Устройство для управления излучением в импульсном режиме

 

Сеюз Сеаетския

Социалистических

Васвублес

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

It АВТОРСКОМУ CI ТИЛЬСТВУ

<я875653 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 271279 (21) 2861432/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 231081. Бюллетень Й9 39 (51)м. к„.з

Н 05 В 41/30

Гасударственный кеиятет

СССР яв ямам изебретеняй я вткритяВ (53) УДК 621. 327. . 032. 4 (088. 8) Дата опубликования описания 231081 (72) Авторы изобретения

И.Н. Кобылкин, В,А. Сельский, Р.В. Головачев, и Ю.A. Латышев (71) Заявитель рта СССР

Центральное конструкторское (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ

В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для накачки лазеров, работающих в режиме генерации кротких импульсов.

Известно устройство для питания дуговой газоразрядной лампы в импульсном. режиме, содержащее встречнопараллельно включенные тиристоры, блок поджига, подключенные к источнику переменного тока fl) .

Недостаток состоит в его сложности иэ-за необходимости иметь мощный источник переменного тока заданной частоты следования импульсов.

: Наиболее близким техническим ре- 15 шением к изобретению является устройство для генерации коротких ла- зерных импульсов, содержащее накопи-, тельный конденсатор, подключенный через токоограничивающий резистор к; 20 выводам для подключения к источнику постоянного напряжения, дроссель,. включенный между положительной об- . кладкой конденсатора и анодом фототиристора, включенного параллельно импульсной газоразрядной лампы .и связанного с ней через оптическую лазерную систему (2).

Известно, что в лазерных установках для оптической накачки активно- 30 го вещества .используют близкий к колоколообразной форме световой им-, пульс, получаемый при полной разрядке емкостного накопителя через индук тивность, Запас электрической энергии в емкостном накопителе исчисляется десятками или сотнями- колоджоулей, причем при генерации одиночных импульсов, например наносекундной длительности, световой колоколообразный импульс накачки имеет длительность порядка одной миллисекунды. Если учесть, что лазерный импульс возникает несколько раньше момента достижения вершины интенсивности колоколообразного светового импульса накачки, то становится очевидным, что более половины электрической энергии, использованной для получения одного лазерного импульса, расходуется впустую. С другой стороны полный. разряд накопителя приводит не только к бесполезной трате электроэнер- . гии, но и к убыстрению выработки допустимого ресурса дорогостоящих мощных фототиристоров, что является недостатком данного устройства °

Цель изобретения - повькяение

КПД и надежности устройства.

875653

Поставленная цель достигается тем, что устройство дпя управления излучением s импульсном режиме, содержащее накопительный конденсатор, подключенный через токоограничивающий резистор к выводам для подключения к источнику постоянного тока, . дроссель, включенный между положительной обкладкой накопительного конденсатора и анодом фототиристора, и лазерную оптическую систему с импульсной газоразрядной лампой, снаб- © жено разделительным диодом, двумя конденсаторами и двумя резисторами, причем разделительный диод включен между анодом фототиристора и выводом для подключения импульсной газо- 35 разрядной лампы, другой вывод для подключения которой через один иэ конденсаторов, соединенный параллельно с одним иэ резисторов, подключен к выводу для подключения к отрицатель-. ному полюсу источника постоянного тока, к которому через другой конденсатор, соединенный параллельно с другим резистором, подключен катод фототи рн стора ° 25 На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Оно содержит оптическую лазерную систему 1, импульсную газоразрядную лампу 2, фототиристор 3,накопительный конденсатор 4, токоограничива- . ющий резистор 5, дроссель b, конденсаторы 7 и 8, резисторы 9 и 10 и разделительный диод 11 °

Устройство работает следующим образом.

Конденсатор 4 через токоограничи-. вающий резистор 5 заряжается до определенного напряжения, после чего зажигается импульсная гаэоразрядная 40 лампа 2 и по цепи, состоящей иэ дросселя 6, диода 11, лампы 2 и .резистора 10, с одновременной нодэарядкой конденсатора 8 происходит разряд конденсатора 4, сопровождающийся свечением лампы 2 накачки с нарастающей интенсивностью. Газоразрядная лампа .

2 может работать как в режиме самопробоя, так и запускаться от специального блока поджига(не показан). Свече-50 ние лампы вызывает накачку световой энергией активного вещества, входящего в оптическую систему 1 лазера.

Оптическая система 1 лазера, кроме активного вещества, может содержать резонаторы различной конструкции, светоэатворы, элементы для получения кратных гармоник, всевозможные от— ражатели и т.д. Величина резистора 10 не должна превышать нескольких

Ом и конкретное его численное зна- 60 чение зависит от типа используемой газораэрядной лампы накачки. Емкость конденсатора 8 имеет такую величину, дри,которой в момент генерации лазерного.импульса .на ней бып.потенциал в несколько сотен вольт. До появления лазерного импульса конденсатор 7 не заряжен, фототиристор 3 закрыт, т.к. прямое напряжение самопробоя его выбирается вьаае, чем максимальное,напряжение емкостного на- копителя, которое практически имеет значение несколько киловольт. В момент появления лазерного импульса к электродам фототиристора 3 приложено суммарное напряжение, слагающееся из падения напряжения на диоде 11, горящей гаэораэрядной лампе 2 и напряжения на конденсаторе 8, что повыаает надежность и снижает время запаздывания полного открытия фототиристора

3 Кроме этого для управлений фототиристором 3 необходимо меньше отводить лучистой энергии от лазерного луча, чем без конденсатора 8.

Газоразрядная лампа 2 накачки практически мгновенно гаснет в момент

1 облучения фототиристора 3 лазерными импульсами достаточной интенсивности, так как падение напряжения на этом фототиристоре в открытом состоянии имеет значение всего в несколько вольт. Диод 11 препятствует прохождению тока через гаэоразрядную лампу

2 в обратном направлении от конденсатора 8. Конденсатор 7 заряжается через фототиристор 3 до тех пор, пока напряжение на нем не сравняется с напряжением на конденсаторе 4. Величина емкости конденсатора 7 должна быть много меньше емкости конденсатора 4. Время заряда конденсатора 7 до закрытия фототиристора 3 должно пре-, вышать время деионизации газоразрядной лампы 2. За время заряда конденсатора 4 через резистор 5 для следующего акта .генерации лазерного импульса, конденсаторы 7 и 8 должны разряжаться через резисторы 9 и 10 соответственно.

При необходимости импульсная световая вспышка, генерируемая газоразрядной лампой, может проектироваться непосредственно на фототиристор,который также перейдет в открытое состояние при достаточной интенсивности вспышки.

В таком исполнении устройство может быть использовано не только в лазерных установках, но и в тех слу-. чаях, когда требуется получить мощные световые вспышки, не превышающие заданную интенсивность.

Технико-экономический эффект при использований данного изобретения достигается за счет экономии электроэнергии и уменьшения эксплуатационных расходов.

Формула изобретения

Устройство для управления излучением в импульсном режиме, содержащее

875653

Составитель Л. шилов

Редактор р.öèöèêà Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Демчик

Заказ 9389/88 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 накопительный конденсатор, подключенный через токоограничивающий резистор к выводам для подключения к источнику постоянного тока, дроссель, включенный между положительной обкладкой накопительного конденсатора и анодом фототиристора, и лазерную оптическую систему, предназначенную для обеспечения связи импульсной газоразрядной лампы,с фототиристором, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности устройства, оно снабжено разделительным диодом, двумя конденсаторами н двумя резисторами, причем разделительный диод включен между анодом фототиристора и выводом для подключения импульсной гаэораэрядной лампы, другой вывод для подключения которой через один иэ конденсаторов, соединенный параллельно с одним из резисторов, подключен к выводу для подключения к отрицательному полюсу источника постоянного тока, к которому через другой конденсатор, соединенный параллельно с другим резистором, подключен катод фототиристора

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 543211, кл. Н 05 В 41/30, 10 ° 11.75.

2. Авторское свидетельство СССР в 679062, кл. Н 05 В 41/30, 1977.