170177. lajstromszámú szabadalom • Gázlézer folytonos üzem elérésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ^pr^ ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1974. VIII. 29. (Ma-2599) Közzététel napja: 1976. IX. 28. Megjelent: 1978. III. 31. 170177 Nemzetközi osztályozás: H 01 S 3/03 H 01 S 3/14 I • I : ti Feltalálók: CSILLAG László fizikus, FORGÁCS Judit technikus, JÁNOSSY Mihály fizikus, Budapest; MAJOROSI Antal technikus, Pomáz; RÓZSA Károly vegyészmérnök, SALAMON Tamás fizikus, TÓTH József technikus, Budapest Tulajdonos: MTA Központi Fizikai Kutató Intézete, Budapest Gázlézer folytonos üzem elérésére 1 A találmány gázlézer folytonos üzem elérésére, melynek burkoló csövében hosszirányú üreges katód, öt torr nyomásnál nagyobb nyomású He gerjesztőgáz, továbbá a burkoló cső két végén egy-egy Brewster ablak és egy-egy beállító tükör van. A találmány szerinti gázlézer előnyösen alkalmazható a korszerű interferometrikus méréstechnikában, geodéziában, a távközlés és az oktatás területén. A lézerek nagy osztályát az ún. gázlézerek alkotják. Közös vonásuk, hogy a gázkisülés révén biztosítják bennük a lézerműködéshez szükséges populáció inverziót. A gázkisülések különböző tartományokra oszthatók aszerint, hogy milyen domináló elektromos paraméterek uralkodnak a szakaszokon. Az utóbbi időben az ún. üreges katódok bevezetésével előszeretettel használják fel a katódesési vagy negatív-glow kisülési tartományt a populáció inverzió előállítására. Mivel ezt a tartományt a nagy ionsűrűség és a nagyenergiájú elektronok jellemzik, ezért itt főleg a magasan fekvő szintek gerjesztése remélhető, vagyis a negatív-glow kisülési tartomány elsősorban ionlézerek működtetésére tűnik perspektivikusnak. A gázlézerek egyik speciális csoportját az ,ún. nemesgáz-fémgőz ionlézerek alkotják, melyeknél a gázkisülésbe fémgőzt juttatnak és ez szolgál a továbbiakban fényerősítő, tehát lézerkeltő anyagként. A fémgőz kellő nyomását (a megfelelő fématomok számát) külön kályhával, vagy ha nem túl magas hőmérsékletre van szükség, akkor magával az elektromos gázkisüléssel biztosítják. A magas olvadáspontú kis gőznyomású fémek esetén rendkívüli technológiai problémák lépnek fel és 1 000 °C feletti hőmérséklet biztosítása szinte megoldhatatlan problémát jelent. Ennek is tulajdonítható, hogy a jelenleg alkalmazott 5 fémgőz gázlézereknél csak néhány — eléggé alacsony olvadáspontú — fém használatára szorítkoznak. A találmány három lényeges felismerés együttes alkalmazásán nyugszik: 1. Üreges katód vízzel vagy egyéb módon hűtve 10 egyenletes negatív-glow gázkisülést biztosít a katód üregében, ha megfelelő (5—40 torr) gerjesztő gáznyomást biztosítunk, valamint megfelelő (200-600 Volt) feszültséget kapcsolunk az anód és a katód közé. A katód hűtésével elkerüljük az ívkisülést és a katód-15 felület egyenletes elektromos terhelését biztosítjuk. 2. Ha a fenti gázkisülésbe még nehéz atomokból vagy molekulákból álló porlasztó gázt is juttatunk, akkor a katódüregben a katód porlódása révén a katód anyagából való fémgőz koncentrációja a gáz-20 nyomással és az árammal szabályozható és a fémgőz egyenletesen tölti ki az üreges katód belsejét. A katódporlasztási technika segítségével tetszőleges fémet vagy más anyagot választva katódnak vagy annak részeként, amit pl. bevonással, vagy ráporlasztással 25 önmagában vagy más ismert módon lehet biztosítani. Ezen eljárásokkal tetszőleges anyag vagy bevonat gőzfázisú szabályozható egyenletes koncentrációját hozhatjuk létre a katódüreg belsejében. Meg kell jegyezni, hogy a negatív töltésű katódüregben a 30 kiporlott katódanyag nagy része ionizálódik és így 170177
