Устройство для управления излучением в импульсном режиме

Сфез Сфаетскиа Сещеааистнческик ВасеублнкОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ Св ТИЛЬСТВУ(51)м Кл.з Н 05 В 41/30 ГвсудярствеяниА явмятет СССР яв ямам изебретеняА я вткрмтяВ(53) УДК б 21. 327. ,032, 4 (088. 8) Дата опубликования описания 231081(72) Авторы изобретения И.Н. Кобылкин, В,А, Сельский, Р.В. Головачев, и Ю,А. Латышев 1) Заявите рта:СССР ентраль конструкторск НИЕМ го веществколоколообрпульс, полке емкостнотивность,Запас электрической энергии в емкостном накопителе исчисляется десятками или сотнями- колоджоулей, причем при генерации одиночных импульсов, например наносекундной длительности, световой колоколообразныйимпульс накачки имеет длительностьпорядка одной миллисекунды, Еслиучесть, что лазерный импульс возникает несколько раньше момента достижения вершины интенсивности колоколообразного светового импульса накачки, то становится очевидным, что более половины электрической энергии,20 использованной для получения одноголазерного импульса, расходуетсявпустую. С другой стороны полный.разряд накопителя приводит не только к бесполезной трате электроэнергии, но и к убыстрению выработки допустимого ресурса дорогостоящих мощных фототиристоров, что являетсянедостатком данного устройстваЦель изобретения - повьадение30 КПД и надежности устройства.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для накачки лазеров, работающих в режиме генерации кротких импульсов.Известно устройство для питания дуговой газоразрядной лампы в импульсном, режиме, содержащее встречно- параллельно включенные тиристоры, блок поджига, подключенные к источнику переменного тока 1).Недостаток состоит в его сложности иэ-за необходимости иметь мощный источник переменного тока заданной частоты следования импульсов,:Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является устройство для генерации коротких ла- зерных импульсов, содержащее накопи-, тельный конденсатор, подключенный через токоограничивающий резистор к; выводам для подключения к источнику постоянного напряжения, дроссель,.включенный между положительной об- . кладкой конденсатора и анодом Фототиристора, включенного параллельно 2 импульсной газоразрядной лампы .и связанного с ней через оптическую лазерную систему 2.Известно, что в лазерных установках для оптической накачки активноа .используют близкий к азной форме световой им-, учаемый при полной разрядго накопителя через индукПоставленная цель достигается тем, что устройство дня управления излучением в импульсном режиме, содержащее накопительный конденсатор, подключенный через токоограничивающий резистор к выводам для подключения к источнику постоянного тока, . дроссель, включенный между положительной обкладкой накопительного конденсатора и анодом фототиристора, и лазерную оптическую систему с импульсной газоразрядной лампой, снаб- ф жено разделительным диодом, двумя конденсаторами и двумя резисторами, причем разделительный диод включен между анодом фототиристора и выводом для подключения импульсной газо разрядной лампы, другой вывод для подключения которой через один иэ конденсаторов, соединенный параллельно с одним иэ резисторов, подключен к выводу для подключения к отрицатель-. рр ному полюсу источника постоянного тока, к которому через другой конденсатор, соединенный параллельно с другим резистором, подключен катод фототиристора. 25На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.Оно содержит оптическую лазерную систему 1, импульсную газоразрядную лампу 2, фототиристор З,накопительный конденсатор 4, токоограничивающий резистор 5, дроссель Ь, конденсаторы 7 и 8, резисторы 9 и 10 и разделительный диод 11Устройство работает следующимобразом.Конденсатор 4 через токоограничивающий резистор 5 заряжается до определенного напряжения, после чегозажигается импульсная гаэоразрядная 40 лампа 2 и по цепи, состоящей иэ дросселя 6, диода 11, лампы 2 и .резистора 10, с одновременной водэарядкойконденсатора 8 происходит разряд конденсатора 4, сопровождающийся свечением лампы 2 накачки с нарастающейинтенсивностью. Газоразрядная лампа .2 может работать как в режиме само- пробоя, так и запускаться от специального блока поджига( не показан). Свече ние лампы вызывает накачку световой энергией активного вещества, входящего в оптическую систему 1 лазера, Оптическая система 1 лазера, кромеактивного вещества, может содержатьрезонаторы различной конструкции, светоэатворы, элементы для получения кратных гармоник, всевозможные отражатели и т.д, Величина резистора 10 не должна превышать несколькихОм и конкретное его численное зна чевие зависит от типа используемой газораэрядвой лампы накачки. Емкость конденсатора 8 имеет такую величину, дри,которой в момент генерации лазерного.импульса .на ней был.потен- у 5 циал в несколько сотен вольт. До появления лазерного импульса конден. сатор 7 не заряжен, фототиристор 3 закрыт, т.к. прямое напряжение само- пробоя его выбирается вьаае, чем максимальное,напряжение емкоствого на- копителя, которое практически имеет значение несколько киловольт. В момент появления лазерного импульса к электродам фототиристора 3 приложеносуммарное напряжение, слагающееся изпадения напряжения на диоде 11, горящей гаэораэрядной лампе 2 и напряжения на конденсаторе 8, что повышает надежность и снижает время запаздывания полного открытия фототиристора З.Кроме этого для управлений фототиристором 3 необходимо меньше отводить лучистой энергии от лазерного луча, чем без конденсатора 8.Газоразрядная лампа 2 накачкипрактически мгновенно гаснет в момент1облучения фототиристора 3 лазернымиимпульсами достаточной интенсивности,так как падение напряжения на этомфототиристоре в открытом состоянииимеет значение всего в нескольковольт. Диод 11 препятствует прохождению тока через гаэоразрядную лампу2 в обратном направлении от конденсатора 8. Конденсатор 7 заряжается через фототиристор 3 до тех пор, пока напряжение на нем не сравняется с напряжением на конденсаторе 4. Величина емкости конденсатора 7 должнабыть много меньше емкости конденсатора 4. Время заряда конденсатора 7 до закрытия фототиристора 3 должно пре-, вышать время деионизации газоразрядной лампы 2. За время заряда конденсатора 4 через резистор 5 для следующего акта .генерации лазерного импульса, конденсаторы 7 и 8 должны разряжаться через резисторы 9 и 10 соот" ветственво.При необходимости импульсная световая вспышка, генерируемая газоразрядной лампой, может проектироватьсянепосредственно на фототиристор,который также перейдет в открытое состояние при достаточной интенсивности вспышки.В таком исполнении устройство может быть использовано не только в лазерных установках, но и в тех слу-. чаях, когда требуется получить мощные световые вспышки, не превышающие заданную интенсивность.Технико-экономический эффект прииспользований данного изобретения достигается за счет экономии электроэнергии и уменьшения эксплуатационныхрасходов.Формула изобретенияУстройство для управления излучением в импульсном режиме, содержащее875653 Составитель Л. Юиловктор Р.цицика Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Демчикв жВ Тираж 892 ПодписноеГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 89/88 ВНИИП по д 11303Зак 4/5 филиал ППП фПатент", г. УжгороД, Ул ктна накопительный конденсатор, подключенный через токоограничивающий резистор к выводам для подключения к источнику постоянного тока, дроссель,включенный между положительной обкладкой накопительного конденсатораи анодом фототиристора, и лазернуюоптическую систему, предназначеннуюдля обеспечения связи импульснойгазоразрядной лампы,с фототиристором,о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с ццелью повышения КПД и надежности устройства, оно снабжено разделительнымдиодом, двумя конденсаторами н двумярезисторами, причем разделительныйдиод включен между анодом фототиристора и выводом для подключения импульсной гаэораэрядной лампы, другойвывод для подключения которой черезодин иэ конденсаторов, соединенныйпараллельно с одним из резисторов,подключен к выводу для подключенияк отрицательному полюсу источника постоянного тока, к которому через другой конденсатор, соединенный параллельно с другим резистором, подключенкатод фототиристора Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 543211, кл. Н 05 В 41/30, 10.11.75. 2. Автооское свидетельство СССР М 679062, кл. Н 05 В 41/30, 1977.