прокачкой исключаются безвозвратные потери как рабочего вещества, так и буферного газа.

Изобретение относится к квантовой электронике и позволяет увеличить мощность излучения лазера на парах химических элементов путем выравнивания концентрации паров химического элемента в полости катода прокачкой газовой смеси. За счет явления электрофореза в разрядном канале, соединяющем концы разрядной трубки, поддерживается градиент давления буферного газа. В результате между дополнительными электродами разрядного канала от анода к катоду возникает поток буферного газа. Пары рабочего вещества, увлекаемые буферным газом, попадают в разрядную полость. 1 ил.

РАЗРЯДНАЯ ТРУБКА ЛАЗЕРА НА ПАРАХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ПОПЕРЕЧНЫМ РАЗРЯДОМ, содержащая по крайней мере один полый катод, образующий разрядную полость, аноды, рабочее вещество и два концевых участка, каждый из которых включает патрубок и выходное окно, отличающаяся тем, что, с целью увеличения мощности излучения лазера, к патрубкам трубки подсоединен разрядный канал с дополнительными анодами и катодом, при этом рабочее вещество расположено в патрубке между местом подсоединения разрядного канала, ближайшим к дополнительному аноду, и разрядной полостью.