Газовый проточный лазер Советский патент 1991 года по МПК H01S3/36 

Изобретение относитсп к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке газо разрядных проточных лазеров с замкнутым контуром.

Целью изобретения является увеличение средней мощности излучения и обеспечение работы лазера в непрерывном режиме.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого лазера, имеющего ,один акустический резонатор; на фиг. 2 - схема предлагаемого лазера с несколькими резонаторами, равномерно распределенными в плоскости поперечного сечения газового потока; на фиг. 3 показана схема движения газа вблизи открытого торца акустического .резонатора.

Газовый и проточный лазеры содержат разрядную камеру 1 с электродами 2 для получения оптически активной лазерной смеси, газовый контур 3, акустический резонатор 4 со штыревыми электродами 5 для зажигания импульсно-периодического дугового разряда, холодиль.ник 6, газоне- проницаемуго перегородку 7 с отвер- стием, перекрывающую поперечное сечение газово го контура.и установленные в отверстиях перегородки каналы 8, стенки которых охлаждаются при помопщ холодильника 9. Каналы могут быть вьшолнены расширяющимися по направлению к холодильнику 6. Площадь поперечного сечения канала 8 (для расширяющегося канала - его минимальная площадь) больше площади выходного сечения акустического резонатора.

Лазер работает следующим образом. От высоковольтного источника энергии на электроды 5 периодически подаются .корот кие импульсы напряжения с частотой, равной собственной частоте акустического резонатора, Величина напряжения подбирается такой, чтобы между электродами 5 зажигался дуговой разряд. В результате зажигания короткого дугойого разряда реализуется близкий к изохорическому процесс подвода к газу тепловой энергии и в разрядном канале вместе с температурой повышается давление газа. В следующий момент времени нагретый газ начинает адиабатически расширяться во все стороны от зоны разряда, что сопровождается распростра™

Г

0

5

0

5

0

5

0

5

нением интенсивных волн сжатия. Это, в свою очередь, приводит к повышению среднего давления в акустическом резонаторе и возникновению колебаний. Так как частота зажигания дуговых разрядов совпадает с частотой собственных колебаний газа в резонаторе, то в последнем возникают силовые резонансные колебания, периоди- чески сопровождаемые направленным выбросом Газа из резонатора и последующим всасыванием его из окружающего пространства. При этом в зазоре между резонатором А и каналом 8 возникает сложное течение, в котором можно выделить два потока, схематически показанных на фиг. 3. Первый поток 10 образуется газом, всасыва- емь1м из окружающего пространства в полость резонатора 4 и направленно выбрасываемым в канал 8, второй поток 11 возникает в результате эжек тируемого действия пртока 10.

Расстояние между разрядным каналом и открытым торцом резоиатора выбрано с таким расчетом, чтобы весь нагретый разрядом газ выбрасывался из резонатора и попадал в охлаждаемый канал 8, а из него - в объем газового тракта между перегородкой 7 и холодильником 6. В результате такого иагнетания газа давление в этом объеме возрастает и возникает движение рабочего газа по замкнутому контуру через холодильник 6, разрядную камеру 1, акустический резонатор 4 и канал 8. При этом пульсации газового потока, вызываемые работой акустическогЬ резоиатора, могут быть погашены за счет демпфирующего, действия объема газового контура, а также в каналах холодильника 6.

Таким образом, осуществляется прокачка рабочего через объем разрядной камеры, которая, очевидно, в этом случае может работать как в импульсно-периодическом, так ив непрерывном режимах. Скорость прокачки газа можно регулировать уменьшением величины импульсного напряжения, подаваемого на электроды 5 акустического резонато1ра, или переходом на частоты зажигания дуговых разрядов, составляющих целую часть от собственной частоты акустического резонатора или комбинацией этих двух способов.

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности к конструкциям газоразрядных проточных лазеров. Целью изобретения является увеличение средней мощности лазерного излучения и обеспечение возможности работы лазера как в импульсно- пернодическом, так и в непрерывном iрежимах. Лазер содержит разрядную камеру с электродами для зажигания тлеющего разряда, газовый контур и акустический резонатор со штыревь ми электродами для зажигания импульсно-. периодического дугового разряда. В газовом контуре расположены холодильник, газонепроницаемая перегородка, перекрывающая поперечное сечение газового контура, и охлаждаемые каналы, установленные на перегородке соосно с акустическим резонатором. Разрядная камера с электродами для зажигания теплового разряда установлена отдельно от акустического резонатора. Прокачка рабочей смеси в лазере осуществляется акустическим резонатором при подаче на его электроды коротких импульсов напряжения. Величина напряжения подбирается такой, чтобы между электродами резонатора зажигался дуговой разряд. Скорость прокачки газа регулируется величиной импульсного напряжения или частотой зажигания разрядов в акустическом резонаторе. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с (О

Фиг.2

d

о 00