Лазер на парах металлов

ОЮ (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(д) Н 01 3 3/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯд двддснодд свиддтдддстви ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЬПЖ(71) Специальное конструкторскоебюро научного приборостроения"Оптика" СО АН СССР(56) 1. Справочник по лазерам.Под ред. А.М. Прохорова. М.,Сов. радио, 1978, т. 1, с. 187-189.2. Гордан Е.Б, и др. Возбуждениелазеров на парах металлов цугамиимпульсов. Квантовая электроника,1978, У 2, с, 452 (прототип).(54)(57) 1. ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ, работающий в режиме саморазогрева, содержащий лазерную трубку с электродами, резонатор, источник возбуждения, подключенный к электродам трубки,и задающий генератор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения стабильности энергии генерации в импульсе при изменении частоты следования импульсов в вироких пределах, в него введены импульсный источник нагрева, формирующий импульсы, не вызывающие генерации, и блок управления, вход которого соединен с задающим генератором, а выходы соединены с входами источников возбуждения и нагрева,причем выход последнего подключен к электродам лазерной трубки,2, Лазер по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в него введен импульсный измеритель энергии из-лучения, подключенный через задат" чик энергии к блоку управления.3. Лазер по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в него введен измеритель температуры лазер- а ной трубки, подключенный через заФ датчик температуры к блоку управления.20 В известном лазере стабилизация средней мощности генерации достигается за счет того, что при изменении частоты следования импульсов в цуге пропорционально изменяется скважность и выполняется условие- = сопМ 35 где 1 - частота следования импульсов в цуге,лскважность у 40 где- период повторения цугов,- длина цугов.Недостатком известного лазера является то, что его средняя мощность генерации может быть стабилизирова на только в режиме повторяющихся цугов, частота импульсов в котором изменяется в небольшом диапазоне. Известный лазер не может работать в режиме периодически повторяющихся импульсов при сохранении энергии в импульсе постоянной.При использовании лазеров на парах металлов, работающих в режиме саморазогрева, например, при зон дировании атмосферы, в технологических операциях, необходимо, чтобы лазер работал в режиме периодиИзобретение относится к областиквантовой электроники и может бьтьиспользовано при создании лазеровна парах металлов, работающих врежиме саморазогрева со стабилизацией энергии генерации импульса приизменении частоты следования импульсов,Известны лазеры на парах химичес;ких элементов, в которых необходимое 1 Одавление паров активного веществасоздается за счет энергии, выделяющейся в разряде в виде тепла и разогревающей лазерную трубку до рабочей температуры 1 . 15Известен лазер, на парах металлов, работающий в режиме саморазогрева, содержащий лазерную трубку с электродами, резонатор, источник возбуждения, подключенный кэлектродам трубки, задающий генератор и генератор формирования .цугов,который формирует импульсы возбуждения в виде периодически повторяющихся цугов переменной скважности 12 . чески повторяющихся импульсов в широком диапазоне частот с постояннойэнергией генерации в каждом импульсе.1 елью изобретения является получение стабильной энергии генерациив импульсе в лазерах на парах металлов, работающих в режиме саморазогрева, при изменении частоты следования импульсов генерации в широком диапазоне.Поставленная цель достигаетсятем, что в лазер на парах металлов,содержащий лазерную трубку с электродами, резонатор, источник возбуждения, подключенный к электродамтрубки, и задающий генератор, введены импульсный источник нагрева,формирующий импульсы, не вызывающиегенерации, и блок управления,вход которого соединен с задающимгенератором, а выходы - со входамиисточников возбуждения и нагрева,причем выход последнего подключенк электродам лазерной трубки.С целью повышения стабильностиэнергии генерации в импульсе между газоразрядной трубкой и блоком управления включены два канала обратной связи, один из которых состоит из быстродействующЕго импульсного измерителя энергии и задатчика энергии, а другой - из измерителя температуры лазерной трубки и задатчика температуры.Известно, что стабильность энергии генерации в импульсе зависит от того, насколько будут поддерживаться постоянными температура рабочего объема и величина межимпульсного периода.В предложенном лазере стабилизация температуры рабочего объема при изменении частоты следования импульсов осуществляется с помощью источника импульсного нагрева, который вырабатывает импульсы с изменяющейся энергией. При этом выполняется условиеввфн н О"вгде 1 - частота возбуждающих импульсов;1 - частота нагревающих импульсов;Г - энергия возбуждающего им 6пульса;3 8энергия нагревающего импульйса,т.е. при любой частоте возбуждающих импульсов энерговклад в газоразряднуюую трубку постоянен и температура рарабочего объема стабилизирована.Блок управления введен для формирования импульсов запуска источников нагрева и возбуждения, такчто импульс возбуждения имеет постоянную задержку относительно предшествующего импульса нагрева.На чертеже показана структурнаясхема лазера.Лазер состоит из газоразряднойтрубки 1, резонатора 2, источниканагрева 3, источника возбуждения 4,блок управления 5, содержащего схему запрета и схему задержки, задающего генератора 6, светоделительной пластинки 7, быстродействующегоимпульсного измерителя энергии 8,задатчика энергии 9, измерителя1температуры 10 и задатчика температуры 11.Лазер работает следующим образом,Задающий генератор 6 вырабатывает импульсы рабочей частоты лазера,которые поступают на блок управления 5. Блок управления 5 формируетимпульсы запуска источником нагрева3 и источником возбуждения 4 такимобразом, что суммарный энерговкладв лазерную трубку при изменениичастоты следования возбуждающих импульсов от О.до гюах остается постоянным. При этом обеспечивается постоянная задержка импульса возбуждения относительно предыдущего импульса нагрева, а схема запрета непозволяет импульсу нагрева попастьв промежуток между парой следующиходин за другим импульсов нагреваи возбуждения или наложиться наимпульс воэбужцения.Импульсный источник нагрева 3аналогичен импульсному источникувозбуждения 4, но импульсы нагреваформируются таким образом, что онине вызывают генерации. Это достигается тем, что фронт импульса делается более пологим, уменьшается егоамплитуда и увеличивается длительностьТаким образом, разогрев активного объема лазерной трубки 1 до рабо 101520 25303540 45 50 55 тоты следования возбуждающих импульсов остается постоянной, а так как постояннаи величина задержки импульса возбуждения относительно предшествующего импульса подогрева, то импульс возбуждения проходит черезлазерную трубку при одинаковом состоянии параметров плазмы, и вызывает импульс генерации с постоянной энергией, Формирование импульса генерации производится с помощью резонатора 2.Так кк нагрузкой источников является лазерная трубка 1, электрические характеристики которой меняются с течением времени, то для повьппения стабильности энергии генерации в импульсе вводится двухканальная обратная связь. Канал для контроля и стабилизации энергии состоитиз быстродействующего импульсногоизмерителя энергии 8, на которыйс помощью светоделительной пластинки 7 отводится часть излучения. Измеренный сигнал подается на задатчикэнергии 9, где происходит сравнение его с опорным, и сигнал рассогласования подается на блок управления 5.Блок управления производит автоматическое изменение амплитуды воз-. буждающих импульсов.Повышение стабильности температуры и ее контроль осуществляются с помощью измерителя температуры 10, который соединен с задатчиком температуры 11. Сигнал рассогласования с задатчика 11 подается на блок управления, а последний вьщает команду на изменение амплитуды подогревающих импульсов.Использование предложенного лазера позволяет получать одинаковую энергию в каждом импульсе генерации в импульсно-периодическом режиме при изменении частоты следования в широком интервале частот, что значительно расширяет области применения лазеров на парах металлов, и дает воэможность, например, в технологической и информационной технике при изменении линейной скорости движения лазерного луча по образцу-экрану оставлять степень теп 24854чей температуры происходит от двух источников, обеспечивающих постоянный энерговклад в лазерную трубку. Поэтому температура рабочего объемалазерной трубки при изменении час824854 Техред;Л. Яикеш " Корректор С. Шекмар Редактор Л. Утехина Заказ 8908/1 . Тираж 590 Подписное ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 лового и светового воздействияна облучаемое вещество постоянными,обеспечивает стабилизацию величинысредней мощности генерации саморазогреваемых лазеров на парах металлов на любой частоте следованиялазерных импульсов в рабочем диапазоне частот, повышает точностные характеристики измерительно-информационных систем, в которых применяется предложенное устройство и 5 увеличивает срок службы лазе -ров на уровне заданных параметров,