Импульсный газовый оптический квантовый генератор Советский патент 1975 года по МПК H01S3/22 

1

Изобретение касается квантовой электроники и может использоваться при конструировании охлаждаемых водой отпаянных импульсов газовых оптических квантовых генераторов (ОКГ).

Известны газовые ОКГ с импульсным возбуждением, охлаждаемые водой, протекающей через рубашку охлаждения.

Цель изобретения - обеспечение стабильности и высоких показателей мощности выходных характеристик.

Цель достигается за счет того, что разрядный канал ОКГ помещается в коаксиальный резистивный экран с определенным сопротивлением. Концы экрана соединены с анодом и катодом, что позволяет защитить разрядный канал от воздействия внещних полей и создать такое распределение потенциала, при котором в любом сечении нотенциалы экрана и столба плазмы оказываются равными.

Это позволяет получить стабильный разряд, увеличить энергию, вводимую в разряд и за счет этого повысить стабильность и мощность генерации.

На фиг. 1 и 2 изображены два варианта предлагаемого генератора.

Импульсный ОКГ состоит из анодной и катодной колб, соединенных оболочкой разрядного канала, загерметизированного с двух сторон выходными брюстеровскими окнами 1 и 2. Внутри анодной и катодной колб размещены соответственно анод и катод Зи4, закрепленные на колбах с помощью анодного и катодного выводов 5 и 6.

Коаксиально оболочке 7 разрядного канала установлена рубашка жидкостного охлаждения 8. Между оболочкой разрядного канала и рубашкой жидкостного охлаждения коаксиально установлен резистивный экран 9,

на каждом конце которого укреплены металлические выводы 10, позволяющие соединять резистивный экран при помощи электрических проводников 11, 12 с анодом и катодом или с дополнительным источником питания.

Объем между оболочкой разрядного канала и рубашкой охлаждения заполнен охлаждающей жидкостью. РезистиБный экран защищен от разрушающего действия жидкости защитным покрытием 13.

Резистивный экран молсет быть выполнен в форме цилиндра или спирали.

Другой вариант предлагаемого импульсного молекулярного ОКГ с жидкостным охлаждением (фиг. 2) выполнен следующим образом.

Также, как и в нервом варианте, анодный и катодный узлы, соединенные оболочкой 7 разрядного канала и рубашкой жидкостного охлаждения загерметизированы брюстеровскими окнами 1 и 2. У анодной и катодной колб

между оболочкой разрядного канала и рубашкой жидкостного охлаждения размещены металлические электроды 14 и 15, контактирующие с охлаждающей жидкостью. Выводы этих электродов могут быть соединены соответственно с анодом и катодом 3 и 4 или с клеммами дополнительного источника питания. На фиг. 2 показан случай, когда электроды соединены с анодом и катодом.

Работает предложенный ОКГ следующим образом.

Между анодом и катодом подается от импульсного источника питания импульсное высокое напряжение. С приходом каждого импульса напряжения возникает кратковременный импульсный разряд. Одновременно с подачей напряжения между анодом и катодом происходит подача напряжения на резистивный цилиндрический экран (фиг. 1), электрически соединенный по концам с анодом и катодом или с дополнительным источником питания. При этом резистивный экран, во-первых, экранирует разрядный канал от влияния внешних полей, связанных с присутствием охлаждающей жидкости, имеющей нулевой потенциал, и, во-вторых, вдоль экрана устанавливается такое распределение потенциала, при котором потенциал экрана в любом сечении оказывается равным потенциалу плазмы в этом сечении. Это равенство потенциалов имеет место при любом сопротивлении резистивного экрана, исключающем короткое замыкание. Практически необходимо устанавливать сопротивление резистивного экрана по крайней мере не менее сопротивления столба плазмы разряда.

Во втором варианте, когда охлаждающая жидкость сама выполняет роль резистивного экрана, эффективность экранировки еще более возрастает, поскольку охлаждающая жидкость сама находится под потенциалом, равным в каждом сечении потенциалу плазмы, и способствует концентрации силовых линий поля в разрядном канале. Сопротивление

жидкостного цилиндра также должно быть таким, чтобы исключить короткое замыкание. Это сопротивление также выбирается по крайней мере не меньщим сопротивления столба плазмы.

Наилучщее условие, когда сопротивление экрана значительно превыщает сопротивление столба разряда.

Предмет изобретения

1. Импульсный газовый оптический квантовый генератор, содержащий разрядный канал с анодом, катодом и диэлектрической оболочкой внутри коаксиальной рубащки

жидкостного охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повыщения стабильности и мощности излучения, внутри рубашки охлаждения размещен резистивный экран, примыкающий непосредственно к диэлектрической оболочке разрядного канала и соединенный выводами с анодом и катодом, при этом сопротивление материала экрана не меньще сопротивления столба разряда.

2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что резистивный экран выполнен из резистивного слоя с защитным покрытием.

3.Генератор по пп. 1и2, отличающийся тем, что резистивный экран выполнен в виде цилиндра.

4. Генератор но пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что резистивный экран выполнен в виде спирали.

5. Генератор но п. 1, отличающийся тем, что резистивный экран образован жидкостью, заполняющей рубашку охлаждения.