178400. lajstromszámú szabadalom • Folytonos üzemű, üreges katódú gázlézer a lézer teljesítményének és élttartamának növelésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY 178400 0 Bejelentés napja: 1979. VII. 26. (MA—3185) Nemzetközi osztályozás: H 01 S 3/03 Közzététel napja: 1981. VIII. 28. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1983. XII. 31. Feltalálók: Szabadalmas: Kroó Norbert fizikus (10%), MTA Központi Fizikai Kutató Csillag László fizikus (10%), Intézete, Budapest Jánossy Mihály fizikus (25%), Tóth József technikus (25%), Rózsa Károly vegyészmérnök (30%), Budapest Folytonos üzemű, üreges katódú gázlézer a lézer teljesítményének és élettartamának növelésére 1 A találmány tárgya folytonos üzemű, üreges katódú gázlézer a lézer teljesítményének és élettartamának növelésére. A találmány szerinti gázlézer előnyösen alkalmazható a korszerű interferometrikus méréstechnikában, a geodéziában, a színképes anyagvizsgálatoknál, a holográfiánál, a távközlés és az oktatás területén. Mint ismeretes az első gázlézer felfedezése óta igen intenzív kutatás folyik a lézerek teljesítményének növelésére és a kisugárzott lézerfény hullámhossz-tartományának bővítése érdekében. A kutatás célkitűzése az, hogy ezeket a tulajdonságokat minél egyszerűbb felépítésű, megbízható működésű és gazdaságosan előállítható lézer-konstrukcióval érjék el. A gázlézerek konstrukciójának fejlődésében jelentős lépés volt az üreges katódú lézerek megalkotása. Ezekben számos addig hagyományos gázkisülési csövekben csak impulzusüzemben működő lézer átmenetek folyamatos gerjesztése vált lehetővé, így a folyamatosan működő lézerek hullámhossz tartománya jelentősen kibővült. A folytonos üzemű gázlézerek hagyományos gerjesztési módja az alacsony nyomású gázban villamosárammal létrehozott parázs vagy ívkisülés. A kisülés fenntartásához 1000 V-nál nagyobb feszültség szükséges. A lézercsőben fényerősítő közegként a kisülés „pozitívoszlop”-nak nevezett részét használják. Ha a fényerősítő közeg nemesgáz-fémgőz keverék, a fémgőzionok egyenletes elosztását a pozitív-oszlopban az áram hatására történő kataforézis hozza létre. A fémgőz kellő nyo-2 mását a fémnek külön kályhával, vagy magával a kisüléssel történő melegítésével biztosítják. A gázlézerek másik lehetséges gerjesztési módja, az üreges katód belsejében lejátszódó fénykeltési folyamatok kihasználása. Az üreges katódban létrejövő erős gerjesztés több előnnyel rendelkezik a pozitív-oszloppal szemben. Az üreges katódban mindenekelőtt olyan lézerátmenetek is gerjeszthetők, amelyek a pozitív oszlopban vagy egyáltalán nem, vagy csak igen gyengén működnek. Emellett az optimális gáznyomás egy nagyságrenddel nagyobb, mint a pozitív-oszlop esetében, ami a lézer élettartama szempontjából kedvező. Az elektromos gázkisülésben résztvevő elektronok egy része a katód közelében fellépő néhányszáz voltos katód-feszültség esés hatására az átlagosnál nagyobb energiára tesz szert, ennek következtében a katód belsejében — az üreges katódban — a nagyenergiájú elektronok ionizáló ütközések révén sok iont hoznak létre. Az üreges katódban az ionok sűrűsége magasabb, mint a hagyományos gázkisülési csövek pozitív-oszlop tartományában. Ez a tény igen előnyös olyan folytonos működésű lézerek szerkesztésénél, ahol a lézersugárzás, az ion spektrumvonalán jön létre. A katód feszültségesés, amely felgyorsítja az elektronokat, minden üreges katódban jelen van. Ez azt jelenti, hogy minden olyan gázlézer konstrukciónál, ahol a fényerősítő tartomány a katód belső terében helyezkedik el, magas ionsűrűség lép fel. Az üreges katódú lézerben általában hélium nemesgáz és fém vagy más anyag gőzének keverékét használják 5 10 15 20 25 30 178400
