способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями
Классы МПК: | H01S3/09 способы и устройства для возбуждения, например для подкачки |
Автор(ы): | Медведев Д.К., Мышенков В.И., Серегин А.М., Синайский В.В. |
Патентообладатель(и): | Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-06-30 публикация патента:
20.09.2002 |
Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при создании газоразрядных лазеров непрерывного действия. Кроме того, оно может быть применено и в других областях, где необходимо возбуждать большие объемы пространственно-однородной плазмы, например в плазмохимии. В известном способе накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, включающем возбуждение тлеющего разряда гармоническим электрическим полем, одновременно производят стабилизацию тлеющего разряда импульсным напряжением звуковой частоты. Длительность импульса не превышает 10-7 с. Амплитуда U удовлетворяет условию l
2
i(e
U), где l - межэлектродное расстояние, е - заряд электрона,
i(e
U) - длина свободного пробега электрона с энергией е
U по отношению к акту ионизации. Технический результат заключается в повышении удельной мощности, вкладываемой в активную среду лазера, и увеличении мощности когерентного излучения, снимаемого с единицы объема активной среды.
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189031/8804.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189014/955.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189014/955.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
Формула изобретения
Способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с диэлектрическими покрытиями, включающий возбуждение тлеющего разряда гармоническим электрическим полем, отличающийся тем, что одновременно производят стабилизацию тлеющего разряда импульсным напряжением с частотой следования импульсов![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189011/946.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189011/946.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189031/8804.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189014/955.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189014/955.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при создании газоразрядных лазеров непрерывного действия. Кроме того, оно может быть применено и в других областях, где необходимо возбуждать большие объемы пространственно-однородной плазмы, например в плазмохимии. Известные в настоящее время способы получения пространственно-однородной плазмы большого объема для накачки активной среды газоразрядных лазеров, или для целей плазмохимии, ограничены по уровню вкладываемой в разряд удельной мощности из-за формирования контрагированных структур в результате развития ионизационных неустойчивостей [1]. Наиболее близким к предлагаемому изобретению, выбранным авторами изобретения за прототип, является способ накачки активной среды газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, включающий возбуждение тлеющего разряда гармоническим электрическим полем [2]. Плазма такого разряда обладает сравнительно высокой устойчивостью по отношению к контракции благодаря стабилизирующей роли диэлектрических покрытий, выполняющих функцию распределенных в пространстве балластных сопротивлений. Однако наличие этих покрытий не решает проблему контракции в должной мере. Дело в том, что существуют два типа ионизационных неустойчивостей, развитие одного из которых (пространственно-однородного) подавляется диэлектрическими покрытиями, а другого (пространственно-неоднородного) - нет. Последнее обстоятельство объясняется тем, что в случае пространственно-неоднородных неустойчивостей плотность разрядного тока на торцах плазменного столба остается неизменной и такие неустойчивости не могут быть стабилизированы внешними (балластными) сопротивлениями. Наличие неустойчивостей подобного типа существенно ограничивает в известном способе возможности повышения уровня удельной мощности, вкладываемой в пространственно-однородную плазму большого объема для накачки активной среды непрерывных газоразрядных лазеров. С помощью предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в повышении удельной мощности, вкладываемой в активную среду лазера, и увеличении мощности когерентного излучения, снимаемого с единицы объема активной среды. Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, включающем возбуждение тлеющего разряда гармоническим электрическим полем, одновременно производят стабилизацию тлеющего разряда импульсным напряжением звуковой частоты длительностью, не превышающей 10-7 с, и амплитудой U, удовлетворяющей условию l![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189031/8804.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189014/955.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
l - межэлектродное расстояние,
е - заряд электрона,
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189014/955.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189679/2189679-1t.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189019/8776.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189011/946.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189011/946.gif)
ne - плотность электронов в плазме. Обычно
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189011/946.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189162/247.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189679/2189679-2t.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189014/955.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189679/2189679-3t.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189020/963.gif)
![способ накачки активной среды непрерывного газоразрядного лазера с электродами с диэлектрическими покрытиями, патент № 2189679](/images/patents/281/2189020/963.gif)
1. Липатов Н.И., Минеев А.П., Мышенков В.И., Пашинин П.П., Прохоров А.М. "Нелинейные структуры в газовом разряде и возбуждение активной среды в мощных газоразрядных молекулярных лазерах". Труды ИОФАН, т. 17, с.3-52, М., Наука, 1989. 2. Yasui К. , Kuzumoto M., Ogawa S., Tanaka M. and Yagi S. "Silent - Discharge Excited TEM00 2.5kW CO2 Laser.IEEE Journal of Quantumn Electronics, vol. 25, 4, pp. 836-839, 1989 - прототип.
Класс H01S3/09 способы и устройства для возбуждения, например для подкачки