[發(fā)明專利]一種基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210889383.7
• 申請(qǐng)日: 2022-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN115483595A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚榮清;朱子任;鄭義軍;黃文武;白進(jìn)周;付景靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): H01S3/03
• 分類號(hào): H01S3/03
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王文思

本公開提供一種基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置，包括陽極、陰極以及紫外發(fā)光源，所述紫外發(fā)光源靠近于放電區(qū)設(shè)置，所述紫外發(fā)光源發(fā)射紫外光，以使得放電區(qū)的氣體被紫外光電離并釋放出電子，改變放電區(qū)的電離度，有利于形成主放電。通過控制紫外發(fā)光源的照射強(qiáng)度和照射時(shí)間，可以對(duì)預(yù)電離強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間精準(zhǔn)控制，有利于篩選更好的放電參數(shù)并提高激光的輸出特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及快脈沖放電激勵(lì)氣體激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置。

背景技術(shù)

大體積均勻穩(wěn)定輝光放電是TEA CO₂激光器、高氣壓CO₂激光器、準(zhǔn)分子激光器等快脈沖放電激勵(lì)氣體激光器實(shí)現(xiàn)高功率輸出的前提，而紫外預(yù)電離技術(shù)是實(shí)現(xiàn)上述高壓氣體介質(zhì)穩(wěn)定體放電的重要技術(shù)手段。強(qiáng)烈的紫外輻射使放電區(qū)域氣體分子發(fā)生電離，形成一定的初始電子密度，有助于形成大面積均勻放電，避免弧光放電的產(chǎn)生。有關(guān)CO2激光器的動(dòng)力學(xué)過程研究表明，預(yù)電離產(chǎn)生的初始電子密度密切影響著激光器的極間放電的穩(wěn)定性和光脈沖能量等重要參數(shù)。

現(xiàn)階段采用電暈、電火花等放電技術(shù)手段產(chǎn)生紫外輻射。其基本原理分別為主放電電極中的陽極和陰極(或陰極和陽極)、以及主電極兩側(cè)的基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置。當(dāng)高壓脈沖到達(dá)陰極(或陽極)時(shí)，基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置先于主電極放電，產(chǎn)生高壓火花放電或電暈，輻射出紫外光，輻照主放電電極間原子或分子發(fā)生雪崩式電離，在主放電電極間形成大量預(yù)電離電子，有助于形成主放電，實(shí)現(xiàn)大體積的輝光放電。輝光放電的持續(xù)時(shí)間主要由激光器儲(chǔ)能電容的能量泄放時(shí)間決定，當(dāng)儲(chǔ)能電容能量釋放完成，放電過程結(jié)束。現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)就是，預(yù)電離強(qiáng)度可控性不高、預(yù)電離強(qiáng)度分布不夠均勻等問題。此外基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置的高壓放電會(huì)燒蝕預(yù)電離或主放電電極，同時(shí)會(huì)加速工作氣體的分解，使得激光器壽命縮短，電暈和電火花等現(xiàn)行預(yù)電離方式還存在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、裝調(diào)要求高、絕緣要求高等技術(shù)問題。

公開內(nèi)容

本公開的主要目的是提供一種基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置旨在解決上述技術(shù)問題的至少之一。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開提供一種基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置，包括陽極、陰極以及紫外發(fā)光源，所述紫外發(fā)光源靠近于放電區(qū)設(shè)置，距離放電區(qū)邊緣＜50cm，所述紫外發(fā)光源發(fā)射紫外光，以使得放電區(qū)的氣體被紫外光電離并釋放出電子，改變放電區(qū)的電離度，有利于形成主放電。

可選地，所述紫外發(fā)光源包括紫外LED，所述紫外LED靠近于放電區(qū)設(shè)置，距離放電區(qū)邊緣＜50cm。

可選地，所述紫外發(fā)光源包括紫外激光器，所述紫外激光器靠近于放電區(qū)設(shè)置，距離放電區(qū)邊緣＜50cm。

可選地，所述紫外激光器包括紫外LD，所述紫外LD靠近于放電區(qū)設(shè)置，距離放電區(qū)邊緣＜50cm。

可選地，所述紫外發(fā)光源包括紫外燈，所述紫外燈呈陣列靠近于放電區(qū)設(shè)置，距離放電區(qū)邊緣＜50cm。

可選地，所述紫外發(fā)光源能夠獨(dú)立發(fā)射紫外光，放電區(qū)全部或部分區(qū)域能夠獲得由所述紫外光電離氣體所產(chǎn)生的電子。

可選地，所述紫外發(fā)光源為獨(dú)立封裝，封裝材料可采用石英、高硼玻璃等。

本公開提供的基于紫外發(fā)光源的預(yù)電離裝置，包括陽極、陰極以及紫外發(fā)光源，所述紫外發(fā)光源靠近于放電區(qū)設(shè)置，距離放電區(qū)邊緣＜50cm，所述紫外發(fā)光源發(fā)射紫外光，以使得放電區(qū)的氣體被紫外光電離并釋放出電子，改變放電區(qū)的電離度，有利于形成主放電。通過控制紫外發(fā)光源的照射強(qiáng)度和照射時(shí)間，可以對(duì)預(yù)電離強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間精準(zhǔn)控制，有利于篩選更好的放電參數(shù)并提高激光的輸出特性。

附圖說明