Электродная система проточного газового лазера

1. Электродная система проточного газового лазера, содержащая катод и расположенный напротив него анод, основная секция которого расположена вдоль направления потока газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности лазера путем увеличения энерговклада в разряд, в электродную систему введена по крайней мере одна дополнительная секция анода, которая установлена по потоку перед верхним краем катода на расстоянии L от него, удовлетворяющем соотношению 0,1 L/H 0,6, где Н расстояние между основной секцией анода и катодом, при этом дополнительная секция анода выполнена газопроницаемой и установлена под углом к направлению потока.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в нее введены две дополнительные секции, каждая из которых выполнена в виде ряда штырей, установленных параллельно между собой с шагом d, при этом штыри одной дополнительной секции установлены по потоку выше штырей другой секции и смещены относительно них поперек потока на d/2.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в проточных газовых лазерах с поперечным разрезом.
Целью изобретения является повышение мощности лазера путем увеличения энерговклада в разряд.
На чертеже изображена электродная система лазера.
Электродная система размещается в камере 1 и содержит катод с секциями 2 4 и анод, основная секция 5 которого расположена напротив катода вдоль направления потока газа. Дополнительная газодинамическая секция 6 анода установлена под углом к оси 7 камеры, с которой совпадает направление потока газа 8.
Секции 2 4 катода выполнены из водоохлаждаемых медных трубок, а секция 6 анода выполняется из металлической сетки или набора штырей.
Электродная система работает следующим образом. При подключении секций катода и анода к источнику питания в потоке газа, протекающем вдоль оси 7 камеры, возбуждается тлеющий разряд. Причем между секцией 6 анода и катодом горит тлеющий разряд, положительный столб которого расположен вдоль потока газа, а между секцией 5 анода и катодом горит тлеющий разряд, положительный столб которого расположен поперек газового потока. Через отверстия в секции 6 поток рабочей смеси газов первоначально попадает в зону воздействия тлеющего разряда, положительный столб которого расположен вдоль потока газа. Этот участок является наиболее напряженным с точки зрения горения разряда, так как именно здесь осуществляется начальная ионизация потока газа. Секция 6 анода расположена поперек потока газа и для нее эффективная величина межэлектродного промежутка значительно меньше, чем для других участков разрядной камеры. С этой точки зрения для секции 6 реализуются более благоприятные условия горения тлеющего разряда. Этим достигается своеобразная компенсация отрицательного воздействия неионизованного потока газа на тлеющий разряд. Секция 6, перекрывающая газовый поток, должна быть именно анодом, так как только в этом случае осуществляется наиболее полное ее заполнение тлеющим разрядом. Это обусловлено тем, что площадь анодного пятна в десятки раз больше катодного. Таким образом, тлеющий разряд, горящий на секции 6, с положительным столбом, расположенным вдоль потока газа, обеспечивает частичную ионизацию потока газа по всему его сечению. Пройдя этот участок разрядной камеры, частично ионизированный поток рабочей смеси газов поступает в зону между катодным узлом и основной секцией 5 анода, где горит тлеющий разряд, положительный столб которого расположен поперек газового потока, и где осуществляется основной энерговклад в рабочую смесь газов.
Электродная система для возбуждения активной зоны лазера может иметь другой вариант выполнения. Катод может быть выполнен из секционированных пластинчатых водоохлаждаемых секций, а анод из сплошной водоохлаждаемой металлической пластины, на которой в зоне за верхним по потоку краем катодного узла установлены два ряда штырей из нержавеющей проволоки диаметром 22. Штыри установлены по всей ширине потока газа, протекающего через межэлектродный промежуток. Между соседними штырями имеются зазоры 10 12 мм, образующие отверстия, через которые газ свободно протекает в межэлектродный промежуток. Штыри соседних рядов смещены поперек потока на половину шага между ними.
Экспериментально установлено, что оптимальное расстояние между дополнительной секцией анода и катодом 0,1 0,6 от расстояния между основной секцией анода и катодом. Это связано с тем, что дальнейшее увеличение высоты дополнительной секции приводит к ослаблению электрической прочности зазора между ней и катодом. Это происходит из-за того, что кончик секции при этом погружается в пристеночный слой газового потока с существенно более низкой скоростью. При уменьшении высоты секции снижается эффективность и однородность возбуждения активной зоны лазера.
1. Электродная система проточного газового лазера, содержащая катод и расположенный напротив него анод, основная секция которого расположена вдоль направления потока газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения мощности лазера путем увеличения энерговклада в разряд, в электродную систему введена по крайней мере одна дополнительная секция анода, которая установлена по потоку перед верхним краем катода на расстоянии L от него, удовлетворяющем соотношению 0,1 L/H 0,6, где Н - расстояние между основной секцией анода и катодом, при этом дополнительная секция анода выполнена газопроницаемой и установлена под углом к направлению потока.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в нее введены две дополнительные секции, каждая из которых выполнена в виде ряда штырей, установленных параллельно между собой с шагом d, при этом штыри одной дополнительной секции установлены по потоку выше штырей другой секции и смещены относительно них поперек потока на d/2.