[其他]穩定氣體激光器輝光放電的裝置

無效

• 申請號: 85205409
• 申請日: 1985-12-17
• 公開（公告）號: CN85205409U
• 公開（公告）日: 1987-02-11
• 發明（設計）人: 李國華
• 申請（專利權）人: 河北省科學院激光研究所
• 主分類號: H01S3/03
• 分類號: H01S3/03;H01S3/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬氣體激光器。

在輝光放電氣體激光器中，由于輝光放電不穩定性引起弧光放電是限制輸入電功率密度增加的重要因素。

本實用新型的目的是利用交變磁場來穩定輝光放電，抑制弧光放電發生。從而增加輸入電功率密度，增加單位放電長度的激光輸出功率。

根據電磁相互作用原理，對氣體激光器放電產生的等離子體施加磁場時，由于磁場力和電場力F＝q（E＋νB）的共同作用，等離子體就會在與電場方向和磁場方向都垂直的方向上運動。由于等離子體中帶電粒子的初速度和運動方向各不相同，它們又在與中性原子或分子不斷地碰撞進行復合或電離，因此各帶電粒子在垂直電場方向上的運動速度和運動距離各不相同，這樣等離子體就被擴束，抑制了弧光放電發生。

下面結合兩個實施例對本實用新型進行詳細描述。

實施例1：

在橫向放電氣體激光器中加上橫向交變磁場，該交變磁場的方向與光軸和放電方向都垂直或有垂直分量。等離子體沿光軸方向往返運動，使輝光放電沿光軸方向擴束。

圖1是原理示意圖。圖中E是電場方向，B是交變磁場方向，ν是等離子體在磁場力和電場力的作用下的運動方向，與光軸平行。陽極1和陰極2與普通橫向放電氣體激光器相同；導流板3用陶瓷或其他非磁性耐熱絕緣材料制成；產生交變磁場的磁場線包4縱向置于陽極1和或陰極2背面；或兩電極側面。與光軸平行。磁場線包4的鐵蕊用硅鋼片或鐵氧體材料制成，線包縱向繞于鐵蕊上。磁場線包4正對電極面開口，開口寬度略大于放電區寬度。不用鐵蕊時，可將線包直接縱向繞到電極上，做成類似螺旋管狀。

實驗測定，等離子體沿光軸方向的運動距離S與下列因素有關，S(IB)/(FP) ，I是放電電流，B是磁感應強度，F是交變磁場的頻率，P是工作氣體壓強。在I為0.5A，B為峰值1000高斯正弦波磁場，F為50赫茲工頻，P為56乇氣壓時，放電擴束距離10cm以上。

交變磁場的頻率可以是從50赫茲到20千赫茲工頻或中頻。中頻磁場使放電穩定性更好。

交變磁場的波形可以是正弦波、方波、鋸齒波。如圖3所示，由于正弦波磁場存在時間不均勻性，在弱磁場時間內等離子體運動速度變慢，容易在此時出現弧光放電，所以方波優于正弦波。

實施例2：

在軸向放電氣體激光器中加上與光軸（亦即放電軸）垂直或有垂直分量的。旋轉磁場，使等離子體繞光軸旋轉，以增加等離子體徑向分布的均勻性，增加氣體熱交換速度，這在大口徑軸向放電氣體激光器中是特別需要解決的問題。

圖2是原理示意圖。圖中E是電場方向，與光軸平行；B是磁場方向，垂直光軸旋轉；ν是等離子體運動方向，繞光軸旋轉。激光管5與普通軸向放電激光器相同，磁場線包6套在激光管1上。在采用三相正弦交流電產生的旋轉磁場時，磁場線包6的鐵蕊可用三相電動機的定子鐵蕊串聯而成，線包與三相電動機的繞法相同。在使用中頻旋轉磁場時，鐵蕊可用鐵氧體材料制成。磁場線包也可以不用鐵蕊。

旋轉磁場可以由三相正弦交流電產生，也可以由直流電在磁場線包中順序換向產生。旋轉頻率可以是從50赫茲到20千赫茲的工頻或中頻。

所需磁感應強度與放電管直徑和工作氣壓有關，在工作氣壓20乇放電管直徑2.5cm，放電電流50mA時，用300高斯磁場就能使輝光放電徑向均勻展開，大于300高斯等離子體出現空心。