Твердотельный лазер с внешним поджигом лампы накачки

 

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в твердотельных лазерах. Устройство содержит осветитель, активный элемент, лампу накачки с поджигающим электродом, размещенным в кварцевой трубке с запаянным концом, контактирующей с лампой накачки по всей длине разрядного промежутка. Технический результат изобретения - повышение частоты следования импульсов лазера, уменьшение габаритов и упрощение конструкции лазера. 2 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в твердотельных лазерах периодического действия с внешним поджигом лампы накачки.

Недостатком указанной конструкции является возможность разрушения покрытия в результате значительного нагрева баллона лампы накачки, что ограничивает частоту следования импульсов (не более 3-5 Гц).

Наиболее близким к предлагаемому является твердотельный лазер с внешним поджигом, содержащий лампу накачки и активный элемент, в котором поджигающий электрод расположен на поверхности баллона лампы накачки (Основы лазерной техники. /Под ред. А.М.Прохорова, изд. Советское радио. - М., 1972 г., с. 255).

Хотя указанный лазер позволяет работать в режиме с повышенной частотой следования импульсов, недостатком его является необходимость изоляции осветителя относительно корпуса лазера, что, в свою очередь, усложняет конструкцию лазера, увеличивает его габариты, а также снижает надежность поджига лампы накачки ввиду возможных повреждений изоляции относительно корпуса лазера.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы лазера с повышенной частотой следования импульсов генерации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем расположенные в осветителе активный элемент, лампу накачки с поджигающим электродом, последний расположен в кварцевой трубке с запаянным концом, касающейся лампы накачки по всей длине ее разрядного промежутка.

Предложенное устройство может работать с повышенной частотой следования импульсов, при этом упрощается конструкция лазера и уменьшаются его габариты за счет исключения изоляции осветителя относительно металлического корпуса лазера. С исключением указанной изоляции исчезает возможность ее повреждения, что позволяет повысить надежность работы лазера.

На фиг. 1 и фиг.2 показан разрез лазера с размещенным в осветителе поджигающим электродом в кварцевой трубке.

Устройство содержит осветитель 1, активный элемент 2, лампу накачки 3 с поджигающим электродом 4, размещенным в кварцевой трубке 5 с запаянным концом 6 (фиг.2), контактирующей с лампой накачки 3 по всей длине ее разрядного промежутка.

Устройство работает следующим образом.

На поджигающий электрод 4, помещенный в кварцевую трубку 5, касающуюся баллона лампы накачки 3 по всей длине ее разрядного промежутка, подается высоковольтный импульс напряжением 10-12 кВ. К одному из электродов лампы накачки 3 приложено постоянное напряжение порядка 600-650 В. При подаче высоковольтного импульса на поджигающий электрод 4 происходит ионизация газа, наполняющего лампу накачки 3, через которую начинает протекать ток "дежурной дуги" порядка 10-15 мА. Лампа готова к разряду через нее импульса накачки.

В варианте конкретного выполнения поджигающий электрод 4, представляющий собой нихромовую проволоку диаметром 0,1-0,3 мм, помещен в кварцевую трубку 5 диаметром 1-1,5 мм с толщиной стенки 0,4-0,6 мм, контактирующую с лампой накачки 3 типа ИНП-3/45 по всей длине ее разрядного промежутка.

Кварцевая трубка 5 служит для предотвращения пробоя высоковольтного импульса на корпус лазера (на чертеже условно не показан). С целью герметизации поджигающего электрода 4 конец 6 (фиг.2) трубки 5 запаян. Выбор толщины стенки кварцевой трубки обусловлен электропрочность материала трубки. Диаметр трубки более 1,5 мм приводит к уменьшению эффективности осветителя, а толщина стенки трубки менее 0,4 мм нарушает ее электропрочность. Выбор кварца в качестве материала для изготовления трубки обусловлен его хорошими термофизическими свойствами, а также высокими температурами плавления, малым коэффициентом термического расширения, прозрачности кварца для излучения накачки.

По сравнению с прототипом предложенное устройство позволяет повысить надежность работы лазера с повышенной частотой следования импульсов генерации, что, в свою очередь, повышает информативность приборов с лазерами, позволяет применять высокоскоростные управляемые снаряды, осуществлять захват и сопровождение быстроперемещающихся целей. Лазеры подобной конструкции в отличие от прототипа могут быть как безжидкостными, так и с жидкостной системой охлаждения.

Формула изобретения

Твердотельный лазер, содержащий установленные в осветитель активный элемент и лампу накачки с поджигающим электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы лазера при одновременном повышении частоты следования импульсов генерации, поджигающий электрод размещен в кварцевой трубке, контактирующей с лампой накачки по всей длине ее разрядного промежутка, причем толщина трубки выбрана в пределах 0,4-1,5 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2