Эксимерная лазерная система и способ генерации излучения



Эксимерная лазерная система и способ генерации излучения
Эксимерная лазерная система и способ генерации излучения
Эксимерная лазерная система и способ генерации излучения

 


Владельцы патента RU 2519869:

Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН" (RU)

Изобретение относится к лазерной технике. Эксимерная лазерная система содержит шасси, на котором размещены: импульсный источник питания, выводы которого малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам каждого лазерного модуля; дополнительный источник питания с полярностью, противоположной полярности источника питания, подключенный к дополнительным конденсаторам через торцы каждого керамического контейнера; первый лазерный модуль и второй лазерный модуль, идентичный первому. Каждый модуль включает в себя протяженный керамический корпус, в котором расположены система формирования газового потока, предыонизатор, первый и второй электроды, расположенные снаружи корпуса конденсаторы, подсоединенные к первому электроду через высоковольтные токовводы корпуса. Также в корпусе установлены либо один, либо два протяженных керамических контейнера, расположенные так, что стенки каждого керамического контейнера, обращенные к разрядной области, образуют часть системы формирования газового потока в приэлектродной области. В каждом контейнере размещены дополнительные конденсаторы, подключенные ко второму электроду через заземленные токовводы корпуса, протяженные заземленные газопроницаемые токопроводы, расположенные по обе стороны электродов, токовводы каждого керамического контейнера, и дополнительные конденсаторы. Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения мощности лазера и уменьшении затрат на получение энергии генерации. 2 н. и 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.

Изобретение относится к мощным импульсно-периодическим эксимерным лазерам с поперечным возбуждением и УФ предыонизацией. Область применений включает лазерную микрообработку материалов, отжиг аморфного кремния (α-Si) при производстве плоских дисплеев, производство высокотемпературных сверхпроводников методом импульсной лазерной абляции, производство интегральных схем методом лазерной УФ и ВУФ литографии и др.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна одна из наиболее мощных газоразрядных эксимерных лазерных систем для индустриальных применений - двухлучевой лазер VYPER, включающий в себя два идентичных компактный лазерных модуля, каждый из которых содержит корпус в виде металлической трубы, на которой крепится компактная керамическая разрядная камера с протяженным металлическим фланцем. На высоковольтном металлическом фланце керамической камеры установлены высоковольтный электрод и предыонизатор, Coherent Inc. ExcimerProductGuide2011. Способ генерации излучения предусматривает одновременную накачку двух идентичных лазерных модулей и совмещение двух параллельных лазерных лучей вне лазера.

Данная конструкция обеспечивает параметры лазерного излучения, оптимально соответствующие ряду технологических применений с уровнем энергии генерации 1 Дж/импульс при длине электродов около 1 м и мощностью лазерного УФ излучения 600 Вт с каждого лазерного модуля.

Однако дальнейшее повышение энергии генерации лазерной системы затруднено из-за используемой боковой предыонизации слаботочным барьерным разрядом и ограниченных размеров разрядной камеры лазерных модулей, а поскольку в разрядной камере поток газа резко меняет направление, это не позволяет эффективно увеличивать скорость газа в межэлектродном промежутке, приводя к ограничению частоты повторения разрядных импульсов и средней мощности лазерного излучения.

Частично этих недостатков лишены способ генерации излучения и устройство мощного компактного эксимерного XeCl лазера, в котором импульсно заряжаемые конденсаторы, подключенные к электродам, размещены на наружной поверхности протяженного диэлектрического фланца, установленного на компактном сварном металлическом корпусе, выполненном на основе алюминиевой трубы диаметром 420 мм, Борисов В.М., Христофоров О.Б. Мощные импульсно-периодические эксимерные лазеры. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Том XI-4, стр.503-522 (2005). Способ генерации излучения включает в себя предыонизацию газа УФ излучением завершенного скользящего разряда через частично прозрачный электрод. При длине электродов лишь 0.8 м в вариантах устройства энергия генерации варьировалась от 4 до 2 Дж/импульс при стабилизированном уровне мощности лазерного УФ излучения 500 Вт. Для обеспечения высокого времени жизни газовой смеси лазера диэлектрический фланец выполняется керамическим и с целью предотвращения его хрупкого разрушения вводится присоединенная к нему дополнительная камера с электрически прочным газом для выравнивания внутреннего и наружного давлений на фланец.

Недостатком лазера и способа генерации излучения является то, что сварной фланец алюминиевого корпуса лазера, на который устанавливается керамический фланец лазера, деформируется при напуске в корпус лазера газовой смеси высокого, до 5 атм, давления. Все это обуславливает сложность конструкции корпуса и лазера в целом, его низкую надежность и сложность эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, которое может быть выбрано в качестве прототипа, является эксимерная лазерная система, содержащая протяженный керамический корпус, в котором размещены система формирования газового потока, предыонизатор, первый электрод, размещенный со стороны стенки корпуса, второй электрод, размещенные снаружи корпуса конденсаторы, подсоединенные к первому электроду через высоковольтные токовводы корпуса и подсоединенные ко второму электроду через заземленные токовводы корпуса и расположенные по обе стороны электродов протяженные заземленные газопроницаемые токопроводы, и импульсный источник питания, выводы которого малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам, Patent WO 2004/013940, Int. Cl7 H01S 3/00, 28.07.2003.

Керамический корпус эксимерного лазера изготовлен в виде трубы, выполненной из керамики Al2O3 высокой (>95%) чистоты, и снабжен торцевыми фланцами с оптическими окнами для вывода лазерного излучения.

Способ генерации излучения посредством указанного устройства заключается в импульсной зарядке с помощью импульсного источника питания конденсаторов и предыонизации газа между первым и вторым электродами, осуществлении разряда между первым и вторым электродами и генерации лазерного излучения.

В прототипе в одном из вариантов реализации способа генерации излучения предыонизацию осуществляют через частично прозрачный электрод, что позволяет эффективно увеличивать энергию генерации и среднюю мощность лазерного излучения.

В указанном устройстве корпус лазера характеризуется высокой надежностью к воздействию механических нагрузок, обусловленных высоким давлением газа в лазере, и высоким временем жизни газовой смеси даже при наличии таких агрессивных компонент, как F2 или HCl. В лазере реализуется возможность увеличения объема активной газовой среды при обеспечении высокого однородного уровня ее предыонизации УФ излучением вспомогательного завершенного скользящего разряда. Лазер с керамическим корпусом также характеризуется малой индуктивностью разрядного контура и высокой скоростью прокачки газа между электродами. В результате достигаются высокие кпд и средняя мощность газоразрядного лазера при различных сочетаниях энергии генерации и частоты следования импульсов.

Однако дальнейшее повышение энергии генерации лазера малоэффективно, поскольку требует увеличения межэлектродного расстояния и повышения разрядного напряжения, сопровождаемого необходимостью увеличения расстояния между высоковольтными и заземленными токовводами керамического корпуса лазера - для предотвращения паразитных пробоев, что ведет к увеличению индуктивности разрядного контура и падению кпд лазера.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является создание высокоэффективной двухмодульной лазерной системы, предпочтительно эксимерной, с более чем двукратным по отношению к одиночному модулю увеличением энергии генерации и средней мощности лазерного излучения.

Техническим результатом изобретения является увеличение энергии генерации и средней мощности излучения при повышении кпд лазерной системы и, в целом, снижение затрат на получение энергии генерации.

Указанные задачи могут быть осуществлены предлагаемой эксимерной лазерной системой, содержащей шасси, на котором размещены:

первый лазерный модуль, включающий в себя, протяженный керамический корпус, в котором расположены система формирования газового потока, предыонизатор, первый электрод, размещенный со стороны стенки корпуса, второй электрод, расположенные снаружи корпуса конденсаторы, подсоединенные к первому электроду через высоковольтные токовводы корпуса,

установленные в корпусе либо один, либо два протяженные керамические контейнеры, расположенные преимущественно с нерабочей стороны второго электрода так, что стенки каждого керамического контейнера, обращенные к разрядной области, образуют часть системы формирования газового потока в приэлектродной области, дополнительные конденсаторы, размещенные в каждом керамическом контейнере, при этом конденсаторы подключены ко второму электроду через заземленные токовводы корпуса, протяженные заземленные газопроницаемые токопроводы, расположенные по обе стороны электродов, токовводы каждого керамического контейнера, и дополнительные конденсаторы,

второй лазерный модуль, идентичный первому,

импульсный источник питания, выводы которого малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам каждого лазерного модуля,

дополнительный источник питания с полярностью противоположной полярности источника питания, подключенный к дополнительным конденсаторам через торцы каждого керамического контейнера.

В варианте изобретения между конденсаторами второго лазерного модуля и источником питания введена линия задержки, обеспечивающая задержку зажигания разряда во втором лазерном модуле на время, не превышающее длительность временного интервала между моментом зажигания разряда и моментом достижения порога генерации в первом лазерном модуле, и введена система оптической связи между лазерными модулями, обеспечивающая инжекцию внешнего оптического сигнала, представляющего собой малую часть излучения первого лазерного модуля во второй лазерный модуль.

Способ генерации излучения заключается в быстрой импульсной зарядке с помощью импульсного источника питания конденсаторов, предыонизации газа и осуществлении разряда между первым и вторым электродами, и генерации лазерного излучения в каждом лазерном модуле,

при котором после зажигания разряда в первом лазерном модуле зажигают разряд во втором лазерном модуле с временной задержкой, не превышающей длительность временного интервала между моментом зажигания разряда и моментом достижения порога генерации в первом лазерном модуле, и с помощью системы оптической связи производят инжекцию во второй лазерный модуль внешнего оптического сигнала, представляющего собой малую часть излучения первого лазерного модуля, снижая порог генерации во втором лазерном модуле.

В варианте реализации способа генрации излучения предварительно включают дополнительный источник питания и с торцов каждого керамического контейнера каждого лазерного модуля производят импульсную зарядку дополнительных конденсаторов, размещенных в керамических контейнерах, затем с временной задержкой, равной разности времен зарядки дополнительных конденсаторов и конденсаторов, включают импульсный источник питания и осуществляют быструю импульсную зарядку конденсаторов напряжением, полярность которого противоположна полярности напряжения зарядки дополнительных конденсаторов, после момента одновременного окончания зарядки конденсаторов и дополнительных конденсаторов осуществляют разряд между высоковольтными первым и вторым электродами противоположной полярности по малоиндуктивному разрядному контуру, включающему в себя конденсаторы и дополнительные конденсаторы, последовательно соединенные между собой через газопроницаемые токопроводы.

Предложенная конструкция лазерной системы, в которой введен второй лазерный модуль, идентичный первому, позволяет удваивать энергию генерации и среднюю мощность лазерного излучения при использовании высокоэффективных лазерных модулей простой и надежной конструкции.

Использование единого импульсного источника питания упрощает работу двухмодульной лазерной системы, автоматически обеспечивая их синхронную работу.

Установка в каждом лазерном модуле керамических контейнеров с размещенными в них дополнительными конденсаторами, к которым через торцы дополнительных контейнеров подключен дополнительный источник питания, полярность которого противоположна полярности источника питания, позволяет увеличить энергию и мощность каждого лазерного модуля при снижении амплитуды напряжения на электродах, что позволяет увеличить энергию генерации и мощность лазерной системы при высоком кпд лазера и упрощает эксплуатацию лазерной системы.

Введение между конденсаторами второго лазерного модуля и источником питания линии задержки, обеспечивающей задержку зажигания разряда во втором лазерном модуле на время, не превышающее длительность временного интервала между моментом зажигания разряда и моментом достижения порога генерации в первом лазерном модуле, позволяет с помощью системы оптической связи между лазерными модулями обеспечить инжекцию внешнего оптического сигнала, представляющего собой малую (например, <4%) часть излучения первого лазерного модуля во второй лазерный модуль, и снизить порог генерации во втором лазерном модуле. Это позволяет увеличить энергию генерации во втором лазерном модуле на ~30%.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, которые не охватывают и, тем более, не ограничивают весь объем вариантов реализации данного технического решения, а являются иллюстрирующими материалами частных случаев его выполнения.

На чертежах совпадающие элементы устройства обозначены одинаковыми номерами позиций.

На фиг.1 показано поперечное сечение двухмодульной лазерной системы.

На фиг.2 показана лазерная система с дополнительным источником питания.

На фиг.3 схематично показан вид сверху устройства с системой оптической связи между лазерными модулями

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное описание служит для иллюстрации вариантов осуществления изобретения, но не объемов его реализации.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения (фиг.1) лазерная система содержит шасси 1, на котором размещены: первый лазерный модуль 2 и второй лазерный модуль 3, идентичный первому лазерному модулю. Каждый лазерный модуль включает в себя керамический корпус 4, выполненный на основе керамической трубы, в котором размещены протяженные: система формирования газового потока, состоящая из вентилятора 5, направляющих газового потока 6 и трубок теплообменника 7, предыонизатор 8, первый электрод 9, расположенный со стороны стенки корпуса, второй электрод 10, размещенные снаружи корпуса конденсаторы 11, подсоединенные к первому электроду 9 через высоковольтные токовводы 12 корпуса и подсоединенные ко второму электроду 10 через заземленные токовводы 13 корпуса и расположенные по обе стороны электродов протяженные заземленные газопроницаемые токопроводы 14. На шасси 1 также размещен импульсный источник питания 15. Импульсный источник питания 15 включает в себя систему компрессии импульсов накачки лазерных модулей, содержащую два магнитных ключа, выводы которых совмещены с высоковольтными выводами 16a, 16b источника питания 15. Высоковольтные выводы 16a, 16b и заземленные выводы источника питания 15 малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам 11 каждого лазерного модуля 2, 3.

На фиг. 1 как вариант исполнения протяженный предыонизатор 8 выполнен в виде компактной системы зажигания скользящего разряда по поверхности диэлектрической пластины, преимущественно сапфировой, и установлен с тыльной стороны первого электрода 9, выполненного частично прозрачным за счет щелевых окон на его рабочей поверхности, перпендикулярных продольной оси электрода. Для осуществления автоматической предыонизации снаружи корпуса 4 каждого лазерного модуля размещены вспомогательные конденсаторы 17, электрически связанные через вспомогательные токовводы 18 корпуса 4 с предыонизатором 8. При этом емкость и объем вспомогательных конденсаторов 17 многократно (в 5-10 раз) меньше емкости и объема конденсаторов 11.

Между конденсаторами второго лазерного модуля и источником питания может быть введена линия задержки 19 (фиг.1), совмещенная с магнитным ключом на высоковольтном выводе 16b второго лазерного модуля 3.

В варианте устройства (фиг.2) в корпусе 4 каждого лазерного модуля 2, 3 установлены либо один, либо два протяженных керамических контейнера 20, размещенных преимущественно с нерабочей стороны второго электрода 10 так, что стенки каждого керамического контейнера 20, обращенные к разрядной области, образуют часть системы формирования газового потока в приэлектродной области между газопроницаемыми токопроводами. В каждом керамическом контейнере 20 размещены дополнительные конденсаторы 21, при этом конденсаторы 11 подключены ко второму электроду 10 через заземленные токовводы 13 корпуса, газопроницаемые токопроводы 14, токовводы 22, 23 каждого керамического контейнера 20 и дополнительные конденсаторы 21. При этом лазерная система содержит дополнительный источник питания 24, полярность которого противоположна полярности источника питания 15, и дополнительный источник питания 24 подключен к дополнительным конденсаторам 21 каждого лазерного модуля через торцы каждого дополнительного контейнера 20.

В лазерной системе (фиг.1, 2) между конденсаторами второго лазерного модуля и источником питания предпочтительно введена линия задержки 19, обеспечивающая задержку импульса зарядки конденсаторов 11 второго лазерного модуля 3 и задержку зажигания разряда в нем на время, не превышающее длительность временного интервала между моментом зажигания разряда и моментом достижения порога генерации в первом лазерном модуле 2. Линия задержки 19 может быть совмещена с магнитным ключом на высоковольтном выводе 16b второго лазерного модуля 3. При этом введена система оптической связи 25 (фиг.3) между лазерными модулями 2, 3, обеспечивающая инжекцию во второй лазерный модуль внешнего оптического сигнала, представляющего собой малую, например ≈4%, часть излучения первого лазерного модуля. В качестве варианта реализации система оптической связи 20 между лазерными модулями 2, 3, размещенная либо внутри, либо снаружи (фиг.3) зеркал 26, 27 резонатора каждого лазерного модуля, может включать в себя пластины 28a, 28b, просветленные с одной стороны, то есть отклоняющие около 4% лазерного излучения, и зеркала 29a, 29b, обеспечивающие увеличение оптической связи между двумя лазерными модулями 2, 3. Совмещение двух параллельных лазерных лучей осуществляется вне шасси 1 лазерной системы в оптическом модуле 30.

Работа лазерной системы (фиг.1) осуществляется следующим образом. Включают установленный на шасси 1 импульсный источник питания 14, высоковольтные выводы 15a, 15b и заземленные выводы которого малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам 11 каждого лазерного модуля 2, 3. После автоматического включения магнитных ключей 16a, 16b на высоковольтных выводах источника питания 15 в каждом лазерном модуле осуществляют предыонизацию газа со стороны первого электрода 9, производя зарядку вспомогательных конденсаторов 17 через разрядный промежуток предыонизатора 8, выполненного, например, в виде компактной системы формирования скользящего разряда, расположенной за частично прозрачным электродом 9. Уровень предыонизации выбирают оптимальным за счет регулируемого энерговклада в скользящий разряд. Ток вспомогательного относительно низкоэнергетичного разряда предыонизатора 8 протекает по разрядной цепи, включающей в себя токовводы 12, 18 корпуса 4, первый электрод 9, разрядный промежуток предыонизатора 8, и вспомогательные конденсаторы 17, емкость которых многократно меньше емкости конденсаторов 11. Одновременно в каждом лазерном модуле осуществляют импульсную зарядку конденсаторов 11. После момента окончания зарядки конденсаторов 11 и одновременного достижения пробивного напряжения между электродами 9, 10 между ними осуществляют разряд по малоиндуктивному контуру, включающему в себя конденсаторы 11, токовводы 12, 13 корпуса 4 и заземленные протяженные газопроницаемые токопроводы 14, что позволяет получить генерацию в первом и втором лазерных модулях 2, 3.

После того, как система формирования газового потока, в которую входит диаметральный вентилятор 5, направляющие газового потока 6 и трубки теплообменника 7, сменит газ между электродами 9, 10 каждого лазерного модуля, цикл работы лазерной системы повторяют.

Способ генерации излучения посредством эксимерной лазерной системы (фиг.2) реализуют следующим образом. Предварительно включают дополнительный источник питания 24 и с торцов каждого керамического контейнера 20 каждого лазерного модуля 2, 3 производят импульсную зарядку дополнительных конденсаторов 21, размещенных в керамических контейнерах 20. Затем с временной задержкой, равной разности времен зарядки дополнительных конденсаторов 21 и конденсаторов 11, включают импульсный источник питания 15 и осуществляют быструю импульсную зарядку конденсаторов 11 напряжением, полярность которого противоположна полярности напряжения зарядки дополнительных конденсаторов 21. После момента одновременного окончания зарядки конденсаторов 11 и дополнительных конденсаторов 21 в каждом лазерном модуле 2, 3 осуществляют разряд между высоковольтными первым и вторым электродами 9, 10 противоположной полярности по малоиндуктивному разрядному контуру, включающему в себя конденсаторы 11 и дополнительные конденсаторы 21, последовательно соединенные между собой через газопроницаемые токопроводы 14. В результате получают генерацию лазерного излучения в каждом лазерном модуле.

В варианте реализации способа генерации излучения посредством лазерной системы (фиг.1, 2) за счет линии задержки 19, введенной между конденсаторами 11 второго лазерного модуля 3 и источником питания 15, разряд во втором лазерном модуле 3 зажигают с временной задержкой, не превышающей длительность временного интервала между моментом зажигания разряда и моментом достижения порога генерации в первом лазерном модуле 2. С помощью системы оптической связи 25 (фиг.3) производят инжекцию во второй лазерный модуль 3 внешнего оптического сигнала, представляющего собой малую часть лазерного излучения первого лазерного модуля, выходящего из резонатора, образованного зеркалами 26, 27, снижая порог генерации во втором лазерном модуле 3. Инжекцию внешнего сигнала во второй лазерный модуль осуществляют, например, с помощью системы оптической связи, включающей в себя пластины 28a, 28b, просветленные с одной стороны, то есть отклоняющие около 4% лазерного излучения, и зеркала 29a, 29b, обеспечивающие увеличение оптической связи между двумя лазерными модулями 2, 3. Совмещение двух параллельных лазерных лучей осуществляют вне шасси 1 лазерной системы в оптическом модуле 30.

При функционировании предложенным способом снижается порог генерации во втором лазерном модуле за счет инжекции сразу после зажигания в нем разряда внешнего оптического сигнала. Это может увеличивать энергию генерации во втором лазерном модуле более чем на 30%. С другой стороны, инжекция внешнего оптического сигнала из второго лазерного модуля в первый лазерный модуль увеличивает часть энергии генерации первого лазерного модуля на завершающем этапе разряда. Таким образом, в лазерной системе с простыми по конструкции лазерными модулями достигается более чем двукратное по сравнению с одномодульной лазерной системой увеличение энергии генерации.

Таким образом, предлагаемые устройство и способ позволяют увеличить энергию генерации и среднюю мощность излучения при повышении кпд лазерной системы и, в целом, снизить затраты на получение энергии генерации.

1. Эксимерная лазерная система, содержащая шасси, на котором размещены: первый лазерный модуль, включающий в себя протяженный керамический корпус, в котором расположены система формирования газового потока, предыонизатор, первый электрод, размещенный со стороны стенки корпуса, второй электрод, расположенные снаружи корпуса конденсаторы, подсоединенные к первому электроду через высоковольтные токовводы корпуса,
установленные в корпусе либо один, либо два протяженные керамические контейнеры, расположенные преимущественно с нерабочей стороны второго электрода так, что стенки каждого керамического контейнера, обращенные к разрядной области, образуют часть системы формирования газового потока в приэлектродной области, дополнительные конденсаторы, размещенные в каждом керамическом контейнере, при этом конденсаторы подключены ко второму электроду через заземленные токовводы корпуса, протяженные заземленные газопроницаемые токопроводы, расположенные по обе стороны электродов, токовводы каждого керамического контейнера, и дополнительные конденсаторы,
второй лазерный модуль, идентичный первому,
импульсный источник питания, выводы которого малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам каждого лазерного модуля,
дополнительный источник питания с полярностью, противоположной полярности источника питания, подключенный к дополнительным конденсаторам через торцы каждого керамического контейнера.

2. Эксимерная лазерная система по п.1, в которой между конденсаторами второго лазерного модуля и источником питания введена линия задержки, обеспечивающая задержку зажигания разряда во втором лазерном модуле на время, не превышающее длительность временного интервала между моментом зажигания разряда и моментом достижения порога генерации в первом лазерном модуле, и введена система оптической связи между двумя лазерными модулями, обеспечивающая инжекцию внешнего оптического сигнала, представляющего собой малую часть излучения первого лазерного модуля во второй лазерный модуль.

3. Способ генерации излучения посредством эксимерной лазерной системы по п.2, заключающийся в импульсной зарядке с помощью импульсного источника питания конденсаторов и предыонизации в лазерных модулях газа между первым и вторым электродами, осуществлении разряда между первым и вторым электродами и генерации лазерного излучения в каждом лазерном модуле,
при котором после зажигания разряда в первом лазерном модуле зажигают разряд во втором лазерном модуле с временной задержкой, не превышающей длительность временного интервала между моментом зажигания разряда и моментом достижения порога генерации в первом лазерном модуле, и с помощью системы оптической связи производят инжекцию во второй лазерный модуль внешнего оптического сигнала, представляющего собой малую часть излучения первого лазерного модуля, снижая порог генерации во втором лазерном модуле.

4. Способ генерации излучения по п.3, отличающийся тем, что предварительно включают дополнительный источник питания и с торцов каждого керамического контейнера каждого лазерного модуля производят импульсную зарядку дополнительных конденсаторов, размещенных в керамических контейнерах, затем с временной задержкой, равной разности времен зарядки дополнительных конденсаторов и конденсаторов, включают импульсный источник питания и осуществляют быструю импульсную зарядку конденсаторов напряжением, полярность которого противоположна полярности напряжения зарядки дополнительных конденсаторов, после момента одновременного окончания зарядки конденсаторов и дополнительных конденсаторов осуществляют разряд между высоковольтными первым и вторым электродами противоположной полярности по малоиндуктивному разрядному контуру, включающему в себя конденсаторы и дополнительные конденсаторы, последовательно соединенные между собой через газопроницаемые токопроводы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике. В газоразрядном лазере конденсаторы, малоиндуктивно подключенные к электродам лазера, размещены вблизи первого электрода в керамических контейнерах.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для возбуждения активных сред газовых лазеров. Устройство возбуждения объемного разряда в плотных газах содержит источник высокого напряжения, соединенный с протяженными коронирующим и токосъемным электродами ножевой формы, установленными вдоль диэлектрического цилиндра, выполненного с возможностью вращения.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для возбуждения активных сред газовых лазеров. Устройство возбуждения объемного разряда в плотных газах содержит источник высокого напряжения, соединенный с протяженными коронирующим и токосъемным электродами ножевой формы, установленными вдоль диэлектрического цилиндра, выполненного с возможностью вращения.

Изобретение относится к квантовой электронике. Устройство для формирования объемного самостоятельного разряда (ОСР) содержит разрядную камеру, в которой установлены подключенные к источнику накачки три электродные пары, каждая из которых состоит из пластинчатых профилированных электродов.

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: лазерную камеру (1), состоящую из керамического материала и заполненную газовой смесью, протяженные электроды (2, 3), определяющие область разряда (4), блок предыонизации (5); систему циркуляции газа (9, 10, 11, 12, 13); набор конденсаторов (14), расположенных вне лазерной камеры (1) и соединенных с первым и вторым электродами (2, 3) через электрические вводы (17, 18) лазерной камеры (1) и газопроницаемые обратные токопроводы (19), расположенные в лазерной камере по обе стороны электродов; источник питания, подключенный к конденсаторам, и резонатор.

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: заполненную газовой смесью лазерную камеру, состоящую из керамического материала и имеющую отстоящие друг от друга протяженные первый и второй электроды, определяющие область разряда между ними, протяженный блок предыонизации и систему циркуляции газа.

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: лазерную камеру, имеющую отстоящие друг от друга протяженные электроды, протяженный блок предыонизации; систему циркуляции газа; набор конденсаторов, размещенных в керамических контейнерах, установленных вблизи первого электрода, указанные конденсаторы подключены к электродам через токовводы керамических контейнеров и через токопроводы, расположенные по обе стороны электродов.

Изобретение относится к лазерной технике. В газоразрядном лазере конденсаторы (11), малоиндуктивно подключенные к электродам (2, 3) лазера, размещены вблизи первого электрода (2) в керамических контейнерах (10) и малоиндуктивно соединены с импульсным источником питания (15) через токовводы (12, 13) каждого контейнера, высоковольтные токовводы (21) металлической лазерной камеры (1) и протяженные заземленные токопроводы (23), расположенные по обе стороны керамических контейнеров (10).

Изобретение относится к лазерной технике. Газоразрядный лазер включает в себя: заполненную газовой смесью лазерную камеру, имеющую отстоящие друг от друга протяженные первый и второй электроды, блок предыонизации, систему циркуляции газа, набор конденсаторов, расположенных вне лазерной камеры и соединенных с электродами через электрические вводы лазерной камеры и газопроницаемые обратные токопроводы, расположенные в лазерной камере по обе стороны электродов, источник питания, подключенный к конденсаторам и предназначенный для их импульсной зарядки до напряжения пробоя, и резонатор для генерации луча лазера.

Изобретение относится к лазерной технике. Лазер, преимущественно эксимерный, включает в себя лазерную камеру, состоящую из керамического материала и имеющую протяженные первый и второй электроды, первый из которых расположен вблизи внутренней поверхности лазерной камеры, блок предыонизации; систему циркуляции газа; набор конденсаторов, расположенных вне лазерной камеры, и источник питания, подключенный к конденсаторам.

Изобретение относится к области технологии изготовления оптических элементов и касается способа изготовления матриц сложной формы для заготовок элементов светоотражающих систем. Способ включает предварительную химико-механическую обработку поверхности, нанесение промежуточную цинкового слоя методом химического осаждения из многосоставного цинксодержащего раствора с последующим удалением этого слоя, повторное нанесение слоя цинка аналогичным методом и нанесение путем химического восстановления целевого никель-фосфорного слоя из раствора смеси многосоставных соединений никеля и фосфора. В состав раствора дополнительно вводят технологическую добавку аминоуксусной кислоты в количестве 10-15 г/л. Процесс получения целевого покрытия ведут за один прием при температуре 80-90°C. После нанесения никель-фосфорного слоя производят термообработку при температуре не более 400°C. Технический результат заключается в обеспечении высокой адгезии и прочности покрытия. 1 ил.

Изобретение относится к оптике. Способ оптического усиления лазерного излучения включает разделение исходного излучения по нескольким каналам, усиление излучения в каналах и формирование однонаправленного излучения на выходе из каналов. В качестве каналов используют нелинейно-оптические волноводы с туннельной оптической связью между ними. При этом подбирают интенсивности оптических волн на входе волноводов, и/или коэффициенты туннельной связи между волноводами, и/или длины туннельной связи волноводов, и/или частоты волн таким образом, что волны на выходе волноводов оказываются в одинаковой фазе. Технический результат заключается в повышении скорости формирования усиленного излучения. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике. Лазерная система содержит шасси, на котором размещены первый и второй идентичные лазерные модули. Каждый из модулей включает в себя металлический корпус, в котором размещены протяженные: система формирования газового потока, предыонизатор, первый электрод, расположенный со стороны стенки корпуса, второй электрод. Вблизи первого электрода установлены керамические контейнеры, в каждом из которых размещены конденсаторы, подсоединенные ко второму электроду через расположенные по обе стороны электродов протяженные заземленные газопроницаемые токопроводы. Импульсный источник питания имеет выводы, которые малоиндуктивно подсоединены к конденсаторам в каждом лазерном модуле через изолированные токовводы металлического корпуса и токовводы каждого керамического контейнера. Технический результат заключается в увеличении энергии генерации и средней мощности излучения. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области плазмохимии, в частности к способу и реактору для плазмохимического синтеза, и может быть использовано при создании плазмохимических реакторов на основе лазеров. Способ включает формирование в реакторе, содержащем лазер, оптически связанный с фокусирующим объективом, и систему подачи реагентов посредством источника плазмы, плазменного образования, воздействие на него лазерным излучением, подачу в упомянутое плазменное образование реагентов и вывод полученных продуктов реакции. Используют набор лазеров с различными длинами волн с резонаторами или с резонаторами и с дополнительными резонаторами, причем плазменное образование располагают в упомянутых резонаторах лазеров. Технический результат заключается в снижении энергозатрат при высоком качестве продукции. 2 н.п. ф -лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к медицинской лазерной технике , а именно к лазерной хирургии биотканей. Используют две длины волн в инфракрасном диапазоне, подводимые к месту рассечения по одному и тому же оптоволокну. Первое излучение генерируется волоконным лазером, содержащим Er-активированное волокно. Длина волны излучения 1,5÷1,75 мкм, мощность до 30 Вт. Излучение обеспечивают гемостаз облучаемой области биоткани. Другим излучением осуществляют рассечение участка биоткани внутри области, подвергнутой гемостазу. Длина волны излучения 1,87÷2,05 мкм, мощность до 100 Вт, генерируется импульсным волоконным лазером, содержащим Tm-активированное волокно. Устройство для рассечения биоткани состоит из двух лазерных источников, генерирующих инфракрасное излучение, подводимое через оптический объединитель к месту рассечения по одному оптоволокну. Оптоволокно соединено через оптический разъем с рабочим инструментом. Режимы работы лазерных источников регулируются независимо друг от друга с помощью контроллера, соединенного с панелью индикации и управления. Группа изобретений обеспечивает надежный гемостаз биотканей, включая кровенаполненные органы, при минимальном травматическом воздействии лазерного излучения на прилегающие ткани за счет оптимального сочетания излучения в двух диапазонах и последовательности их воздействия. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к лазерной технике. Устройство для формирования объемного самостоятельного разряда содержит герметичный корпус, в котором вдоль оси установлены два протяженных профилированных электрода, гальванически связанных с импульсным источником питания. Один из электродов закреплен на диэлектрическом основании с развитой поверхностью, а второй - на обратных токопроводах так, что между электродами образован разрядный промежуток. Оба электрода являются сменными и имеют по периметру профильную поверхность, выполненную на основе профиля Степперча, при этом электрод, закрепленный на обратных токопроводах, имеет возможность перемещения относительно другого электрода для регулировки разрядного промежутка. Обратные токопроводы выполнены в виде изогнутых стержней и расположены таким образом, что расстояние от электрода, закрепленного на диэлектрическом основании, до обратных токопроводов по поверхности диэлектрического основания удовлетворяет соотношению Lпов≥2,5D, где D - высота разрядного промежутка. Технический результат заключается в обеспечении возможности формирования однородного и устойчивого объемного самостоятельного разряда за время длительности импульса накачки (~350 нс). 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для восстановления давления газа в лазере в процессе его работы. Система восстановления давления газа в лазере состоит из устройства регулирования подачи газа и трубопроводов. Устройство регулирования содержит баллон с газом, соединенный трубопроводом с лазером через регулятор давления, соединенный с устройством контроля давления. Внутри лазера размещены два коаксиально расположенных и заглушенных с торцов трубопровода, образующих общую полость с трубопроводом, соединяющим регулятор давления с лазером. Во внутреннем коаксиально расположенном трубопроводе выполнено отверстие, при этом наружный трубопровод содержит отверстия, выходящие в полость лазера. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения времени работы лазера и обеспечении требуемых энергетических и спектральных параметров лазерного излучения. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к лазерной технике и технике формирования пучков заряженных частиц и генерации потоков электромагнитного излучения. Изобретение может использоваться, в частности, для разработки и получения источников импульсного (когерентного) электромагнитного ионизирующего излучения в гамма- и рентгеновском диапазонах спектра. Исходный оптический импульс мощного фемтосекундного источника лазерного излучения фокусируется в вакуумном объеме с помощью системы фокусировки на газообразной мишени-конвертере, выполненной, например, в виде газовой струи. Варьированием параметров мощного фемтосекундного источника лазерного излучения и системы фокусировки достигается требуемая интенсивность лазерного импульса для эффективной генерации потока электронов. Поток электронов от мишени-конвертора проходит через селектор-концентратор, в котором выделяют поток электронов с энергиями, достаточными для возбуждения ядерных состояний, и фокусируют на мишени, содержащей ядра возбуждаемого изотопа. Далее излучение, образующееся при распаде возбужденных ядерных состояний, поступает на устройство регистрации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области генерирования СВЧ колебаний и может использоваться в системе электропитания, связи, телеметрии. Достигаемый технический результат - повышение качества информации, передаваемой по СВЧ трафику, за счет повышения отношения сигнал/шум, увеличение КПД. Генератор СВЧ квантов на основе электронного пучка, создаваемого электронной пушкой, и электромагнитного датчика содержит электродуговой плазматрон (1); две электронные пушки (2), которые формируют и модулируют рабочей частотой ωp электронные пучки (3); две рабочие полости (5), электроды (4) корректирующего напряжения; барьеры электронов (6), каналы СВЧ квантов (7), в которых размещены электромагнитные датчики (8) СВЧ квантов, с помощью которых получают аналоговую информацию о генерируемых СВЧ квантах, приемо-передающую аппаратуру(9) СВЧ трафика, систему автоматического регулирования параметров генерируемых СВЧ квантов, включающую: аналого-цифровой преобразователь (10), компаратор (11), программатор кодов (12) СВЧ квантов, цифро-аналоговый преобразователь (13); два резонансных контура (14), силовой трансформатор-преобразователь (16), средняя точка (15) первичной цепи которого соединена с катодом электродугового плазматрона (1). 1 ил.

Использование: для создания лазеров пикосекундного диапазона (от УФ до ИК области спектра) в устройствах оптоэлектроники, оптической связи, при исследовании быстропротекающих процессов в биологических тканях и в регистрирующих приборах. Сущность изобретения заключается в том, что фоконный полупроводниковый электроразрядный лазер (ФПЭЛ) содержит генератор наносекундных импульсов высокого напряжения, передающую линию, камеру с электродами и лазерной мишенью, камера состоит из двух отсеков, разделенных перегородкой из диэлектрического материала с отверстием в центре и заполнена газом (воздух, азот, гелий и др.), давление которого устанавливается в пределах 0,1-5 Торр, лазерная мишень состоит из конического волоконного световода (фокона) и плоскопараллельной полупроводниковой пластины, закрепленной на вершине конуса. Технический результат: обеспечение возможности улучшения направленности лазерного излучения, увеличения изображения ближней зоны излучения. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх