Газовый лазер

(54)(57) 1, ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содщий оптический резонатор, включвыходное и глухое зеркала с нанными на них отражающими покрыти 1 разрядную камеру, образованнаксиально расположенными охлами цилиндрами, о т л и ч а ю щс я тем, что, с целью упрощенцесса юстировки зеркал резонат(21) (22) (46) повышения стабил рактеристик лазе ости выходных х ого излучения и т Е.Польскии8)ков В.А Вогдрованная лазер"Машиностро есенпо п.2, о т л ичто образующаяля - преобразовано отражающеев виде кривой иями ую ко- кдаемы- М теля, на которуюпокрытие, выполневторого порядка. яра 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ И одновременнои оптическои разгру иту зеркал, выходное зеркало распол она одном торце разрядной камеры ивыполнено кольцевым с шириной кольца,.соответствующей расстоянию междуа внешним и внутренним цилиндрами, анаяглухое зеркало расположено на другоме- торце разрядной камеры и выполнено ввиде отражателя - преобразователя.2, Газовый лазер по п.1, о т л и "ч а ю щ и й с я тем, что поверхность ржа- отражателя-преобразователя, на котоающий рую нанесено отражающее покрытие, выполнена конической3. Газовый лазерч а ю щ и й с я темповерхности отражате1061670 Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при,создании газовых лазеров повышенной мощности,Известны газовые лазеры, в которых для повышения мощности генерации увеличивают длину оптического резонатора. Недостатками подобных конструкций являются большие линейные размеры и малая надежность.Наиболее близким по технической сущности к предложенному лазеру является газовый лазер, содержащий оптический резонатор, включающий выход" ное и глухое зеркала с нанесенными на них отражающими покрытиями, и разрядную камеру, образованную коаксиально расположенными охлаждаемыми цилиндрами, В известной конструкции оптический резонатор образован осевым прозрачным зеркалом, кольцевым непрозрачным зеркалом и отражателем- преобразователем.Осевое и кольцевое зеркала расположены на общем основании на одном торце разрядной камеры, а отражатель- преобразователь - на другом, Внутри разрядного объема расположена коаксиальная система возбуждения рабочего газа, состоящая из внешнего и внут реннего цилиндров. На внутреннем цилиндре расположена система охлаждения, Газовый объем во внутреннем цилиндре не возбуждаетея и является буферным объемом.Недостатком известного устройства является сложность юстировки осевого полупрозрачного и кольцевого непрозрачного зеркал, так как они по сути дела образуют оптический резонатор, а отражатель - преобразователь служит для поворота хода лучей, Необходима высокая точность юстировки и отражателя - преобразователя так как при некоторой разъюстировке выходное излучение теряет осевую симметрию, что приводит к снижению стабильности выходных характеристик лазерного иэ" лучения. Кроме тогЬ, при высоких уров нях мощности например СО -лазеров, вершина конуса преобразователя находится в месте, где сконцентрирована значительная мощность внутри оптического резонатора, поэтому возможно оплавление вершины конуса. Большие плотности потока мощности испытывает и осевое зеркало, что может привести к его разрушению. Целью изобретения является упрощение процесса юстировки зеркал резонатора и повышение стабильности выход 5ных характеристик лазерного излученияпри одновременной оптической разгрузке зеркал.Указанная цель достигается тем,что в газовом лазере, содержащем оптический резонатор, включающий выход- .ное и глухое зеркала с нанесеннымина них отражающими покрытиями и разрядную камеру, образованную коаксиально расположенными охлаждаемыми ци 1 В линдрами, выходное зеркало расположено на одном торце разрядной камеры ивыполнено кольцевым с шириной кольца, соответствующей расстоянию междувнешним и внутренним цилиндрами, а2 О глухое зеркало расположено на другомторце разрядной камеры и выполнено ввиде отражателя-преобразователя.Приэтом поверхность отражателя - преобразователя, на которую нанесено от 2 В ражающее покрытие, может быть выполне.на конической, кроме того, образующая поверхности отражателя - преобразователя, на которую нанесено отражающее покрытие, может быть выполнена в виде кривой второго порядка.1На чертеже показан газовый лазерс выводом энергии через кольцевоепрозрачное зеркалоГазовый лазер содержит оптическийЗБ резонаТор, состоящий иэ кольцевогозеркала 1, глухого конического зеркала (отражателя - преобразователя) 2,Кольцевое зеркало 1 и коническое зеркало 2 расположены на охлаждаемом ци 40 линдрическом основании 3, которое ограничивает газоразрядный объем снаружи. Внутри резонатора имеется внутренний охлаждаемый цилиндр 4, ограничивающий газоразрядный объем изнутри,45 На чертеже также показаны каустические поверхности 5, ось симметрии лазера б и герметизирующие торцевые заглушки 7 и 8, Заглушка 8 имеет вырезыдля прохожцения оптического иэлуче-БО ния. Внутренний объем резонатора заполнен рабочей газовой смесью,Газовый лазер работает следующимобразом. При возбуждении газовой рабочей среды в оптическом резонаторе55 в объеме, ограниченном поверхностямиохлаждаемых цилиндров, возникает лазерное излучение, Часть излучения выводится из резонатора через кольцевое полупрозрачное зеркало 1, а дру1061 б 70 Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова Редактор Н.Сильнягина Тираж 625ВНИИПИ Государственного комитета СССРцо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное Заказ 5910,гая часть, отраженная от этого зеркала, направляется в сторону конического отражателя - преобразователя.2. В результате отражений от поверхности конического зеркала излучение вновЬ направляется к зеркалу 1, от которого оно отражается в пределах малого диф- ракционного угла. Поэтому весь объем между зеркалами 1 и 2 и стенками охлаждаемых цилиндров заполняется сти мулированным оптическим излучением. В радиальном направлении электромагнитное поле может быть ограничено, если образующую отражателя - преобра; эователя выполнить в виде дуги, Тог да электромагнитное поле занимает объем, ограниченный каустической поверхностью, за пределами которой интенсивность оптического излучений резко спадает. В результате много кратных отражений от зеркал 1 и 2 оптическое излучение в, резонаторе приобретает форму кольца. Часть этого из. лучения через выходное зеркало 1 выводится во внешнее пространство. Поэтому выходное оптическое излучение лазера также имеет кольцевую форму.Большое поперечное сечение области, занимаемой активной средой в оптическом резонаторе, способствует увеличению мощности лазера Однако малые плотности потока мощности.приходящи еся на единицу поверхности, не перегружают оптические элементы резонатора, увеличивают их долговечность и надежность.Расстояние между внешним охлаждаемым цилиндрическим основанием 3 и внутренним охлаждаемым цилиндром 4 выбирается соизмеримым с размером каустики резонатора, что позволяет получить большой коэффициент усиления активной среды и обеспечить необходимый температурный режим рабочей газовой смеси. Отражатель - преобразователь .в любом осевом сечении представляет собой уголковый отражатель, в котором отраженный луч остается параллельным падающему при значительных отклонениях оси уголкового отражателя от оси резонатора Поэтому наклон оси конического зеркала относительно оси резонатора в пределах нескольких градусов не приводит к нарушению работы резонатора лазера. Технико-экономический эффект при использовании данного изобретения выражается в снижении стоимости ватта энергии лазерного излучения, в уменьшении габаритов лазеров повышенной мощности, что приведет к более широ- кому внедрению лазеров в .различные технологические процессы,