Способ изготовления активного элемента газового лазера

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 $3/034

ГОСУДАРСТВЕ HHblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3005303/25 (22) 17,11.80 .(46) 07,09.92. Бюл. N ЗЗ (72) А. М. Кодылев, В. С.Трусов, . А.Т,10нин и В.А.Степанов (53) 621.375;8(088.8) (56) Патент США М 3183937, кл, 139-89, 1965, Патент США t4 3390351, кл, 331-94.5, 1968, Авторское свидетельство СССР

М 633106, кл. Н 01 $3/22, 1974. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА, включающий формирование на конце разрядного капилляра оптического наконечника, .выполнение на наконечнике поверхности, .расположенной под углом

Брюстера к оси разрядного капилляра, приварку к наконечнику выходного окна, о т л и- ч а ю шийся тем, что, с целью повышения

Изобретение относится к квантовой электротехнике и может быть использовано при разработке газовых лазеров.

Известны способы изготовления активных элементов газовых лазеров, в которых оптические окна крепятся к торцам капилляра с помощью герметика или с помощью сварки кислородно-газовой горелкой, С применениЕм герметика и уплотнителя связан ряд недостатков как в. процессе герметизации, так и .при дальнейшей эксплуатации активного элемента лазера: большая газопроницаемость и газовыделеwe, малый срок службы, невысокая сохраняемость.

„„.ЯХ „„1025307 А1 технологического выхода, для формирования оптического наконечника внутрь разрядного капилляра на глубину термической обработки помещают калиброванный металлический стержень, нагревают конец капилляра до температуры размягчения стекла, постепенным набором стекла при одновременном вращении капилляра относительно металлического стержня формируют шарообразный наконечник, при этом поверхность, расположенную под углом

Брюстера выполняют в плоскости, отстоящей от поверхности шарообразного наконечника до ее пересечения с осью капилляра на расстояние Н, равном

H = D/2-< К, где 0 — диаметр шарообразного наконечника;

С вЂ” толщина выходного окна;

К = f(n), где п — коэффициент преломления материала выходного окна.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ изготовления активного элемента газового лазера, включающий формирование на конце разрядного капилляра оптического наконечника, выполнение на наконечнике поверхности, расположенной под углом

Брюстера к оси разрядного капилляра, приварку к наконечнику выходного окна.

Известный способ изготовления являетсяоптимальнымдля разрядных капилляров, выполненных из кварцевого стекла, отличающегося высокой тугоплавкостью и возможностью получения спаев беэ применения отжига.

1026307

В связи с появлением стек.-:янных окон высокого качества типа ВО-54 с малыми оптическими потерями, в последнее время широко применяются конструкции, в которых материалы разрядного капилляра и оптического окна имеют одинаковый коэффициент термического расширения. порядка 52 ° 10 7 1/град, что в значительной степени упрощаеттехнологию их изготовления.

Недостатком известного способа применительно к изготовление указанных конструкций является низкий технологический выход годных изделий за счет деформации оптического окна в зоне сварки. больших оптических потерь вследствие напряжений в стекле, сложность технологического процесса, связанная с необходимостью применения многократного промежуточного отжиге.

Целью изобретения является повышение технологического выхода.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления активного элемента газового лазера, включающем формирова.ние на конце разрядного капилляра оптического наконечника, выполнение на наконечнике поверхности, расположенной под углом Брюстера к оси разрядного капилляра и приварку к наконечнику выходного окна, для формирования оптического наконечника внутрь разрядного капилляра на глубину термической обработки помещают калиброванный металлический. стержень, нагревают конец капилляра до температуры размягчения стекла, постепенным набором стекла при одновременном вращении капилляра относительно металлического стержня формируют шарообразный наконечник, при этом поверхность, расположенную под углом Брюстера, выполняют в плоскости, отстоящей от поверхности шарообразного наконечника до ее пересечения с осью капилляра на расстояние Н равном:

Н = О/2-t" К, где D — диаметр шарообразного наконечника;

1 — толщина выходного окна;

К = f(n) где n — коэффициент преломления материала выходного окна.

На чертеже изображен активный элемент с выходным оптическим узлом, изготовленным по предложенному способу.

На конце разрядного капилляра 1 сформирован полусферический наконечник 2, к которому приварено оптическое окно 3.

Предложенный способ осуществляют следующим образом..

Разрядный капилляр калибруется и к. нему привариваются.штенгеля. к которым в дальнейшем присоединяются катодные и анодные узлы. Затем внутрь капилляра помещают калиброванный металлический стержень на глубину термической обработки стекла. Постепенным набором стекла при одновременном ррашении капилляра относительно металлического стержня формуют шарообразный наконечник. После отжига капилляр обрезают и шлифуют под углом

Брюстера, таким образом, чтобы высота части сферы Н была меньше высоты полусферы на величину h = Kt; В дальнейшем капилляр промывают и после сборки его c катодным и анодным узлами приваривают оптические окна к полусферическому наконечнику трубки.

Поскольку по предложенному способу полусферический наконечник выполняется сплошным, то при определенном соотношении между внутренним диаметром разрядного капилляра и толщиной оптического окна (как установлено внутренний диаметр капилляра не должен превышать толщину окна более чем в 3 раза) устраняется деформация оптического окна под действием атмосферного давления, а следовательно исключается снижение мощности излучения в процессе. работы лазара. Выполнение определенного соотношения между высотой сферической части наконечника и диаметром сферы позволяет повысить технологический выход годных изделий за счет точного попадания луча в центральную часть оптического окна, которая подвергается наименьшему тепловому воздействию в процессе заварки.

Применение предложенного способа изготовления активных элементов газовых лазеров позволяет расширить область применения сварных соединений оптических окон лазера, и решить проблему повышения надежности, сохраняемости и долговечности активных элементов газовых лазеров в

2-5 раэ.

1025307

Составитель

Техред M.Mîðãåíòàë

КоРРектоР E. Па„п"

Редактор Е. Гиринская

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4052 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5