Конструирование оптических резонаторов, страница 15

В гелий-неоновых лазерах, как и прочих ГРЛ, применяются два основных типа разрядных трубок: линейные и коаксиальные. Разрядная трубка линейной конструкции представляет собой узкий толстостенный капилляр с электродами, расположенными в выносных баллонах. Заэлектродные    участки капилляра вакуумно-плотно соединяются либо с окном Брюстера, либо с держателем зеркала. Достаточная толщина стенок капилляра (3...5 мм) обеспечивает сохранение его прямолинейности, отклонение от которой не должно превышать 0,1 мм. Материал разрядного капилляра должен обладать в нагретом состоянии малой проницаемостью для атомов гелия, диффузия которых через оболочку снижает срок службы прибора. Недостатком линейной конструкции является низкая механическая прочность и необходимость фиксации АЭ в нескольких точках. Линейные активные элементы применяются обычно в протяженных гелий-неоновых лазерах с выходной мощностью более 25 мВт, когда габариты АЭ в любом случае требуют фиксации трубки минимум в трех точках.

В маломощных гелий-неоновых лазерах чаще используется более сложная, но и более надежная в механическом отношении коаксиальная конструкция активного элемента. Основой коаксиальной конструкции является тот же разрядный капилляр, соосно с которым располагается цилиндрический катод и наружная стеклянная трубка, выполняющая роль вакуумной оболочки прибора(см.рис.5.1).С одной стороны капилляр приваривается тем или иным способом к наружной трубке. Второй   конец капилляра должен иметь свободу перемещений в осевом направлении, чтобы исключить возникновение механических напряжений при его термическом удлинении. С этой целью свободный конец капилляра фиксируют, например, с помощью гибких поясков из никелевой или молибденовой фольги. При использовании резонатора с внутренними зеркалами, что позволяет снизить потери за счет исключения выходных окон, к торцу коаксиальной трубки может быть приварено, к примеру, юстировочное устройство, показанное на рис.2.10,б.

В современных гелий-неоновых лазерах используются, как правило, холодные цилиндрические катоды, выполненные из алюминия или его сплавов, обладающих стойкостью к распылению под действием ионной бомбардировки. Поверхность катода оксидируется, что повышает его эмиссионную способность и дополнительно уменьшает распыление. Такие катоды при рабочей плотности тока 1...2 А-лГ² могут обеспечить долговечность активного элемента до 10000 ч. В трубках линейной конструкции цилиндрические катоды жестко крепятся к штырьковым выводам посредством точечной сварки через никелевые прокладки. Свободный конец катода закрепляется с помощью пружинящих кольцевых фиксаторов из молибденовой жести. В трубках коаксиальной конструкции для крепления катода достаточно использовать два кольцевых фиксатора. Соединение с катодным выводом, как правило, ленточное, нежесткое. Аноды гелий-неоновых лазеров выполняются в виде молибденовых или коваровых штырей, впаиваемых в оболочки из стекла C-52-1, имеющего близкий с этими материалами КТР. Час-то анод представляет собой коваровый цилиндр, свариваемый соосно с капилляром и являющийся частью оболочки (см.рис.5.1). В случае, изображенном на рис.2.10,б, анодом может служить коваровый фланец. Цилиндрический катод при этом может быть электрически соединен со вторым фланцем. Для увеличения срока службы разрядных трубок дополнительно используют газопоглотители. Распыляемые газопоглотители образуют в ходе вакуумной обработки прибора покрытия, активно поглощающие молекулярные газы, содержащиеся в воздухе. Распространенным  приемом является использование газопоглотителей в виде плоских колец из пористого титана, которые в линейных AЭ закрепляют на анодном штыре, а в коаксиальных - на разогретом разрядном капилляре. Возможно также использование накаливаемых малогабаритных титановых геттеров, особенно удобных в трубках с накаленным катодом.

Описанные выше технические приемы и конструктивные решения, используемые при изготовлении гелий-неоновых и других типов газо-разрядных лазеров, не охватывают всего многообразия вариантов и могут быть дополнительно изучены при работе с технической литера- турой.