RU797512C - Pulsed-alternating gas laser - Google Patents

Description

33

с with

dd

нn

Изобретение относитс  к квантовой электронике и.может быть использовано при создании импульсно-периодических лазеров .The invention relates to quantum electronics and can be used to create pulse-periodic lasers.

Известен газовый лазер, возбуждаемый электрическим разр дом, содержащий злектроразр дную камеру с электродами, теплообменник и компрессор дл  прокачки газа по замкнутому контуру. К недостаткам этого лазера относ тс  большие энергозатраты на прокачку и охлаждение газа, которые больше максимальйой мощности излучени  лазера. Затраты энергии на прокачку газа существеннЬ ,умеНьшены в известном импульсно-пёриодйческой лазере. На внутренней стороне корпуса этого лазера установлены неподвижные эле ароды, а на вращающемс  валу установлен цилиндрический ротор Cj, электродами и пластинчатыми теплообменниками . Пр1И вращении ротора тег1лообменникй движутс  сквозь газ и охлаждают его, Недостатком этого лазера  вл етс  мала  частота повторени  импульсов, т.к. тедлообмекники на роторе расположены между электродами. Зтоуменьшает число электродов , которые можно установить на роторе, а следовательно, число имг ульсовраз1р да за врем  одного оборота ротора.A gas laser excited by an electric discharge is known, comprising an electric-discharge chamber with electrodes, a heat exchanger and a compressor for pumping gas in a closed loop. The disadvantages of this laser include the high energy consumption for pumping and cooling the gas, which is greater than the maximum laser radiation power. The energy consumption for pumping gas is substantial, reduced in the well-known pulse-periodic laser. Fixed elerodes are mounted on the inside of the laser housing, and a cylindrical rotor Cj, electrodes and plate heat exchangers are mounted on the rotating shaft. When rotating the rotor of the tag1 exchanger, they move through the gas and cool it. The disadvantage of this laser is the low pulse repetition rate, because the heat sinks on the rotor are located between the electrodes. This reduces the number of electrodes that can be installed on the rotor, and therefore, the number of pulses during one revolution of the rotor.

Целью изобретени   вл етс  повышение мощности лазера путем увеличени  частоты следовани  импульсов.The aim of the invention is to increase the laser power by increasing the pulse repetition rate.

Эта цель достигаетс  тем, что в импульсногпериодическом газовом лазере, содержащем корпус с электродами и вращающимс  валом, на валу установлены даа диска с отверсти ми, на окружности дисков параллельно оси вала закреплены электроды; изолированные от вала и между собой, при этом рабочие поверхности соседних электродов обращены друг к другу.This goal is achieved in that in a pulsed-periodic gas laser containing a housing with electrodes and a rotating shaft, there are mounted discs with holes on the shaft, and electrodes are fixed on the circumference of the discs parallel to the axis of the shaft; isolated from the shaft and between each other, while the working surfaces of adjacent electrodes are facing each other.

Оущность изобретени  по сн етс  чертежом , на фигЛ которого изображена конструктивна  схема лазера в осевом сечении, а на фиг.2 - конструктивна  схема лазера в поперечном сечений.The invention is illustrated in the drawing, in FIG. 1, which shows a structural diagram of a laser in axial section, and FIG. 2 is a structural diagram of a laser in cross section.

Устройство выполнено Следующим образом . В корпусе 1 установлен вращающийс  вал 2, приводимый во вращение электродвигателем 3. На валу 2 жестко закреплены диски 4, по окружности диской расположены электроды 5. Неподвижно в корпусе 1 закреплены: теплообменник б, электрические вводы 7 и 8, со скольз щими контактами, зеркала 9 резонатора.The device is made as follows. A rotary shaft 2 is mounted in the housing 1, rotated by an electric motor 3. Disks 4 are fixedly mounted on the shaft 2, electrodes 5 are located around the disk. The heat exchanger b, electrical inputs 7 and 8, with sliding contacts, mirrors are fixed: 9 resonators.

. Электроды 5 представл ют собой металлические бруски приблизительно треугольного сечени  со скругленными углами.. The electrodes 5 are metal bars of approximately triangular cross section with rounded corners.

Рабочие поверхности электродов имеют выпуклую форму специального профил , обеспечивающую необходимую степень однородности газового разр да. Рабочие поверхности смежных электродов обращены друг к другу и образуют между собой разр дные промежутки. Промежуток, ось которого в данный момент вращени  совпадает с осью резонатора, образованного зеркалами 9,  вл етс  рабочим.The working surfaces of the electrodes have a convex shape of a special profile that provides the necessary degree of homogeneity of the gas discharge. The working surfaces of adjacent electrodes are facing each other and form discharge gaps between them. The gap, the axis of which at the moment of rotation coincides with the axis of the resonator formed by the mirrors 9, is operational.

Работа лазера осуществл етс  следующим образом. После наполнени  корпуса 1 газовой смесью нужного состава включают электродвигательЗ привода вращени  вала 2 и источник импульсного питани  (на чертеже не показан), выходные цепи которого подключены к электрическим вводам-7 и 8. Разр д будет возбуждатьс  каж:дый раз в момент совпадени  оси одного из разр дных промежутков с осью резонатора, образованного зеркалами 9. Длительность импульса разр да и излучени  составл ет примерно 1/100 периода повторени  импульсов , поэтому разр д и импульс излучени  будут происходить практически при неизменном положении электродов. В паузе между импульсами излучени  диск 4 повернетс  на один шаг до совпадени  оси .следующего разр дного промежутка с осью резонатора. За это врем  нагретый предыдущим Импульсом газ уйдет из активной Зоны вместе со своей парой электродов, а его место займет свежа  охлажденна  порци  газа, расположенна  между следующей парой электродов 5. За счет центробежных сил газ будет также смещатьс  радиальном направлении, проходить через теплообменник и охлажденным возвращатьс  к электродам 5 через отверсти  в дисках 4. Путь циркул ции газа на фиг.1 показан стрелками. Газ из разр дного промежутка должен уйти за один оборот диска 4, содер .жащего п электродов, поэтому скорость его перемещени  может быть в п раз меньше, где п - число электродов, чем, например, у известных лазеров, а мощность, расходуема  на его конвекцию, при прочих равных услови х в п меньше.The operation of the laser is as follows. After filling the housing 1 with a gas mixture of the desired composition, an electric motor 3 of the shaft rotary drive 2 and a pulse power supply (not shown) are turned on, the output circuits of which are connected to electrical inputs 7 and 8. The discharge will be excited every time when one axis coincides from the gaps with the axis of the resonator formed by the mirrors 9. The duration of the discharge pulse and radiation is approximately 1/100 of the pulse repetition period, therefore, the discharge and radiation pulse will occur almost unchanged Mr. position electrodes. In the pause between the radiation pulses, the disk 4 will rotate one step until the axis coincides with the next discharge gap with the axis of the resonator. During this time, the gas heated by the previous Impulse will leave the active Zone together with its pair of electrodes, and a freshly chilled portion of gas located between the next pair of electrodes 5 will take its place. Due to centrifugal forces, the gas will also shift radially, pass through the heat exchanger and return to the cooled to the electrodes 5 through holes in the disks 4. The gas circulation path in Fig. 1 is shown by arrows. Gas from the discharge gap should go one revolution of the disk 4 containing n electrodes, therefore, its speed of movement can be n times lower, where n is the number of electrodes than, for example, known lasers, and the power spent on it convection, ceteris paribus, in n less.

За C4et уменьшени  углового шага между смежными рабочими положени ми дисков 4 достигаетс  увеличение частоты следовани  импульсов и. следовательно, мощности генерации лазера..Beyond C4et, a decrease in the angular pitch between adjacent working positions of the discs 4 is achieved by an increase in the pulse repetition rate and. hence the laser power ..

(56) Патент США N2 3735284. кл. 331/94.5. опублик. 1973.(56) U.S. Patent No. 2,735,284. 331 / 94.5. published. 1973.

Авторское свидетельство СССР N; 654120. кл. И 01 S 3/22. 1977.USSR copyright certificate N; 654120. cl. And 01 S 3/22. 1977.