Ионный лазер на инертных газах

 

Иаобретеяие относится к квЁНТО вой электронике и может быть использовано при разработке ионных лазеров Целью изобретения является повышение надежности при уменьшении материалоеьосости лазера. В ионном лазере соленоид , охватывающий разрядную трубку , выполнен в виде двух секций. . Обмотки секций помещены в никелевую фольгу и их конечные выводы соединены меяду собой. Начальные выводы обмоток подключены к аноду и катоду активного элемента. Все вьшоды обмоток вьгаедены в эазор между секциями соленоида. Расположенный в зазоре между секциями соленоида металлический участок рубашки охдаящения служит электродом поджига и подсоелинен к одному нз концов вторичной обмотки повышаюшего трансформатора попка га. Другой конец обмотки трансформатора подключен через балластное сопротивление к одному из начальных выводов обмоток соленоида. Первичная обмотка трансформатора поджига подсоединена через кнопочный прерыватель к сети переменного тока промьппленной частоты . В лазере обеспечивается эффективное охлаждение обмоток соленоида, а также надежная электроизоляция элементов , находя1цихся .под высоким потенциалом 1 ил. а (Л с:

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСГ1УБ ЛИК

А1

И9) Ш) г (51) 5 h 01 S 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 30. 08. 91. Бюл. В 32 (21) 4056895/25 (22) 16.04,86 (72) В,Ф.Быковский, М.К.Дятлов, Б.П.Мнрецкий и Т.П.Саморукова (53) 621.375.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .:У 774500 кл. Н 01 S 3/22, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 965289, i Н 01 S 3/22, 1982. (54) ИОННЫЙ ЛАЗЕР НА ИНЕРТНЫХ ГАЗАХ (57) Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке ионных лазеров,, Цепью изобретения является повышение надежности при уменьшении материалоемкости лазера. В ионном лазере соленоид, охватывающий разрядную труб«у,. выполиек в виде двух секций., Обмотки секций помещены в никелевую фоль у и их конечные выводы соединены между собой. Начальные выводы обмоток подключены к аноду и катоду активного элемента, Все выводы обмоток выведены в зазор между секциями соленоида. Расположенный в зазоре между. секциями соленоида металлический участок рубашки охдажцення служит электродом поджига н подсоединен к одному нэ концов вторичной обмотки повышаюшего трансформатора поджига.

Другой конец обмотки трансформатора подключен через балластное сопротивление к одному из начальных выводов обмоток соленоида. Первичная обмотка трансформатора поджига подсоедннена через кнопочный прерыватель к сети а переменного тока промьппленной частоты. В лазере обеспечивается эффективное охлаждение обмоток соленоида, а также надежная электроиэоляция эле- С, ментов, находяшихся.под высоким потенциалом. 1 ил. 1416019

Изобретение относится к квантовой электронике н может быть использовано при создании компактных н надежных ионных лазеров непрерывного действия на инертных газах с повышенной мощностью излучения.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшенне материалоемкости лазера. 1О

На чертеже изображен ионный лазер на инертных газах со схемой питания.

Ионный лазер на инертных газах содержит активный элемент 1 с катодом 2, анодом 3 и рубашкой 4 водяно- 15 го охлаждения, соленоид в виде охватывающих активный элемент двух секций 5,6, имеющих многослойные цилиндрические обмотки с начальными и ко нечными выводами, электрод 7 поджига 20 в виде участка рубашки охлаждения, расположенного s зазоре между секциями соленоида, источник 8 питания в виде симметричного выпрямителя с заземленной средней точкой, подключен- 25 ный к аноду и катоду активного элемента, и трансформатор 9 поджига.

Обмотки секций соленоида размещены в чехлах 10 из никелевой фольги. Начальный и конечный выводы каждой обмотки выведены на торцы сек дй соленоида, обращенные друг к другу, При этом начальные выводы обмоток распо-ложены ближе к поверхности активного ,элемента чем конечные, и соединены

Ф

35 с катодом и анодом. Конечные выводы обмоток соединены между собой„ Один из выводов вторичной обмотки трансформатора п джига соединен через балластное сопротивление 11 с электродом поджига, а другой вывод — с начальным выводом одной из обмоток соленоида. Первичная обмотка низкочастотного повьппающего трансформатора 9 поджига подключена через вьпслю45 чатель 12 в промышленную сеть переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220-380 3. Зеркала оптического резонатора 13 служат для получения и вывода лазерного излучения в работающем лазере.

Конный газовый лазер работает следующим образом.

На катод и анод активного элемента, наполненного, например, аргоном до давления 6,8-1 мм рт.ст., подают напряжение от источника 8 питания, которое после подключения трансформатора поджига к промыппенной сети переменного тока инициирует в активном элементе разряд. Этот разряд возбуждает атомы аргона с образованием инверсной заселенности лазерных уровней, что приводит к получению генерации лазерного излучения в оптическом резонаторе. Напряжение питания подается также на начальные выводы обмоток соленоида, что приводит к образованию в соленоиде продольного магнитного поля. При длине разрядного капилляра активного элемента 1 м и его дИ аметре 2,5 м напряжение на аноде от симметричного выпрямителя с заземленной средней точкой составляет +300 В, а на катоде (-300)В, при этом напряженность магнитного поля в активном элементе достигает 1200-1500 Э, Размещение обмоток соленоида в чехлах из никелевой фольги позволяет эффективно отводить тепло, выделяющееся в обмотках, в охлаждающую жидкость, циркулирующую в заэоре между чехлом и кожухом секции, что дает .возможность уменьшить размеры, вес и материалоемкость ионного лазера и повыси. o его надежность, Размещение выводов обмоток соленоида между его секциями и подключение выпрямителя к начальным выводам позволяет повысить надежность лазера, поскольку конечные выводы обмоток. соленоида удалены от электродованода и катода активного элемента, находящихся под высоким потенциалом.

Так как начальные выводы расположены ближе .к активному элементу и граничат с внутренней поверхностью обмоток, которая по площади в 2-2,5 раза меньше наружной поверхности, ос- новной теплоотвод от обмотки происходит через наружную поверхность секций соленоида. Поскольку внутренняя поверхность покрыта более надежной электроизоляцией, а на конечных выводах обмоток напряжение относительно никелевой фольги и корпуса соленоида практически равно "0", вероятность пробоя соленоида практически исключена и надежность работы лазера в veлом значительно повышается.

Существенное преимущество конного лазера заключается также в том, что он не создает помех вычислительной технике и электронным системам автоматики, используемым в технологичес- ких установках. Это преимущество .свя3 14! зано с отсутствием крутых фронтов тока и напряжения при инициировании разряда в активном элементе лазера трансформатором поджига, подключены к электроду поджига и начальному выводу одной из обмоток через балластное сопротивление и питаемым от промышленной сети переменного тока.

Изобретение может быть использовано при разработке мощных аргоновых и криптоновых лазеров видимого и УФдиапазонов спектра, применяемых в технологических установках, в микро-. электронике для изготовления первичных фотошаблонов и интегральных микросхем, в оптической промьшленносs и для изготовления голографических оптических элементов.

Формула a s о б р е т е н н я

Ионный лазер иа инертных газах, содержащий активный элемент с катодом, анодом и рубашкой водяного охлаждения, соленоид, выполненный в виде охватывающих активный элемент двух секций, имеющих многослойные цилиндрические обмотки с начальными

6, ) 10 н конечными выводам1., электрод поджига, выполненный в виде участка рубашки охлаждения, расположенного в зазоре между секциямн соленоида, источник питания, подключенный к аноду

5\ и катоду, и трансформатор поджига, о т л и ч а ю щ и П с я тем, что, с целью повьппения надежности и уменьшения материалоемкости, в него введено балластное сопротивление, источник питания выполнен в виде симметричного выпрямителя с заземленной средней точкой, обмотки секций соленоида размешень1 в чехлах иэ никелевой фольги, начальный и конечный выводы каждой обмотки выведены на торцы секции соленоида, обращенные друг к другу, при этом начальные выводы обмоток расположены ближе к поверхности активного лемента, чем конечные, и соединены с катодом и анодом, конечные выводы обмоток соединены между собой, один иэ выводов вторичной об2 мотки трансформатора поджига соединен через балластное сопротивление сэлектродом поджига, а другой вывод - с начальным выводом одной из обмоток соленоида.