ПРОТОЧНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР

ПРОТОЧНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР


RU (11) 2270499 (13) C2

(51) МПК
H01S 3/22 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004115440/28 
(22) Дата подачи заявки: 2004.05.21 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.05.21 
(43) Дата публикации заявки: 2000.01.01 
(45) Опубликовано: 2006.02.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU1718314A1, 07.03.1992.

SU1064838A1, 20.03.1996.

SU890929A1, 07.01.1985.

WO03021729А, 13.03.2003. 
(72) Автор(ы): Фомичев Владислав Павлович (RU); Оришич Анатолий Митрофанович (RU); Пузырев Лев Николаевич (RU); Фомин Василий Михайлович (RU); Филев Владислав Феликсович (RU); Печурин Вячеслав Александрович (RU); Голышев Анатолий Пантелеевич (RU); Приходько Юрий Михайлович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Научное учреждение "Отдельное конструкторское бюро лазерной техники при СО РАН", (НУ ОКБ лазерной техники при СО РАН) (RU); "Институт теоретической и прикладной механики СО РАН" (ИПТМ СО РАН) (RU) 
Адрес для переписки: 630090, г.Новосибирск, ул. Институтская, 4/1, НИУ ИТПМ СО РАН 

(54) ПРОТОЧНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР

Проточный газовый лазер содержит корпус, газодинамический контур с вентиляторами-теплообменниками, выполненными в виде роторов с дисками на полом валу, газоразрядную камеру и систему подачи хладагента в теплообменники, а также резонаторы и электродвигатели вентиляторов-теплообменников. Газодинамический контур лазера выполнен из двух пар теплообменных каналов-газопроводов с общей газоразрядной камерой с одним анодом и двумя катодами, при этом каждый теплообменный канал-газопровод содержит последовательно расположенные в обечайке вентиляторы-теплообменники, оси которых расположены параллельно аноду, один из которых является нагнетающим газ в газоразрядную камеру и последующие - всасывающим, причем газодинамический контур, резонаторы и электродвигатели вентиляторов-теплообменников помещены в общий вакуумный объем. Электродвигатели вентиляторов-теплообменников, помещенные в вакууме, снабжены системой принудительного охлаждения. Технический результат - повышение КПД лазера за счет эффективности охлаждения газа и его технологичности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в технологических процессах.

Известен проточный газовый лазер с замкнутой системой циркуляции газа, содержащий размещенные в герметичном корпусе вентилятор, служащий для перемещения рабочего газа по замкнутому контуру, систему электродов для возбуждения газа электрическим разрядом, оптический резонатор и теплообменник [1].

Недостатком известного лазера является наличие в его корпусе громоздкого теплообменника, увеличивающего габариты и усложняющего конструкцию лазера.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является проточный газовый лазер, содержащий герметичный корпус с расположенными в нем средствами для прокачки и теплообмена газа, выполненными в виде ротора с дисками на полом валу, и систему подачи хладагента в теплообменник, а также электроды для поддержания возбуждающего электрического разряда в газе и оптический резонатор для вывода излучения. Причем количество роторов-теплообменников равно количеству электроразрядных камер [2].

Недостатком лазера является низкая степень охлаждения нагретого в камере разряда рабочего газа и, следовательно, низкий уровень генерируемого излучения и низкий КПД лазера.

Задачей изобретения является повышение степени охлаждения газа, повышение КПД лазера и его технологичности.

Поставленная задача достигается благодаря тому, что проточный газовый лазер содержит корпус, газодинамический контур с вентиляторами-теплообменниками, выполненными в виде роторов с дисками на полом валу, газоразрядную камеру и систему подачи хладагента в теплообменники, а также резонаторы и электродвигатели вентиляторов-теплообменников. Газодинамический контур лазера выполнен из двух пар теплообменных каналов-газопроводов с общей газоразрядной камерой с одним анодом и двумя катодами, при этом каждый теплообменный канал-газопровод содержит последовательно расположенные в обечайке вентиляторы-теплообменники, оси которых расположены параллельно аноду, один из которых является нагнетающим газ в газоразрядную камеру и последующие - всасывающим и, например, промежуточные - связаны между собой общим каналом-газопроводом, причем газодинамический контур, резонаторы и электродвигатели вентиляторов-теплообменников помещены в общий вакуумный объем. 

Электродвигатели вентиляторов-теплообменников, помещенные в вакууме, снабжены системой принудительного охлаждения.

Использование нескольких теплообменных каналов-газопроводов с вентиляторами-теплообменниками для охлаждения одной (общей) газоразрядной камеры обеспечивает эффективную работу лазера путем ступенчатого снижения температуры потока до уровня, обеспечивающего полное тушение возбужденных уровней оптически активных молекул или атомов. 

Для подачи и отвода охлаждающей жидкости к дискам ротора вентиляторов-теплообменников через корпус вакуумного объема на полом валу установлены торцевые уплотнения.

Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.

На фиг.1 изображен проточный газовый лазер, на фиг.2 - то же, вид сбоку.

Проточный газовый лазер содержит корпус 1, газодинамический контур 2 с вентиляторами-теплообменниками 3, 4, 5, 6, выполненными в виде роторов с дисками на полом валу, и газоразрядную камеру 7 с анодом 8 и катодами 9 и 10, а также систему подачи хладагента в вентиляторы-теплообменники (не показана). Лазер также имеет резонаторы и электродвигатели вентиляторов-теплообменников с системой охлаждения (не показаны). Газодинамический контур 2 лазера выполнен из двух теплообменных каналов-газопроводов 11 и 12 с общей газоразрядной камерой 7, каждый из каналов-газопроводов содержит последовательно расположенные в обечайках 13 и 14, например, по два вентилятора-теплообменника 3, 4 и 5, 6, оси которых расположены параллельно аноду 8. Один из вентиляторов-теплообменников, в каждой паре теплообменных каналов-газопроводов 11 и 12, является нагнетающим газ 3 и 5 в газоразрядную камеру 7, а последующие 4 и 6 - всасывающие. Для более эффективного понижения температуры потока газа в каналах-газопроводах 11, 12 может быть установлено последовательно друг за другом несколько промежуточных вентиляторов-теплообменников. 

В месте расположения газоразрядной камеры 7, каналы-газопроводы 11 и 12 образуют общую часть канала.

Всасывающие вентиляторы-теплообменники 4 и 6 не связаны непосредственно с газоразрядной камерой 7 и являются основными для эффективного охлаждения газового потока. Газодинамический контур, резонаторы и электродвигатели помещены в общий вакуумный корпус 1. Электродвигатели вентиляторов-теплообменников для работы в вакууме снабжены системой водяного охлаждения. Для предотвращения попадания охлаждающей жидкости в вакуумный объем на полых валах вентиляторов-теплообменников установлены торцевые уплотнения. Для вывода лазерного излучения в герметичном корпусе предусмотрено окно 15.

Проточный газовый лазер работает следующим образом. Дисковые вентиляторы-теплообменники 3 и 5 подают охлажденный газовый поток в разрядную камеру 7. Между катодами 9, 10 и анодом 8 зажигают электрический разряд, возбуждая колебательные уровни активной газовой компоненты рабочей смеси. В резонаторе в результате вынужденного излучения возбужденной активной компоненты создают направленное лазерное излучение, которое выводят через окно 15. Нагретый разрядом газовый поток засасывается вентиляторами-теплообменниками 4 и 6 в каждом из своих теплообменных каналов-газопроводов 11 и 12 и охлаждается до некоторой температуры, соответствующей наиболее эффективному режиму работы вентиляторов-теплообменников 4, 6. При этом температура газа может оставаться выше температуры полной дезактивации колебательных уровней газового потока. Если предусмотрено многоступенчатое охлаждение газа, то далее газ подается к следующим промежуточным вентиляторам-теплообменникам, в которых происходит ступенчатое охлаждение газа до температуры полной дезактивации газовой смеси, а затем поступает на вентиляторы-теплообменники 3 и 5, нагнетающие рабочую газовую смесь в разрядную камеру.

Через систему подачи хладагента охлаждающую жидкость подают во вращающиеся полые валы роторов вентиляторов-теплообменников, при этом используют торцевые уплотнения на стенках вакуумного объема.

Данная компоновка лазера технологична, обеспечивает высокую степень охлаждения потока газа в газодинамическом контуре и тем самым позволяет повысить КПД лазера.

Источники информации

1. Патент США №4099143, кл. 33194.5, 1978 г.

2. А.С. SU №1718314, H 01 S 3/22, 1981 г. - прототип.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Проточный газовый лазер, содержащий корпус, газодинамический контур с вентиляторами-теплообменниками, выполненными в виде роторов с дисками на полом валу и газоразрядной камерой с анодом и катодом, и систему подачи хладагента в теплообменники, а также резонаторы и электродвигатели вентиляторов-теплообменников, отличающийся тем, что газодинамический контур лазера выполнен из двух теплообменных каналов-газопроводов с общей газоразрядной камерой с дополнительным катодом, при этом каждый теплообменный канал-газопровод содержит последовательно расположенные в обечайке вентиляторы-теплообменники, оси которых расположены параллельно аноду, один из которых является нагнетающим охлажденный газ в газоразрядную камеру, другой - всасывающий горячий газ из газоразрядной камеры, причем газодинамический контур, резонаторы и электродвигатели вентиляторов-теплообменников с принудительным охлаждением помещены в общий вакуумный объем. 

2. Проточный газовый лазер по п.1, отличающийся тем, что каждый теплообменный канал-газопровод, между всасывающим и нагнетающим вентиляторами-теплообменниками, дополнительно содержат промежуточные вентиляторы-теплообменники, ступенчато понижающие температуру газового потока.



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