Лазер на парах твердых веществ

(19 01) заЧОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт снльноточной электроникиСибирского отцеления А Н, СССР(56) 1, Федоров А. И. и цр, Установкацля исслецования генерации на парах металлов с импульсным созданием паров.(54)(57) ЛАЗЕР НА ПАРАХ ТВЕРДЬХВЕЩЕСТВ," содержаций газовую кювету с .электродами, основной высоковольтный ге:нератор, подсоединенный к электроцам гаво вой кюветы, ускоритель электронов резоивтор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с цепью повышения энергии излучения и КПД лазера, рабочее вещество в вице мелкодисперсных частиц расположено иа одном из электродов газовой кюветы, в устройство ввецен дополнительный высоко вольтный генератор, высоковольтный вы вод которого связан через линии вацержки с ускорителем электронов и основФ 4 м " . генератором, в также через инцуктивнос ность с электроцом газовой кюветы, на котором расположено рабочее вацество, а заземленный вывоц присоецинен к цру гому электроцу газовой кюветы, которыйслужит оцновременно электродом ускори-, теля электронов,4 8823Изобретение относится к области кванто, вой электроники а может быть использованойра соецании мсаиых лазеров на парахвецеств и в тех областях, гце требуетсясоэцанив паров высокого цавдения иэ 5тугоплавких.тверцых веществ,Ивеэстиы лазеры иа парах металловс поперечной системой электроцов, вкоторых созцание паров проиэвоцится посрецством взрыва металлических провоц 10ников 1 .Наиболее близким по конструктивнымпризнакам к прецложенному являетсялазер на парах тверцых веществ, соцер1 жашйй газовую кювету с электродами, основной высоковольтный генератор, подсоединенный к электроцам газовой кюветы ускоритепа апеитроноа и рееонатор 2. В известном устройстве используетсяконценсаторная батарея или высоковольт ный генератор Маркса, плоская пластинаперецающей линии, формирующей импульс,напряжения, циоцная секция, в которойкатоц прецставдяет собой набор ниэкоинцуктивных бритвенных лезвий, тонкий титановый анод, через который вывоцитсяускоренный пучок электронов. Ускоренные электроны (цо 200-400 кэв) возГбужцают в кювете газ иди лары металлов, которые созцаются при испарении З 0мишени с помощью излучения лазера, ввоцимого через сйециальное окно.иНецостатком устройства является малый рабочий объем, а слецовательно, низкая энергия излучения. По мере распрост .ранения от мишени пары рабочего вещества охлажцаются и конценсируют, по.этому максимальный рациус сферы рабочего объема не может быть больше расстояния1 , на котором происхоцит конценсирова 40ние паров 67)с = Чп щество в рабочем лазерном объеме, соецинен с сеткой 10 и через инцуктивность17 с основанием 12. Основной генератор18, осуществляющий накачку рабочегообъема, соецинен с основанием 12 исеткой 10. Основной и цополнительный гце 7 - скорость разлета паров;451 время конценсации паров,"Ит. -. взаимосвязанные параметрыии опрецедяются режимом ввоца энергии в мишень.Недостатком известного устройства шляется также наличие цополнительного лазера и специального устройства (окна) цдя ввоца лазерного излучения.Белью изобретения является увеличение КПД и энергии, излучения, а также позышение универсальности лазера.Эта цель цостигается тем, что в лазере на парах тверцых веществ, соцержашем газовую кювету с электроцами, основной высоковольтный генератор, поцсоециненный к электроцам газовой кюветы,ускоритель электронов и резонатор, рабочее вещество в вице мелкоцисперсныхчастиц расположено на оцном иэ электроцов газовой кюветы, в устройство ввеценцополнительный высоковольтный генератор,высоковольтный вывод которого связанчерез линии задержки с ускорителем электронов и основным генератором, а такжечерез ннцуктивность с эпектроцом газовойкюветы, на котором расположено рабочеевещество, а заземленный вывоц присоецинен к цругому эдектроцу газовой кюветы, который служит оцноврэменно электроцом ускорителя электронов,Прецложенное устройство изображенона чертеже,Устройство соцержнт прсхоцной изолятор ускорителя, корпус 1 которого выполнен в вице цилинцра и нахоцится поц.высоким цавдением К, Внутри корпуса 1расположен секциойированный изолятор,состоящий из черецующихся металлических дисков 2, соециненных между собойчерез сопротивление большого номинала,и циэлектрических вакуумноплотныхпластин 3, Верхняя из пластин 2 совместно с вводом 4 образует обостряющийразряцник. Нв этой же пластине укрепленцержатель 5 экрана катоца 6, внутрикоторого равномерно расположены острия 7 Давление в вакуумном циоце 8составляет 105 мм рт. ст, Аноцом 9вакуумного циоца служит сетка, потенциалкоторой равен потенциалу земли". Высоковольтный выход вьсоководьтного генератора ускорителя (генератор Марксапоцсоецинен к ввоцу 4 прохоцного иэоляторар а заземленный - к корпусу вакуумного циоца), Сетка 9 одновременно является электродом рабочего обьема. Другимэлектроцом рабочего обьема являетсясетка 10, расположенная в полости изолятора 11 и соединенная посредствомпружин с основанием 12, Межцу основанием 12 и сеткой 10 помещенопоршнеобразное рабочее вещество 13.Зеркала резонатора 14 закреплены на корпусе газовой кюветы 15. Дополнительныйгенератор 16, рассеивающий рабочее веСоставитель А. 11 аревТехрец А. Ач Корректор Л. Бокшан Рецактор Л, Утехина Заказ 6374/1 Тираж 590 Поцписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., ц, 4/5филиап ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, "4 3 8823 генераторы, а также генератор 19 ускорителя связаны межцу собой посрецством линий зацержек 20 и 21.Устройство работает слецующим обра эоме 5После срабатывания генератора 16 импульс напражения через индуктивность 17 поступает на электроцы 9, 10. Поц действием электромагнитных сил микро - частицы рабочего вещества 13 поступают 10 в межалектродный промежуток (9, 10), В момент, когца микрочастицы рабочего вещества оказываются вблизи электрода 9, импульс напряжения от генератора 16 через линию задержки 20 поступает на 15 генератор ускорителя 19 и запускает его, Высоковольтный импульс напражения от генератора 19 через обостряющий разряцник 2-4 поступает на катоц 7 - сеточный ; аноц 9. Эпектроны, эмиттируемыеф из каО тода 7, под действием напряЖения, приложенного к промежутку 79, ускоряются й через электрод 9 поступают в рабочий объем 9, 10. Экран катода 6 зацает поперечный размер электронного пучка и поэвопяет подцерживать пучок цлитепьное время. Попадая в рабочий объем, электронный пучок испаряет. микрочастипы рабочего вещества, ионизирует и возбуждает подученные пары, т, е, произвоцит их накач З30 ку. Дополнительное возбужцение созцанной рабочей среды осуществляется генератором 18, подбор времени запуска которого осуществляется с помощью линии зацержки 21. Развязка генератора 18 и 16 про 67 4иэводится инцуктивностью 17, Вывоц энер гии излучения осуществляется с помощью зеркал 14 резонатора.Положительный эффект в прецпоженном устройстве достигается за счет того, что в качестве источника паров рабочего вещества используется большое количествс мишений-частиц вещества, равномерно рас предепенных в объеме лазера. Поскольку . расстояние межцу частицами всегда мож но сдепать меньше цпины, на которой про исходят охпаждение и концентрация паров, то, следовательно, рабочую область можно сцелать цостаточно бопьшой и тем самым увеличить полную энергию лазерного излучения.Испопьзование в качестве источника энергии цля взрыва вещества объемного нагревателя электронного пучка позвопяет осуществить режим оцновременного азры ва частиц во всем объеме, В этом спучае время установления давления в камере поряцка времени переноса парбв на раостояние между частицами. Это дает воеможность повысить оцнороцность пара, а также его конструкцию, а спецоватепь но, увеличить энергию излучения. Преимуществам прецпоженного устрой ства явпяется также то, что цпя взрыва вещества используется тот же,:".источник эпектронов, который возбуждает сре цу. Отпадает необходимость иметь мсиц ный пазер цпя испарения вещества мишени, что повышает КПД устройства.