Конструирование оптических резонаторов, страница 13

распространенным в лампах этого типа является цилиндрический фольговый спай (рис.4.3) Молибденовая фольга толщиною 15...35 мкм и стекло соединяются плоскими поверхностями и так как фольга тонкая и эластичная, то она легко деформируется, следуя за деформацией стекла, не вызывая при этом опасных напряжений. Это обеспечивает

Рис.4.3. Элементы конструкций ламп накачки, а - фольговый вывод с катодом 4, б - анод

вакуумную герметичность ввода [l9] . Протяженность вывода изменяется в пределах 10...80 мм. Чтобы не допустить перегрева выводов, плотность тока в них не должна превышать 3...5 10 А/см . Технология получения кварцевых выводов следующая. Цилиндр, свернутый из молибденовой фольги, плотно надевается на откалиброванный кварцевый вкладыш 1 (рис.4.3). Зазор между краями фольги составляет около 2 мм. Края фольги обрабатываются

электролитическим травлением на острие. Подготовленные вводы с приваренными к фольговому цилиндру внешним 2 и внутренним звеном 3 помещаются в кварцевую заготовку лампы, после чего концы ножек запаиваются. Предварительно на внутреннюю поверхность ножек наносится тонкий слой переходного стекла. Кварцевая заготовка откачивается до форвакуума и прогревается горелкой для обезгаживания деталей. Затем кварц одной из ножек прогревается до размягчения. Под действием атмосферного давления кварцевое стекло осаживается на фольгу, образуя с ней спай. Внутренний кварцевый вкладыш препятствует смятию фольги, при разогреве в нем повышается давление, обеспечивая тем самым плотное обжатие фольги кварцем с двух сторон. Затем производится заварка другого ввода [19] . Лампа наполняется спектрально чистым ксеноном или криптоном. В импульсных лампах давление ксенона составляет 0,01...0,04 МПа (100...300 мл рт. ст.).

5. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ГАЗОРАЗРЯДНХ ЛАЗЕРОВ

5.1. Методика расчета газоразрядных лазеров

В ходе проектирования газоразрядного лазера (ГРЛ) после обоснования типа ГРЛ в соответствии с заданием производится расчет необходимой мощности излучения с использованием рекомендаций, изложенных в работе [1] и первом разделе данного пособия. Выходная мощность излучения лазера и сводки данных по конкретным типам ГРЛ являются отправными точками для определения диаметра и протяженности активного элемента, давлением газа в AЭ [1] , а также для проведения полного расчета параметров оптического резонатора и спектральных характеристик излучения (разд.2). Следующим этапом, предваряющим расчет КПД лазера, является определение параметров плазмы активной среды ГРЛ, к числу которых относится электронная температура Т_е  и градиент потенциала Е в положительном столбе. Используемые в лазерах газовые смеси являются, как правило, двух- или трехкомпонентными, что исключает определение Т_е по стандартной методике [1] , Необходимым является решение трансцендентного уравнения, получаемого из условия баланса заряженных частиц, с использованием ЭВМ. Разработанная для учебного процесса программа обеспечивает расчет Т_е и E  для He-Ne, He-Cd  и CO₂ - лaзepoв. С учетом номера K,  присвоенного каждому лазеру, реализуется ветвящийся процесс вычислений. До выхода на ЭВМ на основе сводки данных о лазерах [1] необходимо определить парциальные давления газов рабочей смеси, диаметр разрядной трубки, равный d_AB , температуру газа и коэффициент аккомодации электронов. Для расчета парциальных давлений необходимо задаться соотношением давлений газов, типичным для данного типа ГРЛ, и заранее определить полное давление рабочей смеси [1] . Ввод указанных параметров осуществляется поэлементно по запросу ЭВМ. В случае заметного отклонения рассчитанных значений Т_е и E от допустимого интервала [1] необходима коррекция результатов расчета. Для этого в программе предусмотрен возврат к началу расчета Т_е или E при измененных исходных данных, описывающих разрядные условия.

При известных Т_е и E  находится полный КПД лазера и далее рассчитывается подводимая электрическая мощность - мощность накачки  Р_н   лазера [1] . Следующим этапом является расчет величины разрядного тока по уже известным мощности накачки и падению напряжения на разрядной трубке. В конце производится тепловой расчет оболочки АЭ при использовании воздушного [1] или водяного охлаждения (разд. З), рассчитываются геометрия электродов и схема питания. При расчете системы водяного охлаждения следует иметь в виду, что разница температуры воды на выходе и входе для CO₂-лазера не должна превышать 1...2⁰, а для аргонового лазера Т_вых может достигать 80...100°С.