Газоразрядное устройство
Владельцы патента RU 2300177:
Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано для получения тлеющего разряда (ТР) постоянного тока для различных целей, преимущественно для накачки газовых лазеров и в спектроскопических исследованиях газов и их смесей. Газоразрядное устройство включает герметичную цилиндрическую газоразрядную камеру, заполненную рабочим газом. Камера содержит электродную систему, представляющую собой соосно расположенные попеременно чередующиеся кольцевые аноды и катоды одинакового диаметра, разделенные изоляторами. Изобретение позволяет увеличить кпд газовых лазеров. 1 ил.
Область техники
Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано для получения тлеющего разряда (ТР) постоянного тока для различных целей, преимущественно для накачки газовых лазеров и в спектроскопических исследованиях газов и их смесей.
Уровень техники
Известно газоразрядное устройство, содержащее аноды и катоды в виде стержней, расположенных параллельно образующей газоразрядной трубки на одинаковых расстояниях друг от друга и от стенок трубки по окружности с центром на ее оси (SU №550081). Система электродов образует разрядный промежуток в форме цилиндра, расположенного соосно с разрядной трубкой.
При надлежащем выборе давления и сорта газа, или смеси газов, и при подключении к электродам источника постоянного напряжения внутри цилиндрической поверхности, на которой расположена система стержней, зажигается ТР постоянного тока.
Известно также газоразрядное устройство, содержащее полый катод в виде прямого кругового цилиндра, в полости которого установлен анод, представляющий собой систему 24 стержней, параллельных образующей катода и расположенных равномерно на поверхности прямого кругового цилиндра с осью, параллельной образующей катода (K.Rozsa, M.Janossy, J.Bergou, L.Csillac. Noble gas mixture CW hollow cathode laser with internal anode system. Optics Communications, 1977, v.23, №1, p.15-18).
Известным газоразрядным устройствам присущ следующий недостаток: азимутальная неоднородность плазмы ТР. Это снижает удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы, что ведет к уменьшению кпд газоразрядных устройств, например лазеров, использующих данный тип разряда.
Последнее устройство, как наиболее близкое по технической сущности, выбрано в качестве прототипа.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом изобретения является увеличение удельной на единицу объема интенсивности свечения плазмы при одинаковом с прототипом напряжении питания.
Технический результат достигается тем, что в газоразрядном устройстве, включающем герметичную цилиндрическую газоразрядную камеру, заполненную рабочим газом, содержащую электродную систему, новым является то, что электродная система выполнена в виде группы попеременно чередующихся кольцевых анодов и катодов одинакового диаметра, расположенных соосно и разделенных изоляторами.
Благодаря выполнению электродной системы в виде попеременно чередующихся анодов и катодов одинакового диаметра, расположенных соосно и разделенных изоляторами, заявляемое газоразрядное устройство позволяет получить азимутально-однородный ТР при одинаковом с прототипом напряжении питания и тем самым увеличить удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы.
В устройстве - прототипе электроды расположены азимутально-неоднородно, что приводит к азимутальной неоднородности плазмы газового разряда, и при использовании его для накачки лазера ведет к уменьшению мощности устройства.
Не обнаружены технические решения, совокупность признаков которых совпадает с совокупностью признаков заявляемого газоразрядного устройства, в том числе с отличительными признаками. Эта новая совокупность признаков является новым техническим средством и обеспечивает получение технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".
Рассмотрим пример выполнения предлагаемого газоразрядного устройства. Его продольное сечение показано на чертеже, где 1 - цилиндрическая разрядная камера, 2 - аноды, 3 - катоды, 4 - отрицательное свечение ТР - характерная область ТР, отличающаяся наибольшей яркостью свечения.
Катоды 3 и аноды 2 можно выполнить, например, из нержавеющей стали или вольфрама.
Работает газоразрядное устройство следующим образом. Сначала в устройство (после предварительной откачки) напускают газовую смесь требуемого состава и требуемого давления (например, для активной среды газоразрядного лазера). Затем к электродам 2 и 3 прикладывают постоянное напряжение величиной несколько сотен вольт. Тогда в устройстве зажигается ТР с отрицательным свечением 4, занимающим место вблизи оси устройства.
На предприятии проведено расчетно-теоретическое обоснование работоспособности предложенного устройства и выполнен макет. Испытания показали, что заявляемое устройство решает поставленную задачу с достижением указанного технического результата.
Применение данного газоразрядного устройства позволило увеличить кпд газовых лазеров.
Газоразрядное устройство, включающее герметичную цилиндрическую разрядную камеру, заполненную рабочим газом, содержащую электродную систему, отличающееся тем, что электродная система выполнена в виде попеременно чередующихся кольцевых анодов и катодов одинакового диаметра, расположенных соосно и разделенных изоляторами.
