Лазер на парах металлов

(51)5 Н 01 Я ЕТЕНИ ТОРСКОМ ЕТЕЛ ЬСТВУ ское бюро натика" СО АН сферы СО АН(54)(57) ЛАЗЕР НАдержащий газорабилизации темпегазоразрядной ткван- ользораммля имрации,ов, рав котозации уговом Недото он стоты пазоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ(71) Специальное конструкторучного приборостроения "ОпСССР и Институт оптики атмоСССР(56) Гордон Е,Б, и др. Возбуждна парах металлов пучками. Квантовая электроника, 1978,Авторское свидетельствоЬЬ 824854, кл, Н 01 Я 322, 19 ПАРАХ МЕТАЛЛОВ, сорядную трубку, узел старатуры рабочего обьема убки, задатчик частоты Изобретение относится к област товой электроники и может быть исп вано при создании лазеров на металлов, способных работать с про ным управлением частотой следован пульсов и энергией импульсной гене импульсной или средней мощности,Известен лазер на парах металл ботающий в режиме саморазогрева, ром реализуется режим стабили средней мощности генерации при ц импул ьсно-периодическом разряде. статком данного лазера является то, не может работать при изменении ч следования импульсов в широком ди не частот. следования импульсов генерации, задатчик энергии импульсов генерации, формирователь импульсов запуска, выход которого соединен с источником дополнительных, не вызывающих генерацию, импульсов и через блок задержки - с источником возбуждения, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью управления энергией и импульсной мощностью генерации при изменении частоты следования импульсов возбуждения, в него введены компенсатор задержки, при этом блок задержки выполнен регулируемым, вход компенсатора задержки соединен с входом формирователя импульсов и с выходом задатчика частоты, а выход компенсатора соединен с входом блока задержки и задатчиком энергии, причем источники дополнительных импульсов и импльсов возбуждения выполнены стабилизированными по амплитуде и длительности. Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному являстся лазер на парах металлов, содержащий газо- разрядную трубку узел стабилизации температуры рабочего объема газоразрядной трубки, задатчик частоты следования импульсов генерации, задатчик энергии импульсов генерации, формирователь импульсов запуска, выход которого соединен с источником дополнительных, не вызывающих генерацию импульсов и через блок задержки - с источником возбуждения.В известном лазере стабилизация температуры при изменении частоты следования импульсов осуществляется за счет автоматического изменения количества до 1099805полнительных импульсов, не вызывающих полнительных импульсов и источник возгенерацию, и регулировки их амплитудьк а буждающих импульсов вырабатывают пару стабилизация энергии импульса генерации следуощих с задержкой импульсов стабилиосуществляется за счет обратной связи ог зированных амплитуды и длительности. измерителя энергии к источнику возбужде Первый - дополнительный импульс - не выния, который автоматически изменяет амп- эывает генерацию, ионизирует плазму так, литуду импульса возбуждения, что к началу импульса возбуждения она долНедостатком известного лазера являет- жна иметь одинаковую степень ионизации, ся то, что в нем невозмокно заранее задать Однако с изменением частоты следования величину энергии импульса генерации или 10 изменяется остаточная ионизация после паимпульсной мощности при изменении час- ры импульсов и, следовательно, будет изметоты следования импульсов генерации. няться ионизация плазмы перед импульсомПри использовании лазеров на парах возбуждения, Для исключения этого влияметаллов, например, при зондировании ат- ния лазер содержит компенсагор, который мосферьк в связи, в голографии при техно автоматически, с изменением частоты слелогических операциях и физических дования, изменяет величинузадержки межисследованияхнеобходимо,чтобылазерра- ду парой импульсов, Так, с увеличением ботал с перестройкой частоты следования частоты следования, когда степень остаточимпульсов с заранее заданной величиной ной ионизации увеличивается, задержка энергии или импульсной мощности, 20 между парой импульсов тоже увеличиваетЦелью изобретения является упрэвле- ся, что приводит к уменьшению ионизации ние энергией и импульсной мощностью ге- перед импульсом возбуждения.нерации при изменении частоты Установка необходимой Величины энерследования импульсов возбуждения, гии или импульсной мощности от нуля доПоставленная цель достигается тем, что 25 максимума производится изменением зав лазер на парах металлов, содержащий га- держки между парой импульсов, которое зоразрядную трубку, узел стабилизации осуществляется с помощью регулируемого температуры рабочегс обьема гаэоразряд- блока задержки,ной трубки, задатчик частоты следования На фиг.1 приведена блок-схема лазера импульсов генерации, задатчик энергии им с управляемыми параметрами; на фиг.2 - пульсов генерации, формирователь импуль- узел стабилизации температуры лазера, сов запуска, выход которого соединен с Лазерсостоитизгазоразряднойтрубки источником дополнительных, не вызываю, блока стабилизации температуры 2, исщих генерацию, импульсов и;ерез блок за- точника 3 дополнительных импульсов, исдержки - с источником Возбуждения, 35 .гочника возбукдающих импульсов 4, введен компенсатор задеркки; при этом формирователя импульсов запуска 5, блока блок задержки выполнен регулируемым, регулируемой задержки 6, компенсатора 7, вход компенсатора задержки соединен с задатчика частоты 8, задатчика энергии 9, входом формирователя импульсов и с выхо- устройства Внешнего управления 10, передом задятчика частоты, а выход ком пенсатс ключателя 11.ра соединен с входом блока задержки и Узел стабилизации рабочего обьема задатчиком энергии. причем источники до- ГРТ содержит вакуумноплотную оболочку полнительных импульсов и импульсов воэ, выходные окна 13, электроды 14, керабуждения выполнены стабилизированными мическую трубку 15, дополнительную керапо амплитуде и длительности, 45 мическую трубку 16, рабочее вещество 17,Известно, что при постоянной темпера- электроизолятор 18, нагревательный элетуре рабочео объема газоразрядной трубки мент 19, термопару 20, теплоизолятора 21 и ГГРТ) и стабилизированном импульсе воз- схему питания, включающую в себя задатбукдения энергия импульса генерации и чик температуры 22 и источник 23 постоянимпульсная мощность зависят от величины 50 ного тока.межимпульсного периода. Б предложенном Лазер работает следующим образом. лазере стабилизация температуры рабочего Импульсы рабочей частоты от задатчика обьема ГРТ осуществляется устройством 8 частоты или устройства внешнегоуправлеподогрева, электрически несвязаннымс ра- ния 10 поступают на формирователь имбочим обьемом, что исключает паразитное 55 пульсов запуска 5, Импульсы запуска Влияние нагревятеля на состояние плазмыг 1 оддются на упраВляющий ВхОд источникаПостоянство плазмы в предложенном дополнительных импульсов 3 и через блок лазере достигается тем, что как в режиме регулируемой задержки 6 - на упрявляюодиночных импульсов, так и при высокой щий Входисточникавозбуждающихимпульчастоте следования импульсов источник до- сов, Источник 3 дополнительных импульсови источник 4 возбуждающих импульсов вырабатывают стабильные по амплитуде и длительности импульсы, причем источник 3 дополнительных импульсов вырабатывает импульсы, не вызывающие генерации. Блок регулируемой задержки 6 обеспечивает плавную регулировку задержки импульса возбуждения относительно дополнительного импульса, что приводит к изменению энергии импульса генерации от нуля до максимума. Величина энергии импульса генерации устанавливается задатчиком энергии 9 или устройством внешнего управления. Так как энергия импульса генерации при постоянной температуре изменяется с изменением частоты следования импульсов, то ее изменение автоматически компенсируется изменением задержки с помощью компенсатора 7, Переключателем 11 обеспечивается работа с режиме ручного или автоматического управления,Узел стабилизации температуры работает следующим образом.От источника 23 питания постоянный ток подается на нагревательный элемент 19, который производит нагрев токосте- ной керамической трубки 15 и рабочего вещества 17 до рабочей температуры, установленной задатчиком температуры 22, После подачи на электроды 14 дополнительных импульсов и импульсов возбуждения в рабочем объеме выделится энергия, которая будет производить дополнительый нагрев керамической трубки и термопары 20, расположенной в углублении керамической трубки, что приведет к увеличению напряжения на входе задатчика температуры 22 иавтоматиеском умеьшег иоар:." 1 яна нагревательном элементе 19, Для исключения прохождения разряда от электродов14 на нагревательный элемент 19 между ке 5 рамической трубкой 15 и вакуумноплотнойоболочкой 12 установлены электроизоляторы 10, Благодаря тому, что керамическаятрубка 45 выпалена тонкостенной и междуней и теплоизолятором 21, который удержи 10 вается дополнительной керамической трубкой 16, имеется зазор, точностьподдержания рабочей температуры будетдостаточно высокой и составляет единицыградусов,15 Лазерное излучение из ГРТ выходит через выходные окна 13.Схема лазера позволяет задавать необходимую энергию генерации или импульсную мощность путем изменения задержки20 между парой импульсов со стабилизированной амплитудой и длительностьо, При этомуправление выходными параметрами лазера может осуществляться от внешнего устройства по заранее заданной программе,25Такой режим работы в совокупности сждущим режимом работы, когда обеспечивается ускоренный выход в режим генерации, знаительно повысит эффективность30 применения этих лазеров в различныхобластях науки и техники,Так, примеение их в устройствах длялазерого зондроваи различых сред1099805Составитель Редактор Е. Гиринская Техред М,Моргентал Корректор Е,.Па Заказ 4052 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/Боизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10