Импульсно-периодический газовый лазер

 

СОЮЗ COBKTCKIIX социллнстнчкскнх pEcIIYEJIRK госудмствкннок юткнтнок вщомство ccct <госплткнт cccF) ййМВЖМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2933186/25 (22) 28.05.80 (46) 15.1293 Бюп Na 45-46

P2) Левин ГЫ (и> 5ll (11) ЯЯЯбД Я1 (31) 2 (54) ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ГАЗО-..

ВЫЙ ЛАЗЕР (56

867263

Другим недостатком является наличие двух искровых зазоров в цепи разряда: между рабочей парой электродов и токоподводами. Эти зазоры вводят дополнительное сопротивление, и в них теряется часть энергии накопителя, э токоподводы нуждаются в периодических осмотрах и регулировке в результате искровой эрозии, Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности, увеличение мощности генерации и снижение себестоимости лазера, Эта цель достигается тем, что в импульсно-периодическом газовом лазере, содержащем корпус с электродами и вэл с двумя вращающимися перфорированными дисками, по окружности которых параллельно оси вала закреплены перекладины, вал закреплен в корпусе неподвижно и связан с дисками через подшипники, а перекладины между дисками выполнены из изоляционного материала, при этом катод размещен на

50

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при создании импульсно-периодических лазеров, в частности, для сварки и резки, Известен газовый лазер, возбуждаемый электрическим разрядом, содержащий электрораэрядную камеру с электродами, .теплообменник и компрессор для прокачки газа по замкнутому контуру. 10

К недостаткам этого лазера относятся, в частности больше энергьзатраты на прокачку Ф охлаждение газа, кеторые больше максимальной мощности излучения лазера.

Затраты энергии на прокачку газа суще- 15 ственно уменьшены в известном импульсно-периодическом зазоре, в котором на валу ротора установлены два диска с отверстиями, по окружности дисков параллельно,. оси вала закреплены электроды, изолиро- 2o ванные от вала и между собой, при этом рабочие поверхности соседних электродов . обращены друг к другу. Недостатком этого лазера — электроды должны удовлетворять ряду противоречивых требований: быть пре- 25 дельно легким (для уменьшения центробежных сил), прочными и жесткими (для ограничения деформации, ухудшающих динамику ротора и условия разряда). Необходимо обеспечить высокую стабильность геометрических форм и зазора между рабочими поверхностями одновременно всех электродов. Выполнение этих условий требует применения сложной технологии и осуществленного усложнения конструкции, приводящих. к удорожанию устройства, а также к снижению надежности, валу и изолирован от него. а анод выполнен гэзопроницаемым и закреплен на перекладинах.

Сущность изобретения поясняется чертежом: на фиг. 1 изображена конструктивная схема лазера, продольное сечение: на фиг. 2 — конструктивная схема лазерэ в поперечном сечении.

Устройство выг, олнено следующим образом.

Все основные узлы лазера помещены в герметичный цилиндрический корпус 1.

Элементами разрядной системы являются вращающийся анод 2 и неподвижный катод

3. Вращающийся. анод 2 представляет собой многогранную призму, содержащую перекладины 4, передний диск 5, задний диск 6, проволочную спираль или сетку 7, подшипниковые узлы 8, 9. 10.

Перекладины 4 выполнены из электроизоляционного материала, например, текстолита, и жестко закрепленных на дисках 5 и 6, На верхней кромке перекладин 4 закреплен металлический стержень 11, проходящий по всей длине каждой перекладины и имеющий на концах электрическое соединение с подшипниковыми уздами 8 и 9. Для повышения надежности конструкции анода

2 на случай обрыва проволочная спираль 7 в месте контакта со стрежнями 11 приварена к ним контактной сваркой, Диски 5 и 6 снабжены отверстиями 12, диск 5 имеет цапфу 13, которой он опирается на подшипниковый узел 8 и соединен с приводом вращения, Катод 3 выполнен в виде металлического бруска со специальной формой поперечного сечения. Катод 3 закреплен на валу 14 с помощью стоек.15 из изоляционного материала на заданном расстоянии от плоскости проволочной спирали 7, Разрядная система закреплена в корпусе 1 на кронштейне 16, По другую сторону спирали 7 прямо против катода 3 расположен блок 17 предионизации. В корпусе,1 нэ оси l8 разрядного промежутка расположены зеркала 19 и 20 резонатора. В герметичном объеме корпуса 1 на пути циркуляции газовой смеси, показанной стрелками, установлен теплообменник 21. При работе редкими короткими "очередями" теплообмен может быть достаточно эффективным без теплообменника 21 через корпус 1.

Высокочастотный кабель 22 питания основной разрядной системы герметично введен через вал 14.

На диске 6 закреплены подвижные элементы 23 инициатора рэзрчдэ.: El(; I() ко1о 367263 рык равно числу сторон призмы анода 2. а в корпусе 1 — неподвижный элемент 24.

При работе в корпусе 1. заполнейном газовой смесью, с помощью электропривода на неподвижном валу 14 вращается анод

2 в направлении, показанном стрелкой на фиг.2, В момент совпадения очередной грани спирали 7 с плоскостью А (фиг, 2) инициатором 23-24 возбуждается кратковременный, около:1 мкс, разряд в цепи блока 17 предионизации и основных электродов 2 и 3. Разряд повторяется в свежей газовой смеси npin повороте анода через каждые 360/и градусов, где n — число граней спирали 7 или число перекладин 4, Нагретый газ удаляется из разрядного промежутка за счет центробежных сил, а охлажденный подается в промежутки между перекладываниями из центральной зоны анода 2.

Благодаря расположению катода 3 внутри анода 2 траектория движения внутренних кромок перекладин 4 близко совпадает с контуром рабочей поверхности

Формула изобретения

ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий корпус с электродами и вал с двумя вращающимися перфорированными дисками, по окружности которых параллельно оси вала закреплены перекладины, отли,ающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, покатода 3 в его поперечном сечении, чем обеспечивается эффективная вентиляция пограничного слоя газа, нагретого предыдущим разрядом, Таким образом в устройстве имеется только один электрод со сложной.геометрической формой, имеющий одну рабочую по-. верхность вместо двух. Следовательно, оптимальная установка этого электрода не

10 требует согласования с положениями других электродов и. не представляет затруднений, Катод 3 может иметь простейшую конструкцию, любые массу и жесткость, т.к, он неподвижен, 15

Данный импульсно-периодический лазер по сравнению с прототипом имеет упрощенную конструкцию, при этом его мощность больше на 15-20, за счет возможности применения боле эффективной системы предионизации, а отсутствие скользящих контактов повышает надежность лазера. (56) Патент США N 3735284, кл. 331-94,5 опублик. 1973 г. вышения надежности, увеличения мощности генерации и снижения себестоимости

30 лазера, вал в корпусе закреплен неподвижно и связан с дисками через подшипники, перекладины между дисками выполнены из изоляционного материала, при этом катод размещен на валу и изоли35 рован от него, а анод выполнен газопроницаемым и закреплен на перекладинах.

867263

Составитель Г.Левин

Редактор О.Колоскова Техред М.Моргентал Корректор С. Лисина

Заказ 3349

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. Ул глгарин» l01

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб,. 4/5

4 и

1Х