Устройство для получения импульсного оптического разряда

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 00, Н 01 Б 3/094 04 Н 05 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР,ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт высоких температурАН СССР(56) Буфетов И.А., Прохоров А.М.и др. Распределение -волны медленногосветового горения воздуха в луче неодимового лазера. -Квантовая электроника, т.8, В 4, 1984, с,757.Буфетов И.А. и др. Гидродинамическая релаксация облака горячего газапосле лазерного пробоя в воздухе,препринт ФИАН У 181,М., 1962,Бункин Ф.В.и др. Лазерная искра сосплошным каналом в воздухе. -Квантовая электроника, т.10, У 2,1983,с.443.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ОПТИЧЕСКОГО РАЗРЯДА, содержащее оптически связанные поджи-гающий лазер и аксиконную фокусирующую систему, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью увеличениявремени существования оптическогоразряда и его геометрических размеров при неизменной суммарной энергиилазерного излучения, в устройство дополнительно введены лазер накачки в Я 01189322 А режиме свободной генерации, установленный под углом, отличным от 0 и 180 к оптической оси поджигающегоО лазера, имеющего кольцевую излучающую апертуру, блок синхронизации запуска поджигающего лазера и лазера накачки и зеркало с эллиптическим отверстием, центр которого совмещен с точкой пересечения оптических осей лучей лазеров, а нормаль к отражающей поверхности в центре отверстия направлена по биссектрисе угла между лучами лазеров, при этом отражающая поверхность зеркала обращена к фокусирующей системе, а проекции эллиптического отверстия на плоскости, нор-. Е мальные к оптическим осям лучей лазеров, соответственно равны внутреннему диаметру кольцевой излучающей апертуры поджигающего лазера и, днас метру излучающей апертуры лазера накачки, при этом аксиконная фокусиЬюЙ рующая система выполнена из двух коаксиально расположенных аксиконов,1 ее циаметры которых равны диаметрам со ответствующих излучающих апертур ла- . зеров, а отношение преломляющих уг- М лов аксиконов равно отношению внеш- Ю него диаметра кольцевой излучающей, ЬР апертуры поджигающего лазера к диаметру излучающей апертуры лазера накачки.111Изобретение относится к плазменной технике, конкретно к устройствам для получения оптического разряда (лазерной искры) в веществе и может быть использовано для создания им" пульсных источников света, волноводов и каналов пониженной плотности, плазменных электродов и замыкателей разрядных промежутков, плазменных отражателей и антенн радиоволн.Целью изобретения является увеличение времени существования линейного оптического разряда и его геометрических размеров при неизменной суммарной энергии лазерного излучения,На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство для получения оптического разряда содержит оптически связанные поджигающий лазер 1, аксиконную фокусирующую систему 2, лазер 3 накачки, зеркало 4 с эллиптическим отверстием и блок синхронизации 5. Лазеры 1 и 3 установлены под прямым .углом, причем луч у поджигающего лазера имеет кольцевое сечение. Зеркало 4 установлено своим центром в точке пересечения осей лучей лазеров так, что нормаль к отражающей поверхности направлена по биссектрисе угла между этими лучами, а проекции отверстия на нормальные сечения лучей равны диаметру луча лазера 3 накачки и внутреннему диаметру кольцевого луча поджигающего лазера 1.Аксиконная фокусирующая система 2 выполнена из двух коаксиально расположенных аксиконов, центрального 6 и кольцевого 7, диаметры которых равны диаметрам падающих на них лазерных лучей, отношение же преломляющего угла кольцевого аксикона,ок преломляющему углу центрального аксикона с равно отношению внешнего диаметра кольцевой излучающей .апертуры поджигающего лазера 3) к диаметру излучающей апертуры лазера накачки фмНапример, для аксиконной фокусирующей системы с преломляющим угломо кольцевого аксикона с=10 и преломляющим углом центрального аксиконаьо=5 и циаметром центрального аксикона 60 мм параметры искры будут следующие. Максимальная длина каус 8932 3 тики центрального аксикона будет равна: .Р- = 666 мм,с 0-1)5где ", = 30 мм - радиус центральногоаксикона;ьо= 10 - преломляющий уголцентрального аксикона;- показатель преломлениястекла, из котороговыполнен аксикон.Для согласования максимальных длинкаустик обоих аксиконов необходимовыполнение условия Ь, =.кР,Тогда3 (ь -1) о( (н -1) фКР = й= 60 мм.лСледовательно, внешний диаметр кольцевого аксикона будет 120 мм. Затравочная искра образуется от аксиконаЛина расстоянии,е = ----- = 333 ммй 6 - 1),н имеет длину Ь, = Ь - Ь = 333 ммУстройство работает следующим образом. Луч поджигающего лазера, пройдя через кольцевой аксикон 7, создает на фокальном отрезке затравочную30лазерную искру, которая получаетсясплошной в случае погонного энерговклада 4 Дж/см или имеет разрывы вслучае невыполнения этого условия.Затем затравочная искра, плазмакоторой эффективно поглощает лазерЗ 5, ное излучение, освещается через центральный аксикон 6 импульсом свободной.генерации длительностью 1-5 мс.В случае сплошной затравочной искры реализуется первый режим горенияразряда, когда увеличивается толькопоперечный размер его плазменногоканала, а в случае наличия разрывовв затравке - второй режим горения,в процессе которого отдельные участкипробоя сливаются в сплошной линейныйразряд, одновременно расширяясь в поперечном направлении.В первом режиме оптический разрядполучается более однородным, но энергетически более выгоден второй режим,так как образование дискретной цепочки затравочных очагов пробоя можетбыть достигнуто на большой длине присравнительно малых погонных энерговкладах, а для поддержания горениятребуется гораздо меньше интенсивности лазерного излучения, чем для про,боя.Подписномитета СССР ткрытий наб.,д.4/5 илиал ПНП "Патент", г.уагород, ул.Проектная,