Лазер на парах металлов
ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ, содержащий газоразрядную трубку, узел стабилизации температуры рабочего объема газоразрядной трубки, задатчик частоты следования импульсов генерации, задатчик энергии импульсов генерации, формирователь импульсов запуска, выход которого соединен с источником дополнительных, не вызывающих генерацию, импульсов и через блок задержки - с источником возбуждения, отличающийся тем. что, с целью управления энергией и импульсной мощностью генерации при изменении частоты следования импульсов возбуждения, в него введены компенсатор задержки, при этом блок задержки выполнен регулируемым, вход компенсатора задержки соединен с входом формирователя импульсов и с выходом задатчика частоты, а выход компенсатора соединен с входом блока задержки и задатчиком энергии, причем источники дополнительных импульсов и импульсов возсл буждения выполнены стабилизированными с по амплитуде и длительности.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sl)s Н 01 S 3/227
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3434179/25 (22) 07.05.82 (46) 07,09,92. Бюл. ¹ 33 (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения "Оптика" CO АН
СССР и Институт оптики атмосферы СО АН
СССР (72) В,И.Воронов, А.Н.Солдатов и B.Ф.Федоров (53) 621.375.8(088,8) (56) Гордон Е;Б, и др. Возбуждение лазеров на парах металлов пучками импульсов.— . Квантовая электроника, 1978, ¹ 2, с,452.
Авторское свидетельство СССР
¹ 824854, кл, Н 01 S Зу22, 1980. (54)(57) ЛАЗЕР НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ, содержащий газоразрядную трубку, узел стабилизации температуры рабочего обьема газоразрядной трубки, задатчик частоты
Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при создании лазеров на парах металлов, способных работать с программным управлением частотой следования импульсов и энергией импульсной генерации, импульсной или средней мощности.
Известен лазер на парах металлов, работающий в режиме саморазогрева, в котором реализуется режим стабилизации средней мощности генерации при цуговом импул ьсно-периодическом разряде. Недостатком данного лазера является то, что он не может работать при изменении частоты следования импульсов в широком диапазоне частот.
» SU «, 1099805A1 следования импульсов генерации, задатчик энергии импульсов генерации, формирователь импульсов запуска, выход которого соединен с источником дополнительных, не вызывающих генерацию, импульсов и через блок задержки — с источником возбуждения, отличающийся тем. что, с целью управления энергией и импульсной мощностью генерации при изменении частоты следования импульсов возбуждения, в него введены компенсатор задержки, при этом блок задержки выполнен регулируемым, вход компенсатора задержки соединен с входом формирователя импульсов и с выходом задатчика частоты, а выход компенсатора соединен с входом блока задержки и задатчиком энергии, причем источники дополнительных импульсов и импyëüñoB возбуждения выполнены стабилизированными по амплитуде и длительности.
Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному являстся лазер на парах металлов, содержащий газоразрядную трубку узел стабилизации температуры рабочего объема газоразрядной трубки, задатчик частоты следов;-.ния импульсов генерации, задатчик энергии импульсов генерации, формирователь импульсов запуска, выход которого соединен с источником дополнительных, IIå вызывающих генерацию импульсов и через блок задержки — с источником возбуждения.
B известном лазере стабилизация температуры при изменении частоты следования импульсов осуществляется за счет автоматического изменения количества до1099805 полнительных импульсов, H. вызывающих полнительных импульсов и источник возгенерацию, и регулировки их амплитуды, а Суждающих импульсов вырабатывают пару стабилизация энергии импульса генерации следующих с задержкой импульсов стабилиосуществляется за счет обратной связи ог зированных амплитуды и длительности. измерителя энергии к источнику возбужде- 5 Первый — дополнительный импульс — не выния, который автоматически изменяет амп- эывает генерацию, ионизирует плазму так, литуду импульса возбуждения, что к началу импульса возбуждения она долНедостатком известного лазера являет- жна иметь одинаковую степень ионизации, ся то, что в нем невозмо>кно заранее задать Однако с изменением частоты следования величину энергии импульса генерации или 10 изменяется остаточная ионизация после паимпульсной мощности при изменении час- ры импульсов и, следовательно, будет изметоты следования импульсов генерации. няться ионизация плазмы перед импульсом
При использовании лазеров на парах возбуждения. Для исключения этого влияметаллов, например, при зондировании ат- ния лазер содержит компенсагор, который мосферы, в связи, в голографии при техно- 15 автоматически, с изменением частоты слелогических операциях и физических дования, изменяет величинузадержки межисследованияхнеобходимо,чтобылазерра- ду парой импульсов, Так, с увеличением ботал с перестройкой частоты следования частоты следования, когда степень остаточимпульсов с заранее заданной величиной ной ионизации увеличивается, задержка энергии или импульсной мощности. 20 между парой импульсов тоже увеличиваетЦелью изобретения является управле- ся, что приводит к уменьшению ионизации ние энергией и импульсной мощностью ге- перед импульсом возбуждения. нерации при изменении частоты Установка необходимой величины энерследования импульсов возбуждения, гии или импульсной мощности от нуля до
Поставленная цель достигается тем, что 25 максимума производится изменением зав лазер на парах металлов, содер>кагций га- держки между парой импульсов, которое зоразрядную трубку, узел стабилизации осуществляется с помощью регулируемого температуры рабочегс обьема гаэоразряд- блока задержки. ной трубки, задатчик частоты следования На фиг.1 приведена блок-схема лазера импульсов генерации, задатчик энергии им- 30 с управляемыми параметрами; на фиг.2— пульсов генерации, формирователь kìïóëü- узел стабилизации температуры лазера, соВ запуска, выход vQTopGI0 соединен с Лазер состоит из газоразрядной трубки источником дополнительных, не вызываю- 1, блока стабилизации температуры 2, исщих генерацию, импульсов и ерез блок за- точника 3 дополнительных импульсов, исдержки — с источником возбуждения, 35 .гочника возбуждающих импульсов 4, введен компенсатор эадер>кки; при этом формирователя импульсов запуска 5, блока блок задержки выполнен регулируемым, регулируемой задержки 6, компенсатора 7, вход компенсатора задержки соединен с задатчика частоты 8, задатчика энергии 9, входом формирователя импульсов и с BblxG устройства внешнего управления 10, передом задатчика частоты, а выход компенсато- 40 ключателя 11. ра соединен с входом блока задержки и Узел стабилизации рабочего обьема задатчиком энергии. причем источники до- ГРТ содержит вакуумноплотную оболочку полнительных импульсов и импульсов воэ- 12. выходные окна 13, электроды 14, керабуждения выполнены стабилизированными мическую трубку 15, дополнительную керапо амплитуде и длительности, 45 мическую трубку 16, рабочее вещество 17, Известно,что при постояннойтемпера- электроизолятор 18, нагревательный элетуре рабоче о объема газоразрядной трубки мент 19, термопару 20, теплоизолятора 21 и
{ГРТ) и стабилизированном импульсе воз- схему питания, включающую в себя задатбу>кдения энергия импульса генерации и чик температуры 22 и источник 23 постоянимпульсная мощность зависят Ot вели,ины 50 ного тока. межимпульсного периода. 8 предложенном Лазер работает следующим образом. лазере стабилизация температуры рабочего Импульсы рабочей частоты от задатчика обьема ГРТ осуществляется устройством 8 частоты или устройства внешнего управлеподогрева, электрически несвязаннымс ра- ния 10 поступают на формирователь имбочим обьемом, что исключает паразитное 55 пульсов запуска 5. Импульсы запуска влияние нагревателя на состояние плазмы. подаются на управляющий вход источника
Постоянство плазмы в предложенном дополнительных импульсов 3 и через блок лазере достигается тем. что как в режиме регулируемой задержки 6 — на управляюодиночных импульсов, TBK и при высокой щийвходисточникавозбуждающихимпульчастоте следования импульсов источник до- сов, Источник 3 дополнительных импульсов
1099805 и источник 4 возбуждающих импульсов вырабатывают стабильные по амглитуде и длительности импульсы, причем источник 3 дополнительных импульсов вырабатывает импульсы, не вызывающие генерации. Блок регулируемой задержки 6 обеспечивает плавную регулировку задержки импульса возбуждения относительно дополнительного импульса, что приводит к изменению энергии импульса генерации от нуля до максимума. Величина энергии импульса генерации устанавливается задатчиком энергии
9 или устройством внешнего управления.
Так как энергия импульса генерации при постоянной температуре изменяется с изменением частоты следования импульсов, то ее изменение автоматически компенсируется изменением задержки с помощью компенсатора 7. Переключателем 11 обеспечивается работа B режиме ручного или автоматического управления, Узел стабилизации температуры работает следующим образом.
От источника 23 питания постоянный ток подается на нагревательный элемент
19, который производит нагрев ToHI 14 на нагревательный элемент 19 между ке5 рамической трубкой 15 и вакуумноплотной оболочкой 12 установлены электроизоляторы 10. Благодаря тому, что керамическая трубка 45 выпал!!ена тонкостенной и между ней и теплоизолятором 21, который удержи10 вается дополнительной керамической трубкой 16, имеется зазор, точность поддержания рабочей температуры будет достаточно высокой и составляет единицы градуСОв, 15 Лазерное излучение из ГРТ выходит через Выходные окна 13. Схема лазера позволяет задавать необходимую энергию генерации или импульсную мощность путем изменения задержки 20 между парой импульсов со стабигизированной амплитудой и дл!Ительность!о, При этом управление Выходныв1и параметрами лазера может осуществляться от внешнего устройства по заранее заданной программе. Такой режим работы в совокупности с ждущим режимом работы, когда обеспечивается ускоре !ны!1 выход в режим генерации, зна-!ительно повысит эффективность 30 применения этих лазеров в различных областях науки и техники. Так, пр!1ме!1ен 1е их в устроиствах для лазер! !ОГО Зонд!1!pODBII! III разл 1ч!! ых сред (атмосферы, мо!. ских глуо!1н) повысит ин 35 формативность измерений, 1099805 Составитель Техред М,Моргентал Корректор Е,.Папп Редактор Е. Гиринская Заказ 4052 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
