Способ стабилизации состава рабочей среды импульсно-периодического СО @ -лазера Советский патент 1991 года по МПК H01S3/36 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в электроразрядных импульсно-периодиче- ских С02-лазерах.

Целью изобретения является увеличение средней мощности излучения лазера.

На фиг. 1 приведены графики изменения концентраций С02. СО, 02 и N0; на фиг. 2 - график изменения средней мощности излучения лазера.

Осуществление способа возможно в двух вариантах.

Вариант 1. Первоначально возбуждение прокачиваемой рабочей среды осуществляется импульсно-периодическим объемным разрядом в разрядном промежутке с катодом из первокситоподобного

материала типа RexA1yA22Od (например, Ьао.тЗго.зСоОз), где Re - редкоземельный металл или сочетание редкоземельных металлов. А1 - щелочноземельный металл, например Sr, Ba, Ca; A2 - переходной металл, например Со, Си, Ni, Fe; О - кислород; ,2; ,4, который обладает каталитическими свойствами по восстановлению С02 в реакции

2СО+С2 2С02 и образованию окиси азота в реакции

N2+02 2NO

После того как под действием объемного разряда изменение состава рабочей среды достигнет уровня, при котором происходит переход объемного разряда в дуговой, в разрядном промежутке поддерС

00

со

О

живают дуговой разряд, при этом прекращают и периодически возобновляют прокачку рабочей среды. Дуговой разряд в промежутке поддерживают до установления нового состава рабочей среды (С02. N2, Не, СО, 02, N0), близкого к равновесному, и появления в нем объемного разряда, после чего прокачку рабочей среды осуществляют непрерывно.

Вариант 2. Рабочий цикл лазера начинается с зажигания в разрядном промежутке С катодом из первокситоподобного матери- Зла дугового разряда при отсутствии и периодическом возобновлении прокачки рабочей среды. Роль дугового разряда и периодического прекращения прокачки - те же, что и в варианте 1.

Зажигание дугового разряда необходимо, во-первых, для распыления материала катализатора и локального повышения температуры газовой среды с целью образования новой компоненты, а именно окиси азота N0, присутствие которой стабилизирует состав рабочей среды, позволяет осуществить в ней обьемный разряд, восстановить генерацию лазерного излучения и тем самым увеличить среднюю мощность лазера. Во-вторых, дуговой разряд с более высокой скоростью разлагает С02 и тем самым способствует сокращению времени установления состава рабочей среды, близкого к равновесному, то есть сокращает время, в течение которого излучение отсутствует, что Также увеличивает среднюю мощность лазера.

Прекращение прокачки повышает локальную температуру рабочей среды, увеличивает вероятность дугообразования до единицы, что способствует сокращению времени установления нового состава рабочей среды, близкого к равновесному, то есть сокращению времени отсутствия излучения, что также увеличивает среднюю мощность лазера.

Периодическое возобновление прокачки необходимо для контроля перехода дугового разряда в объемный, так как условие прокачки газовой среды является одним из

основных для существования импульсно- лериодического объемного разряда.

Выполнение катода из первокситоподобного материала позволяет осуществить

в дуговом разряде реакцию получения окиси азота, присутствие которой стабилизирует состав рабочей среды, позволяет осуществить в ней стабильный объемный разряд, восстановить генерацию лазерного

0 излучения и тем самым увеличить среднюю мощность лазера.

Способ, кроме увеличения средней мощности, обладает дополнительным преимуществом, так как после установления но5 вого состава рабочей среды, близкого к равновесному, не требуется осуществлять паузу в возбуждении, т. е. среднюю мощность лазера можно регулировать, изменяя частоту следования импульсов возбужде0 Иия.

Формулаизобретения

Способ стабилизации состава рабочей

5 среды импульсно-периодического С02-ла- зера, включающий прокачку рабочей среды в присутствии катализатора через разрядный промежуток, образованный анодом и катодом, и установление близкого к рзв0 новесному состава рабочей среды путем зажигания разряда в межзлектродном промежутке, отличающийся тем, что, с целью увеличения средней мощности излучения, установление близкого к равновесно5 му состава рабочей среды производят путем зажигания импульсно-периодического дугового разряда между анодом и катодом, вы- полненным из первокситоподобного материала типа RexA1yA2zOd, являющегося

0 катализатором, где Re - редкоземельный металл или сочетание редкоземельных металлов; А1 - щелочноземельный металл; А2 - переходной металл; О - кислород; ,2; ,4, при этом периодически прекра5 щают и возобновляют прокачку рабочей среды через разрядный промежуток до перехода дугового разряда в объемный, после чего прокачку осуществляют непрерывно.

,отн.ед COZ

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в им пул ьсно-перио дичее ких С02-лазерах. Целью изобретения является увеличение средней мощности излучения лазера. В газовом лазере установление состава рабочей среды, близкого к равновесному, осуществляют путем зажигания между катодом и анодом дугового разряда. При этом прекращают и периодически возобновляют прокачку газовой среды через разрядный промежуток до появления в нем стабильного объемного разряда, после чего прокачку газовой среды осуществляют непрерывно. Катод выполняют из первокситоподобного материала. 2 ил.

,67

СО 2,5%

fa 18%

2-Ю1

2,8-103 Фиг.1

Рср,йм1см5

Of 0,4 0,3

V

0.1

2-Ю2

2,8-Ю3

Ш-0,02%

5-104 tew

Фиг. 2

5-ЮЧ,сек