Способ изготовления кюветы преобразователя лазерного излучения

 

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Я0 !40 941

А1 (51) 5 Н 01 5 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! ,(46) 15.12,90. Бюл. Ф 46 (21) 4050459/24-2! (22) 27.1 2.85 (72) В.Б.Браиловский, А.E.Ðûæêîl, Л.К.Распопина и Е.И.Гусев (53) 621.373.826 (088.8) (56) Дэюмоидзи И., Кобаяси Т., Инаба Х. Нелинейные резонансные,эф-.фекты в атомных газах.."Квантовая, электроника", т.3, У 4, 1976, с.790797.

D.Catter, О.C,Hanna "5timulàted . electronic Raman 5cattertng ln Сз

Vapour: о - s1вр1е tunable laser

sistern for the 2,7-3,5 рв Гец1оп".ОрО са1 and Quantum E l ec t ron i cs, В 9,, 1977, р.р 509-518, (54) CnOC0S

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ . (57) Способ изготовления- кюветы (К) преобразователя лазерного излучения реализован в устройстве. Оболочку К изготавливают из монокристаллического корунда выращиванием иэ расплава со скоростью 0,5-1,5 мм в. 1 мин одновременно формируют канал 2 ïåреизлучения (КП) и канал 3. На поверхность КП 2 наносят две метки иэ графита, которые затем обрабатывают импульсным лазерным излучением с частотой импульсов 0,5-1 0 Гц, длительностью 0,5-0,7 мс н энергией .

0,5-8 Дж до образования отверстий 9.

Иеталлический штенгель (ltm ) 12 припаивают в канал 3, закрывают его защитным стаканом 13 иэ корунда, припаивают одновременно с оптически прозрачными стеклами 11, затем проиэво- Е дят откачку, заполняют K щелочным металлом и герметизируют ИПГ 12. Упрощается процесс:изготовления К и повышается ее срок службы. 3 ил.

140394 !

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при изготовлении кювет для преобразователей лазерного излучения на эффекте вынужденного злект ронного комбинационного рассеяния.

Цель изобретения — упрощение изготовления и увеличение срока службы — достигается за счет изготонле- 10 нгя оболочки кюнеты из монокристалла корунда при одновременном формировании канала переизлучения и дополнительного канала, который соединяют с откачным штенгелем. 15

На фиг.! показана оболочка кювет в процессе изготовления, на фиг.2отверстия, соединяющие канал переизлучения с допо. ительным каналом, ! выполняющим роль балластной полости, 20 в процессе изготовления; на фиг.3 кювета з сборе.

Оболочка изготавливается из про" филированного монокристаллического коругда, выращенного н виде моноблока 1, имеющего канал 2 переизлучения и дополнительный канал 3. Моноблок получается непосредственной кристаллизацией из расплава 4 со ско" ростью 1,0 мм/мин после прохождения З0 формообразователя 5. После окончания выращивания моноблока он охлаждается, проводится его отжиг и обрезка по тооцам до необходимого размера.

После этого на внутреннюю поверхность перемычки моноблока 1 в канале

2 переизлучения наносят графитсзую метку 6. В дополнительный канал 3 вставляют металлическую пластину 7.

Графитовая метка необходима для того, 40 чтобы нагреть место прошивки отверстия до высокой температуры, так как н холодном состоянии корунд пропускает излучение лазера, а в нагретом до расплава состоянии хорошо поглощает 45 лучи лазера с p = 1,06. Металлическая пластина 7 необходима для того, чтобы не повредить стенки моноблока напротив отверстия. Далее фокусируют на метку 6 лазерное излучение 8 с

1,06 и производят лазерную обработку - прошинку отверстия 9 в оболочке (моноблоке) 1 импульсами с частотой 0,5-1 Гц, длительностью .

0,5-0,7 мс, энергией 0,5-8 Дж. Метка и коруид под меткой разогреваются и испаряются. По мере углубления отверстия необходимо перемещать вглубь. перемычки и фокус лазерного луча. После окончания прошивки сквозного отверстия пластину 7 вынимают. Таким же опособом делают второе отверстие в перемычке. Кюнета промывается от остатков испарившего. ся при прошивке отверстия материала, высущивается и с помощью стеклоцемента 10 производят пайку в среде аргона .с давлением 1,2 атм при 1380 С оптически прозрачных полированных окон 11 из лейкосапфира. Одновременно можно производить пайку тем же цементом откачного штенгеля 12 иэ сплава ниобия. После этого через штенгель 12 производят откачку канала 2 переизлучения и дополнительно-го канала 3, заполняют кювету щелоч" ным металлом, производят герметизацию штенгеля 12. Дальше с помощью стекла С-67 производят пайку при

1000 С стакана 13 иэ корунда в атмосфере аргона с данлением 1,2 атм.

При,изготовлении кюветы необходимо следить, чтобы все соединяемые монокристаллические части (оболочка кюветы, окна и стакан ) имели одну и ту же кристаллическую ориентацию, так как у корунда коэффициент линейного термического расширения в направлениях поперек и вдоль основной оси сильно различается. Чтобы предотвратить треск монокристаллических деталей при пайке, необходимо соблюдать условия, когда отклонения в ориентации кристаллографических осей всех элементов не превышают 20 . Способ несложен для промышленного освоения.

С помощью описанного способа можно получать отпаянные кюветы с различными металлами (К, Cs и др.), которые при помещении их в печь создают необходимое давление паров внутри кюветы и, пропуская лазерное иэлуче. ние через оптически прозрачное окно, преобразовывают коротковолновое излучение в длинноволноное.

Кювета может очетаться с любым лазером, транспортабельна, готова к работе после нагрева до заданной температуры. Кроме того, кювета, полученная по предлагаемому способу, не нуждается в буферном газе для защиты окон — это увеличивает КПД кюветы, так как ее активная эона становится длиннее.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ изготовления кюветы преобразователя лазерного излучения, 1403941 включающий изготовление оболочки кюветы с каналом переиэлучения, соединение.ее с оптически прозрачными окнами и металлическим откачным штен-.

5 гелем, откачку и наполнение канала переизлучения рабочим металлом; герметизацию штенгеля и защите его от окисления, отличающийся тем, что, с целью упрощения изготовления 10 и увеЛичения срока службы, оболочку кюветы изготавливают из монокристаллического корунда выращиванием из расплава со скоростью 0,5-1,5 мм/мин и одновременно формируют канал пе- 15 реизлучения и параллельный ему дополнительный канал, охлаждают, обрезают излишки оболочки, перед присоединением оптически прозрачных окон.и металлического откачного штенгеля иа эо поверхности канала переиэлучения, обращенной к дополнительному каналу, йаносят по крайней мере одну метку из графита, напротив которой в до- . полнительном канале размещают металлическую полоску, фокусируют лазер- . ное излучение с длиной волны 1,06 им на графитовую .метку и последовательно обрабатывают области с метками импульсным лазерным излучением с часI тотой следования импульсов 0,51,0 Гц, длительностью 0,5-0,7 мс и энергией 0,5-8 Дж до образования отверстий между каналами, удаляют металлическую полоску, очищают каналы, металлический штенгель соединяют с дополнительным каналом оболочки, закрывают штенгель защитным стаканом из корунда, который припаивают к оболочке кюветы стеклом в среде аргона, а оптически прозрачные окна и защитный стакан соединяют с оболочкой так, что их кристаллографическая ориентация отличается не более чем на 20 от крисо таллог рафнч еской ориентации оболочки.

l 40394 l

tPluS

Составитель Д,Рау

Редактор Г.Иозжечкова Техред И.Дидьпс

Корректор А,Обручар

Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская иаб. д. 4/5

Заказ 4334

Ю

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4