Магистерская диссертация на тему: Получение инверсной заселённости, состав активной среды, температурный

Введение

Из всех существующих лазеров ( "Light Amplification by Stimulated Emission оf Radiation") длительного действия наиболее мощными, продвинутыми в практическом отношении и приспособленными для резки материалов, сварки металлов, термического упрочнения поверхностей деталей и ряда других операций являются электроразрядные СО 2 - лазеры. Большой интерес к СО 2 - лазерам объясняется также и тем, что у этого лазера эффективность преобразования электрической энергии в энергию лазерного излучения в сочетании с максимально достижимой мощностью или энергии импульса значительно превосходит аналогичные параметры других типов лазеров. С помощью их излучения производят необычные химические реакции, разделяют изотопы. Имеются проекты передачи энергии с помощью СО 2 - лазеров с Земли в космос или из космоса на Землю, обсуждаются вопросы создания реактивного двигателя, использующего излучение лазера. За 33 года, прошедших со времени создания первого образца ( С. Пател, 1964г.) их мощность в непрерывном режиме возросла от милливатта до многих киловатт. Сейчас выпускаются СО 2 - лазеры с мощностью до 10 кВт, в том числе более 50 типов СО 2 - лазеров с ВЧ-накачкой в диапазоне мощностей от 3 Вт до 5 кВт. При этом газовые лазеры с ВЧ-возбуждением обладают целым рядом преимуществ по сравнению с лазерами, в которых для накачки рабочей среды применяется самостоятельный тлеющий разряд постоянного тока. В частности, их конструкция и технология изготовления проще, а надёжность, ресурс работы, удельные характеристики существенно выше чем у лазеров с накачкой постоянным током. Это позволяет уменьшить габариты и массу технологических СО 2 - лазеров мощностью ~ 1 кВт настолько, что становится возможным размещение такого лазера на подвижном манипуляторе промышленного робота.

Сегодня известно большое количество различных конструкций газовых лазеров с ВЧ-возбуждением. Но в основе всего многообразия конструктивных решений лежит специфика пространственной структуры ВЧЕР, которая в большинстве случаев удачно совпадает с требованиями, предъявляемыми к активной среде лазера.

Оглавление

- 1. Введение

- Квантовое описание лазера

- Получение инверсной заселённости, состав активной среды, температурный режим, регенератор

- Резонатор

- Характеристика газового разряда, ВАХ, потенциальная диаграмма

- 6. Заключение

- 7. Список используемой литературы

Заключение

Представленные в работе данные о диффузионном СО 2 - лазере с высокочастотным возбуждением показывают многие преимущества такого типа возбуждения активной среды по сравнению с возбуждением разрядами постоянного и переменного тока. ВЧЕ-разряд устойчивее разряда постоянного тока, в нём достижим существенно больший энерговклад. Балластным сопротивлениям, которые всегда оказывают благотворное действие на стабильность разряда, можно придать ёмкостный (реактивный) характер, что избавляет от бесполезных потерь энергии, которые о обычных омических балластниках составляют примерно 30% подводимой электрической мощности. Существенное преимущество ВЧЕР - это возможность избавиться от катодных слоёв, свойственных разрядам и постоянного и переменного тока. В катодных слоях бесполезно теряется часть энергии, кроме того, в них обычно рождаются возмущения, от которых развивается неустойчивости. Эти преимущества обеспечивает только слаботочная форма ВЧЕ-разряда. Поэтому для СО 2 - лазера необходим именно слаботочный режим, в котором получены рекордные мощности излучения : ~ 0,83 Вт / см. Недостаток этого режима - ограничение на плотность тока, длину промежутка и давление. Над улучшением данных характеристик ведётся работа. Также большим преимуществом является удобство работы с длинными трубками, низкие рабочие напряжения, высокая устойчивость и однородность. Дальнейший прогресс в области диффузионных СО 2 - лазеров с ВЧ-накачкой связан с исследованием условий протекания тока на границах плазмы ВЧ-разряда с электродами, а также решением проблем, связанных с волноводным режимом работы резонатора, увеличение скорости теплоотвода на стенки разрядной трубки.

Список литературы

1. В.С. Голубев, Ф.В. Лебедев " Физические основы создания технологических лазеров "

2. В.С. Голубев, Ф.В. Лебедев " Инженерные основы создания технологических лазеров"

3. Ю.П. Райзер "Физика газового разряда"

4. А.А. Веденов "Физика электроразрядных СО 2 - лазеров"

5. Н.А. Яценко "Газовые лазеры с высокочастотным возбуждением"

6. Н.А. Яценко "Влияние частоты накачки на параметры газовых лазеров с высокочастотным возбуждением"

7. Ю.С. Протасов, С.Н. Чувашев "Физическая электроника газоразрядных устройств"

8. В. Виттеман "СО 2 - лазер"