183531. lajstromszámú szabadalom • Nitrogén impulzuslézer rendszer
1 183531 2 zel + Uo tápfeszültség kerül, és erre a 11 lézercső begyújt. A 3. ábrán a találmány szerinti impukuslézer rendszer egy olyan kiviteli alakja látható, ahol a nagynyomású 3 impulzuslézer és kisnyomású 4 impulzuslézer gerjesztőáramköre közös nagyáramú 20 kapcsolóelemmel van ellátva, amely utóbbit az ábrázolt előnyös kivitelben vezérelt 14 gáztöltésű ele ctroncső, például 15 rácskivezetésén vezérelt tirátron alkotja. A 20 kapcsolóelem lehet szikraköz is. A 14 gáztöltésű elektroncső anódja + Uo tápfeszültségre, kt tódja F földpontra van csatlakoztatva. A + Uo tápfeszültségű pontra változtatható induktivitású soro: L2 tekercsen és soros C5 kondenzátoron keresztül párhuzamos R3 ellenállás és C6 kondenzátor van csatlak áztatva. A C6 kondenzátorral párhuzamosan vannak kapcsolva a nagynyomású 3 impulzuslézer 21 lézere lövének 22 és 23 elektródái. Ugyancsak a + Uo tápfeszültségű pontra vannak kapcsolva, soros C3 kondenzátoron keresztül, a párhuzamos R2 ellenállás é; C4 kondenzátor, ez utóbbival párhuzamosan vanrak kapcsolva a kisnyomású 4 impulzuslézer 11 lézere: lövének 12 és 13 elektródái. Ennél a kiviteli alaknál í szinkronizálást a változtatható induktivitású L2 tekercs biztosítja, amelyet célszerűen mozgatható ferr tmaggal ellátott tekerccsel lehet megvalósítani. Az L2 tekercs a szinkronizálás mellett a párhuzamos RI,C-körnek tekinthető rendszerben növeli az L/R jói ági tényezőt, és ezzel javítja a 3 impulzuslézer paramétereit is. Működéskor a 14 gáztöltésű elektroncső nyitott állapotában a C3 és C5 kondenzátorok feltöltőinek a + Uo tápfeszültségre, a C4 és C6 kondenzátorok pedig feltöltetlenül maradnak. Amikor a 14 gáztöltésű elektroncső a 15 rácskivezetésen kapott impulzus hatására lezár, a C3 és C5 kondenzátorok töltése hirtelen átkerül a C4, ill. C6 kondenzátorra, ennek látására a 11 és 21 lézercsövekre azokat begyújtó nagy feszültség kerül. Az L2 tekercs késlelteti a 21 lézercső begyújtását, a 11 lézercső begyújtásához képest. A3, ábra szerinti kivitelnél csak egy nagyfeszültségű tápegység, egy nagyáramú kapcsolóelem, gáztöltés 3 elektroncső esetén egy fűtőáramkör és egy indite* elektronika szükséges, továbbá az impulzuslézer rendszer egy kompakt készülékként építhető fel, amely tartalmazza a nyalábtágító és polarizáló optikai (gységet is. Az 5. ábrán a találmány szerinti impulzuslézer rendszer egy olyan kiviteli alakja látható, amelyben a 30 oszcillátor részt két egymás után kapcsolt nagynyomású 3A és 3B impulzuslézer, a 40 erősr.ő részt pedig két párhuzamosan kapcsolt kisnyomású 4A és 4B impulzuslézer alkotja. A rendszernek — lnsonlóan a 3. ábra szerinti kivitelhez — közös 20 kapcsolóeleme van, amely közvetlenül csatlakozik a ki aiyomású 4A és 4B impulzuslézerek gerjesztőáramköieihez, és változtatható induktivitású L2A és L2B tekercsen át a nagynyomású 3A, ill. 3B impulzusléíer gerjesztőáramköréhez. Ennél a kialakításnál a 3 3 impulzuslézer erősíti az oszcillátorként kialakított 3A impulzuslézer által előállított lézerfény impulzusi, és a 3B impulzuslézer által kibocsátott lézerfény impulzus rövi debb, például 0,5 ns, mint a 3A impulzuslézer által előállított lézerfény impulzus. Ez azért jelentős, mert így a 4A és 4B impulzuslézerek által ele állított lézerfény impulzusok is megfelelően rövidebbek lesznek. Az 50 optikai egység ennél a kivitelnél 5 polarizátort, nyalábtágító 6 prizmát és 7 optikát, féligáteresztő 8 tükröt és visszaverő 9 tükröt tartalmaz, amely két utóbbi a lézerfény nyaláb szétosztását végzi a kisnyomású 4A és 4B impulzuslézerekre. Az erősítőként ki- 5 alakított 4A és 4B imulzuslézerek által előállított lézerfény 60 festéklézer rendszer oszcillátorként kialakított 24 lézerét, illetve erősítőként kialakított 25 lézerét pumpálja. A találmány szerinti impulzuslézer rendszerrel az 10 alábbi paramétereket lehet biztosítani: Hullámhossz Impulzusteljesítmény Impulzus időtartam 15 Impulzusenergia szórása Impulzusismétlési frekvencia Szinkronizálás bizonytalansága Lézerfény nyaláb divergenciája Polarizáció fok 337,1 nm 1—10 MW 0,5—2 ns < 1 % 0—100 Hz < 1 ns < 0,1 x 0,1 mrad 0,95 A találmány szerinti rendszer által előállított lézerfény impulzusok energiájának nagy a stabilitása. Ennek az a magyarázata, hogy kisebb nyomáson (1—5 kPa) a nitrogén gázban egyenletes homogén kisülést 25 lehet elérni, és — bár az energiamaximum eme nyomásnál kissé nagyobb nyomáson van — az említett nyomás mellett kb. tízszer nagyobb energiájú impulzus állítható elő, mint a nagynyomású nitrogén impulzuslézerrel. Mivel a nitrogén impulzuslézerekben az 30 egyszeri áthaladás során a kisjelű fényerősítés 100—300 dB is lehet, igen gyorsan telítődés lép fel, azaz az erősítés lecsökken a bejövő jel nagyságától függő szintre. A 4. ábrán látható diagram mutatja, hogy az erősítőként kialakított kisnyomású nitrogén 35 impulzuslézer által előállított lézerfény Eki impulzusenergiája hogyan függ a bemenetére érkező pumpáló lézerfény Ebe impulzusenergiájától. Látható, hogy a kisnyomású impulzuslézer stabilizálja a kimenő lézerfény impulzusenergiáját, és így a kimenő lézerfény 40 impulzusenergiájának szórását is a kisnyomású impuízuslézer szabja meg. A kisnyomású impulzuslézer időben kismértékben kiszélesíti a bejövő rövid lézerfény impulzust, ugyanis a szintfüggő erősítés miatt a jel elejét és végét jobban erősíti, mint annak csúcsát. 45 Ennek kompenzálására a 30 oszcillátor részben több nagynyomású impulzuslézert lehet egymás után kapcsolni, így rövidebb pumpáló lézerfény impulzus állítható elő. 50 Szabadalmi igénypontok 1. Nitrogén impulzuslézer rendszer, amelynek első 55 lézerfény nyalábot előállító oszcillátor része és az első lézerfény nyalábból második lézerfény nyalábot előállító erősítő része van, azzal jellemezve, hogy az oszcillátor rész (30) legalább egy transzverzálisán gerjesztett, 50—1000 kPa gáznyomású nitrogén impulzuslé- 60 zert (3, 3A, 3B), az erősítő rész (40) pedig legalább egy 20 kPa-nái kisebb gáznyomású nitrogén impulzuslézert (4, 4A, 4B) tartalmaz. 2. Az 1. igénypont szerinti impulzuslézer rendszer kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az oszcillátor 65 rész (30) impulzuslézerének (3) gerjesztőáramköre 4
