Лазер на парах металлов Советский патент 1984 года по МПК H01S3/22 

2. Лазер по n.l, отличающийся тем, что бйок уггравления разрядом вьшолнен в виде одной или нескольких газоразрядных трубок, подключенньк через блрки адержек к основной газоразрядной трубке, причем

сопротивление каждой последующей трубки в проводящем состоянии меньше .сопротивления основной газоразрядной трубки и предьщущей в проводящем состоянии.

t iliSSS S s f И оёретение относится к области квантовой электроники и.может быть испольэй анъ при созданий лазеров на парах металлов с повьшенной импульсной мощностью излучения и выс кой частотой повторення импульсов - .-.«: - -«- Известен лазер на парах металло разогрев рабочего вещества в которо производится высбкотемпёржгурИым нагревателем, а накачка осущесувляе ся импульсно TIepиoдичeckИм разрядом Такая конструкция характеризуется 4 Sb 5 aw ; 53 &:5-W; 3P° -и f- ftf ---ji -f.J..: надежностью и эффе1 йНосТЬю. - Наиболее близким к изобрёте1нию , лW «-- L -„ ч - ja --а-fj -aJftM y ; : ПО технической сущности является лазер на парах металлов 2 с высо . частотой Повторения импульсов излу еййя, нака гка и аТстйвного объейа в котором осуществляется имПульсно периодическим разрядом. Лаsejp сбстоит из газоразрядной трубки Т ёзонатора, накопительной емкости, оммЗ татора, Ьдока заряд ки к индуктивности шунтирующей газоразрядную трубку. --- -- - о T V2 VS;y« -.--«4i,P i SitfKafe iafi« V«4 В известной конструкции лазера генерация происходит на переднем фронте импульса тока и длится 2030 НС, в то время как имйуЖ тока длится 200-300 H(f. ПбслГпр щения генерации накопительная емкость продоЗтЕясает раз15яжать я Гё ре агктив ную среду газоразрядной трубки иостальная энергия импульса накачки расходуется бесполезно. Более того, при зтом происходит дополнительная ионизация плазмы; о ШйрПГё ГШ№ёра туры газа, создается повьш1енная заселенность метастабилей. После окончания импульса тока пр5изводитс зарядка накопительной емКостй и в (ГТе1 1; чте гйгя1Г) ный период остается проводящей, в газоразрядном промежутке продолжает Течь ток, который поддерживает высот кую концентрацию электронов в разряде и способсТйует еще больщему заселению метастабилей. приводит к. увеличению времени, в течение которогоплазма должна прийти в исходное состояние перёд Последующим импульсом тока, а значит к ограничению частоты слеДованИ:я импульсов. Кроме того паразитная накачка газовой активной Ьреды приводит к уменьщению энергии генерации в импульсе и средней мощности генерации. . Целью Изобретения является увеличение частоты следования импульсов генерации, увеличение энергии в импульсе и средней мощности генерации путем уменьшения паразитной накачки или уменьщения амплитуды и длител: ностйтбков через активный объем за времяпосле импульса генерации до начала последующего импульса возбуждения. Для этого предлагается часть тока ИЛИ йёсь ток. Текущий через газоразрядный проиежутрк;; после прохождения йййульса генерации, отвести в дополнительные эЛГементы лазера или использовать для ндкачки дополнительных газоразрядных трубок,что также увеличивает КПД лазера По знерговкладу в Газоггазрядную трубку. Цель достигается тем, что в лазере на парах металлов, содержащем размещенную в резонаторе газораз{УйДйую трубку, накопительную емкость, блок зарядки накопительной емкости, ОМмутйтор со схемой запуска, подКЛ оченнб1й к накопительной емкости И к индуктивности, шунтирующей газоразрядную трубку, параллельно газоразрядной трубке, подключен блок управления разрядом, сопротивление которого в проводящем состоянии мен ше сопротивления газоразрядной труб в проводящем состоянии, запускаемый через блок задержки от ристемы запуска коммутатора. В качестве блока управления разрядом может быть использована одна. или несколько газо1 азрядных трубок, подключенных через блоки задержек к основной газоразрядной трубке, причем сопротивление каждой последующей трубки в проводящем состоя нии меньше сопротивления предыдущих Газоразрядных трубок в проводящем состоянии. На фиг.1 приведена схема лазера на парах металлов. Лазер содержит га.зоразрядную трубку 1, резонатор 2 накопительную емкость 3, коммутатор 4, блок зарядки накопительной ёмкос tи 5, индуктивность 6 блок управления разрядом 7, блок задержек 8. На фиг.2 приведена схема лазера на парах металлов, в котором блок управления разрядом вьшолнен из нес кольких газоразрядных трубок с блоками, задержек 8-. Лазер, схема которого приведена на фиг.1, работает следующим образом. Блок зарядки 5 заряжает накопительную емкость 3 до рабочего напря жения по цепи индуктивности 6, шунтирующей газоразрядную трубку 1. Импульс запуска коммутатора 4 проходит на сетку коммутатора и в блок задержек В. При срабатывании коммутатора напряжение подается на электроды газоразрядной т.рубки 1. В газоразрйДной трубке развивается импульсньй электрический разряд. На переднем фронте импульса тока происходит накачка активной среды лазера, создается инверсная населенность и формируется импульс лазерного, излучения. К моменту окончания импульса Генераци импульс запуска проходит блок задержек 8 и запускает блок управления раз рядом 7, который шунтирует разряд в газоразрядной трубке 1 сопротивление ем меньшим, чем сопротивление плазмы разряда, уменьшая тем самьтм ток, протекающий через газоразрядную трубку 1 и снимая паразитную накачку. Лазерное излучение формируется с по- мощью резонатора 2. 84 Лазер, схема которого приведена н на фиг.2, работает следующим образом. Блок зарядки 5 заряжает накопительную емкость 3 по цепи индуктивности 6. При срабатывании коммутатора 4 напряжение подается на электроды газоразрядной трубки 1 и в блоки задержек 8. К моменту прохождения импульса генерации в газоразрядной труВкё 1 ймпУльс йа;пряжения проходит блок задержек 8 и напряжение прикладывается к газоразрядной трубке 1, где также развивается импульсный разряд,происходит накачка активной. среды и формируется импульс генерации. Б момент окончания импульса генерации в газоразрядной трубке12 импульс напряжения проходит второй блок задержек 8, И напряжение прикладывается к газоразрядной трубке Ц, где также осуществляется накачка среды и т.д. Для каждой из газоразрядных трубок лазерное Излучение формируется с помощью резонаторов 2. В случае необходимости получения максимальной мощности генерации все газоразрядные трубки могут быть размещены на одной оптической оси, при этом все посдедукицие трубки работают в режиме усилителей генерации предыдущих трубок, а между ними вводятся оптические линии задержки, позволяющие совмещать во времени импульсы генерации от разных трубок. Отвод паразитной накачки в дополнительные элементы или дополнительные газоразрядные трубки увелйчива:ет скорость рекомбинации и позволяет плаз-ме.разряда более быстро возвратиться в исходное состояние перед импульсом возбуждения. При этом обеспечивается большая однородность параметров импульсной плазмы,таких как газовая температура, концентрация атомов рабочего вещества, концентрация электронов. Все это позволяет увеличить предельно возможную частоту повторения импульсов генерации, энергию в имйульсе и среднюю мощность генерации лазеров на.парах металлов. Особо важное значение предлагаемое устройство имеет при создании лазеров с большими активными объемами при больших удельных мощностях накачки, где появляется необходимость отвода тепла из объема лазеров,

1. ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ, содержащий газоразрядную трубку, размещенную в резонаторе, накопительную емкость, блок зарядки накопительной емкости, коммутатор со схемой запуска, подключенный к накопительной емкости и к индуктивности, шунтирующей газоразрядную трубку, о тл и ч а ю, щ и и с я тем, что, с целью увеличения чистоты повторения импульсов генерации энергии в импульсе и средней мощности генерации, параллельно газоразрядной трубке подключен блок управления разрядом с сопротивлением в проводящем состоянии меньший сопротивления газоразрядной трубки в проводящем состоянии, подключенньй через блок задержек к схеме запуска коммутатора. С 00 Р .«sj «vj 06

-TL

Фиг. г