Импульсный лазер периодического действия с самопрокачкой рабочего газа Советский патент 1985 года по МПК H01S3/22 

О)

:л Изобретение .относится к области квантовой электроники и может быть иепользовано при разработке импульс ных лазеров периодического действия с самопрокачкой рабочего газа. Известен импульсньй газовый лазер периодического действия lj , со держащий разрядную камеру с электро дами, оптический резонатор и газовый контур с компрессором для прокачки рабочего газа по контуру. Недостатком указанного лазера являемся низкий общий КПД, обусловленный наличием коьшрессора. Этот недостаток устранен в известном лазере 2 , в котором для прокачки рабочего газа используется тепловая энергия, выделяющаяся в ре зультате электрического разряда. Такой лазер содержит разрядную камеру с электродами, обратнь клапан установленньй на входе в разрядную камеру, и акустическую трубу. Однако, в указанном прототипе обратный клапан находится в непосредственном контакте с горячюш газами и расположеи в области с высокими элeктpичecки {И . Это ограничивает конструктивнык ма терналов обратного клапамд и, как следствие, ресурс работы лазера. Кроме того, обратшлй клапан создает за собой значительную турбулентность газового потока, что приводит к неоднородности разряда и снижает КПД лазера. Целью изобретения является повышение ресурса работы и КГЩ лазера. Эта цель достигается тем, что в импульсном лазере периодического де ствия с самопрокачкой рабочего газа содержащем разрядную камеру с элект родами и обратный клапан, последний удален от электродов на расстояние не менее половины .папины электродов и не менееширины межэлектродного зазора. На фиг. 1 схематически представлен лазер, на фиг. 2 - расчетная зависимость частоты следования импульсов накачки от расстояния между обратным клгшаном и электродами. Лазер содержит акустическую трубу 1 , в которой установлены электро ды 2 разрядной камеры 3 и обратный клапан 4. Здесь же указаны длина 02 электродов 8 , расстояние L между обратным клапаном и электродами и ширина Ь межэлектродного зазора. Стрелками указано направление движения рабочего газа. На фиг. 2 частота следования импульсов накачки ц дана в отношении к этой же частоте при нулевом удалении обратного клапана от электродов (-5 0), а расстояние между обратным клапаном и электродами выражено в относительных единицах 1./6. Лазер работает следукнцим образом. В результате импульсного электрического разряда в разрядной камере выделяется тепловая энергия и ступен чато повьш1ается давление. После этого в сторону обратного клапана и в сторону выходного сечения акустической трубы начинается расширение нагретого рабочего газа в ви,це ударных волн и волн разрежения. Первая ударная волна, дойдя до обратного клапана, закрывает его и обращается в противоположном направлении. При этом газ, находящийся между ударной волной и клапаном, сжимается аналогично пружине. Приходтящая затем волна разрежения вызывает расширение сжатого газа и его перемещение к разрядной камере, причем, в силу инерции газового потока, на обратном клапане возникает положительный перепад давления, клапан открывается и осуществляется засасывание новой порции рабочего газа. После заполнения разрядной камеры свежим рабочим газом между электродами осуществляется новый импульсный разряд и процесс, повторяется. Данное решение, благодаря удалению обратного клапана на расстояние: L 12 от электродов и предотвращению разряда через клапан ( L Ь ),: позволит снизить тепловато нагрузку на этот клапан и повысить однородность потока рабочего газа в ббласти разрядной камеры, что, в свою очередь, приведет к повьш1ению ресурса работы и КПД лазера по сравнению с прототипом. При этом, как показьгеают расчеты ез учета потерь на трение (фиг.2), опустимая частота следования импульов накачки не изменяется.

JL.

r.o

0.5

ИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕР ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ С САМОПРОКАЧКОЙ РАБОЧЕГО ГАЗА, содержащий разрядную камеру с электродами и обратный клапан, установленный перед разрядной камерой, отличающийс я тем, что, с целью повышения ресурса работы и КПД, обратный клапан удален от электродов на расстояние не менее половины длины электродов и не менее ширины межэлектродного зазора.

/2У

V/

i/z.2