Лазер на парах металлов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 09) ИИ СПУБ ЛИК Я Э/О 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Ис(46) 15.03, (21) 400375 (22) 07.01. (71) Инстит СО АН СССР (72) Г.В.Ко 3 Бюл,/25 тов.ности мах мосфе т оптики екПташник бычев и И ев Г.В,сенонеубегающя электр437-438а ес а 1я 1 оп 1 а1982, ч ы на-, нный виде рагая г пу о овр. Зо ось анал(54) ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ(57) Изобретениеотносится кквантовой электроники и можетиспользовано в разработках ла олу бластбыть нак ка которые лазерно онные пучк ают эл чиваю ктивную сред 3 пф ль 1 еров н(56) Колбы нерация в сным пучко Квантов т, 10, 9 2 Е.Е.Кос рцшред СУ,Р 1 ув, 1 еи др. Лазе ри накачке их электро оника, 198 "Е 1 есй гоп э ег", Арр 140, Я 4,снах химических элеме Цель изобретения - повышение мощ излучения лазера и расширение ег функциональных возможностей. Лаэ содержит кювету с надетым на нее ционированным соленоидом. В лазе канапе внутри кюветы расположен вески рабочего вещества. Электро источник возбуждения выполнен в блоков: катод - изолирующая диаф ма - анод. Блоки герметично уста лены в отверстиях в стенках лазе кюветы так, что нормали к центру дого блока пересекают оптическую кюветы перед входом в лазерный к С помощью блоков катод - анод пИзобретение относится к области квантовой электроники ц может быть использовано в разработках лазеров на атомах и ионах химических элементов.Целью изобретения яв 11 яется повыше" ние мощности излучения лазера, управление параметрами вьпсодцого излучения. 10Па чертеже представлен лазер ца парах металлов, общий вид.Лазер ца парах металлов содержит кювету 1, заполненную буФерным газом, секциоцированцый соленоид 2, охваты вающий снаружи кювету, секции которого установлены с воэможностью перемещения вдоль оси кюветы, и капилляр 3 с внутреспим диаметром Б-, внутри которого размещена цавеска металла 1.20 Стенки капилляра ныполцены из жаропрочной керамики 5. На наружной поверхности капилляра размещен нагреватель 6, выпо 1111 енцый н виде спирали иэ тугоплавкого материала, изолиро ванной от стенок кюветы слоем 7 теплоиэопятораЭлектропный источник возбуждения лазера на нарах метапла выполнен в виде расположенных ца на" ружной поверхности кЕоветы напротив отверстий 8 диаметром В в торцоньсх ее стенках электродных чар катод анод. В каждой паре анод 9 выполнен в виде плоской сетки с мЕ 111 мальцем размером е ячейки, перекрывающей от" верстие, катод 10 выполнен н виде плоской герметиче 1 д Ес 1 ыепки устацов ленной с зазором 6 относительно анода ца изолирующей диаФра 1 ме 11. Злектродцые пары катод - анод устацонлець 1 так что нормале 1 к плоскостям анодон, проходесщесе через центры отверстий, пересекают ось кюветы перед ближайшим к отверстиям торцом капилляра. Вели" чины Я, О, с и Ь удовлетворяют следующим соотношениям.11 Б, 3 рЬА 61 мм.1Лазер ца парах металла работает следующим образом, 50 1Спираль еагревателя б подключается к источнику питания, и н результате повышения температуры в лазерном капилляре 3 последний наполняется парами метаила от навески 4. Солецоид под 1 слючаеОт 1 с 1 с точцику нос тОне ного тока. При заэемлееиых анодах ца като" ды 10 подают импульсы напряжения амплитудой 10 кБ и ялительцостью по полувысоте 300 цс от генератора импульсного напряжения, при этом н каждом промежутке катод 10 - анод 9 возЕпскает электрический разряд, генерирующий поток убегающих электронов со средней энергией 8 кзВ, током 15- 20 А и длительностью импульса до 150-200 нс. Импульсы тока убегающихоэлектронов, получаемые во всех промежутках катод 10 - анод 9 хорошо синХрониэиронацы между собой: разброс во времени в целом не пренышает 10 нс.Высокоэнергетичные убегающие электроны покидают разряд через сетчатый анод 9, магнитным полем соленоида Фокусируются в шнур и внодятся в ла" зерный капилляр 3. Проходя через смесь паров металла ц буФерного газа в лазерном капилляре 3, электроны возбуждают пары металла и обеспечивают тем самым генерацию лазерного излучения. Потерявшие ца возбуждение газа энергию электроны затем стекают на аноды 9, расположенные на противоположном от места их появления конце кюветы 1.Таким образом, в пары металла эа время порядка 200 нс с электронами вводится энергия с мгновенной мощнос 6тью накачки более 1 О Вт и выполняются все условия для получения самоог- рациченной лазерной генерации. При частоте повторения импульсов 50 кГц средняя мощность накачки в реализованном лазере ца парах металлов достигала 10 кВт, при этом благодаря повышенному давлению буФерного газа н несколько раэ уменьшался выход паров металла иэ капилляра в холодные зоны кюветы и соответстнеццо во столько же увеличивался ресурс работы лазера.1(онструкция лазера удобна также тем, что облегчает электроизолнцию катодов 10 от анодов 9 вце области отнерстий 8 и обеспечивает оперативную замену любой пары катод 10 - анод 9 без раз" борки лазерной кюветыРасположение катодов и анодов в отверстиях кюветы обеспечивает эффективное охлаждение катодов и анодов, что является необходимьем условием для работоспособности устройства при высокипс (1 кВт и вьппе) уровнях мощности накачки. Использование нескольких пар катод - анод на каждом конце кюветы позволяет генерировать электронные.Рыбалова Техред К,Дидык Корректор Э.Лончакова Редакт Заказ 1359 ВИИЛИ Гос по дела 113035 ИоскнТира Подпкомитета СССРоткрытийкая каб., д. 4 н енного етений дарст изобРа оиэводстнекно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная потоки с различной энергией электронов вниз, что повышает однородность накачки по длине лазерного канала и ведет к увеличению мощности лазерного 5 излучения, а также получать пространственно-разнесенные шкуры электронных потоков в лазерном канале". Это позволяет при использовании составного резонатора и многокомпонентной смеси паров металлов получать многоцветную лазерную генерацию с пространственно" разнесенными цветными лучами.Благодаря совмещению электронных шнуров в капилляре возможны изменение 15 плотности мощности накачки и оптимизация по этому параметру работы лазера, Выполнение соленоида секционированным с воэможностью перемещения секций вдоль оси кюветы позволяет из" 20 менять пространстненно распределение магнитного поля и за счет этого нлиять на параметры электронов накачки, тем самым достигается воэможность управления параметрами выходного излу чения лазера на парах металла. Формула и э о б р е т е к и я 1, Лазер на парах металлов, содержащнй кювету, заполненную буфернымгазом, капилляр с рабочим веществом,установленный внутри кюветы соосно сней, оптический резонатор, электронный источник возбуждения и соленоид,охватывающий снаружи кювету, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения мощности излучения лазера,и торцовых стенках кюнеты выполненЫотверстия диаметром П, электронныйисточник возбуждения выполнен в видерасположенных на наружной поверхностикюветы напротив отверстий пар катоданод, н каждой паре анод выполнен ввиде плоской сетки с минимальным размером 3 ячейки, перекрывающей отверстие, катод выполнен н виде плоскойгерметичной крышки, установленной сзазором а относительно анода, парыкатод - анод установлены так, чтЬнормали к плоскостям анодов, проодящие через центры отверстий, пересекают ось кюветы перед ближайшим к отверстиям торцом капилляра, при этомвеличины Э 3 и 6 удовлетворяют следующим соотношениям: ВЯ; 8 - Ь, Ьс 1 мм,где Б - внутренний диаметр капилляра,2. Лазер по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью управления параметрами выходного излучения, соленоид выполнен секциониронанкым с возможностью перемещения секций вдоль оси кюветы.