Газовый уф-лазер с накачкой свч-излучением

 

Изобретение относится к кваиговой злектронике и может быть использовано в газовых УФ-лазерах с накачкой СВЧ излучением. Цель изобретения - повышение энергии в импульсе генерации путем возбуждения активной среды поперечным СВЧ разрядом. Лазер содержит квазиоптическое фокусирую1дее зеркало в виде поверхности второго порядка, например, в виде параболического цилиндра, фокальная Линия которого совмещена с оптической осью резонатора. В резонаторе расположена активная газовая среда. Источник СВЧ- излучения оптически связан с фокусирующим зеркалом так, что направление падения илпучения на •^'^р^'^.по сссг.^дгет с его главной оптической осью. 1 ил.слсИзобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в качестве источника электромагнитного излучения ультрафиолетового диапазона в устано.вках физического эксперимента, в технологических установках, а также в качестве задающего генератора мощных усилительных систем.Цель изобретения - повышение мощно-, сти и энергии импульса генерации.На чертеже показан предлагаемый УФ- лазер.Газовый УФ-лазер содержит генератор СВЧ-излучения, оптически связанный посредством параболического цилиндрического зеркала 1 с рабочей средой 2,. размещенной вдоль оси оптического резонатора, образованного зеркалами 3 и 4, Фокальная линия параболического цилиндрического зеркала совмещена с осью оптического резонатора. Генератор СВЧ-излучения располо-жен относительно зеркала так, что направление падения СВЧ-излучения на зеркало совпадяет с осью симметрии параболмческого зеркала. Расстояние F от фокальной линии до вершины параболического зеркала и размер Н апертуры зеркала удовлетворяют следующим условиям:F>&A(1)Н >& 4 F , '(2)где Я- длина волны'СВЧ-излучения.Газовый УФ-лазер работает следующим образом.СВЧ-излучение накачки от генератора направляют на зеркало 1 вдоль его главной оптической оси, в плоскости симметрии, при этом зеркало 1 фокусирует СВЧ-излучение в ограничоенной области пространства вдоль оги'ической оси резонатора 3 и 4. По достижении СВЧ-мощностью порогового значения в активной среде 2 происходит зажигание протйженного СВЧ-разряда. вы-ел ю XJ оо ^

ГОК)З 0)ВI:,СкИХ

COI1ИАЛ ИС ИЧ Г СК ИХ

РЕСПУБЛИК с Н с I 1 (1 . 3/09 /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ@ !

10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,„,",,"., „ „",„,"„, БИБЛИОТЕМл

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30,07.92.Бюп. М 28 (21) 4458473/ 25 (22) 11.07,88 (71) Институт прикладной физики АН СССР (72) А.Л.Вихарев, О.А.Иванов и А,Н.Степанов (53) 621.375,8(088.8) (56) Слинко В.Н. и др. "Эффективная re»ерация в ХеС!-лазере с СВЧ-накачкой". Квантовая электроника, 1988, 15, N. 2, 292 — 294.

Ваулин В,A. и др, "Азотный лазер, возбуждаемый СВЧ-импульсами". Квантовая. электроника, 1988, 15, N. 1, 61 — 62. (54) ГАЗОВЫЙ УФ-ЛАЗЕР С НАКАЧКОЙ

СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЕМ

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в качестве источника электромагнитного излучения ультрафиолетового диапазона в установках физического эксперимента, в технологических установках, а также в качестве задающего генератора мощных усилительных систем, Цель изобретения — повышение мощно-. сти и энергии импульса генерации, На чертеже показан предлагаемый УФ лазер.

Газовый УФ-лазер содержит генератор

СВЧ-излучения, оптически связанный посредством параболического цилиндрического зеркала 1 с рабочей средой 2,. размещенной вдоль оси оптического резонатора, образованного зеркалами 3 и 4. Фокальная линия параболического цилиндрического зеркала совмещена с осью оптического резонатора. Генератор СВЧ-излучения располо„,.:;О „„1!Ю7067 А1 (57) Изобретение относит<:.я к квантовой электронике и может быть использовано в газовых УФ-лазерах с накачкой C.B×-излучением. Цель изобретения — повышение энергии в импульсе генерации путем возбуждения активной среды поперечным

СВЧ-разрядом. Лазер содержит квазиоптическое фокусирующее зеркало в виде поверхности второго порядка, например, в виде параболического цилиндра, фокальная

, линия которого совмещена с сптической .осью резонатора. В резонаторе расположена активная газовая среда. Источник СВЧизлу:ения оптически связан с фокусирующим зеркалом так, vTQ направление падения излучения на р"".ло:ов".=ä ет с его главной оптической осью. 1 ил. жен относительно зеркала так, что направление падения СВЧ-излучения на зеркало совпадает с осью симметрии параболического зеркала. Расстояние F от фокальной линии до вершины параболического зеркала и размер Н апертуры зеркала удовлетворяют следующим условиям:

Е >А (1)

Н 4 F, (2) где ). — длина волны СВЧ-излучения.

Газовыл УФ-лазер работает следующим образом, СВЧ-излучение накачки от генератора направляют на зеркало 1 вдоль его главной оптической оси, в плоскости симметрии; при этом зеркало 1 фокусирует СВЧ-излучение в ограничоенной области пространства вдоль ог .ической оси резонатора 3 и 4, По достижении СВЧ-мощностью порогового значения в активной среде 2 происходит зажигание протяженного СВЧ-разряда. вызер с накачкой СВЧ-излучением может быть эффективно реализован при использовании в качестве рабочих сред смесей йр.Ar, а также Xe;Ne:HCt и др.

Формула изобретения

Составитель В.Иванов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор M,Ñàìáîðñêàÿ

Редактор Т.Горя ева

Заказ 2829, Тираж ." ..", Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произвол-. пенно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 тянутого в направлении, перпендикулярном направлению падения СВЧ-излучения от генератора. Формируемая зеркалом 1 при выполнении условий (1) и (2) сходящаяся квазицилиндрическая волна обеспечивает 5 полНое поглощение СВЧ-излучения в плазме разряда. где происходит формование однородной инверсной среды. Вывод УФизлучения генерации осуществляется через одно из зеркал 3 и 4 резонатора лазера. 10

В других случаях выполнения газового

УФ-лазера с СВЧ-накачкой для фокусировки допустимо использование квазиоптических фокусирующих зеркал, выполненных в виде поверхности второго порядка, напри- 15 мер, сегментов цилиндрических эллипсоидов, при этом должны быть удовлетворены условия, обеспечивающие образование сходящейся квазицилиндрической волны СВЧизлучения в области фокусировки. 20

В конкретной реализации газового

УФ-лазера с СВЧ-накачкой при использовании в качестве рабочей среды азота, размещенного в стеклянной трубке диаметром 20 мм и длиной 800 мм, получены гладкие им- 25 пульсы генерации УФ-излучения мощностью порядка 60-70 кВт с длительностью около 30 нс при изменении давления азота

В дИаПаЗОНВ 10-100 ТОрр, ГаэавЫй УФ-Ла30

Газовый УФ-лазер с накачкой СВЧ-излучением, содержащий генератор СВЧ-излучения, связанный через тракт передачи

СВЧ-излучения с рабочей. средой, размещенной вдоль оси оптического резонатора, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности и энергии импульса генерации, тракт передачи СВЧ-излучения выполнен в виде параболического цилиндрического вогнутого зеркала, фокальная линия которого совмещена с осью оптичвского резонатора, генератор СВЧ-излучения расположен относительно зеркала так, что направление падения СВЧ-излучения на зеркало совпадает с осью симметрии параболического зеркала, при этом расстояние

F от фокальной линии до вершины параболического зеркала и размер Н апертуры зеркала удовлетворяют следующим условиям:

Е>Л

Н 4F, где А — длина волны СВЧ-излучения.