Способ получения генерации в лазерах на парах металлов

у ф4 ; ф г СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТ ИЗОБ ИДЕТЕЛ ЬСТВ. Способ по и. что в качеств аО Фщщщщ1 щОО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Институт оптики атмосферы СО АН СССР(56) Бохан П,А. и др. О механизме генерации лазера на парах меди. Квантовая электрони-. ка, 1978, т. 5, Й 10, с. 2162-2173.Патент США М 3831107, кл. 331 - 94.5, опублик. 1974.(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕНЕ.РАЦИИ В ЛАЗЕРАХ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ путем возбуждения импульсного разряда в рабочей среде лазера, состоящей из паров активного вещества, буферного газа и паров примеси, потенциал ионизации которой не Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке лазеров на парах металлов.Известен способ получения генерации в лазерах на парах металлов, по которому увеличение частоты следования импульсов генерации достигается за счет уменьшения диаметра разрядного канала лазера,Недостатком этого способа является уменьшение энергии генерации в импульсе вследствие уменьшения объема активной среды, что приводит к снижению средней мощности генерации. 5 О 8100321)5 Н 01 Я 3/227 превышает потенциал ионизации атомов активного вещества более чем на 3/2 КТ, где К - постоянная Больцмана, Т - температура газовой среды по Кельвину, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью увеличения частоты следования импульсов генерации, пары примеси состоят из вещества, молекула которого содержит не менее двух атомов и не распадается на составные части при рабочей температуре активного вещества, причем концентрация примеси составляет 5 10 - 5 10 см2. Способ поп.1,отл ичаю щийся тем, что в качестве примеси используют020. тличающийся аримеси используют Известен способ получения генерации в лазерах на парах металла, по которому для повышения частоты следования импульсов генерации в рабочую среду лазера, состоящую из паров меди и буферного газа, добавляют пары цезия. При этом цезий находится в атомарном состоянии, а его потенциал ионизации меньше, чем потенциал ионизации меди. Благодаря резонансной передаче энергии с метастабильных уровней атома меди на резонансные уровни цезия происходит быстрое расселение метастабильных уровней меди, тем самым среда становится способной генерировать новый импульс излучения через короткое время, что приводитЗаказ 563 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 к увеличению частоты следования импульсов генерации.Недостатком известного способа является невозможность его применения в лазерах, использующих в качестве активного вещества пары марганца, золота и некоторых других металлов, а также ограничение максимальной частоты следования импульсов генерации, которая, например, при использовании данного способа для лазера на парах меди не превышает 10 кГц.Целью изобретения является увеличение частоты следования импульсов генерации в лазерах на парах металлов.Поставленная цель достигается тем, что в качестве паров примеси используют вещество, молекула которого содержит не менее двух атомов и не распадается на составные части при рабочей температуре активного вещества, причем концентрация примеси составляет 5 10 - 5 10 см, В качестве примеси можно использовать 020 или ВаО,При введении указанной примеси в активную среду лазера реакция перезарядки ионов металла Ме на молекулярной приме+си ХУ после выключения импульса тока будет иметь видМе + ХУ -+Ме+(ХУ)Характерные сечения этого процесса имеют величину 10 см, поэтому уже при концентрации молекул 10 см, что соответствует давлению 5 10 мм рт. ст. при 200 ОК, время перехода атомных ионов в молекуля рные составляет 1 мкс. Затем молекулярные ионы очень. быстро по механизму диссоциативной рекомбинации распадаются на два атома, тем самым быстро уменьшая концентрацию электронов, Реакция в этом случае имеет вид:(ХУ) е -(ХУ) -Х + Угдеозначает частицу в возбужденном состоянии;5 е - электрон,Нижнее значение концентрации примеси для обеспечения частоты следования импульсов генерации 10 кГц при указаннойвеличине сечения перезарядки составляет10 5 10 см, что соответствует давлениюпримеси 10 мм рт. ст. Наличие примеси сдавлением выше 10 мм рт.ст, сильно снизитэнергию генерации лазера, поэтому целесообразно концентрацию примеси выбирать в15 интервале 5 10 - 5 10 смВ качестве примера, иллюстрирующегонастоящее изобретение, измерялась предельная и оптимальная частота следованияимпульсов генерации атомов золота на уль 20 трафиолетовой линии генерации с длинойволны А= 312,2 нм в смеси с неоном с примесью окиси бария и без нее в трубке диаметром 2 см при температуре 1600 С, Безпримеси окиси бария предельная частота25 следования импульсов генерации составляла 3,5 - 4 кГц, а оптимальная 1 - 1,5 кГиз. Спримесью окиси бария давлением 3 10 ммрт. ст, предельная частота следования составляет 6 - 7 кГц, а оптимальная 3 - 3,5 кГц.30 При использовании в качестве примесиокиси лития в лазере на парах меди с диаметром разрядной трубки 40 мм и давлением примеси 101 мм рт. ст. оптимальнаячастота составляет 30 - 40 кГц, а максималь 35 ная - до 100 кГц.Использование данного способа существенно увеличивает среднюю мощность генерации импульсных лазеров на парахметаллов, что приведет к расширению их40 функциональных возможностей,