ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР Советский патент 1994 года по МПК H01S3/03 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при производстве молекулярных газовых лазеров со складным резонатором и мощностью излучения в диапазоне от 10 до 100 Вт.

Целью изобретения является повышение долговременной стабильности мощности излучения лазера.

На фиг.1 показан газовый лазер, возбуждаемый разрядом постоянного тока; на фиг. 2 и 3 - продольное и поперечное сечения газового лазера с ВЧ-возбуждением.

Газовый лазер содержит разрядные каналы 1 и 2, расположенные в корпусе 3, зеркала резонатора 4 и 5 и поворотные зеркала 6 и 7, расположенные на стойках 8 и 9, электроды 10-12, полость для охлаждения разрядных каналов 13, фланец 14, несущий поворотные зеркала, в котором выполнены отверстия 15 и 16, стабилизатор газового состава 17 и крышку 18. Между фланцем 14 и стабилизатором 17 расположена полость 19.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на электроды 10 и 11 в разрядных каналах 1 и 2 между электродами 10-12 зажигается разряд и возникает генерация. Излучение из резистора выводится через светоделительное зеркало 5. Охлаждение разрядных каналов осуществляется путем прокачки хладагента через полость 13.

Тепло, выделяемое на поворотных зеркалах за счет поглощения части световой энергии, передается через стойки 8 и 9, фланец 14, крышку 18 стабилизатору газового состава. Таким образом происходит нагрев стабилизатора.

Через некоторое время после включения лазера происходит установление теплового равновесия между процессами нагрева стабилизатора и рассеяния тепла в окружающую среду через крышку, и температура стабилизатора устанавливается на некотором уровне, определяемом указанными процессами. Это обеспечивает определенную долговременную стабильность уровня мощности излучения, составляющую той концентрации молекул СО₂, которая создается в результате установления равновесия процессов диссоциации СО₂, зависящих от условий разряда, и рекомбинации, определяемых количеством энергии, поглощенной поворотными зеркалами.

С течением времени в процессе работы происходит деградация отражающей поверхности поворотных зеркал продуктами распыления электродов. Это приводит к снижению коэффициента отражения зеркал и снижению мощности излучения лазера. Однако при снижении коэффициента отражения количество тепла, выделяемого на поворотных зеркалах, увеличивается. Следовательно, температура зеркал и соответственно стабилизатора газового состава повышается, что приводит к повышению регенерационной способности стабилизатора, а значит, к уменьшению степени диссоциации СО₂.

В результате отрицательное явление - снижение мощности излучения, связанное с ухудшением качества поворотных зеркал, - компенсируется увеличением мощности излучения за счет уменьшения степени диссоциации СО₂, что позволяет повысить долговременную стабилизацию мощности излучения. Это обеспечивается размещением стабилизатора газового состава в полости, образованной внешней стороной фланца и герметично соединенной с ним крышкой в плотном контакте с внутренней поверхностью крышки и держателями поворотных зеркал, при этом полость сообщается с рабочим объемом лазера.

Наличие полости 19 между внешней поверхностью фланца 14 и стабилизатором 17, а также отверстий 15 позволяет отверстий 15 позволяет рабочему газу свободно проникать и взаимодействовать со всей поверхностью стабилизатора газового состава. Кроме того, в этом случае, расширяясь при разогреве, стабилизатор не оказывает механического давления на фланец 14, несущий поворотные зеркала, и тем самым не происходит разъюстировки зеркал резонатора.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в газовых лазерах со складным резонатором. Цель изобретения - повышение долговременной стабильности мощности излучения лазера. Стабилизатор газового состава 17 в лазере со складным резонатором размещен в полости 19 на внутренней поверхности крышки 18. Крышка 18 герметично соединена с внешней стороной фланца 14. Полость 19 сообщается с внутренним объемом лазера через отверстия 15 во фланце. Тепло, выделяемое при нагреве поворотных зеркал 6 и 7, передается через фланец стабилизатору газового состава. С ухудшением качестве поворотных зеркал передаваемое тепло увеличивается, при этом падение мощности компенсируется повышением регенерационной способности стабилизатора. 3 ил.

ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий корпус с фланцем, заполненный рабочей смесью, по крайней мере два разрядных канала, электроды, оптический резонатор, включающий поворотные зеркала, установленные на внутренней стороне фланца, и стабилизатор газового состава рабочей смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения долговременной стабильности мощности излучения, на корпусе установлена крышка, герметично соединенная с внешней стороной фланца, стабилизатор газового состава размещен в полости, образованной внешней стороной фланца и крышкой, в непосредственном контакте с внутренней поверхностью крышки, при этом полость между фланцем и крышкой выполнена сообщающейся с внутренним объемом корпуса.