RU20201U1 - METAL PAIR LASER RADIATOR - Google Patents
METAL PAIR LASER RADIATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU20201U1 RU20201U1 RU2001110812/20U RU2001110812U RU20201U1 RU 20201 U1 RU20201 U1 RU 20201U1 RU 2001110812/20 U RU2001110812/20 U RU 2001110812/20U RU 2001110812 U RU2001110812 U RU 2001110812U RU 20201 U1 RU20201 U1 RU 20201U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- emitter
- heater
- metal
- cavity
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 73
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 73
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 14
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 12
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 claims description 12
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- -1 there are electrodes Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M bromocopper(1+) Chemical compound Br[Cu+] ODWXUNBKCRECNW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области лазерной техники и может быть использовано в производстве газоразрядных импульснопериодических лазеров на парах металлов.The proposed utility model relates to the field of laser technology and can be used in the production of gas-discharge pulse-periodic metal vapor lasers.
Известны излучатели лазеров на парах металлов, содержащие герметичный корпус с выходными окнами и токоподводами, в полости которого, заполненной смесью инертного газа и водорода, расположены электроды, газоразрядная трубка и генераторы паров металла или галогенида металла (Бохан П.А., Силантьев В.И., Соломонов В.И. О механизме ограничения частоты следования импульсов генерации в лазере на парах меди // Квантовая электроника, 1980. Т. 7, № 6. С. 1264 - 1269; Воронов В.И., Елаев В.Ф., Иванов А.И., Кирилов А.Е., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Шумейко А.С. Исследование и разработка мощных лазеров на парах бромида меди с отпаянным активным элементом // Оптика атмосферы и океана, 1993. Т. 6, № 6. С. 727-730).Known emitters of metal vapor lasers containing a sealed enclosure with exit windows and current leads, in the cavity of which are filled with a mixture of inert gas and hydrogen, are electrodes, gas discharge tube and generators of metal vapor or metal halide (Bohan P.A., Silantyev V.I. ., Solomonov V.I. On the mechanism for limiting the repetition rate of lasing pulses in a copper vapor laser // Quantum Electronics, 1980.V. 7, No. 6. P. 1264 - 1269; Voronov V.I., Elaev V.F. , Ivanov A.I., Kirilov A.E., Polunin Yu.P., Soldatov A.N., Shumeyko A.S. e and development of powerful lasers with copper bromide unsolder active element // Atmosphere and Ocean Optics, T. 1993. 6, № 6. S. 727-730).
В таких излучателях давление водорода определяется тем его количеством, которое напускается в герметичную оболочку перед ее вакуумированием. Из-за постоянной деградации водорода его давление в излучателе непрерывно уменьщается и за время, меньшее ресурса работыIn such emitters, the hydrogen pressure is determined by the amount that is poured into the sealed enclosure before evacuation. Due to the constant degradation of hydrogen, its pressure in the emitter continuously decreases and for a time shorter than the service life
излучателя, определяемого его конструкцией и технологией изготовления, опускается ниже минимально допустимой величины, в результате чего мощность генерации лазера сильно снижается. Для восстановления давления водорода до первоначального зфовня требуется развакуумирование герметичной оболочки.emitter, determined by its design and manufacturing technology, falls below the minimum acceptable value, as a result of which the laser generation power is greatly reduced. In order to restore the hydrogen pressure to the initial level, decompression of the hermetic shell is required.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является излучатель лазера на парах металлов, содержащий герметичный корпус с выходными окнами и токоподводами, в полости которого, заполненной смесью инертного газа и водорода, расположены электроды, газоразрядная трубка, генераторы паров металла или галогенида металла и генератор водорода с подогревателем (Астаджов Д.Н., Вучков Н.К., Исаев А.А., Петраш Г.Г., Пономарев И.В., Саботинов Н.В. Релаксация метастабильных атомов меди в лазере на парах меди в режиме регулярных импульсов // Квантовая электроника, 1987. Т. 14, 2. С. 396 - 399, прототип). Давление водорода в излучателе определяется температурой генератора водорода - при нагреве генератора давление растет, при остывании - падает. Давление водорода в излучателе, обеспечивающее оптимальные значения мощности генерации и к.п.д. лазера, реализуется только тогда, когда генератор водорода нагрет до соответствующей температуры.Closest to the proposed utility model is a metal vapor laser emitter containing a sealed housing with exit windows and current leads, in the cavity of which are filled with a mixture of inert gas and hydrogen, there are electrodes, a gas discharge tube, metal or metal halide vapor generators and a hydrogen generator with a heater (Astadzhov D.N., Vuchkov N.K., Isaev A.A., Petrash G.G., Ponomarev I.V., Sabotinov N.V. Relaxation of metastable copper atoms in a copper vapor laser in the regime of regular pulses) / Quantum El ktronika, 1987. T. 14, 2, pp 396 - 399, the prototype). The hydrogen pressure in the emitter is determined by the temperature of the hydrogen generator - when the generator is heated, the pressure increases, when it cools, it drops. Hydrogen pressure in the emitter, providing optimal values of the generation power and efficiency laser is realized only when the hydrogen generator is heated to the appropriate temperature.
Такому излучателю присущи следующие недостатки. Во время работы лазера генератор водорода отравляется выделяющимися из электродов и других элементов конструкции излучателя газами, а также галогенами и галогенидами металлов, что существенно снижает его срок службы и, как следствие, снижает срок службы излучателя. Кроме того, при выключении подогревателяSuch a radiator has the following disadvantages. During the operation of the laser, the hydrogen generator is poisoned by gases released from the electrodes and other structural elements of the emitter, as well as metal halogens and halides, which significantly reduces its service life and, as a result, reduces the life of the emitter. In addition, when the heater is turned off
генератора водорода, происходящего при выключении лазера, давление водорода в излз ателе уменьшается и при значительных временах отключения весь водород адсорбируется в генераторе водорода. В связи с инерционностью нагрева генератора и конечной скоростью диффз ии водорода в инертном газе давление водорода в излучателе устанавливается постепенно и достигает значения, необходимого для установления стабильных выходных параметров лазера, через определенный, достаточно большой интервал времени.a hydrogen generator that occurs when the laser is turned off, the hydrogen pressure in the laser decreases and, with significant shutdown times, all hydrogen is adsorbed in the hydrogen generator. Due to the inertia of the heating of the generator and the finite rate of hydrogen diffusion in an inert gas, the hydrogen pressure in the emitter is established gradually and reaches the value necessary to establish stable output parameters of the laser after a certain, sufficiently large time interval.
Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу увеличения срока службы генератора водорода и излучателя и стабилизации давления водорода в излучателе на уровне, обеспечиваюш;ем паспортный уровень мощности генерации и к.п.д, лазера, на протяжении всего срока службы излучателя.The proposed utility model solves the technical problem of increasing the service life of a hydrogen generator and emitter and stabilizing the pressure of hydrogen in the emitter at a level that provides the passport level of generation power and efficiency of the laser throughout the entire life of the emitter.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в излучателе, содержащем герметичный корпус с выходными окнами и токоподводами, в полости которого, заполненной смесью инертного газа и водорода, расположены электроды, газоразрядная трубка, генераторы паров металла или галогенида металла и генератор водорода с подогревателем, герметичный корпус излучателя выполнен из двух частей, в полости первой из которых, заполненной смесью инертного газа и водорода, расположены электроды, газоразрядная трубка, генераторы паров металла или галогенида металла, в полости второй - генератор водорода с подогревателем, а сами полости соединены друг с другом селективной мембраной с подогревателем, при этом селективная мембрана вьшолнена из материала, проницаемого в нагретомThe stated technical problem is solved due to the fact that in the emitter containing a sealed enclosure with exit windows and current leads, in the cavity of which is filled with a mixture of inert gas and hydrogen, there are electrodes, a gas discharge tube, metal vapor or metal halide generators and a hydrogen generator with a heater, the sealed housing of the emitter is made of two parts, in the cavity of the first of which, filled with a mixture of inert gas and hydrogen, are the electrodes, gas discharge tube, metal vapor generators or metal halide, in the second cavity there is a hydrogen generator with a heater, and the cavities themselves are connected to each other by a selective membrane with a heater, while the selective membrane is made of material permeable in the heated
состоянии для водорода и непроницаемого при любых температурах для других газов и паров, заполняющих излз атель.a state for hydrogen and impermeable at all temperatures for other gases and vapors filling the tank.
Технический результат заключается в увеличении срока службы генератора водорода и излучателя и стабилизации давления водорода в излучателе на уровне, обеспечивающем паспортный уровень мощности генерации и к.п.д. лазера на протяжении всего срока службы излучателя за счет того, что селективная мембрана с подогревателем, проницаемая в нагретом состоянии для водорода и непроницаемая при любых температурах для других газов и паров, заполняющих излучатель, исключает возможность попадания на генератор водорода газов, выделяющимися из электродов и других элементов конструкции излучателя, а также галогенов и галогенидов металлов и обеспечивает при выключении лазера сохранение водорода в полости, заполненной смесью инертного газа и водорода и содержащей электроды, газоразрядную трубку и генераторы паров металла шш галогенида металла, и поступление водорода из полости, содержащей генератор водорода с нагревателем, в полость, заполненную смесью инертного газа и водорода и содержащей электроды, газоразрядную трубку и генераторы паров металла или галогенида металла, по мере деградации водорода в этой полости.The technical result consists in increasing the service life of the hydrogen generator and the emitter and stabilizing the pressure of hydrogen in the emitter at a level that provides a certified level of generation power and efficiency laser throughout the life of the emitter due to the fact that the selective membrane with a heater, permeable in the heated state to hydrogen and impermeable at all temperatures to other gases and vapors filling the emitter, eliminates the possibility of gases released from the electrodes and other the structural elements of the emitter, as well as metal halides and halides, and ensures that when the laser is turned off, hydrogen is retained in a cavity filled with a mixture of inert gas and hydrogen and containing electrodes, a gas discharge tube and metal vapor generators of metal halide metal, and hydrogen entering from a cavity containing a hydrogen generator with a heater into a cavity filled with a mixture of inert gas and hydrogen and containing electrodes, a gas discharge tube and metal vapor generators or metal halide, as hydrogen degradation in this cavity.
Первоначальное количество водорода в генераторе водорода выбирается таким, чтобы обеспечить поддержание давления водорода, обеспечивающего паспортный уровень мощности генерации и к.п.д. лазера, на протяжении всего срока службы излучателя.The initial amount of hydrogen in the hydrogen generator is selected so as to ensure that the pressure of hydrogen is maintained, providing a certified level of generation power and efficiency laser throughout the life of the emitter.
Для сохранения давления водорода, обеспечивающего паспортный уровень мощности генерации и к.п.д. лазера на протяжении всего срока службы излучателя в полости, заполненной смесью инертного газа и водорода и содержащей электроды, газоразрядную трубку и генераторы паров металла или галогенида металла, необходима следующая последовательность включения и выключения подогревателей генератора водорода и селективной мембраны.To maintain the pressure of hydrogen, providing a certified level of generation power and efficiency laser throughout the life of the emitter in a cavity filled with a mixture of inert gas and hydrogen and containing electrodes, a gas discharge tube and generators of metal vapor or metal halide, the following sequence of turning on and off the heaters of the hydrogen generator and selective membrane is necessary.
При включении лазера одновременно подается напряжение на электроды и на подогреватель генератора водорода, а с определенной задержкой по времени, необходимой для разогрева генератора водорода до рабочей температуры, соответствующей номинальному давлению водорода в излучателе, включается подогреватель селективной мембраны. Таким образом исключается уменьшение давления водорода в излучателе, обусловленное инерционностью нагрева генератора водорода, так как вставка становится проницаемой для водорода только после нагрева генератора, когда в полости, содержащей генератор водорода, устанавливается его номинальное давление.When the laser is turned on, voltage is simultaneously applied to the electrodes and to the heater of the hydrogen generator, and with a certain time delay necessary to warm up the hydrogen generator to an operating temperature corresponding to the nominal pressure of hydrogen in the emitter, the selective membrane heater is turned on. This eliminates the decrease in hydrogen pressure in the emitter due to the inertia of the heating of the hydrogen generator, since the insert becomes permeable to hydrogen only after heating the generator when its nominal pressure is established in the cavity containing the hydrogen generator.
При выключении лазера одновременно снимается напряжение с электродов лазера и с подогревателя селективной мембраны, а подогрев генератора водорода выключается с такой задержкой по времени, которая обеспечивает остывание селективной мембраны до температуры, обеспечивающей прекращение диффузии водорода через нее. Это исключает уменьшение давление водорода в излучателе при выключении генератора водорода, так как при его остывании поглощается только то количество водорода, которое находится в полости, содержащей генератор водорода.When the laser is turned off, the voltage is simultaneously removed from the laser electrodes and from the selective membrane heater, and the hydrogen generator heating is turned off with a time delay such that the selective membrane cools to a temperature that stops the diffusion of hydrogen through it. This eliminates the decrease in hydrogen pressure in the emitter when the hydrogen generator is turned off, since when it cools, only that amount of hydrogen is absorbed that is in the cavity containing the hydrogen generator.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано как в излучателях лазеров на парах металла и галогенида металлов, снабженными автономными нагревателями, так и в излучателях, в которых необходимое давление паров металла или галогенида металла достигается за счет саморазогрева, то есть за счет энергии, выделяющейся в разряде.The proposed technical solution can be used both in emitters of metal vapor and metal halide lasers equipped with autonomous heaters, and in emitters in which the required vapor pressure of the metal or metal halide is achieved by self-heating, that is, due to the energy released in the discharge.
На фиг. 1 показана конструкция саморазогревного излучателя лазера на нарах металла. Излучатель, подключенный к блоку питания 1, содержит герметичный корпус 2 с выходными окнами 3 и токоподводами 4, электроды 5, газоразрядную трубку 6, генераторы паров металла 7, селективную мембрану 8 с подогревателем 9 и блоком питания подогревателя 10, генератор водорода 11 с подогревателем 12 и блоком питания подогревателя 13, тепловую изоляцию 14.In FIG. 1 shows the design of a self-heating metal emitter laser emitter. The emitter connected to the power supply unit 1 contains a sealed housing 2 with output windows 3 and current leads 4, electrodes 5, a gas discharge tube 6, metal vapor generators 7, a selective membrane 8 with a heater 9 and a power supply unit for the heater 10, a hydrogen generator 11 with a heater 12 and the power supply of the heater 13, thermal insulation 14.
Излучатель лазера на парах металлов работает следующим образом. При включении блока питания лазера 1 импульсы напряжения через токоподводы 4 подаются на электроды 5, в результате чего в газоразрядной трубке 6 возникает импульсно-периодический разряд. Из-за наличия тепловой изоляции 14 энергия, вьщеляющаяся в разряде, разогревает газоразрядную трубку 6 и генераторы пара металла 7. По мере разогрева газоразрядной трубки 6 и генераторов пара металла 7 пары металла заполняют газоразрядную трубку 6 и возникает индуцированное излучение, выходящее из излучателя через выходные окна 3. Одновременно с блоком питания лазера 1 включается блок питания 13 подогревателя 11 генератора водорода 11. После нагрева генератора водорода 11 до температуры, соответствующей оптимальному давлениюA metal vapor laser emitter operates as follows. When the power supply unit of the laser 1 is turned on, voltage pulses are supplied through the current leads 4 to the electrodes 5, as a result of which a pulse-periodic discharge occurs in the gas discharge tube 6. Due to the presence of thermal insulation 14, the energy propagating in the discharge heats the gas discharge tube 6 and the metal vapor generators 7. As the gas discharge tube 6 and the metal vapor generators 7 heat up, the metal vapor fills the gas discharge tube 6 and induced radiation emerges from the emitter through the weekend windows 3. Simultaneously with the power supply unit of the laser 1, the power supply 13 of the heater 11 of the hydrogen generator 11 is turned on. After heating the hydrogen generator 11 to a temperature corresponding to the optimal pressure
водорода, включается блок питания 10 подогревателя 9 селективной мембраны 8, После достижения рабочей температуры селективной мембраны 8 в случае превышения давления водорода в полости, содержащей генератор водорода 12, над давлением водорода в полости, заполненной смесью инертного газа и водорода и содержащей электроды 5, газоразрядную трубку 6 и генераторы пара металла 7, давление водорода во второй из полостей повышается до давления водорода в полости, содержащей генератор водорода 11, обеспечивая тем самым стабилизацию давления водорода на оптимальном уровне. После достижения рабочей температуры генераторов пара металла 7 лазер переходит в стационарный режим работы, характеризующийся номинальной (паспортной) мощностью генерации. При вьшлючении лазера одновременно вьшлючаются блок питания лазера 1 и блок питания 10 подогревателя 9 селективной мембраны 8. По истечении времени, за которое селективная мембрана 8 перейдет в состояние, непроницаемое для водорода, выключается блок питания 13 подогревателя 12 генератора водорода И. Такая последовательность отключения различных блоков питания обеспечивает сохранение оптимального давления водорода в полости, заполненной инертным газом и водородом и содержащей электроды 5, газоразрядную трубку 6 и генераторы паров металла 7.of hydrogen, the power supply unit 10 of the heater 9 of the selective membrane 8 is turned on. After reaching the operating temperature of the selective membrane 8 in case of excess of hydrogen pressure in the cavity containing the hydrogen generator 12 above the hydrogen pressure in the cavity filled with a mixture of inert gas and hydrogen and containing electrodes 5, gas discharge a tube 6 and metal vapor generators 7, the hydrogen pressure in the second of the cavities rises to the hydrogen pressure in the cavity containing the hydrogen generator 11, thereby stabilizing the hydrogen pressure at an optimal level. After reaching the operating temperature of the steam generators of the metal 7, the laser goes into a stationary mode of operation, characterized by the rated (passport) power of generation. When the laser is turned off, the laser power supply unit 1 and the power supply unit 10 of the heater 9 of the selective membrane 8 are turned on. After the time has passed for the selective membrane 8 to become impermeable to hydrogen, the power supply unit 13 of the heater 12 of the hydrogen generator I. power supplies ensures the preservation of the optimal hydrogen pressure in the cavity filled with inert gas and hydrogen and containing electrodes 5, a gas discharge tube 6 and metal vapor generators 7.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001110812/20U RU20201U1 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | METAL PAIR LASER RADIATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001110812/20U RU20201U1 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | METAL PAIR LASER RADIATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU20201U1 true RU20201U1 (en) | 2001-10-20 |
Family
ID=36389122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001110812/20U RU20201U1 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | METAL PAIR LASER RADIATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU20201U1 (en) |
-
2001
- 2001-04-24 RU RU2001110812/20U patent/RU20201U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU20201U1 (en) | METAL PAIR LASER RADIATOR | |
| US3887882A (en) | Electric discharge laser with electromagnetic radiation induced conductivity enhancement of the gain medium | |
| JPH0756905B2 (en) | Excimer laser device | |
| GB2107109A (en) | Catalyzed CO2 laser | |
| US5050184A (en) | Method and apparatus for stabilizing laser mirror alignment | |
| US3798568A (en) | Atmospheric pressure induction plasma laser source | |
| JP2782893B2 (en) | Excimer laser device | |
| RU62742U1 (en) | ACTIVE LASER ELEMENT ON METAL HALOGENIDE VAPORS | |
| BG778Y1 (en) | Laser metallic vapours emitter | |
| US3614507A (en) | Device for producing stimulated infrared emission, iraser, by means of an electric discharge in a gas mixture consisting partly of carbonic acid gas, and discharge tube destined for such a device | |
| Isaev et al. | Possibility of generation of high average laser powers in the visible part of the spectrum | |
| Armstrong | A method for the control of gas pressure in the xenon laser | |
| US3626325A (en) | Pulsed gas laser with radiation cooling | |
| RU2420844C2 (en) | Metal halide vapour laser active element | |
| JP2805959B2 (en) | Excimer laser device | |
| RU2243619C2 (en) | Active element of metal halide vapor laser | |
| RU2295811C2 (en) | Method for maintaining and controlling concentration of halogen hydrogen in gas-discharge tube of laser and gas-discharge laser tube working on metal halogenide vapors | |
| RU2229188C1 (en) | Method for reducing pre-pulse concentration of electrons in active medium of metal halide vapor laser and active element of metal halide vapor laser | |
| JP2000356301A (en) | Steam generator and control therefor | |
| JP2980381B2 (en) | Laser equipment | |
| Webb | Copper and gold vapour lasers | |
| Dvoyrin et al. | Yellow frequency-doubled self-heated Yb fiber laser | |
| RU2145140C1 (en) | Metal vapor laser | |
| JP2000503761A (en) | Thermal energy generation method and apparatus | |
| Khoshnood et al. | Investigating the Effect of Cathode Electrode Doping on the Properties of Argon Flash Lamps |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ND1K | Extending utility model patent duration | ||
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070425 |