![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Излучатели с конвективным охлаждением рабочей смеси.Прокачка газовой смеси с целью охлаждения может осуществляться как вдоль, так и поперёк оптической оси излучателя. Если газовая смесь движется вдоль оси трубки со скоростью υГ, т.о. мощность излучения лазера определяется по формуле:
Эта формула отличается от ранее приведённой для однолучевого излучателя с диффузионным охлаждением наличием множителя
Излучатель непрерывного действия с продольной прокачкой схематично имеет следующую конструкцию: 1. – газоразрядные промежутки; 2. – зеркала оптического резонатора; 3.– теплообменник; 4.– вентилятор; 5.– газоводы Рис. Прокачка рабочей газовой смеси осуществляется по замкнутому контуру.
Значительно более перспективным с точки зрения повышения мощности являются излучатели с поперечной прокачкой газа. В этом случае направление движения газа перпендикулярно направлению оптической оси. В результате значения
Вычисления по приведённой формуле дают значения
Схематично конструкция излучателя имеет вид. Обозначения те же что на предыдущем рисунке. Рис.
При большой скорости прокачки бесполезное тепло отводиться с помощью конвекции (рис. ), т.е. намного более эффективно, чем при диффузионном охлаждении Рис. Это позволяет повысить рабочие параметры лазера: 1. Давление газовой смеси до 100 мм.рт.ст.( на порядок). Предельное давление 100мм.рт.ст обусловлено переходом тлеющей формы эл., разряда в искровую и дуговую. 2. Выходную мощность на единицу длины трубки до 1кВт/м и выше. 3. Предельную выходную мощность до 15кВ 4. К.П.Д. до 20-30% 5. Средняя разрядная напряжённость возрастает до 4-6кВ/см. Поэтому применяется поперечный разряд с целью уменьшения длины разрядного промежутка и напряжения источника питания. При продольном разряде потребовалось бы напряжение >500кВ Для излучателей с поперечной прокачкой применяются различные конструкции электродной системы для создания тлеющего электрического разряда и возбуждения активной среды. Наиболее распространённым является разряд постоянного тока. В этом случае в основном применяются две конструкции
Катод – трубчатый, анод – плоский. Рис. Рабочее давление не более 15÷20 мм.рт.ст., а h<1÷3см., т.к. при больших значениях не обеспечивается однородное распределение тока разряда по объёму промежутка.
Катод – плоский. Рис.
Для повышения однородности разряда применяют секционирование анода как вдоль, так и поперёк потока газа. Последовательно с каждым элементом включается балластный резистор Rб , на котором выделяется до 50% напряжения источника. При такой конструкции давление можно повысить до 50 мм.рт.ст. h до 4-5 см. В результате повышаются Перспективным направлением в создании новых конструкций излучателей является примение в них самостоятельного разряда переменного тока, обычно высокой частоты. Рис. Электроды выполнены секционированными. Последовательно с каждой секцией включена балластная ёмкость для получения однородного разряда. Для таких излучателей достигнуты следующие параметры: При высокой частоте напряжения источника применяют электроды с диэлектрическим покрытием
Рис.
Диэлектрическое покрытие выполняет функцию балластной ёмкости. Для таких излучателей получены следующие значения: Могут также применяться незавершённые и несамостоятельные электрические разряды. Например используется электродная система типа Рис. Периодическое импульсное напряжение вызывает незавершённый самостоятельный разряд Uи>Uн. При этом U<UН – несамостоятельный разряд в в промежутке между импульсами. Для импульсного напряжения могут применяться отдельные электроды различных конструкций.
Несамостоятельный разряд постоянного напряжения с использованием в качестве ионизатора УФ излучения вспомогательного искрового разряда в промежутках SB .
|