Конструирование оптических резонаторов, страница 17

Рис.5.2. Условная схема разрядной трубки аргонового лазера:

1 - катод; 2 - обводная трубка: 3 - анод; 4 - разрядный капилляр; 5 - балластный объем; 6 - рубашка водяного охлаждения; 7 - выходные окна

При использовании кварцевого разрядного капилляра средняя часть трубки выполняется в виде кварцевого моноблока, соединяемого с помощью клея К-400 со стеклянными анодной и катодной колба-ми. Керамический капилляр спаивается медью с коваровыми переходниками, привариваемыми далее к стеклянным частям трубки. Для уменьшения габаритов используют высокоэффективные металлокерамические катоды (90% спеченной вольфрамовой губки и 10% алюмосиликата) , эмиссионная способность которых в непрерывном режиме достигает 5...10 А-см^-2 при рабочей температуре 1320 К. Такие катоды допускают разгерметизацию прибора и реставрацию трубок. Аноды аргоновых лазеров, работающие в тяжелых тепловых условиях, изготавливаются в виде массивных молибденовых или вольфрамовых цилиндров с осевым отверстием для прохода излучения. Выходные окна изготавливаются из кварца. Чаща других используются комбинированные и внутренние оптические резонаторы.

Молекулярные лазеры. Наиболее распространенным типом этого класса приборов является СO₂ лазер, генерирующий в ИК области на длине волны 10,6 мкм. Наполнение лазера пред-ставляет смесь трех газов: СO₂: N₂ :He = 1: (1...2):(5...10) при общем давлении порядка 1 кПа. Активная среда возбуждается за счет тлеющего разряда в трубках диаметром около 1 см при плотности тока ~ 10 мА/см². Из-за близкого расположения лазерных уровней к основному имеет место сильная температурная зависимость инверсии, что вынуждает использовать принудительное водяное охлаждение газовой смеси (рис.5.3). Для ослабления влияния диссоциации молекул

Рис.5.3. Условная схема разрядной трубки С0₂ лазера:

1 - катод; 2 - анод; 3 - "глухое" зеркало; 4 - разрядный капилляр; 5 - рубашка водяного охлаждения; 6 - балластный объем; 7 - соединительная трубка; 8 - выходное окно

СO₂ на уровень выходной мощности применяют балластные объемы, в 20 - 50 раз превышающие объем разрядного капилляра. Для регенерации молекул СO₂ используют генераторы кислорода в виде полостей с солями типа   КMnO₄, КClO₃ или окислами меди, нагреваемых разрядом. Конструктивно генераторы кислорода изготавливаются в виде металлических цилиндров с донышками и располагаются либо на отдельном вводе, либо объединяются с катодом. Ввиду химической активности рабочей смеси используются только холодные катоды -цилиндры, согнутые из молибденовой или танталовой жести. Аноды изготавливают из молибденовых штырей или коваровых колец, соосных с разрядным капилляром.

Выходные окна (Ge , GaAs ) соединяют с разрядной трубкой либо с помощью клея, либо посредством дайки с коваровым наконечником, приваренным в свою очередь к стеклянному торцу трубки. Используемые типы ОР - внутренние (см.рис,.2.9) или комбинированные.

5.3. Технология изготовления газоразрядных лазеров

Технология изготовления разрядных трубок лазеров базируется на использовании современных методов производства электровакуумных и газоразрядных приборов. Общие вопросы технологии, связанные изготовлением металлических и стеклянных деталей, соединений металла со стеклом, стеклодувными операциями и вакуумной обработкой приборов изложены в литературе [19] , обращение к которой в ходе работы  над курсовым проектом является обязательным. Ниже изложены лишь особенности технологии изготовления ГРЛ.

При изготовлений ГРЛ обязательными операциями являются калибровка и прямление трубок, осуществляемые путем разогрева стекла трубки до размягчения на вращающихся натянутых прутках. Обеспечиваемый разброс внутреннего диаметра трубок не превышает 0,1 мм. Возможно групповое прямление трубок в широких нагретых кварцевых трубах, приводимых во вращение.

Шлифовка торцов под углом Брюстера производится на специальных станках, контроль с использованием шаблонов. Допустимое отклонение по углу и компланарности торцов - 0,5°.