Газоразрядная трубка газового лазера

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з9) (!!) . (я)5 H 01 $3/03

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТ80 СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а =г((сгцьз (1 — — -)"

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 649273 (21) 2963869/25 (22) 25.07.80 (46) 23.11.92. Бюл. ¹ 43 (72) А.Н. Власов; А.Я. Паюров, В,А. Перебякин и Г.Т. Тимошенко (56) Авторское свидетельство СССР № 649273, кл. Н 01 S 33//0033, 1976. (54)(57) ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ТРУБКА ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА по авт.св. hL 649273, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД лазера, боковые стенки разрядного канала выполнены зеркальными, расстояние между ними меньше, а высота стенок не меньше наибольшего размера моды открытого резоИзобретение относится к области квантовой электроники, может быть использовано при производстве газовых волноводных лазеров с поперечным разрядом и является усовершенствованием известного устройства.

В основном изобретении описана газораэрядная трубка газового лазера с поперечным разрядом, содержащая разрядный канал с активной средой и расположенные . вдоль разрядного канала катод и анод, На рабочую поверхность анода нанесена полупроводящая пленка с удельным сопротивле° нием большим, чем удельное динамическое сопротивление рабочего плазменного столба в разрядном канале. Кроме того, полупроводящая пленка на рабочей поверхности анода выполнена из двуокиси . магния.

Такая газоразрядная трубка имеет повышенную стабильность разряда. натора лазера, определяемого соотношением (" Фг (."", ","1 где а — размер моды открытого резонатора лазера;

N — число Френеля; ,б, — длина волны излучения;

L — расстояние между зеркалами лазера;

Ri, Rz — радиусы кривизны зеркала лазера.

К недостаткам трубки следует отнести низкий КПД при использовании ее в одно- О© модовых лазерах с открытым резонатором.. О

В этом случае расстояние между боковы- (л) ми стенками разрядного канала примерно и равно ширине стенок, так как определя- С) ется размерами моды открытого резонато- С) ра, и величина разрядного тока имеет большоезначение(плотнастьтока составляет 3-б MA/MM2 в He-Ne-лазере).Это делает необходимым использование либо горячего катода, либо холодного катода больших размеров, что приводит к снижению КПД лазера. В первом случае расходуется дополнительная энергия на нагрев катода, во втором — велика доля прикатодного падения потенциала по отношению к падению напряжения на положительном столбе тлеющего разряда. Если уменьшать расстояние между боковыми стенками разрядного ка893100 нала и соответственно, снижать величину разрядного тока., To возрастают потери резонатора лазера, что снижает мощность излучения и КПД лазера.

Целью изобретения является повышение КПД лазера.

Поставленная цель достигается тем, что в газоразрядной трубке газового лазера по авт.св, М 649273 боковые стенки разрядного канала выполнены зеркальными. расстояние между ними меньше, а высота стенок не меньше наибольшего размера моды открытого резонатора лазера. определяемого соотношением а =2(NА(.) (1 — — ) г

R2 (v4 2

4 +

R1 R1 R2 R1R2 где а — размер моды открытого резонатора;

N — число Френеля;

Л вЂ” длина волны излучения;

L — расстояние между зеркальными лазера;

К1 и R2 — радиусы кривизны зеркал лазера.

Такое конструктивное выполнение гаэоразрядной трубки позволяет повысить КПД лазера, Конструкция газоразрядной трубки ла. зера представлена на чертеже.

Газораэрядная трубка содержит выходные оптические узлы 1 (отражатели с радиу- сами кривизны R1 и R2}. расположенные вдоль разрядного канала 2 напротив друг друга, катод 3, анод 4, на который нанесена полупроводящая пленка 5, и боковые стенки

6 разрядного канала, рабочая поверхность которых отполирована и может быть покрыта высокоотражающей пленкой 7.

Расстояние между боковыми стенками разрядного канала составляет "х", а высота стенок "у" мм.

Устройство работает следующим образом, При подаче напряжения между катодом

3 и анодом 4 в разрядном канале 2 зажига5 ется разряд и возникает генерация электромагнитных волн. Часть энергии отводится через оптические узлы 1. Стабилизация разряда осуществляется с помощью полупроводящей пленки 5. Рабочая поверхность 7

"0 боковых стенок 6.газоразрядной трубки совместно с оптическими узлами 1 образует плоский волноводный резонатор, в котором отношение высоты стенок канала "у" к расстоянию между боковыми стенками раэряд15 ного канала "х" составляет большую величину, В результате этого оптические потери на открытых сторонах канала малы, поскольку пучок подфокусируется зеркалами узла 1 при каждом проходе резонатора.

20 . Таким образом, выполнение стенок разрядного канала зеркальными с расстоянием между ними меньшим, а высотой стенок не меньше наибольшего размера моды открытого резойатора и осуществление генера25 ции лазера в волноводном режиме позволяют значительно уменьшить ТоК разряда, так как уменьшено поперечное сечение для протекаемого тока. Это позволяет использовать холодный катод небольших

30 размеров, значительно снизить долю прикатодного падения потенциала по отношению к падению напряжения на положительном столбе тлеющего разряда. что повышает

КПД лазера.

35 Кроме того, меньшее по сравнению с известным устройством расстояние между стенками разрядного канала позволяет повысить давление рабочей смеси, что увеличивает срок службы газораэрядной трубки

40 газового лазера.

Использование изобретения позволит увеличить срок службы и КПД волноводных

СО2-лазеров высокого давления и Не-Ne-ла45 зеров широкого применения.