Газовый лазер

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК" (19) (11) (s(>s Н 01 S 3/0975

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AB ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 2631525/25 (22) 19.06,78 (46) 30.10,91. Бюл. № 40 (72) В.Ф.Асеев, B.A.Îñüêèí, В.А,Семизоров, B.А.Степанов и В.Г.Троян (53) 621.375.8 (088.8) (56) Беннет В.P. Газовые ОКГ. УФН, 1963, т. 81, с. 119-184.

Патент США

¹ 3,427,567, 331-94.5, 1969.

Патент ClllA

¹ 3.537.030, 331-94.5, 1970, (54)(57) ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий резонатор, размещенный на несущей констИзобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано. при разработке газовых лазеров с высокочастотным возбуждением.

Известен газовый лазер с ВЧ-возбуждением, содержащий резонатор, активный элемент и систему возбуждения, выполненную в виде металлических колец, расположенных вдоль разрядного капилляра снаружи или внутри его и подключенных к

ВЧ-генератору.

Недостатками этого лазера являются большая мощность. накачки из-за того, что система возбуждения работоспособна - на низких частотах, где необходим высокий уровень напряжения для существования разряда, и низкая долговечность активного элемента из-за разрушения структуры оболочки активного элемента под действием высокочастотной мощности. ,Известен газовый лазер с ВЧ-возбуждением, содержащий резонатор, активный элемент и систему возбуждения, выполнен2 рукции, активный элемент и систему возбуждения, выполненную в виде нескольких пар двухпроводных линий, расположенных вдоль разрядного капилляра последовательно друг за другом, и соединенных с вы- сокочастотными генераторами, о т л и ч а ю--шийся тем, что, с целью снижения напряжения и тока питания, соединение пар двухпроводных лйний с высокочастотными генераторами выполнено на концах пар линий, при этом генераторы настроены на разные частоты и расположены непосредственно на несущей конструкции резонатора, выполненной из материала с высокой теплопроводностью. ную в виде бифиллярной спирали, расположенной вокруг разрядного капилляра, с одной стороны подключенной к ВЧ генератору, а с другой — нагруженной, на сопротивление.

Недостатком его является низкий КПД из- за того, что значительная часть мощности бесполезно поглощается в сопротивлении нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является газовый лазер, содержащий резонатор, размещенный на несущей конструкции, активный элемент и систему возбуждения, выполненную в виде нескольких пар двухпроводных линий, расположенных вдоль разрядного капилляра последовательно друг за другом и подключенных к высокочастотным генераторам.

В известном устройстве двухпроводные ликии подключены в центре к разным фазам ВЧ-генератора, настроенного на часто702988 ту в пределах 10-ЗОмегэгерц с йапряжением 500 В.

Недостатком данного газового лазера является высокие ВЧ-напряжения и ток питания, так как нэ применяемых частотах большая часть мощности поглощается в стенках капилляра и приходится увеличивать напряжение и ток питания для компенсации этих потерь, Целью изобретения является снижение найряжения и тока питания.

Указанйая цель достигается тем, что в предложенном газовом лазере соединение пар двухпроводных линий с высокочастотными генераторами выполнено на концах пар линий, при атом генераторы йастроены на разные частоты и расположены непосредственно на йесущей конструкции резонатора, выполненной из материала с высокой тейлопроводностью. В йредложенном устройстве несущая конструкцйя резонэтбра является радйатором охлаждения генераторов, На рис, 1 показан газовый лазер с ВЧвозбуждением, общий вид; на фиг, 2— распределение ВЧ-на&ряжения вдоль двухпроводных линий,, Газовый лазер содержит активный элемент 1, имеющий разрядный капилляр 2 с

" размещенными на нем парами двухпроводных линий 3; которые подклеены концами с йомощью подвбдящих проводов 4 к высокочастотным транзисторным автогенераторам 5, Последние закреплены не посредственно на несущей конструкции оптического резонатора 6 (например, транзистор ввинчен в резонатор). Резонатор 6, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, например из дюралюми-. ния; является радиатором охлаждения для транзисторов ВЧ-генератора.

Газовый лазер работает следующим образом.

При подаче напряжения на ВЧ-генераторы 5 в разрядйом кэйилляре 2 междузлектродами двухпроводных линий 3 загорается разряд. В разряде образуется инверсная заселенность, за счет чего возникает генера ция.

При подключении ВЧ-автогенератора 5 к концам двухпроводных линий 3 вдоль лиl нии устанавливается распределение ВЧ-напряжения, показанное на.фиг, 2, B месте подключения линии к ВЧ-генератору ВЧ-на-. пряжение равно напряжению питания, а нэ

5 конце линии увеличивается в 1,5-2 раза. При этом возрастающая часть напр ркения (область 7) приходится на подводящие провода и теряется меньше энергии"на рассеяние, т.е. уменьшается ток питания.

10 Плоская часть распределения напряжения (облэсть 8) приложена. к двухпроводной линии. В результате ВЧ-напряжение, приложенное к двухпроводной линии, достаточно для зажигания равномерного высокочастотного разряда, Предложенная конструкция газового лазера работоспособна в дециметровом диапазоне длин волн. При этом в поперечном

20 сечении разрядного капилляра устанавливаетСя однородное распределение свечения в отличие от слоистой структуры в прототипе, поэтому ток разряда значительно меньше, чем в прототипе. Ток питания, 25 кроме того, снижается еще и из-за того,что . генераторы расстроены относительно друг друга на несколько мГц и между ними не протекает высокочастотный ток связи по о двухпроводным лйниям,30 При размещении генераторов в непосредственной близости от двухпроводных линий так, что несущая конструкция резонатора является радиатором охлаждения транзистора генератора, снижается ток пи- .

35 тания, так как ток питания возрастает при повышении температуры транзистора, Применение данной конструкции газового лазера с ВЧ-возбуждением позволяет снизить напряжение питания с 500 В до

40 27 В, уменьшить ток питания в 3 — 5 раз, увеличйть долговечность активного элемента за счет уменьшения разрушения матери: ала активного элемента под действием .:малой ВЧ-мощности, снизить трудоемкость.

45 изготовления лазера за счет упрощения конструкции ВЧ-генератора.- Данный газовый лазер может найти широкое применение в бортовой аппаратуре с низковольтным питанием, а также в систе50 мэх, работающих в полевых условиях с автономным питанием, 702988

2,3 3

Составитель

Редактор Е. Гиринская Техред М.Моргентал Корректор И; Минска

Заказ 4632 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101