Opis patentowy opublikowano: 15.07.1982 114629 Int. Cl.2 H01S 3/03 Twórcy wynalazku: Feliks Konstantinovic Kosyrev, Valerij Aleksandro- vic Timofeev, Anatolij Kirillovic Pech, Aleksandr Petrovic Leonov Uprawniony z patentu: Feliks Kon®tantinovic Kosyrev, Troick; Valerij Aleksandrovic Timofeev, Klimovsk; Anatolij Kiillovic Pech, Klimovsk; Aleksandr Petrovic Leomov, poselok Mosrentgen (Zwiazek Socjali¬ stycznych Republik Radzieckich) Laser gazowy Wynalazek dotyczy urzadzen o stymulowanym promieniowaniu, w szczególnosci laserów gazo¬ wych.Wynalazek mozna z powodzeniem wykorzysty¬ wac w róznych dziedzinach gospodarki narodo¬ wej, np. do spawania, ciecia, obróbki cieplnej rozmaitych materialów.Obecnie istnieje wiele procesów technologicz¬ nych, w których technologia laserowa konkuruje z powodzeniem z tradycyjnymi metodami obróbki materialów. Szczególnie korzystne jest zastoso¬ wanie promienia laserowego w specjalnych pro¬ cesach technologicznych, majacych do czynienia ze srodowiskiem agresywnym, w warunkach pro¬ mieniowania radioaktywnego. Tego rodzaju pro¬ cesy technologiczne wymagaja zastosowania la¬ serów gazowych o coraz wiekszej mocy, co czyni waznym problem utrzymywania optymalnych wa¬ runków pracy tych laserów.Znany jest laser gazowy, w którego obudowie umieszczone sa dwie elektrody, z których jedna jest podzielona na sekcje, w którym do kazdej sekcji elektrody przylaczony jest rezystor obcia¬ zajacy, a pomiedzy elektrodami usytuowana jest aktywna strefa, w której zachodzi zjawisko lase¬ rowe i przez która przeplywa mieszanina gazowa.W tego rodzaju laserze gazowym obydwie elektro¬ dy sa zamocowane nieruchomo.Jednakze ustalone polozenie wzajemne elektrod umozliwia optymalizacje tylko jednego trybu pra¬ cy lasera.Ponadto wiadomo jest, ze opornosc elektryczna mieszaniny gazowej w strefie aktywnej wytwarza- 5 nia zjawiska laserowego nie jest stala wzdluz kie¬ runku przeplywu tej mieszaniny gazowej. W celu wyrównywania pradów za posrednictwem rezy¬ storów obciazajacych, rezystancje tych rezystorów dobierane sa tak, ze w miare oddalenia sekcji 10 elektrody sekcyjnej od wlotu mieszaniny gazowej do strefy aktywnej wytwarzania laserowego, re¬ zystancje rezystorów sa zwiekszane, co komplikuje wytwarzanie i eksploatacje laserów gazowych.Poza tym w takim laserze gazowym dowolna 15 zmiana parametrów mieszaniny gazowej — cisnie¬ nia, skladu — doprowadza do zmiany charakte¬ rystyk elektrycznych strefy aktywnej wytwarza¬ nia zjawiska laserowego, co narusza równomier¬ nosc rozkladu pradów miedzy poszczególnymi ?ek- 2e cjami elektrody sekcyjnej i co, z kolei, doprowa¬ dza do zmniejszenia sprawnosci lasera, a w nie¬ których przypadkach do powstania wyladowania lukowego.Celem wynalazku jest uzyskanie maksymalnej 23 sprawnosci w róznych warunkach pracy lasera.Celem wynalazku jest równiez zaprojektowanie laseru gazowego, zapewniajacego maksymalna je¬ go sprawnosc w róznych warunkach pracy lasera.Innym celem wynalazku jest zwiekszenie mocy J0 promieniowania wyjsciowego lasera gazowego. 114 629114 629 3 Ponadto celem wynalazku jest zmniejszenie wartosci rezystancji rezystorów obciazajacych.Natomiast zadaniem wynalazku jest zaprojekto¬ wanie takiego lasera gazowego, w którym kon¬ strukcyjna zmiana zamocowania jednej z elek¬ trod pozwolilaby zapewnic maksymalna sprawnosc w róznych warunkach pracy lasera, zwiekszyc moc jego promieniowania wyjsciowego, zmniej¬ szyc wartosci rezystancji rezystorów obciazaja¬ cych i uproscic technologie jego wytwarzania. -Zadanie to zostalo zrealizowane w wyniku za- |pDjektowania lasera gazowego, w którego obu¬ dowie sa umieszczone dwie elektrody, z których |jedna jest podzielona na sekcje, a do kazdej jej sekcji ^dolaczony jest rezystor obciazajacy, i w ^którym, strefa aktywna, w której zachodzi zja¬ wisko laserowe, przez która przeplywa mieszaniina gazowa* znajduje sie miedzy tymi elektrodami.Zgodnie z wynalazkiem jedna z elektrod jest za¬ mocowana w obudowie tak, iz zapewniona jest mozliwosc zmiany odleglosci miedzy elektrodami wzdluz kierunku ruchu mieszaniny gazowej.Korzystne jest, igdy zamocowanie elektrody w obudowie z mozliwoscia zmiany odleglosci po¬ miedzy elektrodami wzdluz kierunku ruchu mie¬ szaniny gazowej jest zrealizowane za posredni¬ ctwem polaczenia przegubowego i gdy laser ga¬ zowy jest zaopatrzony w zespól przeznaczony do ustalania odchylenia elektrody, polaczonej przegu¬ bowo z obudowa.Korzystne jest równiez, igldy w laserze gazo¬ wym zespól,, przeznaczony do ustalania odchylenia elektrody, ^laczonej przegubowo z olbudowa sta¬ nowi pare srubowa, której sruba regulacyjna przechodzi przez otwór gwintowany, wykonany w obudowie lasera gaizowego i styka sie z elek¬ troda* .polaczona przegubowo z obudowa.Wynalazek pozwala zmniejszyc wartosci rezy¬ stancji rezystorów obciazajacych, co zapewnia mozliwosc uzyskania maksymalnej sprawnosci w róznych warunkach pracy lasera.Ponadto wynalazek zmniejsza prawdopodobien¬ stwo lokalizacji wyladowania elektrycznego, co pozwala zwiekszyc efektywnosc przetwarzania energii elektrycznej w energie drgan czasteczek mieszaniny gazowej.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat funkcjonal¬ ny lasera gazowego wedlug wynalazku, a fig. 2 — laser wedlug wynalazku w przekroju wzdluz linia H-hII zaznaczonej na fig. 1.[Laser gazowy zawiera obudowe 1 (fig. 1), wy¬ konana z materialu elektroizolacyjnego, wewnatrz której umieszczone sa dwie elektrody 2 i 3, z któ¬ rych jedna jest podzielona na sekcje, natomiast druga jest wykonana w postaci plyty. Elektroda 2 jest wykorzystywana w charakterze katody, na¬ tomiast elektroda 3 — w charakterze anody. Do kazdej z sekcji 4 elektrody 2 przylaczone jest jedi- no wyprowadzenie rezystora obciazajacego 5. Dru¬ gie wyprowadzenie kazdego z rezystorów 5 jest przylaczone do zacisku wejsciowego 6. Z drugim zaciskiem wejsciowym 7 polaczona jest elektroda 3. Elektroda 3 jest zamocowana z mozliwoscia 4 zmiany odleglosci pomiedzy elektrodami 2 i 3 wzdluz kierunku ruchu mieszaniny gazowej za pomoca polaczenia przegubowego 8 (fig. 1, 2)* La¬ ser gazowy ma zespól 9 do ustalania odchylenia 5 elektrody 3, stanowiacy pare srubowa, zlozona ze sruby regulacyjnej 10 i gwintowanego otworu 11, wykonanego w obudowie 1. Sruba 10 przechodzi przez otwór 11 i styka sie z elektroda 3. Pomie¬ dzy elektrodami. 2 i 3 (fig. 1) usytuowana jest 10 strefa 12 wytwarzania zjawiska laserowego, przez która przeplywa mieszanina gazowa- Wewnatrz obudowy 1 sa umieszczone polaczone ze soba urza¬ dzenie 13 do przetlaczania mieszaniny gazowej, i wymiennik ciepla 14 do chlodzenia mieszaniny 15 gazowej, przy czym kazde z tych urzadzen jest polaczone ze strefa 12. Laser gazowy ma rezonator 15, którego os optyczna 16 przechodzi przez stre¬ fe 12.Laser gazowy pracuje w sposób opisany ponizej. 20 Do zacisków wejsciowych 6, 7 (fig. 1) dolaczone jest zródlo wysokiego napiecia, nie uwidocznione na rysunku. Przez strefe aktywna 12 wytwarzania zjawiska laserowego urzadzenie 13 do przetlacza¬ nia mieszaniny gazowej tloczy z wymagana pred- 25 koscia mieszanine gazowa — kierunek ruchu mie¬ szaniny gazowej jest wskazany strzalka.Wysokie napiecie, przylozone do elektrod 2 i 3, wywoluje w strefie aktywnej 12 wyladowanie o zadanych parametrach i przez rezystory obcia- 30 zajace 5 plyna prady. W przypadku zmiany para¬ metrów mieszaniny gazowej, np. cisnienia, skladu, zmianie ulegaja takze charakterystyki elektryczne strefy aktywnej 12, naruszona zostaje równomier¬ nosc rozkladu pradów plynacych przez sekcje 4 35 elektrody 2 i rezystory obciazajace 5.Zespól 9 do ustalania odchylenia elektrody 3, polaczonej przegubowo z obudowa 1, zapewnia mozliwosc uzyskania maksymalnej sprawnosci w róznych warunkach pracy lasera gazowego. Osiaga ^ sie to za. pomoca sruby regulacyjnej 10, stykajacej sie bezposrednio z elektroda 3. Sruba 10 ustala elektrode 3 w polozeniu:, które zapewnia kompen¬ sacje zmian charakterystyk elektrycznych strefy aktywnej 12 i przywrócenie równomiernosci roz- 45 kladu pradów, plynacych przez rezystory obcia¬ zajace 5.Wynalazek pozwala ograniczyc wymagania, do¬ tyczace dokladnosci dobierania rezystorów obcia¬ zajacych, có upraszcza technologie i eksploatacje M lasera gazowego.Zastrzezenia pat e n t o w e ,1. Laser gazowy, w którego obudowie umie- w szczone sa dwie elektrody, z których jedna jest podzielona na sekcje i do kazdej z sekcji przy¬ laczony jest rezystor obciazajacy, a pomiedzy elek¬ trodami usytuowana jest aktywna strefa wytwa¬ rzania zjawiska laserowego, przez która przeply- eo wa mieszanina gazowa, znamienny tym, ze jedna z elektrod (2, 3) jest zamocowana w obudowie (1) z mozliwoscia zmiany odleglosci pomiedzy elek¬ trodami (2, 3) wzdluz kierunku ruchu mieszaniny gazowej. a 2. Laser wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze114 629 zamocowanie elektrody (2, 3) w obudowie (1) z mozliwoscia zmiany odleglosci miedzy elektrodami wzdluz kierunku ruchu mieszaniny gazowej jest zrealizowane za pomoca polaczenia przegubowego <8) a laser gazowy jest zaopatrzony w zespól (9) nej przegubowo z obudowa (1). 3. Laser wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zespól (9) do ustalania odchylenia elektrody (2, 3), polaczonej przegubowo z obudowa (1), stanowi pare srubowa, której sruba regulacyjna (10) prze¬ chodzi przez gwintowany otwór (11), wykonany w obudowie (1) lasera gazowego, i styka sie z elek¬ troda (2, 3), polaczona przegubowo z obudowa (1).FI6.2 PL PL PL