[發明專利]一種以空氣為介質的紫外激光產生裝置

無效

• 申請號: 200710062619.5
• 申請日: 2007-01-11
• 公開（公告）號: CN101222103A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 張弛
• 申請（專利權）人: 張弛
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/038;H01S3/09;G09B23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種簡單的激光產生裝置，特別是涉及一種利用空氣中的放電輸出紫外激光的激光產生裝置。

背景技術

激光是一種亮度非常高的新型光源，它給我們的現代生活帶來了很大的方便。激光器有氣體激光器、固體激光器、染料激光器和半導體激光器等。一般氣體激光器都要由由反射鏡構成的諧振腔，并在諧振腔內充入各種氣體，和在諧振腔中的電極組成。這類氣體激光器結構較為復雜，兩反射鏡必須嚴格平行，而且現有這類激光器輸出的光都在可見光以及紅外波段，紫外波段的激光輸出大多靠和頻(倍頻)和其他更為復雜的裝置來實現。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種結構簡單到可以在中小學實驗室中隨時搭建、工作在紫外波段、用于課堂實驗演示的以空氣為介質的紫外激光產生裝置。

本發明是這樣來實現的：

本發明提供的以空氣為介質的紫外激光產生裝置，基本原理如圖1所示，包括至少兩塊極板和一臺高壓電源，其特征在于：所述的兩塊極板的一側邊加工成刀口狀作為電極，兩塊極板加工為刀口狀的兩個側邊相對放置，并且兩塊極板的刀口之間設置有空隙，所述的高壓電源與兩塊極板的電極相連接。

當兩塊極板分別接通直流高壓電的兩極后，在刀口處強電場會將空氣擊穿，并發生放電現象，擊穿放電的過程可以使空氣中的氮分子得到激發。在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續的擊穿放電并造成氮分子的激發，就可以在沿刀口方向上，聚集大量的處于激發態的氮分子，形成一個放大通道。沿此方向，激發分子發出的光得到放大，最終在沿刀口方向上產生激光(圖1)。

在上述的技術方案中，為了改善放電的穩定性，還包括電阻，所述的電阻串聯在高壓電源與第一極板和第二極板的電路中，該電阻為在1-10兆歐姆范圍內可調的電阻。

在上述的技術方案中，為了改善放電的穩定性和放電區域的長度，包括一塊中間極板，該中間極板的兩側邊都加工成刀口狀，并平行放置在第一極板和第二塊極板中間，高壓電源與第一極板和第二極板電連接；如果將第二塊電極板與中間極板的刀口輕輕地接觸，它們之間形成了放電火花隙，調節第一塊極板和第二塊極板之間的間距以及電阻大小，當該間距約為1毫米時，可以產生穩定的放電；并實現紫外波段的激光輸出。采用了三塊極板結構，極大地延長了放電條長度和放電穩定性。

在上述的技術方案中，所述的極板可采用鋁板、銅板、等金屬材料。該極板厚度約為0.5-1厘米。

在上述的技術方案中，高壓電源可以是標準的直流高壓電源，物理實驗演示用的摩擦起電機或電壓實驗室的電壓可變式高壓電源。

本發明的空氣激光器與現有激光器相比，具有如下優點：

1.激光介質簡單，是無處不在的空氣。

2、使用簡單，使用中小學實驗室中都有的元件和工具。

3、結構簡單，體積小，可作中小學課堂實驗演示。

4、操作簡單，一般中小學生均可操作并進行激光原理演示。

5.實現紫外波段的激光輸出。

附圖說明

圖1是本發明以空氣為介質的紫外激光產生裝置的基本原理圖

圖2是本發明以空氣為介質的紫外激光產生裝置的結構示意圖

1-第一極板????3-中間極板??2-放電火花

4-第二極板????5-光束??????6-高壓直流電源

7-可調電阻????8-刀口

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的結構進行詳細地說明：

實施例1

參考圖1，制作本發明的空氣激光器，使用了容易加工的鋁板作為極板，鋁板電極設計成12厘米×4厘米和6厘米×4厘米兩種尺寸，厚度為0.5厘米；并把2塊鋁板的一側加工成刀口8，制作成第一極板1和第二極板4，并把第一極板1和第二極板4上除刀口外的其它所有銳角都加工成圓弧形，以保證在沿刀口方向的穩定放電。第一極板1和第二極板4平行放置，2塊極板刀口之間的距離約為1毫米，高壓電源6的輸入端分別與第一極板1和第二極板4電連接。高壓電源6是電壓為3-5千伏的標準直流高壓電源。當兩塊極板分別接通直流高壓電的兩極后，在刀口8處強電場會將空氣擊穿，并發生放電火花2，擊穿放電的過程可以使空氣中的氮分子得到激發。在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續的擊穿放電并造成氮分子的激發，就可以在沿刀口8的方向上，聚集大量的處于激發態的氮分子，形成一個放大通道。沿此通道方向，激發分子發出的光得到放大，最終在沿刀口方向上產生激光光束5(圖1)。

實施例2