Pulslaser
| Вы вошли как Гость | Вход | Выход | Группа "Гости"| RSS
Общая информация
Азотный лазер

Азотный лазер


Ионный лазер

Ионный лазер


Лазер на углекислом газе

CO2- лазер 


Лазер на парах металлов

Лазер на парах металлов


Лазер на красителе

Лазер на красителе


Твердотельный лазер

Твердотельный лазер



Разное


Вход на сайт
Статистика
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

СО2- лазер. Вариант 2.



Развитие СО2- лазеров с поперечным возбуждением, работающих при повышенном давлении, началось с появлением в 1970 году лазера Бальо. Для получения стабильного гомогенного разряда по всей длине лазерной трубки использовались иголки, размещенные в ряд вдоль трубки и подключенные к блоку питания через резисторы.

Для возбуждения разряда в цилиндрическом объеме, который улучшает модовую структуру луча, отдельные искровые промежутки расположены спиралеобразно вдоль разрядной трубки ( лазер модели HELIX ). При использовании 100 пар резисторных игл и энергии накачки в 3 Дж Бальо получил луч, имеющий энергию 30 мДж, что соответствует КПД 1%..Расстояние между электродами составляло 2 см, а длина разрядной трубки 80 см. При таких параметрах требуются относительно высокоомные резисторы сопротивлением ~ 1 кОм для того, чтобы в большом объеме избежать перехода однородного разряда в отдельные искры. Разумеется, на резисторах теряется большая часть энергии, что уменьшает КПД лазера. 

 

лазер фотоСО2-лазер, изготовленный по схеме Бальо























 

Позднее научились получать однородный объемный разряд при высоком давлении (~ 1 Бар ) посредством специальных способов предыонизации без применения снижающих КПД резисторов. По-крайней мере, в ТЕА СО2- лазерах уже не применяют стабилизирующие разряд резисторы. Несмотря на это, только лишь ради исторического интереса был изготовлен лазер модели HELIX.

 

Конструкция

 

В лазере использовались 100 проволочных резисторов сопротивлением 680 Ом, которые спиралью обвивались вокруг оргстеклянной трубки с внутренним диаметром 30 мм. Собственно электроды изготовлялись из винтов длиной 10 мм ( М3 ), которые вкручивались в трубку и герметизировались эпоксидной смолой, и таким образом, между отдельными электродами выставлялось расстояние 20 мм. Лазер накачивался разрядом на трубку банка конденсаторов, состоящим из 20 керамических конденсаторов ( 920 пФ х 40 кВ ), через неуправляемый самодельный искровой разрядник. Лазерную трубку завершают два дюралевых фланца, которые герметизируют трубку с обоих концов, а также являются держателями зеркал и служат для откачки воздуха из трубки и подачи в нее рабочей газовой смеси. Резонатор состоит из позолоченного 100%- зеркала и выходного зеркала, изготовленного из германиевой пластинки с позолоченным покрытием, центральная часть которого стерта для вывода излучения ( диаметр стертой области равен 3 мм ).

 

Схема лазера  

Схема СО2- лазера модели HELIX.











Для работы лазера была выбрана газовая смесь, состоящая примерно из одной части углекислого газа, одной части азота и десяти частей гелия при общем давлении ~100 мБар. Излучение лазера регистрировалось калиброванным пироэлектрическим детектором, подключенным к осциллографу. Первый запуск лазера разочаровал выходной энергией на уровне 4 мДж. Таким образом, при зарядном напряжении 25 кВ ( 5,75 Дж ) КПД лазера составил лишь 0,07%, что меньше ожидаемого 1%. Существенное улучшение работы лазера было достигнуто при использовании другого выходного зеркала. На место выходного зеркала была установлена отполированная до зеркального блеска германиевая пластинка, и выходная энергия луча составила 50 мДж, что дало КПД почти 1%.

Чтобы разряд в трубке лазера стал более заметным, лазерная трубка была обернута черной бумагой. После этого можно было ясно видеть разряд, светящийся в виде отдельных стримеров от электрода к электроду.

 

лазер фотоРазряд в трубке лазера













 

лазер фотоТрубка лазера обернута черной бумагой для улучшения визуализации разряда.










 

Пятно прожога  














 

Пятно прожога на засвеченной фотопленке, полученное фокусировкой луча германиевой линзой, проявляет структуру мод лазерного луча.

 

Дальнейшие измерения параметров лазера ( длительность импульса, выходная мощность и т.д. ) в виду отсутствия соответствующей аппаратуры не проводились. Упомянутая выше энергоизмерительная головка с ее постоянной времени на уровне нескольких миллисекунд слишком инерционна для измерения импульсной мощности.