Доклад : СО2 лазеры с внутрирезонаторным электронным управлением параметрами излучения 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Наука и техника


СО2 лазеры с внутрирезонаторным электронным управлением параметрами излучения




СО2 лазеры с внутрирезонаторным электронным управлением параметрами излучения
(опыт и перспективы разработки)

Дан ретроспективный обзор разработок модельного ряда СО2 лазеров, активная среда которых возбуждается высокочастотным электромагнитным полем. Исследования и разработки выполнены за последние 30 лет в Воронежском государственном техническом университете совместно с НКТБ "Феррит" (г. Воронеж). В представленный ряд включены модели лазеров с излучающей головкой цельнометаллического типа. Излагаются принципы построения цельнометаллических СО2 лазеров с ВЧ накачкой. В подобных лазерах излучатель одновременно выполняет несколько функций, являясь:

  • резонатором, настроенным на частоту накачки и нагруженным на плазму активной среды;

  • несущей конструкцией оптического резонатора;

  • резервуаром, сохраняющим рабочую газовую смесь.

Излучатель имеет конфигурацию вытянутого полого квазистационарного Н-резонатора, в емкостной части объема которого, где напряженность высокочастотного (ВЧ) поля накачки максимальна, поддерживается ВЧ- разряд и генерируется активная среда в форме плазменного шнура или плазменного полотна. Рассматриваются конкретные варианты конструкции цельнометаллического СО2 лазера, в которых решались отдельные задачи, например: миниатюризации излучателя, формирования щелевой геометрии активной зоны, формирование каналов активной среды для многопучковой генерации излучения, дисперсионного сжатия ВЧ импульсов накачки для возбуждения газовой среды высокого давления, стабилизации частоты и мощности излучения ОГЭ- методом и другие. Приводятся технические характеристики лазеров: одночастотного стабилизированного, щелевого повышенной мощности с цифровым управлением, облегченного с повышенными удельными энергетическими параметрами, перестраиваемого (электромеханическое управление) с автоматическим поиском, захватом и удержанием требуемой центральной линии. Созданные модели СО2 лазеров предназначены для медицины, экологии, контроля технологических процессов, обработки материалов, записи информации.

Описаны принцип внутрирезонаторного немеханического управления спектральными, пространственными, поляризационными характеристиками излучения СО2 лазера. В основу управления положен эффект одновременного воздействия на активную среду ВЧ поля накачки и дополнительных электрических полей, нарушающих баланс скоростей рождения и гибели свободных электронов в плазме ВЧ разряда. Действие принципа иллюстрируется на примере СО2 лазеров с внутрирезонаторным сканированием излучения и внутрирезонаторной электронной (ВРЭ) перестройкой излучаемой длины волны. Особенностью ВРЭ- перестройки является изменение длины волны генерируемого лазером излучения программным способом (под контролем компьютера) по любому закону следования спектральных линий, включая псевдослучайный. Описывается режим скольжения "гасящего" потенциала дополнительного электрического поля по щелевому рабочему каналу лазера, позволивший значительно увеличить набор волн, в пределах которого возможна перестройка. Сообщаются технические параметры лазера для режима одновременной генерации излучения на длинах волн, соответствующих разным спектральным линиям. Независимая перестройка каждого из двух излучений позволяет в широком диапазоне изменять их разностную частоту. Подобные источники когерентного излучения требуются для реализации нелинейной лазерной оптико-акустической спектроскопии комбинационного рассеяния в молекулярных газах.

Рассматриваются модели СО2 лазера с неустойчиво-устойчивым оптическим резонатором. Устойчивый в целом данный резонатор имеет неустойчивую центральную часть его объема. Благодаря этому высокие энергетические характеристики лазера сочетаются с высококачественными пространственными показателями излучения. Описываются варианты дисковой модели СО2 лазера, в котором неустойчиво-устойчивый оптический резонатор характеризуется очень большим числом Френеля: одномодовый стабилизированный, одномодовый перестраиваемый, двухволновый с перестройкой разностной частоты.

Обсуждаются перспективные модели СО2 лазеров: с полнооборотным сканированием направления излучения, многопучковые, с изменяемой поляризацией излучения, составные в виде системы соосных конфокальных дифракционно связанных дисковых излучателей.

Автор В.И. Юдин

Похожие работы:

  • Диффузионный СО2 лазер с ВЧЕ-разрядом

    Реферат >> Технология
    ... других операций являются электроразрядные СО2-лазеры. Большой интерес к СО2-лазерам объясняется также и тем, что ... разряда” А.А. Веденов “Физика электроразрядных СО2-лазеров” Н.А. Яценко “Газовые лазеры с высокочастотным возбуждением” Н.А. Яценко “Влияние ...
  • Исследование тлеющего разряда в СО2-лазере

    Контрольная работа >> Физика
    ... СО2-лазера 1.1 Устройство СО2-лазера Схематически он показан на рисунке 1.1. Рисунок 1.1 – Принцип устройства СО2-лазера Разновидность СО2-лазеров ... Расчет основных показателей СО2 лазера Основными параметрами характеризующие СО2 лазера, является выделяемая ...
  • Лазеры в медицине

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... лазер, на парах меди) и инфракрасных лазеров (неодимовый, гольмиевый, эрбиевый в стекле, СО2-лазер ... хирургии. В хирургии применяется СО2 лазеры, излучающие в невидимой инфракрасной ... рисунок 14) – модель СО2-лазера, предназначенная для проведения хирургических ...
  • Лазеры. Основы устройства и применение их в военной технике

    Реферат >> Технология
    ... столь эффектно. Например, луч СО2 - лазера вообще невидим - ведь его ... в атомах), аргоновый (ионовый лазер) и СО2- лазер (молекулярный лазер). (см.таблицы 113-115) ... 0,515 мкм (зеленый цвет). Генерация в СО2 -лазере происходит на переходах между колебательными ...
  • Применение лазеров

    Реферат >> Физика
    ... ткацкой фабрике. Установка включает СО2-лазер мощностью 100 Вт, ... тита­на в авиационной промышленности. Так, СО2-лазер мощностью 3 кВт разрезает лист титана ... рядом с операционным столом находится СО2-лазер. Излучение лазера поступает в шарнирный световод — ...
  • Промышленное применение лазеров

    Реферат >> Радиоэлектроника
    ... . Установки на основе СО2 - лазеров мощностью 500 Вт успешно ... стоимость СО2 - лазеров не особенно высока. Стоимость газов, применяемых в СО2 - лазерах ... для пробивания отверстий. Характеристики СО2 - лазеров стабильны. Лазеры легки в управлении и безопасны ...
  • Основи пристрою лазера і застосування його у військовій техніці

    Реферат >> Военная кафедра
    ... ефектно. Наприклад, промінь лазера СО2 взагалі невидимий - адже ... ), аргоновий (іонів лазер) і СО2-лазер (молекулярний лазер ). Гелій-неонової лазер має три основних ... 515 мкм (зелений колір). Генерація в СО2-лазері відбувається на переходах між коливальними ...
  • Меры безопасности при работе с мощными лазерами

    Реферат >> Безопасность жизнедеятельности
    ... опасных и вредных факторов, сопутствующих эксплуатации СО2-лазера «ROFIN» Класс опасности лазерных изделий ... , утвержденным Министерством Здравоохранения Российской Федерации СО2-лазер «ROFIN» по опасности генерируемого излучения ...
  • Революция в оптике (лазеры и их применения)

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... лазера. Такой закрытый CO2-лазер, в состоянии работать в течение многих тысяч часов. Проточный СО2-лазер ... . Важной модификацией является проточный СО2-лазер, в котором смесь газов ...
  • Измерение параметров лазеров

    Реферат >> Технология
    ... в паспорте, является мощность лазера P. У лазеров, работающих в режиме свободной генерации ... излучения, например непрерывного излучения мощных СО2-лазеров и импульсного на стекле с ... , например непрерывного излучения мощных СО2-лазеров и импульсного на стекле с ...