Газоразрядная трубка ионного лазера

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 11 582547 Сонзз Советских Социалистических.03.72 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(088.8) юллетепь44 6) Да га опубликования лисаиия 21.11.77(72) Автор изобретения Иностранец нс-Буркхард Валентин) заявитель 4) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ТРУБКА ИОННОГО ЛАЗЕРА причем поверхности сегразличный наклон по отлляра, поверхность с меньоложсна со стороны каторадиуса капилляра, ментов зуба имеют ношению к оси капи шим наклоном расп 5 да.(22) Заявлено 06.03.73 (21) (23) Приоритет - (32) (31) %Р Н 015/161407 (33) (43) Опубликовано 30.11,77 Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при создании газоразрядных трубок ионных лазеров,Одной из характерных особенностей разряда ионных лазеров является значительпыи перепад давления между катодом и анодом газоразрядной трубки, вызванный электрофорезом 1. Указанное явление ооусловливает весьма малый срок службы ионных лазеров. Только снизив перепад давлений, можно обеспечить работу ионных лазеров.Известны конструкции ионных лазеров 2, в которых перепад давления между катодом и анодом в газоразрядной трубке устраняется за счет соединения катодного и анодного концов трубки дополнительным каналом для возврата газа. Даже при использовании правильно выбранной геометрии канала остается еще достаточно большой перепад давлений на концах газоразрядной трубки, что понижает КПД и выходную мои 1 ность ионного лазера,Цель изобретения - повышение КПД и мощности излучения лазера путем уменьшения перепада давлений мекду катодным и анодным концами газоразрядной трубки.Это достигается тем, что в газоразрядной трубке ионного лазсра, содержащей катод, анод и разрядный капилляр, внутренняя стенка разрядного капилляра выполнена зубчатой с высотой зуба, составляющей не более 1/3 Сегменты каждого зуба, поверхность которых имеет больший наклон по отношению к оси капилляра, могут являться вспомогательными анодами,Сегменты каждого зуба могут состоять из материалов с различной теплопроводностью,1-1 а чертеже схематически изображен разрядный капилляр газоразрядой трубки ионного лазера.Приняты следующие обозначения: 1 - высота зуба; 2 - диаметр капилляра; 3 и 4 - поверхности сегментов зуба 5 и б соответственно, имеющие различный наклон по отношению к оси капилляра. Внутренняя стенка капилляра выполнена зубчатой.Устройство работает следующим образом.Основной причиной для градиента давления в ионных лазерах является различная передача импульса от электронов и ионов нейтральным атомам. Электронный газ и ионный Газ получают в аксиальном электрическом по ле в разрядном каппллчре одинаковый по величине, но противоположно направленнь,й аксиальный импульс. Электроны передают большую часть своего направленного к аноду им582547 151 Подписиов СССР Типография, пр. Сапунова,пульса нейтральному газу, а ионы большую часть своего аксиального импульса -- на стенку разрядного капилляра.Капилляр с зубчатой стенкой позволяет сообщить нейтральному газу дополнительный, направленный к катоду импульс.Если средняя длина свободного пробега ионов больше радиуса разрядного капилляра, то большинство ионов попадает приблизительно радиально на стенку. Это справедливо и при высоких плотностях электронов в ионных лазерах и для зубчатой стенки, если высота зубьев мала по сравнению с радиусом разрядного капилляра. Если небольшие плоские участки стенки слабо наклонены относительно оси разрядного капилляра, то направление движения ионов, которые попадают на эти поверхности, остается радиальным. Отсюда следует, что плотность ионного тока на более сильно наклоненном элементе стенки несколько меньше, чем на элементе с более слабым наклоном.Ионы и электроны из плазмы газового разряда рекомбинируют у стенки. Получающиеся при этом нейтральные атомы диффузно отражаются от стенки разрядного капилляра. С реэмиттированным с элементарной площадки потоком нейтрального газа связан импульс, направление которого совпадает с направлением нормали к элементарной площадке. Если нормаль не точно перпендикулярна к оси трубки, то импульс имеет составляющую вдоль оси капилляра.Поверхности 3 и 4 сегментов каждого зуба наклонены и располо.жены так, что осевые составляющие импульсов поверхностей 3 и 4 по модулю и направлению не полностью компенсируются, Таким образом реэмиттированный зубчатой стенкой поток нейтрального газа в целом получает аксиальный импульс, направленный к катоду в сторону, противоположную от импульса, переданного электронным газом нейтральному газу. Вследствие этого снижается аксиальный градиент давления. Действие зубчатой стенки на градиент давления вдоль разрядного капилляра усиливается за счет указанного распределения температуры или электрического потенциала 5 вдоль стенки.Предлагаемое устройство не исключает использования дополнительного канала для воз врата газа, Оно эффективно особенно тогда, когда канал для возврата газа при больших 10 электрических мощностях на единицу длиныразрядного капилляра уже не обеспечивает выравнивания давления между катодным и анодным концами. Ф ор мула изобретения 1. Газоразрядная трубка ионного лазера,содержащая катод, анод и разрядный капил 20 ляр, отличающаяся тем, что, с цельюповышения КПД и мощности излучения лазера, внутренняя стенка разрядного капилляравыполнена зубчатой с высотой зуба, составляющей не более 1/3 радиуса капилляра, при 25 чем поверхности сегментов зуба имеют различный наклон по отношению к оси капилляра, и поверхность с меньшим наклоном расположена со стороны катода.2. Трубка по п. 1, отличающаяся тем,30 что сегменты каждого зуба, поверхность которых имеет больший наклон по отношению коси капилляра, являются вспомогательнымианодами.3. Трубка по пп. 1, 2, отличающаяся35 тем, что сегменты каждого зуба состоят изматериалов с различной теплопроводностью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фрейнкман Б. Г. Распределение давле 40 ния нейтральных атомов по длине разряднойтрубки ионного ОКГ, ЖТФ, т. Х 1, вып. 10,с. 22.11.1971.2. Патент США367025 б, кл, 331 - 94.5,опублик. 1972,Составитель Т. Москалева едактор И. Грузова Коррсктор Е. ХмелеваЗаказ 2590718 Изд.937 Тирак 995НПО Государственного комитета Совета Миниспо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д