TEA lazeri - TEA laser

A TEA lazeri a gaz lazer yuqori kuchlanish bilan quvvatlanadi elektr zaryadsizlanishi odatda yoki undan yuqori bo'lgan gaz aralashmasida atmosfera bosimi. Eng keng tarqalgan turlari karbonat angidrid lazerlari va eksimer lazerlari, ikkalasi ham sanoat va tadqiqotlarda keng foydalanilgan; kamroq tarqalgan azotli lazerlar. "TEA" qisqartmasi "Transversely Excited Atmospicic" so'zini anglatadi.

Tarix

Kashfiyot

Karbonat angidrid (CO2) TEA lazeri 1960 yillarning oxirlarida ixtiro qilingan Jak Beulieu da ishlash Valcartier-da Kanadadagi mudofaa tadqiqotlari va rivojlanish yilda Kvebek, Kanada. Rivojlanish 1970 yilgacha maxfiy bo'lib, qisqa tafsilotlar e'lon qilingan.

1963 yilda, C. Kumar N. Patel, ishlaydigan Qo'ng'iroq telefon laboratoriyalari, birinchi navbatda past bosimdan 10,6 µm lazer chiqishi namoyish etildi RF - qo'zg'atilgan CO2 gaz chiqarish. Azot va geliy qo'shilishi bilan va a yordamida DC elektr zaryadsizlanishi, CW 100 Vt quvvatga erishildi. Chiqarishni yuqori kuchlanish yordamida pulsatsiyalash orqali yoki Q-almashtirish aylanadigan oynadan foydalanib, amaliy chegara sifatida bir necha kilovattlik impuls quvvatlarini olish mumkin edi.

Yuqori cho'qqilarga faqat hayajonlangan CO zichligini oshirish orqali erishish mumkin edi2 molekulalar. Gazning birlik hajmiga to'g'ri keladigan energiya quvvati zichlik va shu bilan gaz bosimi bilan chiziqli ravishda ko'payadi, ammo gazning parchalanishiga va er-xotin energiyani yuqori lazer sathiga etkazish uchun zarur bo'lgan kuchlanish bir xil darajada oshadi. Juda yuqori kuchlanishlardan saqlanishning amaliy echimi bu kuchlanishni optik o'qga ko'ndalangiga urish (past bosimli lazerlarda bo'lgani kabi uzunlamasına emas), buzilish masofasini bir necha santimetrgacha cheklash edi. Bu bir necha o'n kV kuchlanishli boshqariladigan kuchlanishlardan foydalanishga imkon berdi. Muammo shu qadar yuqori bo'lgan gaz bosimida zaryadsizlanishni qanday boshlash va barqarorlashtirish, zaryadsizlanish yuqori tok yoyiga aylanmasdan va foydali gaz hajmida bunga qanday erishish edi.

CO2 TEA lazeri

Beaulieu ko'ndalang qo'zg'atilgan atmosfera bosimi CO haqida xabar berdi2 lazer. Yoy shakllanishi muammosiga uning echimi bir necha santimetr ajratish bilan chiziqli chiziqli qatorga qaragan o'tkazgich panjarasiga ega bo'lish edi. Pimlarga har bir pimdan chiqishni past tok cho'tkasiga yoki porlash oqimiga majbur qiladigan rezistorlar o'rnatildi. Lazer bo'shlig'i ushbu chiqindilarning 100-200 tasini ketma-ket tekshirib, lazerning ko'payishini ta'minladi. Tez chiqadigan kondensator uchqun oralig'i yoki yordamida lazer elektrodlari bo'ylab tezlik bilan o'tdi tiratron yuqori kuchlanish pulslarini ta'minladi.

Taxminan sekundiga bir zarba bilan ishlaydigan ushbu "Pin-Bar" TEA lazerlarini qurish oson va arzon edi. Atmosfera bosimida ishlash orqali vakuum va gaz bilan ishlashning murakkab tizimlaridan qochish mumkin edi. Ular ishlab chiqarishi mumkin edi MW bir necha 100 ning eng yuqori kuchlari ns davomiyligi sindirish qisqa fokusli ob'ektiv bilan fokusga keltirilsa havo. Kamchiliklari zaif simmetriya, rezistorlar va kattalikdagi tarqalish edi.

Pearson va Lamberton

CHOY CO
2 Lazer davri

Birinchi haqiqiy (pin-bar bo'lmagan) TEA lazerini Baldokdagi Buyuk Britaniyaning MOD Services elektron tadqiqot laboratoriyasida ishlaydigan Pearson va Lamberton amalga oshirdilar. Ular bir yoki ikki santimetr bilan ajratilgan Rogovskiy profilli juft elektrodlardan foydalanganlar. Ikki marta bo'shatilganlar[tushuntirish kerak ] tushirish energiyasining birlashtirilgan qismini elektrodlarning bir tomoniga parallel va undan o'tuvchi ingichka simga loyihalash. Bu oldindan xizmat qildiioniz bir xil hajmli porlashni chiqaradigan gaz. Preionizatsiya uchun bir xil ahamiyatga ega bo'lgan narsa, chiqindilarni chiqarish juda tez bo'lishi kerak edi. Energiyani tezda gazga to'kib tashlash orqali yuqori oqim yoylari paydo bo'lishga vaqt topolmadi.

Pearson va Lamberton a chiziqli kamera voqealar ketma-ketligini tekshirish uchun. Elektrodlar bo'ylab kuchlanish o'rnatilgandan so'ng, ingichka simdan maydon chiqarilishi, o'zi va anod o'rtasida choyshab tushishiga olib keldi. Keyingi asosiy razryad katoddan boshlanganligi sababli, fotoemissiya boshlang'ich mexanizmi deb taxmin qilingan. Keyinchalik, boshqa ishchilar preionizatsiyaga erishish uchun muqobil usullarni namoyish etdilar. Bularga dielektrik izolyatsiya qilingan simlar va elektrodlar, toymasin uchqun massivlari, elektron nurlari va kondansatkichlar o'rnatilgan impedans pinlari kiradi.

Original Pearson-Lamberton TEA lazeri doimiy quvvat manbaidan zaryadlangan kondensatorni chiqarib yuboradigan uchqun oralig'i bilan almashtirilganda sekundiga bir puls atrofida ishlashi mumkin edi. Yo'qolgan kondansatör zaryadini ishlatadigan va uchqun oralig'ini tiratron bilan almashtiradigan elektrodlar orasidagi gazni aylantirib, keyinchalik TEA lazerining turli xil konstruktsiyalari bilan sekundiga ming impulsdan ortiq takrorlanish tezligiga erishildi.

Ikki marta tushirish usuli

Barqaror yuqori bosimli gaz chiqindilarini boshlash uchun zarur bo'lgan ikki razryadli usul quyida ham, yuqorida ham qo'llanilishi mumkin atmosfera bosimi va ushbu qurilmalarni ham TEA lazerlari deb atash mumkin. Tijorat eksimer lazerlari ultrabinafsha nurida ishlaydigan CO ga juda o'xshash er-xotin deşarj rejimidan foydalaning2 TEA lazeri. Foydalanish kripton, argon yoki ksenon tamponlangan xlorid yoki ftorli gaz geliy 2-3 atmosfera bosimiga qadar eksimer lazerlari ultrabinafsha lazer nurlarining megavattli impulslarini hosil qilishi mumkin.

Mikroskopik deşarj tavsifi

Ko'pgina kuchlanishdagi uchqun bo'shliqlarida elektronlarning qor ko'chishi anodga qarab harakatlanadi. Kulon qonuni Kuchli maydon qor ko'chkisini tezlashtiradi. Kuchlanishning sekin ko'tarilish vaqti elektronlarni ko'chki hosil bo'lishidan oldin anod tomon siljishiga imkon beradi. Elektrofil molekulalar qor ko'chkisi paydo bo'lishidan oldin elektronlarni ushlaydi. Termal ta'sir beqarorlashadi. bir jinsli razryad elektroni va ion diffuziyasi uni barqarorlashtiradi.

Ilovalar

Gauss nurli fotosurat qog'ozi yonib ketadi[tushuntirish kerak ] optimallashtirish jarayonida hizalanma oynalarini sozlash orqali olingan karbonat angidridli TEA lazerini taqqoslash.

TEA CO2 mahsulotni markalash uchun lazerlardan keng foydalaniladi. Logotip, seriya raqami yoki eng yaxshi sanasi, turli xil qadoqlash materiallarida lazer nuri ma'lumotni o'z ichiga olgan niqob orqali o'tqazish va markirovka qilinadigan materialni pasaytiradigan zichlikka yo'naltirish orqali belgilanadi. Ushbu TEA CO yonida2 lazerlar 1990-yillarning o'rtalaridan boshlab sanoat muhitida sirtni tayyorlash uchun ishlatiladi. Ilovalarga quyidagilar kiradi:

  • Samolyotlarga texnik xizmat ko'rsatish yoki ta'mirlash sohasida lazerli qoplamani tanlab olib tashlash (SLCR) deb nomlanuvchi selektiv yoki to'liq bo'yoqlarni tozalash; bu tanlab tozalash jarayoni 2001 yilda OEM va Aircraft texnik xizmat ko'rsatish markazlari tomonidan lazer yordamida tozalashning birinchi jarayoni sifatida tasdiqlangan.
  • Bo'yash va yopishtirish uchun sirtlarni faollashtirish yoki tozalash.
  • Bog'lanish yoki payvandlash uchun tayyorgarlik sifatida ifloslanish yoki qoplama qatlamlarini olib tashlash.
  • Formalar va asboblarni bepul tozalashni taqinglar, masalan. avtoulovning ichki qismlari uchun terini ishlab chiqarish uchun shinalar qoliplari yoki qoliplari.

Ushbu o'ziga xos lazerning afzalligi CO ning birikmasidir2 qisqa to'lqinlarning yuqori energiya darajasi (~ 2 ms) bilan, asosan to'lqin uzunligi, asosan 10,6 6m.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  • Patel, C. K. N. (1964-05-25). "MAQOMOTI talqini2 Optik Maser tajribalari ". Jismoniy tekshiruv xatlari. Amerika jismoniy jamiyati (APS). 12 (21): 588–590. doi:10.1103 / physrevlett.12.588. ISSN  0031-9007.
  • Beaulieu, A. J. (1970-06-15). "Ko'ndalang ravishda hayajonlangan atmosfera bosimi CO2 Lazerlar ". Amaliy fizika xatlari. AIP nashriyoti. 16 (12): 504–505. doi:10.1063/1.1653083. ISSN  0003-6951.
  • Pearson, P .; Lamberton, H. (1972). "Birlik hajmiga yuqori energiya chiqaradigan atmosfera bosimi CO2laserlari". IEEE kvant elektronikasi jurnali. Elektr va elektron muhandislar instituti (IEEE). 8 (2): 145–149. doi:10.1109 / jqe.1972.1076905. ISSN  0018-9197.
  • Levatter, Jefri I.; Lin, Shao-Chi (1980). "Yuqori gaz bosimida pulsatsiyalangan ko'chki chiqindilarini bir hil shakllanishi uchun zarur shart-sharoitlar". Amaliy fizika jurnali. AIP nashriyoti. 51 (1): 210–222. doi:10.1063/1.327412. ISSN  0021-8979.

Tashqi havolalar