ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР С ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ Советский патент 1994 года по МПК H01S3/975 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке волноводных газовых лазеров, возбуждаемых высокочастотным (ВЧ) полем, имеющих складной резонатор и работающих в условиях жестких механоклиматических воздействий.

Целью изобретения является повышение стабильности параметров излучения в условиях жестких механоклиматических воздействий.

На фиг. 1 показан общий вид газового лазера в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - показан вариант выполнения внутреннего проводника линии возбуждения; на фиг. 4 и 5 - поперечное сечение внешнего проводника линии возбуждения.

Газовый лазер содержит оболочку 1, светоделительное 2, высокоотражающее 3 и поворотные 4 и 5 зеркала.

Разрядные каналы 6 и 7 образованы внутренним проводником 8, диэлектрическими пластинами 9 и 10 и внешними проводниками 11 и 12. Внешние проводники своей наружной поверхностью 13 и 14 плотно контактируют с внутренней поверхностью оболочки 1. Внутренний проводник линии возбуждения соединяется с ВЧ-генератором 15 через вакуумно-плотный ввод 16, который изолирован от оболочки лазера диэлектрической шайбой 17.

При выполнении внутреннего проводника в виде керамической пластины 18 на ее узкие грани наносятся металлические покрытия 19 и 20, которые электрически соединяются между собой металлическим покрытием 21 (см. фиг. 3).

Внешний проводник линии возбуждения может быть выполнен с пазом 22 по всей длине (см. фиг. 4). Ширина паза d определяется из соотношения
d=2h+a, где h - ширина узкой грани диэлектрической пластины;
а - ширины узкой грани внутреннего проводника линии возбуждения.

На фиг. 5 показан внешний проводник линии возбуждения, во внутренней поверхности которого по всей длине выполнены по два паза 23 и 24, ширина каждого из которых равна ширине узкой грани диэлектрической пластины, а расстояние между пазами равно ширине узкой грани внутреннего проводника линии возбуждения.

Устройство работает следующим образом. При подаче высокочастотного напряжения на внутренний проводник 8 линии возбуждения в разрядных каналах между проводниками линии возбуждения возникает высокочастотный емкостный разряд, заполняющий оба разрядных канала. В результате создаются условия для возникновения генерации в резонаторе, образованном зеркалами 2, 3, 4 и 5.

Конструкция волноводного газового лазера со складным резонатором позволяет повысить стабильность параметров излучения в условиях жестких механоклиматических воздействий. Это достигается ориентацией внутреннего проводника линии возбуждения так, что его узкие грани ограничивают разрядные каналы с одной стороны, а широкие грани соединены с широкими гранями двух диэлектрических пластин, при этом плоскости симметрии обеих диэлектрических пластин и внутреннего проводника, параллельные их узким граням, совпадают между собой.

Такое техническое решение позволяет уменьшить количество деталей, образующих разрядные каналы и критичных к ударным нагрузкам соединений, выполнить конструкцию компактнее, легче и жестче. Эта конструкция позволяет осуществить жесткое механическое соединение диэлектрических пластин и электрода, исключающее перемещение деталей одна относительно другой во время воздействия совокупности внешних факторов (плюсовая или минусовая температура и ударные нагрузки одновременно), и тем самым устранить изменение геометрических размеров разрядных каналов. Плотный контакт широких граней диэлектрических пластин с внутренним проводником по всей площади его широких граней улучшает теплоотвод, что важно в условиях повышенных температур окружающей среды.

Расположение диэлектрических пластин, узкие грани которых контактируют с внутренними поверхностями внешних проводников линии возбуждения, внешние поверхности которых контактируют по всей длине с внутренней поверхностью оболочки лазера, позволяет повысить стабильность параметров излучения волноводного лазера со складным резонатором в условиях жестких механоклиматических воздействий за счет уменьшения влияния изменений параметров материала диэлектрических пластин при изменении температуры окружающей среды в широком диапазоне, приводящих к изменению емкости структуры и изменению уровня потерь ВЧ-энергии в диэлектрике.

Выполнение пазов на внутренних поверхностях каждого внешнего проводника линии возбуждения позволяет повысить стабильность параметров излучения волноводного газового лазера со складным резонатором за счет формирования в пазах структуры, состоящей из внутреннего проводника и двух диэлектрических пластин, что позволяет исключить перемещение структуры относительно внешних проводников (или оптического резонатора).

Выполнение внутреннего проводника линии возбуждения из керамики с нанесенными на узкие грани металлическими покрытиями, электрически соединенными между собой, позволяет повысить КПД, уменьшить изменение напряженности поля по длине разрядного канала за счет максимально возможного снижения паразитной емкости линии возбуждения, которая тем сильнее сказывается, чем выше частота возбуждающего ВЧ-поля.

Конструкция позволяет значительно повысить точность изготовления разрядных каналов, так как геометрические размеры полностью определяются тремя деталями, жестко связанными между собой, упростить процесс сборки, уменьшить трудоемкость за счет использования проката, а также автоматизировать процессы изготовления.

Повышение точности изготовления разрядных каналов позволяет увеличить мощность излучения, уменьшить потери на согласование и упростить процесс юстировки оптического резонатора.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в волноводных лазерах со складным резонатором. Цель изобретения - повышение стабильности параметров излучения в условиях жестких механоклиматических воздействий. В газовом лазере разрядные каналы 6 и 7 ограничены узкими гранями внутреннего проводника линии возбуждения 8. Его широкие грани соединены с широкими гранями двух диэлектрических пластин 9 и 10. Узкие грани диэлектрических пластин контактируют с внутренними поверхностями внешних проводников 11 и 12 линии возбуждения. Внутренний проводник может быть выполнен из керамики с нанесенными на узкие грани металлическими покрытиями, электрически соединенными между собой. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР С ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ, содержащий два крайних и один центральный проводники линии возбуждения, причем центральный проводник выполнен в виде пластины, и два разрядных канала четырехугольного сечения, каждый из которых ограничен с двух противоположных сторон крайним и центральным проводниками, а с двух других сторон - диэлектрическими пластинами, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности параметров излучения в условиях жестких механоклиматических воздействий, диэлектрические пластины расположены между крайними проводниками в контакте с ними, а широкие грани центрального проводника установлены в контакте с широкими гранями диэлектрических пластин. 2. Лазер по п.1, отличающийся тем, что центральный проводник выполнен из керамики с нанесенным на его узкие грани металлическим покрытием.