Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Электроионизационные лазеры.




Это газовые (СО2 + N2) лазеры, работающие только в импульсном режиме.

Давление газовой смеси может достигать десятков и даже сотен атмосфер. Поэтому он имеет сравнительно малые габариты при большой энергии излучения (тысячи джоулей) и большом К.П.Д.=50%

Накачка активной среды производиться с помощью несамостоятельного разряда в газовой среде под действием ионизирующего излучения (рис. ) в виде пучка (потока) электронов.

Рис.

При работе лазера этот поток электронов 1 создаётся источником электронов 3 в вакуумной камере, которая отделена от активной среды 5 мембраной – тонкой алюминиевой фольгой толщина 25мкм. Электроны с энергией ≈130кЭВ проходят через фольгу в активную среду где между катодом 4 и анодом 2 создаётся электрическое поле с напряжённостью 3-6кВ/см. Поток электронов вызывает ионизацию молекул газа и появление новых электронов. Все электроны под действием эл. поля двигаются через газ и при столкновении переводят молекулы газа на высшие энергетические уровни. Благодаря этому создаётся инверсия населённости и возникает лазерное излучение. Преимущество: благодаря применению несамостоятельного разряда выбирают такое значение E/Р при котором эффективность до 90%.

Инверсия населённостей в импульсных электроионизационных СО2 – лазерах достигается также либо с помощью импульсного несамостоятельного разряда, либо путём создания объёмно – однородного импульсного самостоятельного незавершённого разряда. В первом случае (рис. ) возбуждение активной среды производиться очень короткими в/в импульсами. 1- трубчатый электрод, 2- катоды – острия в виде угольных резисторов, которые необходимы для ограничения тока разряда и предотвращения образования искры. При подаче импульса на остриях возникает коронный разряд, который заполняет весь объём. К.П.Д. около 17% (относительно мал из-за потерь на резисторах). Мощность до 5 кВт и более. Активная среда: СО2, К2, SF6+H2, NO2,N2O, позволяет получать лазерное излучение на СО2 при атм. давлении при подаче короткого импульс без резисторов, но К.П.Д. ещё меньше из-за малого времени разряда.

Рис.

 

Во втором случае (рис. ) используются два последних разряда (лазер с предварительной ионизацией). Первый разряд (малой энергии) между катодом 3 с игольчатыми электродами и сетчатым анодом 2 является источником предварительной ионизации, которая облегчает второй основной разряд между анодом 2 и катодом 1.

Рис.

 

Смесь газов импульсных СО2 – лазеров состоит из тех же компонентов, но может заметно отличаться от непрерывных лазеров. Состав смеси оказывает влияние на форму импульса излучения (рис. ). При высоком содержании азота импульс содержит два типа: первый обусловлен использованием энергии возбуждённых молекул СО2, второй использованием энергии возбуждённых молекул N2 с передачей энергии молекулам СО2. При малой концентрации N2 существует только первый пик, а длительность tИ уменьшается.

Рис.

Режим работы активной среды электроионизационных лазеров характеризуется значением массового энерговклада

(2.24)

где - эл. Энергия подводимая к излучателю от источника питания, - масса активной среды (газовой смеси) в рабочей камере излучателя, т.е. участвующей в получении лазерного излучения.

Предельные значение этого параметра ограничиваются допустимым перегревом рабочей смеси и имеют величину при . С увеличением Р→ медленно возрастает.

Импульсные газовые лазеры высокого давления с поперечным самостоятельным и незавершённым эл. разрядом (ТЕА – лазеры).

Из-за высокого давления к эл. разряду предъявляются следующие требования:

- быть однородным и устойчивым в большом объёме, т.е. иметь минимальную тенденцию к переходу в искровую форму, что является аварийной ситуацией

- иметь достаточно высокую среднюю энергию электронов, чтобы обеспечить эффективное возбуждение активной среды

- обеспечивать высокие плотности тока

Методы удовлетворения этих требований:

- выбирать малое время разряда (меньше времени формирования искры)

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 52; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты