УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХЧАСТОТНОГО ЛАЗЕРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХЧАСТОТНОГО ЛАЗЕРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ


RU (11) 2056682 (13) C1

(51) 6 H01S3/08, B01D59/34 

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

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

(21) Заявка: 93015563/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.24 
(45) Опубликовано: 1996.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Летохов В.С. Успехи физических наук, 1986. 2. Европейская заявка N 417327, кл. B 01D 59/34, 1990. 3. Евсеев А.В. и др. Квантовая электроника N 15, 606, 1988. 4. Кузьменко В.А. Квантовая электроника, N 13, 2545, 1986. 
(71) Заявитель(и): Кузьменко Владимир Александрович 
(72) Автор(ы): Кузьменко Владимир Александрович 
(73) Патентообладатель(и): Кузьменко Владимир Александрович 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХЧАСТОТНОГО ЛАЗЕРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ 

Использование: в лазерной технике. Сущность изобретения: устройство для двухчастотного лазерного разделения изотопов включает CO2 - лазерную камеру с дифракционной решеткой, фотохимический реактор с металлическим зеркалом и криогенным сепаратором, фокусирующую линзу. Для увеличения производительности установки линза выполнена в виде разделительного окна между лазерной камерой и реактором. В лазерной камере расположено дополнительное металлическое зеркало. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к квантовой электронике.

Известно, что под действием излучения импульсного СО2-лазера молекулы многих соединений способны диссоциировать с высокой изотопической селективностью [1] Это явление можно использовать для создания технологии лазерного разделения изотопов углерода. Для эффективной диссоциации молекул требуется плотность энергии лазерного излучения 5-10 Дж/см2 за один импульс. Частота следования импульсов и средняя мощность установки обычно лимитируются лучевой прочностью материала разделительного окна лазерной камеры. В качестве разделительных окон обычно используются плоскопараллельные пластины из NaCl или ZnSe, расположенные под углом Брюстера к оси лазерного луча.

Принципиальным решением проблемы является использование газодинамического окна. Однако это устройство требует для своей работы расхода большого количества энергии и гелия. Использование этого устройства может быть оправдано лишь для особо мощных лазерных установок.

Другим решением этой проблемы являются уменьшение плотности энергии лазерного излучения в области разделительного окна лазерной камеры и фокусировка излучения внутрь фотохимического реактора.

Прототипом предлагаемого технического решения является устройство [2] включающее лазер и реактор. Линза фокусирует излучение лазера внутрь реактора. В реакторе расположено металлическое зеркало. Газ непрерывно прокачивается через реактор. Эффективная диссоциация молекул происходит в области каустики линзы.

Существенный недостаток данного устройства состоит в том, что здесь используется одночастотное лазерное излучение. В то же время известно, что эффективность многофотонной диссоциации значительно возрастает при использовании двухчастотного излучения [3]

Техническим результатом изобретения является увеличение производительности установки лазерного разделения изотопов путем осуществления двухчастотного режима диссоциации молекул.

Этот результат достигается тем, что на пути луча дополнительной частоты, выходящего из реактора и отраженного дифракционной решеткой в первый порядок, установлено металлическое зеркало, которое позволяет получать двухчастотную генерацию в лазере [4]

Схема предложенного устройства представлена на чертеже.

Устройство включает лазерную камеру 1 и реактор 2. В лазерной камере расположена дифракционная решетка 3. В реакторе расположено металлическое зеркало 4 с радиусом кривизны R=-1- -5 м. Фокусирующая линза 5 с фокусным расстоянием f= 1-5м является разделительным окном между лазерной камерой и реактором. Реактор расположен в области каустики излучения лазера, и через него прокачивается смесь диссоциирующего соединения, например СF2HCl с буферным газом, азотом или сухим воздухом. Газовая смесь разделяется в криогенном сепараторе 6, oчищенный буферный газ вновь подается в реактор и служит для предотвращения диффузии молекул исходного вещества и продуктов его диссоциации к линзе 5 и зеркалу 4 и устраняет непроизводительные потери лазерного излучения на поглощение вне каустики излучения. Дополнительное зеркало 7 может быть установлено внутри СО2-лазерной камеры рядом с линзой. Оно обращено в сторону дифракционной решетки и размещено в первом порядке ее отражения для дополнительной частоты. Прямой резонатор лазера, образованный решеткой 3, линзой 5 и зеркалом 4, обычно настраивают на одну из длинноволновых линий генерации 9Р(26)-10R(20). Зигзагообразный резонатор, образованный зеркалом 7, решеткой 3, линзой 5 и зеркалом 4 настраивают на одну из коротковолновых линий генерации 9R(12)-9P(24). Поглощающий излучение газ в реакторе играет роль пассивного затвора и стабилизирует двухчастотную генерацию, развивающуюся в режиме конкуренции частот. Задержка между импульсами излучения разной частоты минимальна (50нс), что весьма благоприятно для многофотонной диссоциации молекул. С помощью предложенного устройства удается получить с высоким КПД устойчивую двухчастотную генерацию для ряда комбинаций линий.

Экспериментальная проверка предложенного технического решения проводилась с использованием плосковыпуклой линзы из NaCl c фокусным расстоянием f=2 м. Реактор длиной 60 см располагался в каустике излучения. Медное зеркало 4 с радиусом кривизны R=-2,5 м располагалось внутри реактора на расстоянии 380 см от линзы. Дополнительное медное зеркало 7 с радиусом кривизны R=-15 м располагалось внутри СО2-лазерной камеры рядом с линзой. Прямой резонатор (3-5-4) настраивался на линию генерации 10R(26). Зигзагообразный резонатор (7-3-5-4) настраивался на линию 9Р(12). Давление диссоциирующего соединения (CF2HCl) в реакторе составляло 30 мм рт. ст. давление буферного газа (азота)-30 мм рт.ст.Проводилось сравнение производительности установки в режиме двухчастотной диссоциации с режимом одночастотной диссоциации, когда лазер был настроен на линию 9Р(20).

Установлено, что при использовании устройства, эквивалентного фиг. 2, производительность установки оказалась выше в 1,8 раза при том же энерговкладе в лазерную смесь, чем при работе в режиме одночастотной диссоциации.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить производительность установки лазерного разделения изотопов углерода. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХЧАСТОТНОГО ЛАЗЕРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ, включающее CO2-лазерную камеру с дифракционной решеткой, фотохимический реактор с металлическим зеркалом и криогенным сепаратором, фокусирующую линзу, отличающееся тем, что фокусирующая линза выполнена в виде разделительного окна между лазерной камерой и реактором, а на пути прохождения лазерного луча дополнительной частоты, выходящего из реактора и отраженного дифракционной решеткой в первый порядок, установлено дополнительное металлическое зеркало.


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