Импульсный лазер периодического действия с самопрокачкой рабочего газа

 

ИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕР ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ С САМОПРОКАЧКОЙ РАБОЧЕГО ГАЗА, содержащий разрядную камеру с электродами и обратный клапан, установленный перед разрядной камерой, отличающийс я тем, что, с целью повышения ресурса работы и КПД, обратный клапан удален от электродов на расстояние не менее половины длины электродов и не менее ширины межэлектродного зазора.

-СООЗ QQBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (! 1) А

4(51) Н 01 5 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2688349/18-25 (22) 22. 11.78 (46) 28.02.85. Бюл. 8 (72) В.В.Бреев А.В.Губарев, О.И.Пе ченова, А.A.Íåêðàñîí, A.À.ßêóøåâ и С.В.Дробязко (53) 621.375 8(088.8) (56) 1. Патент США Р 3543174, кл, 33 1-94.5, опублик. 1970.

2. Губарев А.Б. и др. О возможности осуществления самопрокачки газовой смеси в импульсном лазере периодического действия. Квантовая электроника, т. 5, Р 7, с. 1595-1598, 1978 (прототип). (54) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕР ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ С САМОПРОКАЧКОЙ

РАБОЧЕГО ГАЗА, содержащий разрядную камеру с электродами и обратный клапан, установленный перед разрядной камерой, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения ресурса работы и КПД, обратный клапан удален от электродов на расстояние не менее половины длины электродов и не менее ширины межэлектродного зазора.

766510 2 изобретение относится к области кцантовой электроники и может быть иепользовано при разработке импульсных лазеров периодического действия с самопрокачкой рабочего газа. 5

Известен импульсный газовый лазер периодического действия Ц, содержащий разрядную камеру с электродами, оптический резонатор и газовый контур с компрессором для про- tO качки рабочего газа по контуру.

Недостатком указанного лазера является низкий общий КПД, обусловленный наличием компрессора.

Этот недостаток устранен в из- 15 вестном лазере f2(, в котором для прокачки рабочего газа используется тепловая энергия, вцпеляющаяся в результате электрического разряда.

Такой лазер содержит разрядную ка- 20 меру с электродами, обратнъиФ клапан, установленный ка входе в разрядную камеру, и акустическую трубу. . Однако, в указанном прототипе обратный клапан находится в иепос- 25 редствекком контакте с горячими газами и расположеи в области с высокими электрическими лоляин. Это ограничивает выбор кокструктнвмьи материалов обратного клапана и, как о следствие, ресурс работы лазера.

Кроме того, обратюй клапан создает за собой значительную турбулентность газового потока, что приводит к неоднородности разряда и снижает КТЩ лазера.

Целью изобретения является повышение ресурса работы и КПД лазера.

Эта цель достигается тем, что в импульсном лазере периодического дей-@ ствия с самопрокачкой рабочего газа, содержащем разрядную камеру с электродами и обратный клапан, последний удален от электродов ка расстояние не менее половины длины электродови не менее ширины межэлектродного зазора.

На фиг. 1 схематически представлен лазер, на фиг. 2 — расчетная зависимость частоты следования импульсов накачки от расстояния межпу обратным клапаном и электродами.

Лазер содержит акустическую трубу 1, в которой установлены электроды 2 разрядной камеры 3 и обратный клапан 4. Здесь же указаны длина

) электродов, расстояние . между обратным клапаном и электродами и ширина h межэлектродного зазора.

Стрелками указано направление движе ния рабочего газа.

На фиг. 2 частота следования импульсов накачки 1 дана в отношении к этой же частоте при нулевом удаленик обратного клапана от электродов (4< = О), а расстояние между обратным клапаном и электродами виражено s относительных единицах 4 /f.

Лазер работает следующим образом.

В результате импульсного электрического разряда в разрядной камере выделяется тепловая энергия и ступен чато повышается давление. После этого в сторону обратного клапана и в сторону выходного сечения акустической трубы начинается расширение нагретого рабочего газа в виде ударных волн и волн разрежения. Первая ударная волна, дойдя до обратного клапана, закрывает его и обращается в противоположном направлении. При этом газ, находящийся между ударной волной и клапаном, сжимается аналогично пружине. Приходящая затем волна разрежения вызывает расширение сжатого газа и его перемещение к разрядной камере, причем, в силу инерции газового потока, ка обратном клапане возникает положительный перепад давления, клапан открывается и осуществляется засасыванке новой порции рабочего газа. После заполнения разрядной камеры свежим рабочим газом между электродами осуществляется новый импульсный разряд и процесс.повторяется.

Данное решение, благодаря удалекию обратного клапана на расстояние

6 /2 от электродов и предотвращению разряда через клапан (g 3 h ),,позволит снизить тепловую нагрузку на этот клапан и повысить однородность потока рабочего газа в области разрядной камеры, что, в свою очередь, приведет к повьппению ресурса работы и К1Щ лазера по сравнению с прототипом.

При этом, как показывают расчеты без учета потерь на трение (фиг.2), допустимая частота следования импульсов накачки не изменяется.

766510

Корректор. M-Демчик

Редактор П.Горькова Техред С.Легеза

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 572/4 Тираж 638 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5