Кювета для импульсных газовых лазеров высокого давления с поперечным разрядом

 

Изобретение относится к технике импульсных газовых лазеров, работающих на смесях с высоким давлением. Кювета для импульсных газовых лазеров высокого давления с поперечным разрядом содержит источник предварительной ионизации и электроды основного разряда. При этом источник предварительной ионизации выполнен в виде двух плоских параллельных электродов, установленных перпендикулярно электродам основного разряда и образующих боковые стенки кюветы. Причем поверхности электродов, обращенные внутрь кюветы, покрыты изолирующим материалом, например сегнетоэлектрической керамикой. Технический результат - уменьшение питающего напряжения и повышение надежности работы. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к технике импульсных газовых лазеров, работающих на смесях с высоким давлением, например к технике возбуждения CO₂-лазера атмосферного давления.

Известны устройства для возбуждения импульсного газового лазера высокого давления, содержащие основные и дополнительные электроды для повышения однородности возбуждения газовой среды /R.Dumanchin and oth, IEEE, Journ. of Quant. Elect, Febr. 1972, pp.163-165/. Дополнительный электрод в таких устройствах расположен в непосредственной близости от одного из основных электродов и отделен от газового промежутка изолирующим покрытием. Мощному основному разряду между основными электродами в них предшествует слаботочный разряд между дополнительным и ближайшим к нему основным электродом. С помощью такого предварительного разряда создают тонкий слой ионизованного газа вдоль всей поверхности электрода, и равномерно распределенные в тонком слое газа электроны становятся инициаторами быстро развивающегося диффузного основного разряда.

Поскольку плазма образуется лишь в малом объеме вдоль поверхности электрода, основной возбуждающий разряд происходит в неионизованной заранее области, что приводит к высокой вероятности развития нестабильного разряда, т.е. образованию закорачивающего стримера. В связи с этим предъявляются жесткие требования к тщательности исполнения основных элементов конструкции кювет и подбору элементов схем питания лазера.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем два плоских параллельных дополнительных электрода выполнены с диэлектрическим покрытием, например, титаната бария, на поверхностях, обращенных друг к другу, и расположены перпендикулярно паре параллельных основных электродов таким образом, что обе пары электродов образуют рабочий объем кюветы. Такое конструктивное выполнение устройства позволяет осуществить предварительную ионизацию газа во всем объеме кюветы путем вспомогательного разряда между дополнительными электродами, улучшить однородность возбуждения и упростить конструкцию кюветы. Добавочные электроды выполнены в виде пластин из изолятора с высоким значением диэлектрической проницаемости (таким как у материалов из группы сегнетоэлектрокерамик, например титаната бария). На внешнюю поверхность изолятора напылен слой металла, служащий обкладкой конденсатора.

Схема предлагаемого устройства изображена на чертеже, где:

1, 2 - основные электроды с профилем Роговского;

3, 4 - дополнительные электроды.

Обе пары электродов установлены взаимно-перпендикулярно и ограничивают рабочий объем кюветы.

Устройство работает следующим образом.

Импульс высокого напряжения подается вначале на дополнительные электроды 3, 4, вызывая разряд, сила тока и длительность которого зависит от величины емкости "металлический слой-диэлектрик". Этот вспомогательный разряд ионизует газовую среду во всем рабочем объеме, создавая электронное облако с плотностью электронов, требуемой для возбуждения среды.

Через временной интервал, меньший времени жизни электрона в данной среде, подают импульс высокого напряжения на основные электроды 1 и 2. Разряд между основными электродами происходит в среде, предварительно равномерно ионизованной, в результате чего вероятность образования неоднородностей в разряде, приводящих к его стримерованию, значительно меньше, чем в известных разрядных устройствах.

Формула изобретения

Кювета для импульсных газовых лазеров высокого давления с поперечным разрядом, содержащая источник предварительной ионизации и электроды основного разряда, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения питающего напряжения и повышения надежности работы, источник предварительной ионизации выполнен в виде двух плоских параллельных электродов, установленных перпендикулярно электродам основного разряда и образующих боковые стенки кюветы, причем поверхности электродов, обращенные внутрь кюветы, покрыты изолирующим материалом, например сегнетоэлектрической керамикой.

РИСУНКИ