專利名稱:高能放電腔的制作方法
本發(fā)明屬于一種橫向放電氣體激光器，特別是一種體積小，高能量的激光器。
橫向放電氣體激光器的種類較多，目前，都采用高電壓、大電流、快速激勵(lì)的辦法，才能獲得高能量激光脈沖，常用的快放電電路有Blumlein倒空式、LC反轉(zhuǎn)式等電路，其中布氏電路以激勵(lì)速率快，特性阻抗低，脈沖電壓高而著稱，尤其在要求放電持續(xù)時(shí)間為毫微秒數(shù)量級(jí)的激光器中，更是常用的激發(fā)電路。例如美國(guó)專利US3882418平行板傳輸線激光器就是這種典型的電路，但是在這樣短的時(shí)間內(nèi)要注入大能量就很困難了，因而就限制了激光脈沖功率的增加。已有二十余年發(fā)展史的N2激光器為例，迄今為止在放電長(zhǎng)度為一米的激光腔，其特性阻抗僅做到0.1歐姆，注入能量也只能達(dá)到30-40焦耳，而獲得的激光脈沖功率最高才為3-4兆瓦水平。
本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種特性阻抗更低，放電持續(xù)時(shí)間更短，而注入能量可以高一個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)又能形成大體積均勻激勵(lì)的，又能適用于幾種電路的放電腔，以獲得短脈沖高能量的激光。
本發(fā)明由多個(gè)每組含有脈沖形成電容、儲(chǔ)能電容及放電室的帶狀傳輸線，以橫向豎直排列，并一次疊加粘合為一體，構(gòu)成一定長(zhǎng)度的放電腔體。再配裝以火花開(kāi)關(guān)、電感線圈、輸出窗、反射鏡等，而組合成布氏電路橫向高能放電激光腔。由于每一組帶狀傳輸線、由脈沖形成線和儲(chǔ)能線片與公共線片構(gòu)成一個(gè)脈沖電容和一個(gè)儲(chǔ)能電容，這樣整體電路的脈沖電容和儲(chǔ)能電容，就由多個(gè)片狀電容并聯(lián)而成，因而與同類腔相比，其特性阻抗勢(shì)必會(huì)低，而儲(chǔ)存能量必然會(huì)大，脈沖形成線和儲(chǔ)能線的長(zhǎng)度均可縮短，而放電持續(xù)時(shí)間也隨之可以減少到2毫微秒內(nèi)。另外由于放電室內(nèi)電極為多個(gè)電極片并聯(lián)排列構(gòu)成，在工作時(shí)這些分立片狀電極會(huì)跟隨每一組帶狀傳輸線，在相應(yīng)的小區(qū)域內(nèi)進(jìn)行放電，而在整個(gè)放電長(zhǎng)度區(qū)域內(nèi)就由若干個(gè)這樣的放電小區(qū)組成，從而形成了大體積的均勻放電激勵(lì)。這也是該放電腔的一個(gè)重要特點(diǎn)。
利用本發(fā)明的方法，還可以制作倒空式、LC反轉(zhuǎn)式等電路的高能放電腔。只要按所要求的電路，改變組成電路的帶狀電容的傳輸線的形狀尺寸及放電室的位置與排列順序，就能做成不同電路的高能放電腔，同樣具有特性阻抗低，放電持續(xù)時(shí)間短、注入能量大和能激勵(lì)均勻的特點(diǎn)。
用本發(fā)明的方法制作十公分長(zhǎng)自持放電的高能放電腔，其特性阻抗只有0.01歐姆，如放電持續(xù)時(shí)間在二個(gè)毫微秒以內(nèi)，能注入十焦耳以上的能量，如果用它來(lái)激勵(lì)氮分子工作物質(zhì)，能獲得兆瓦級(jí)激光脈沖。如果改換腔內(nèi)的氣體工作物質(zhì)和相應(yīng)變換反射鏡與輸出窗，再附加予電離裝置，就可以變作準(zhǔn)分子、二氧化碳等激光器，以獲得短脈沖高能量激光。如要獲得更高能量的激光，還可按本發(fā)明的方法，制作一定長(zhǎng)度的高能放電腔單元，再把若干個(gè)單元腔串接、并聯(lián)起來(lái)，再用多通道開(kāi)關(guān)或同步觸發(fā)的方式，觸發(fā)各個(gè)單元腔，就會(huì)獲得更高能量的激光。
下面結(jié)合附圖1至4所表示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
附圖1是〔脈沖-儲(chǔ)能線〕片的正視圖。其中1-脈沖形成線，2-脈沖形成線的電極片，3-〔脈沖-儲(chǔ)能線〕基片，4-儲(chǔ)能線，5-儲(chǔ)能線的引線片，6-脈沖形成線的引線片，14-儲(chǔ)能線的電極片。
附圖2是公共線片的正視圖。其中7-公共線，8-公共線的基片，9-公共線的引線片。
附圖3是單個(gè)高能放電腔的示意圖。其中10-脈沖電容連接線，11-公共線連接線，12-火花通道開(kāi)關(guān)，13-高能放電腔體。
附圖4是布氏電路高能放電腔的組合與連接示意圖。C1為脈沖形成線〔1〕與公共線〔7〕組成脈沖形成電容，C2為儲(chǔ)能線〔4〕與公共線〔7〕組成儲(chǔ)能電容，火花通道開(kāi)關(guān)〔12〕、電感線圈為L(zhǎng)、〔11〕為公共線連接線、〔10〕為脈沖電容連接線，〔n〕為帶狀傳輸線的組數(shù)，〔脈沖-儲(chǔ)能線〕片與公共線片均用同樣大小的單面敷銅板制成，在這兩種片的中部同一位置處沖以方孔，作為放電室，前端除去兩角，再去掉多余銅箔，就成為圖示的脈沖形成線〔1〕、儲(chǔ)能線〔4〕與公共線〔7〕，并在其上分別錫焊引線片、電極片。有關(guān)方孔大小，電極片尺寸及一組電極片的間隙，可根據(jù)所設(shè)計(jì)的高能放電腔的放電截面而確定，用這樣的兩種片一疊加起來(lái)，就形成一組含有脈沖形成電容〔C1〕和儲(chǔ)能電容〔C2〕及放電室的帶狀傳輸線。至于這種單面敷銅板的厚度與尺寸，可根據(jù)工作電壓與要設(shè)計(jì)電容的大小而確定，再把n組這樣的帶狀傳輸線依次按橫向豎直排列起來(lái)，用環(huán)氧樹(shù)脂粘合，并熱壓成為一體。而每一組帶狀傳輸線中部的方孔由于疊加和粘合就形成一空腔，即放電室，相對(duì)焊在脈沖形成線電極片〔2〕和儲(chǔ)能線的電極片〔14〕就成為該放電室的激勵(lì)激光工作物質(zhì)的一對(duì)電極，再把這些腔內(nèi)的多片電極對(duì)統(tǒng)一加工成均勻場(chǎng)電極型面。
將脈沖形成線的引線片〔6〕，儲(chǔ)能線的引線片〔5〕和公共線的引線片〔9〕分別用銅箔條連接起來(lái)，并按圖〔3〕、圖〔4〕所示的要求裝接電感〔L〕和火花開(kāi)關(guān)〔12〕，再在該腔的兩端固定反射鏡和輸出窗并使其密封，氣體激光工作物質(zhì)充滿腔內(nèi)，并使之流動(dòng)，這樣就組成典型的布氏電路高能放電激光腔。
權(quán)利要求
1.一種由多組帶狀傳輸線構(gòu)成的放電腔體，與火花通道開(kāi)關(guān)、電感線圈、輸出窗、反射鏡等組成的布氏電路高能放電激光腔，其特征在于放電腔體由[脈沖-儲(chǔ)能線]片和公共線片組成的帶狀傳輸線依次按橫向豎直排列疊加起來(lái)粘合為一體的。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1，其特征在于所述的組成單組傳輸線的〔脈沖-儲(chǔ)能線〕片和公共線片，均用同樣大小的單面敷銅板制成，中間部沖以方孔，前端除去兩角，并要求剝?nèi)ザ嘤嚆~箔制成脈沖形成線〔1〕、儲(chǔ)能線〔4〕和公共線〔7〕，并在其上焊以電極片〔2〕、〔14〕和引線片〔6〕、〔5〕、〔9〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2，其特征在于所述的用〔脈沖-儲(chǔ)能線〕片與公共線片疊加組合起來(lái)，就形成了由脈沖形成線〔1〕和儲(chǔ)能線〔4〕與公共線〔7〕，組成的脈沖形成電容C1和儲(chǔ)能電容C2及放電室。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2，其特征在于所述的多組帶狀傳輸線是用環(huán)氧樹(shù)脂粘合、熱壓成一體，在其中部形成一空腔即放電室，并將腔內(nèi)的多片電極組加工成均勻場(chǎng)電極型面。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2，其特征在于所述的多組帶狀傳輸線中的多個(gè)脈沖形成線〔1〕、儲(chǔ)能線〔4〕和公共線〔7〕上的引線片〔6〕、〔5〕、〔9〕是分別用銅箔條錫焊連接。
專利摘要
一種高能放電腔，屬于橫向放電氣體激光器。由多組含電容及放電室的帶狀傳輸線所構(gòu)成的放電腔體與火花開(kāi)關(guān)、電感線圈、輸出窗、反射鏡等可以組合成布魯姆林等電路的橫向高能放電氣體激光腔，本發(fā)明比同類放電腔的特性阻抗低一個(gè)數(shù)量級(jí)，而注入能量可以高一個(gè)數(shù)量級(jí)，僅十公分放電長(zhǎng)度的特性阻抗只有0.01歐姆，在放電持續(xù)時(shí)間只為2毫微秒內(nèi)，就可以注入十焦耳以上的能量，如用來(lái)激勵(lì)氮激光工作物質(zhì)能獲得兆瓦級(jí)激光脈沖。
文檔編號(hào)H01S3/08GK86105647SQ86105647
公開(kāi)日1988年2月10日 申請(qǐng)日期1986年7月31日
發(fā)明者申家鏡, 彭寄星, 張書亮, 楊云杰, 王林勝 申請(qǐng)人:黑龍江牡丹江電子技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan