ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР С ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАЧКОЙ

ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР С ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАЧКОЙ 


RU (11) 2111590 (13) C1

(51) 6 H01S3/22 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96123380/25 
(22) Дата подачи заявки: 1996.12.10 
(45) Опубликовано: 1998.05.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Технологические лазеры. / Справочник в двух томах под ред. Г.А.Абильсиитова. - М.: Машиностроение, 1991, с. 142 - 148. 2. Галушкин М.Г. и др. Исследование физических и технических факторов, определяющих качество излучения промышленных СО2 лазеров киловатного уровня мощности. Известия Академии Наук. Серия Физическая. Т.60, N 12, 1996, с. 157 - 164. 
(71) Заявитель(и): Забелин Александр Михайлович 
(72) Автор(ы): Забелин Александр Михайлович 
(73) Патентообладатель(и): Забелин Александр Михайлович 

(54) ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР С ПОПЕРЕЧНОЙ ПРОКАЧКОЙ 

Использование: изобретение относится к лазерной технике. Для повышения качества выходного излучения мощный газовый лазер с поперечной прокачкой содержит газоразрядную камеру, состоящую из двух электродов, один из которых круглый или овальный, а другой плоский. Резонатор в таком лазере выполняют устойчиво-неустойчивым с односторонним выводом излучения, плоскость неустойчивости разворачивают поперек потолка, а ось резонатора располагают на уровне круглого или овального электрода таким образом, что каустика резонатора проходит между плоским и овальным электродом. 3 з. п. ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области лазерной техники, а более конкретно - к области мощных газовых лазеров.

Известно устройство - газовый лазер с поперечной прокачкой, состоящий из газоразрядной камеры, включающей плоский анод и катод круглой или овальной формы и устойчивый многопроходный одномодовый резонатор [1]. Согласно [1] устойчивый многопроходный одномодовый резонатор состоит из полностью отражающих поворотных плоских зеркал, сферического заднего зеркала и полупрозрачного выходного зеркала. Охлаждение полностью отражающих зеркал происходит по тыльной поверхности зеркала, а полупрозрачного выходного зеркала - по его боковой поверхности. Охлаждение полупрозрачного зеркала является значительно менее эффективным, чем охлаждение полностью отражающего зеркала. При высоких уровнях мощности полупрозрачное зеркало испытывает значительные термодеформации и вследствие этого аберрации выходного пучка и даже может разрушиться. Поперечный размер основной моды является, как правило, значительно меньше, чем зазор разрядной камеры, что приводит к снижению КПД.

Недостатком изобретения - аналога вследствие этого является низкая выходная мощность и КПД, а также большие аберрации полупрозрачного выходного зеркала, которые могут заметно искажать выходной пучок лазера.

Известно также устройство [2] - газовый лазер с поперечной прокачкой, который мы приняли за прототип, включающий газоразрядную камеру, устойчиво-неустойчивый резонатор, плоскость неустойчивости которого развернута под углом к газовому потоку, в частности перпендикулярно к потоку.

В таком лазере устранены недостатки, свойственные устройству- аналогу. Резонатор включает только отражающую оптику. Каустика резонатора может иметь в неустойчивой плоскости (поперек потока) достаточно большой размер, и поэтому КПД такого лазера велик.

Однако устройство-прототип имеет следующий недостаток. В плоскости неустойчивости резонатора имеет место дифракция на краю зеркала, которая приводит к появлению в выходном излучении дифракционных полос, параллельных краю зеркала. Этот эффект приводит к снижению качества излучения.

Задачей изобретения является обеспечение высокого качества выходного излучения.

Для этого в качестве оптического резонатора выбран устойчиво-неустойчивый резонатор, который может быть многопроходным, ориентированный таким образом, что плоскость неустойчивости упомянутого резонатора является перпендикулярной газовому потоку, а в устойчивой плоскости резонатор является одномодовым. На фиг. 1 изображена газоразрядная камера и устойчиво-неустойчивый резонатор со стороны выходного луча, на фиг. 2 изображена газоразрядная камера и устойчиво-неустойчивый резонатор со стороны потока газа.

Устойчиво-неустойчивый резонатор состоит из концевых зеркал 10 и 11, одно из которых является сферическим 10, а другое 11 цилиндрическим (или торроидальным) плоских поворотных зеркал 5 и возможно выводного зеркала и диафрагмы. Для обеспечения компактного выходного пучка 9 резонатор юстируется таким образом, чтобы оптическая ось 6 резонатора, т.е. прямая, проходящая перпендикулярно обоим концевым зеркалам, проходила бы около края отверстия связи выводного зеркала или края малого зеркала резонатора. В этом случае будет реализовываться выходное излучение с двумя существенно неравными выходными пучками. Один из пучков в 10 и более раз является более мощным, чем другой. Выходной пучок малой мощности попросту экранируют. Экранирование маломощного пучка тем не менее может привести из-за эффектов дифракции в резонаторе к нежелательному искажению волнового фронта и снижению качества излучения.

Согласно изобретению предлагается ориентировать разрядную камеру и устойчиво-неустойчивый резонатор таким образом, чтобы существенно ослабить влияние второго маломощного пучка, для чего оптическую ось устойчиво-неустойчивого резонатора расположить вблизи (или внутри) тени, создаваемой в газовом потоке выступающим в него электродом. Ниже мы рассмотрим в качестве примера разрядную камеру, включающую плоский анод и круглый или овальный катод, но возможен также случай, когда один из электродов (катод или анод) является рядом игл, выступающих в поток.

Изобретение работает следующим образом. В зоне 1 между катодом 4 и анодом 3 происходит возбуждение молекул активного газа в потоке 8 с помощью электрического тлеющего разряда. Возбужденные молекулы сносятся потоком 8 параллельно аноду, пересекая все проходы луча 5 многопроходного резонатора. В зоне 2 газового потока, которая образована тенью катода 4 и частью потока, обтекающего катод с противоположной от анода стороны, имеется гораздо меньше возбужденных молекул, чем в зоне 1, поэтому соответствующий пучок устойчиво-неустойчивого резонатора, проходящий по зоне 2, будет испытывать значительно меньшее усиление, чем пучок, проходящий по зоне 1.

Сочетание мягкого края усиления в переходной зоне между 1 и 2 и соответствующим образом съюстированным резонатором, так что ось проходит вблизи или по границе между зоной 1 или 2, приводит к тому, что ослабляются дифракционные эффекты, приводящие к изрезанности пучка выходного излучения, т.е. повышается качество излучения. В то же время большее, чем в случае устойчивого резонатора заполнения зазора камеры возбуждения приводит к большей мощности и соответственно к большему КПД лазера, чем в случае устойчивого резонатора. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Газовый лазер с поперечной прокачкой, включающий газоразрядную камеру, образованную двумя электродами, один из которых выступает в поток активной среды и обтекается им, а также устойчиво-неустойчивый резонатор, в котором плоскость неустойчивости расположена под углом, в том числе равным 90o, к газовому потоку, так что каустика резонатора пересекает газовый поток, протекающий между электродами, причем резонатор выполнен с односторонним выводом излучения, отличающийся тем, что ось резонатора проходит на уровне края выступающего в поток электрода.

2. Газовый лазер по п.1, в котором выступающий в поток электрод имеет круглую или овальную форму.

3. Газовый лазер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что резонатор выполнен многопроходным.

4. Газовый лазер по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в разрядной камере осуществляется тлеющий разряд постоянного тока в потоке газовой смеси, включающей СО2.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru