Способ возбуждения разряда в разрядном канале проточного ионного лазера
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в проточных ионных лазерах с широкоапертурным разрядным каналом. Цель изобретения - увеличение выходной мощности излучения за счет улучшения однородности разряда. В ионном лазере осуществляют прокачку рабочей смеси вдоль разрядного канала от катода к аноду. После возбуждения разряда выравнивают давление вдоль разрядного канала путем изменения скорости прокачки рабочей смеси. Скорость изменяют в соответствии с определенным соотношением для концентрации нейтоальных атомов у анода. 2 ил.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 Н О1 $3/22
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4654605/25 (22) 24.02.89 (46) 15,12,92. Бюл, М 46 (71) Институт автоматики и электрометрии
СО АН СССР (72) С.А. Бабин, А.Е. Куклин и А.С. Яценко (56) Авторское свидетельство СССР
N 1322951, кл. Н 01 $3/22, 1985.
Донин В.А. и др. Мощные непрерывные ионные лазеры с увеличенным сроком действия. Квантовая электроника. 1979, т.6, N
2, с.359-363, (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ РАЗРЯДА В
РАЗРЯДНОМ КАНАЛЕ ПРОТОЧНОГО ИОННОГО ЛАЗЕPA
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке сильноточных ионных лазеров.
Целью изобретения является увеличение мощности излучения за счет улучшения однородности разряда.
На фиг.1 приведена схема проточного ионного лазера; на фиг.2 — зависимость продольного распределения давления рабочей смеси по длине L разрядног.> .. нала.
Лазер содержит раэрядныи канал 1, зеркала 2 и 3 оптического резонатора. вакуумный насос 4, датчики 5 давления, катодную 6 и анодную 7 колбы, натекатель 8, вакуумный кран 9 и сосуд 10 с рабочей смесью.
Способ осуществляется следующим образом..59, 1672901 А1 (57) Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в проточных ионных лазерах с широкоапертурным разрядным каналом, Цель изобретения — увеличение выходной мощности излучения за счет улучшения однородности разряда. В ионном лазере осуществляют прокачку рабочей смеси вдоль разрядного канала от катода к аноду, После возбуждения разряда выравнивают давление вдоль разрядного канала путем изменения скорости прокачки рабочей смеси. Скорость изменяют в соответствии с опредг:ленным соотношением для концентрации нейтоальных атомов у анода. 2 ил.
Регулируемый напуск, например, аргона производят из сосуда 10 в катодную кол° ва Ь бу 6 натекателем 8. Регулируемую откачку аргона из анодной колбы 7 осуществляют с 0 помощью вакуумного насоса 4 и вакуумного крана 9. После инициирования разряда вы- Я равнивают давление вдоль разрядного ка- 0 нала 1 путем изменения скорости прокачки С)
aproxa таким образом, что выполняется условие йа(Ц- F (а+! );
> где Na(L) — концентрация нейтральных атомов у анода;
k — коэффициент сопротивления разрядного канала потоку рабочей смеси;
F — электрофорезная сила;
0 — расход рабочей смеси;
li — поток ионов.
1672901
Это условие вытекает иэ закона сохранения проекции импульса на nc z для нейтральных атомов в стационарной плазме.
Решение уравнения дпя средних по сечению разрядного канапэ величин
1i4(z) =tN.(1) — — - - — )p (Q+ 1 У< х рхр (— . „ ) + — - описывает концентрацию нейтральных атомов N (z) вдоль разрядного канала длиной L, где Т, — температура атомов, Из решения видно, что при N>(L) =
-- — (Q +1>) концентрация атомов не зависит
Г от продольной координаты, т.е.A>(z) = const, и в этом случае разряд однороден. Следует отметить также, что в этом случае выполняются условия
F(z) =- const, k(Q + 1 ) = const, т.е. условия, которые были использованы при решении уравнения. Меняя граничное условие N (L),можно получить »днородный разряд (для каждого значения тока будет свое значение F, 1ь k и, значит, М,(1 ).
Экспериментально меняют NaiL) путем изменения скорости откачки газа. При этом однородность разряда кон ролируют по измерениям давления газа непосредственно в самом разрядном канале. Если давление г анодного конца разрядного канала больше, чем с катодного, то надо увеличить скорость откачки газа краном 9 до выравнивания давлений, если меньше — уменьшить скорость откачки. При этом добиваются выполнения равенства
N,(L) k/F(Q + 1 ) и получают однородное распределение давления в разрядном канале. B этих условиях мощность генерации с единицы длины разряда максимальна.
На фиг.2 показана зависимость P = f(z) продольного распределения давления газа
Р, Кривая а характерна для лазера с однородным разрядом, а кривая б — для лазера с
1О локальной однородностью разряда.
Таким образом, изобретение позволяет повысить мощность генерации лазера эа счет улучшения однородности разряда.
Формула изобретения
15 Способ возбуждения разряда в разрядном канале проточного ионного лазера, включающий прокачку рабочей смеси вдоль разрядного канала от катода к аноду, инициирование разряда, а также выравнивание
2о давления рабочей смеси в разрядном канале,отл и чаю щийся тем, что,c целью увеличения мощности излучения эв счет улучшения однородности разряда, выравнивание давления осуществляют вдоль разрядного канала путем изменен я скорости прокачк . рабочей смьcè таким образом, что выполняется условие
Ха.(-) =. (+ 1!)
I где N (L) — к;нцрнтрация нейтральных атомов у анода, k — ко Фициент сопротивления разрядканала по,кy рабочей смеси:
à — электрофорепная сила;
35 Q — рас "д г бо, с; .. -.
I(Поток ИОИоа
1672901
Г
Составитель В.Денщикоь
Т е -: ред М. Морге нтал Корректор Э Лончакова
Редактор Г.Бельская
Проиэводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 505 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
