ЭЛЕКТРОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ЛАЗЕРА Советский патент 1994 года по МПК H01S3/38 

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к электроразрядным лазерам.

Цель изобретения - увеличение ресурса работы и КПД лазера.

Такое выполнение позволяет максимально сблизить рабочие кромки электродов, что ведет к уменьшению напряжения пробоя скользящего разряда до минимального, а значит и к уменьшению вероятности пробоя диэлектрической пластины. Выполнение электродов в виде рядов выступов увеличивает длину рабочей кромки электродов, что снижает плотность электрического тока через кромки, а следовательно, и их эрозию. Электрический ток питания основного разряда накачки лазера протекает по металлическим выступам, а не по каналам скользящего разряда, что уменьшает тепловую и эрозионную нагрузку на диэлектрическую пластину и активную газовую среду. Все эти факторы повышают ресурс лазера.

Выполнение зазоров меньше длины выступов позволяет формировать основной разряд накачки лазера более однородной, чем в прототипе, так как электрический ток к скользящему разряду и к разряду накачки лазера поступает через выступающие части более равномерно по длине электродного элемента. Взаимопроникающие ряды выступов с общим электродным профилем создают более однородное электрическое поле в лазерном промежутке. Эти особенности обеспечивают более эффективный энерговклад и, следовательно, более высокий КПД лазера. Кроме того, общий электродный профиль выступов обеспечивает неизменность формы объемного разряда накачки лазера, что особенно существенно при работе лазера в режиме длинных импульсов.

Габариты в поперечном сечении электродного элемента могут быть уменьшены, так как ширина зоны листового разряда может быть близка ширине объемного разряда накачки лазера.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение электродного элемента; на фиг. 2 - вид сверху на рабочую поверхность электродного элемента.

Электродный элемент содержит диэлектрическую пластину 1, электроды 2, 3 и проводящий слой 4. Электроды 2, 3 выполнены в виде рядов параллельных выступов 5, 6 с общим электродным профилем, прилегающих к диэлектрической пластине 1. Выступы 5 расположены между выступами 6. Величина зазора h между выступами и ширина выступов меньше длины выступов l в 10 раз. Проводящий слой 4 имеет ширину L, равную ширине разрядного промежутка лазера, которая задается общей формой электродного элемента. Электрод 3 электрически соединен с токоподводящим слоем 4. Электродный элемент электроразрядного лазера работает следующим образом.

При подаче высокого напряжения на электрод 2 в зазорах между выступами частей 5 и 6 на поверхности диэлектрической пластины вблизи проводящего слоя 4 возникает скользящий разряд. УФ-излучение от которого осуществляет предварительную ионизацию основного разрядного промежутка лазера. При этом величина напряжения зажигания листового разряда уменьшена, так как зазор h меньше аналогичного зазора в известных электродных элементах.

Так как выступы имеют длину в 10 раз превышающую их ширину, и зазор h то длина рабочей кромки электродов, на которую замыкается листовой разряд, превышает длину электродного элемента более чем в 3 раза. Примерно во столько же раз уменьшается эрозия электродов и изолирующей пластины из-за соответствующего уменьшения плотности скользящего разряда.

К основному разряду накачки лазера, возникающему после предварительной ионизации, электрический ток подводится через металлические выступы, а не по плазме листового разряда, что снижает тепловую нагрузку на диэлектрическую пластину и рабочую газовую смесь лазера. Это повышает ресурс лазера.

Ряды выступов, установленные с зазором h, меньшим их длины, и имеющие общую электродную поверхность, создают стабильную, с более высокой степенью однородности электродную поверхность (в известных лазерах структура электродной поверхности нестабильна и неоднородна, так как определяется динамикой развития каналов листового разряда). Это обеспечивает более высокую однородность разряда накачки лазера, а значит, и более эффективный энерговклад, т. е. повышается КПД лазера. (56) Авторское свидетельство СССР N 810031, кл. Н 01 S 3/09, 1976.

Авторское свидетельство СССР N 1477203, кл. Н 01 S 3/02, 1987.

Сущность изобретения: электродный элемент состоит из диэлектрической пластины электродов, выполненных в виде двух рядов выступов, прилегающих к пластине с одной стороны, и приводящего слоя прилегающего к диэлектрической пластине с другой стороны. Выступы одного электрода расположены между выступами другого с зазором, величина которого меньше длины выступов, а внешние поверхности выступов образуют общий электродный профиль. 2 ил.

ЭЛЕКТРОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ЛАЗЕРА, содержащий диэлектрическую пластину с прилегающими к ней двумя электродами с одной стороны и проводящим слоем с другой, причем один из электродов соединен с проводящим слоем, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса и КПД лазера, электроды снабжены выступами, прилегающими к поверхности диэлектрической пластины, при этом выступы одного электрода расположены между выступами другого электрода, а величина зазора между выступами меньше длины выступов.