KR960005583B1

KR960005583B1 - 레이저 가스의 전기 자극 방법

Info

Publication number: KR960005583B1
Application number: KR1019880001800A
Authority: KR
Inventors: 올렌부쉬 위르겐; 쇠페르 요하네스; 쩨보장
Original assignee: 메쎄르 그리샤임 게엠베하; 울리히 그라프, 헤르베르트 베너
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1996-04-26
Also published as: US4780881A; DE3743258A1; CA1298643C; EP0284719A1; AU1200688A; KR880010524A; AU591865B2; JPH01173771A; CN1017113B; CN88100757A

Abstract

내용 없음.

Description

레이저 가스의 전기 자극 방법

제1도는 전매질 재료로 된 방전구역을 수용하기 위한 장방형 인도구멍과 가스가 흐르는 입구에 점화피봇 및 점화피봇 스위치를 갖는 동축의 인도구멍, 전매질 전류몸통, 임피던스 조절을 위한 인도구멍구역, 극초단파 송신기등이 장착되어 있으며, 축으로 흐르는 극초단파에 의해 자극되어 지속적 내지 간헐적으로 작용하는 T분파를 갖는 레이저 가스 방전 모듈의 개략도.

제2도는 가스가 흐르는 입구와 전류체 몸통을 갖는 점화피봇과 점화피봇 스위치를 가지며 레이저 가스방전구역과 같은 전매질관을 갖는 제1도의 장방형인 인도구멍의 종단면도.

제3도는 점화피봇 스위치로 조직된 단락을 갖는 동축의 인도구멍을 위에서 본 평면도.

제4도는 L분파를 갖는 방전모듈의 구조에 대한 도면.

제5도는 극초단파 송신기의 접속을 위한 임피던스 조절과 임피던스 조절된 인도구멍에 동조 가능하며, 전기장을 형성하기 위한 2개의 금속 스틱을 갖는 제1도 혹은 제4도에 따른 장방형 방전 구역의 횡단면도.

제6도는 접선상에 가스 입구를 가진 극초단파 방전을 직접적으로 수용하기 위해 원통형 인도구멍으로 구성되어 있으며, 축으로 흐르는 극초단파에 자극되어 지속적 내지 간헐적으로 작동하는 레이저 가스 방전모듈의 횡단면도.

제7도는 전매질 창으로 도시되어지며, 두개의 인도구멍을 접속시키기 위한 두개의 원형 플랜지를 갖는 제6도에 따른 레이저 가스 압력창의 구조에 대한 개략도.

제8도는 방전 공간과 마찬가지로 내부에 배치되어 측면만 도시되어 있는 금속 스틱을 갖는 동축의 인도구멍과 점화피봇 및 금속네트로 된 가스 배출구를 장착하고 있으며, 가로로 흐르는 극초단파에 자극되어 지속적 내지 간헐적으로 작동하는 레이저 가스 모듈 구조의 개략도.

제9도는 점화피봇과 금속네트로 된 가스 배출구를 가지며 가스가 흐르는 입구와 같은 특수한 인도구멍과 내부에 배치되어 측면만 도시되어 있는 금속 스틱을 가지며 제8도에 상술된 것과 같은 방방형 인도구멍의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 방전구역 14 : 접속 영역

16, 17 : 지류 21 : 공급구

22 : 단락 23 : 점화피봇

25 : 방전모듈 34 : 방전관

41, 42 : 단부판 52 : 금속세트

55 : 금속스틱 65 : 방전 공간

67 : 구멍 70 : 금속네트

71 : 덮개면

본 발명은 모서리 하부에서 레이저 가스 방전구역의 축에 수직으로 공급되며, 모서리 하부를 거쳐 레이저 가스 방전구역에 수직으로 연결된 극초단파를 점화하는 레이저 가스 특히 CO₂-He-N₂화합물에 전기 자극을 적용하기 위한 방법에 관한 것이다.

레이저 광선은 두개의 거울과 광선증폭계의 도움으로 활성화된 레이저 매개물로 형성되며 광학 공명기내에서 자극된 방사에 의해 생성된다.

활성화된 레이저 매개물은 자극된 원자 시스템으로 조직되며 CO₂-레이저의 경우에는 자극된 CO₂분자로 조직된다. 이러한 자극은 전기 방전에 의해 빈번하게 발생한다. 이러한 방전의 발생에 있어서 전기 증폭계는 방전관의 내부에서 사실상 높은 값을 가지며 방전 플라스마의 지탱을 위해 필요하다. 극초단파가 아직 자극되지 않은 레이저 가스와 충돌하면 증폭계에 도달할때 레이저 가스의 발생이 초래되며 그럼으로써 작은 플라스마층이 생겨난다. 이러한 플라스마층은 극초단파를 흡수하며 원자가 생겨나며 또한 극초단파가 플라스마의 극초단파 송신기의 방향으로 거의 완벽하게 반사되는 플라스마층은 소위 컷-오프 밀도계라 불리는 소정의 밀도계에 까지 퍼져 있다. 동시에 송신기와 플라스마 사이에 퍼져있는 전기 증폭계와 플라스마는 극초단파 송신기 방향으로 계속해서 팽창한다. 이러한 과정은 극초단파가 용기의 측면이나 혹은 극초단파 주입구멍에 도달할 때까지 계속된다.

이러한 반사를 고정시키기 위해 중요한 컷-오프 밀도계는 원자와 분자 사이의 주파수와 진동 주파수의 역할을 한다. 이러한 컷-오프 밀도계가 완성될 때 최종 상태에 도달하며 극초단파가 벽 경계층에 완전히 흡수될 때 방전 공간내에서 더 이상 계속되지 않는다. 상기 벽 경계층은 항상 가열되며, 전매질 방전관의 극초단파 주입구의 훼손이 빈번하게 발생한다.

공업물리학회(DFVLR)의 Schock, W의 논문 "레이저-대화식 교수법, 85, 13"에서, 극초단파가 자극될 때 레이저 가스의 방전구역으로 흡수된 벽 경계층은 고전자 밀도계로 형성되며 레이저 작동은 일반적으로 비효율적으로 행해지게 된다는 사실을 알 수 있다. 이러한 벽 경계층을 피하기 위해 독일 공업물리학회(DFVLR)은 극초단파를 고압 제트 전류로 연결하는 방법을 기술했다. 전매질 주입구 뒷쪽의 고압 구조물을 거쳐 이 영역내에서 점화를 피할 수 있고 이러한 점화는 통풍관 뒤의 저압 영역에서 행해진다. 4.75KW의 극초단파 출력과 연속적인 340W의 레이저 출력이 최대로 될때 7%의 작동 효율에 도달할 수 있다. 그때 레이저 가스는 극초단파의 전도 방향으로 흐르며 또한 공명기는 다른 종류로 조직된 활성화된 레이저 매개물에 수직으로 위치하며 단지 하나의 부분만을 에워싼다. 이러한 배치의 효율은 가치가 적고, 전체의 설치에는 높은 압력차이로 인해 많은 전류가 필요하기 때문에 비용이 매우 많이 든다.

1978년 7월 응용물리학회 정기 간행물의 "CO₂에 2.45GHz의 극초단파로 자극하여 펄스를 발생시킴에 의한 레이저 생성" 이라는 제목의 기사에서 Handy와 Brandelik에 의하면, 3753 내지 3756 페이지에 레이저 가스에 극초단파에 의한 자극에 관한 방법이 공지되어 있고 그것은 레이저 가스와 유사한 종류에 의해 인도된다고 공지되어 있다. 이러한 레이저 가스에 있어서 극초단파는 레이저 가스를 레이저 가스 흐름에 대해 수직으로 꿰뚫고 들어가게 한다. 또 극초단파와 연결되어 배치된 방전관 입구에 수직으로 흘러 들어가며 상기 방전과 출구에도 수직으로 흘러나간다. 이러한 배치 형태가 된 이유는 가열된 플라스마가 전매질 방전관 벽에 인접해 있으며 여기에서 흡수된 벽 경계층이 형성되기 때문이다. 이러한 것은 레이저 가스의 효율을 낮게 하며 또한 200K 정도의 미리 냉각된 질소를 가진 냉각수가 필요하다.

여기에 제출된 본 발명은 레이저 가스에 극초단파자극을 가할때 상기에서 상술된 벽 경계층의 형성을 피하고 똑같은 크기의 미광방전에 도달하기 위한 과제에 기초를 두고 있다.

이러한 과제는, 레이저 가스가 극초단파의 접속 영역에 운반되며, 거기에서 발생한 레이저 가스와 극초단파에 의해 발생한 레이저 가스가 양쪽의 방전구역에서 형성된 지류들 혹은 한쪽의 방전구역에서 형성된 지류를 통해 확장된다는 본 발명에 따라 해결된다.

동시에 방전구역은 개개의 위치에서 폐쇄된 극초단파 인도구멍으로 옮겨지며 그곳에서 전기장은 높은 값을 나타내며, 레이저 가스의 출입 위치는 극초단파계가 피할 수 있도록 놓이게 된다.

증폭계는 극초단파의 적절한 연결에 의해 인도구멍에서 극초단파와 레이저 가스의 전달 방향에 수직으로 되며, T혹은 L분파로 형성된 지류로서 양쪽의 방전구역에서 형성된 지류들과 한쪽의 방전구역에서 형성된 지류보다 명백히 크다. 그 때문에 동축의 인도구멍의 길이와 같이 λ/4 길이로 조직된 레이저 가스 공급기에 투사된 극초단파가 단락에 의해 적절히 반사되며, 레이저 가스 공급기에 배치된 점화피봇의 첨점에서 증폭된 전기 증폭계에 의해 처리되며 점화피봇의 첨점에서 방전의 점화가 이행될 수 있다. 플라스마는 점화피봇의 자유단부에서 발생하며 전류에 의해 레이저 가스 방전구역으로 운반된다. 방전구역에 운반된 플라스마는 벽 근처에 있는 것이 아니며 방전 중심부에 있는 극초단파를 흡수하여 자극 과정을 중단시켜 유지된다. 그러한 것은 인도구멍의 유용한 구조에 의해 이루어지며, 극초단파흡수에 의해 연결된 동력의 흐름과 전기장의 흐름을 전류방향으로 모은다.

이에 의하여, 폐쇄된 인도구멍의 가로 측량은 극초단파 파장 길이가 방전구역 길이의 두배보다 훨씬 크게 되도록 결정되며 전기 자극은 거의 일정하게 지속된다. 여기에서 인도구멍을 장방형으로 되게 하기 위해 인도 구멍이 컷-오프 구경에 까지 둥글게 될때 인도구멍의 폭을 컷-오프 폭에 까지 확장하고 컷-오프 구경을 자유공간내에서 0.58X 파장의 길이로 되게 하기 위해 컷-오프 폭은 자유공간내에서 극초단파의 파장의 길이의 절반에 상응시킨다. 그렇게 하여 레이저 가스 방전구역은 공명기의 광축으로 합해지고 모든 자극된 레이저 가스는 광학공명기에 놓인다. 레이저의 광학화에 의해 동일한 방전이 레이저 광선의 횡단면상에서 발생한다.

값이 비싸지 않는 극초단파 송신기의 사용 특히, 극초단파의 집단 송출을 위한 세트에 의해 레이저 가스를 자극하기 위한 레이저의 운전은 효과적이며 경제적이다. 이러한 시스템은 극초단파의 고효율과 하전 저항이 없으므로 높은 효율을 가진다. 이러한 시스템의 효율은 1000메가헤르쯔 영역(2.45GHz)에서 자극은 레이저 가스를 약 30% 동반하고 있다는 것이다. 동시에 방전 압력은 고전압 밀도를 얻기 위해서, 또 가스 회전의 단순화를 하기 위해 동일 전류 주파수의 자극 혹은 고주파수 자극보다 더 높은 값으로 조절할 수 있다. 극초단파 송신기가 70%의 전기 효율을 맞추어질 수 있다면 그것에 의해 점화 과정을 필요로 하는 구조물을 적절한 가격으로 할 수 있다는 것이 장점이다. 레이저 가스 진행 범위는 빈틈없는 구조와 독특한 가스충돌 때문에 단지 경미한 전류 저항만 생기며, 그것에 의해 가스가 주위에 미치는 영향을 단순화 할 수 있다는 것이 장점이다.

그것은 커다란 소음 발생을 수반하는 고압 전류에 의한 소음이 발생하지 않는다. 고전압 위험이 멈추어지며, 송신기의 케이스가 접지되며, 고전압이 흐르는 구조물이 존재하지 않는다는 것이 장점이다. 청구범위 제1항에서 제32항 까지에 상응하는 극초단파에 의해 자극된 레이저 가스로서 방출 전류를 개개의 KW(킬로 와트)에 까지 이르게 한다. 극초단파에 자극된 레이저 가스는 연속적이거나 혹은 펄스된 운동으로 작동할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예를 참조하여 우선적으로 맞추어진 고전압 레이저에 대해 상술한다. 여기에서 레이저는 고전압 레이저로 명명하며, 우선 용접, 절단, 표면 처리 등의 취급 장비에 대해 논술한다. 고속으로 흐르는 He-CO₂-질소 화합물을 레이저 매개물로 사용하며, 그것은 뒤에 예로서 70밀리바아의 압력으로 점화하여 연소시킨다. 물론 본 발명에 따른 방법과 장치는 적외선 분광 영역에서 사용된 CO-HCN-, 혹은 HF-레이저 가스와 20내지 200밀리바아 사이의 압력 영역에서 적절히 사용될 것이다.

축으로 흐르는 레이저 가스의 적절한 형태에 있어서, 방전모듈은 동일한 길이의 지류와 모서리 하부에 대해 서로 마주보고 있으며 레이저 가스 방전구역의 축에 배치된 레이저 가스 공급구에 대해 수직으로 되어 있는 T분파와, 레이저 가스 공급구에 배치된 지류를 가진 L분파로 구성되어 있으며, 또한 극초단파 송신기에 인도된 인도구멍은 레이저 가스 방전구역의 축에 수직으로 기울어지며, 레이저 가스 공급구의 분파 영역에 배치되어 진다. 이러한 T혹은 L분파를 통해 레이저 가스는 공명기 장치에서 최소한 하나의 극초단파 송신기를 자극한다.

방전구역을 흡수하는 인도구멍과 송신기의 방전구역 사이의 방전구역은 특히 하나의 장방형 횡단면을 나타낸다. 송신기와 방전구역 사이에 있는 인도구멍의 측면에 인도구멍 영역내의 조직물에 대한 임피던스 조절을 하기 위해 인도구멍 파장 길이의 1/4에 상응하며 사이간격이 인도구멍 파장 길이의 1/16에 달하는 2개의 나사가 배치되어 진다. 이러한 적절한 구조에 의해 모든 임피던스 조절을 위해서 단지 두개의 나사가 필요하며 또한 인도구멍의 회전에 의해 4개의 나사가 있는 것 같은 형태에 도달한다.

극초단파를 외부로 부터 차폐하기 위해서 동축의 인도 구멍은 가스 주입구 측면상에서 전기적으로 폐쇄되어야 하며, 추가로 점화피봇은 전압을 형성하기 위해 전매질 몸통을 가져야 한다. 그것을 설명하기 위해서는, 한편으로 동축 인도구멍의 횡단면이 전류를 차단하지 않아야 하며, 다른 한편으로는 전매질 방전관에서 선회 전류가 생겨나야 한다.

동축의 인도구멍 아래의 인도구멍은 장방형 혹은 원형 횡단면과 전기가 통하는 외부 덮개를 가져야 함은 물론이고 도체내부에 배치되어야 한다.

적절한 형태에 있어서, T 혹은 L 분파를 가진 전매질 방전관은 인도구멍 내부 중심에 배치되며, 레이저 가스 입구는 원형의 횡단면을 갖는 동축의 인도구멍속에 도달한다. 전매질 방전관의 이러한 배치에 의해 자극은 레이저 가스는 세련된 방법으로 압축된다.

이러한 신축성 있는 밀도계의 배치에 의해 밀도계는 동축의 인도구멍과 전매질 방전관의 입구 사이에 높은 외부 압력을 통과해서 도달할 수 있다.

이러한 유용한 실시예에 있어서, 가스 주입구로 사용된 동축의 인도구멍 길이는 동축의 인도구멍파장의 길이의 1/4에 상응하며, 동축의 인도구멍의 전기가 폐쇄된 단부에 있는 단락은 금속으로 된 점화피봇 스위치로 조직되며, 극초단파가 외부로 향해 차폐되는데 필요한 최소한 하나의 점화피봇이 가지는 가스압력량은 허용된다. 점화피봇은 동축의 인도구멍에서 가라앉는 깊이를 조절할 수 있으며, 전기가 폐쇄된 단부에 커다란 관통구멍을 나타내며 자유단부로 된다. 동시에 점회피봇의 관통구멍에 있는 단락에서 동축의 인도구멍으로 극초단파 에너지가 흘러들어가며, 관통구멍이 작은 자유단부에서 점화증폭계가 정해진다. 점화증폭계는 점화피봇의 침전 깊이의 이동에 의해 선택된다.

전매질 전류체는, 전류가 접속 부분의 경계벽을 냉각시키며 점화피봇 부근의 부동수의 점화를 촉진시킴으로써 생성되며 전매질 방전관에서 터어빈에 의해 측면 온도와 동일하게 된다.

그러므로 장방형 인도구멍의 폭은 대략 쇄기꼴 금속네트의 측정에 의해 상기 컷으로 폭을 축소한 것으로 되며, 도 극초단파 파장의 길이는 인도구멍의 내부에서 전기장이 증가할때 확대된다. 그런 까닭에 한편으로는 벽 경계층이 공명기 종방향으로 피할 수 있고 다른 한편으로는 쇄기꼴 세트에 의해 뒷부분의 극초단파를 우선적으로 흡수하여 전압을 감소시키며 이에 의해 야기된 증폭계의 약화는 보상된다.

그렇게 하여 장방형 인도구멍의 측면 내부에 있는 전기장의 형성을 위해 확실한 측량에 의해 설치된 금속스틱의 종단면도가 그려지며 또 금속스틱은 작은 폭으로 나타나며 공명기 방향으로 벽 경계층을 피할 수 있다. 전기장은 방전관의 가운데로 증가하며 집중된다.

계속되는 유용한 실시예에 있어서, 원통형 인도구멍을 전매질 방전관 없이 직접적으로 방전 공간으로 사용하는 것이 제안되었다. 이런 까닭으로 간단하고 저렴한 구조를 만들 수 있으며, 금속성의 외부 영역을 간단한 방법으로 예를 들어 물과 같은 액체로 냉각시킬 수 있다. 또한 방전 공간의 저압력 영역은 전매질 창에 의해 새지않는 진공으로 폐쇄될 것이다. 창뒤의 저압면에 있는 점화를 피하기 위해서 창뒤의 공간은 극초단파의 연결을 위해 장방형 인도구멍보다 커야한다. 또한 이러한 정확성에 의해 상술된 임피던스 조절된 인도구멍 영역은 안전하게 보호되며, 저압력으로 공급된 창면은 저역에 있다.

계속되는 유용한 실시예에 있어서, 레이저 가스는 사실상 모든 레이저 가스 방전구역을 횡단하여 공급배출된다. 동시에 동축의 인도구멍으로 배출되어 레이저 가스는 공급구에 들어온 극초단파는 단락에 반사되며, 많은 점화피봇과 레이저 가스 공급구내에서 전기적인 점화증폭계는 모든 레이저 가스 방전구역을 거쳐 발생한다. 이러한 과정을 실행하기 위한 레이저 가스는 상기 과정에 의해서 열을 배출할때 전류의 소모가 적어지며 회전할때에도 전류 손실이 적다. 그것은 송풍에도 사용할 수 있으며 단지 미약한 압력 차이만을 초래한다.

본 발명의 유용한 실시예는 아래의 청구범위에 주어져 있다.

본 발명의 실시예는 도면으로 도시되어 있으며 다음에서 상세히 설명한다.

제1도, 제2도, 제4도 및 제5도에는, 축으로 흐르며, 공명기의 광축(20)상에 놓인 레이저 가스 방전구역(12)을 수용하기 위한 극초단파에 자극된 레이저 가스의 방전모듈(25)이 도시되어 있다. 상기 방전모듈(25)은 사실상 2개의 똑같은 길이의 지류(16, 17)와 레이저 가스 방전구역(12)에 대해 90도 각도의 모서리 하부에 레이저 가스 공급구(21)을 갖는 T분파(15)로 구성되어 있다. 레이저 가스 운반은 레이저 가스는 공급구(21)로 부터 두개의 레이저 가스 출입구멍(73, 74)으로 옮겨지며 펌프는 자세히 도시되지 않았다. 가스 운반은 폐쇄된 레이저 가스 운행과 같이 조직되었다.

모든 지류(16, 17)는 실시예에 따라서 장방형 혹은 원형의 횡단면을 가진 인도구멍과 동축의 인도구멍과 같이 레이저 가스 공급구(21)로 조직되었으며, 전매질 방전관(34)을 집중적으로 수용하기 위해 사용된다.

레이저 가스 공급구(21)와 지류(16, 17)의 분파(15) 영역에서 하부 모서리(13)에 90도 각도로 있는 장방형 횡단면을 갖는 인도구멍(27)은 폐쇄되며 극초단파 송신기(26)로 연결되어진다. 극초단파 송신기(26)는 이미 공지되어 있는 극초단파 송신기(26)와 마찬가지로 2.45GHz의 주파수로 조직된다.

극초단파는 도면에 상세히 도시되지 않은 극초단파 송신기(26)의 안테나를 통해 임피던스가 조절되며, 두개의 나사(28, 29)에 의해 동조된 장방형 인도구멍(27)에 반사된다. 그리고 레이저 가스는 방전모듈(25)의 접속 영역(14)에서 자극된다. 개개의 나사(28, 29)는 면(32)의 절반길이(33)에 놓이며 동시에 나사간의 간격(30)은 인도구멍(27)의 파장길이의 1/4에 상응하며, 세로중심(31)으로 부터 나사의 간격은 인도구멍(27)의 파장길이의 1/16을 차지한다.

전기가 폐쇄된 단부에 있는 레이저 가스는 공급구(21)는 금속단락(22)을 구비하며, 점화피봇 스위치로 구성되며 전매질 전류몸통(75)을 갖는다. 점화피봇 스위치는 레이저 가스 공급구(21)에서 가라앉는 적어도 하나의 점화피봇(23)을 갖는다. 점화피봇(23)은 레이저 가스 공급구(21)에서 가라앉는 깊이만큼 이동 가능하며 단락(22)에서 커다란 관통구멍(37)을 가지며, 자유단부에서도 마찬가지이다. 밀도계(36)는 레이저 가스 공급구(21)과 방전관(34)의 입구 (35)사이에 배치된다.

인도구멍과 같이 조직된 지류(16, 17)는 단부에 있는 거울(39, 40)에서 측면으로 향하고 단부 판(41, 42)에 의해 폐쇄된다. 또한 극초단파의 출입을 방해한다. 단부 판(41, 42)에서 가운데로 지나가는 통로(44, 45)는 전매질 방전관(34)의 통과를 위해 존재한다. 그곳에서 인도구멍(27)에 연결된 벽(50)과 이 벽에 마주보며 놓여있는 벽(51)은 쇄기꼴 금속세트(52)를 장방형 인도구멍(16, 17)의 내부에 배치되게 하며, 인도구멍(16, 17)의 폭은 컷-오프 폭에 근접할 만큼 축소된다. 이러한 쇄기꼴 금속세트(52)는 분파(15) 영역으로 부터 이탈하여 상승된 모서리 하부의 단부 판(41, 42)으로 진행한다. 그래서 극초단파 파장의 길이는 인도구멍(16. 17)의 내부에서 2개의 레이저 가스 방전 구역(12)의 직선면적(19)보다 크게된다.

벽(50, 51)에 수직을 이루는 인도구멍(16, 17)의 벽(53, 54)은 옆면만 도시된 금속스틱(55)을 반원형으로 상부 표면에 배치한다. 옆면만 도시된 금속스틱(55)은 방전관의 지름(57)보다 좁은 폭(56)으로 나타나며, 방전관(34) 중심부의 광축(20)에 대해 평행하게 진행된다.

제4도에 있어서, 지류(18)에 배치된 단지 하나의 레이저 가스 공급구(21)로 구성된 L분파(15)를 갖는 방전모듈(25)이 도시된다. 상기 반전모듈(25)은 이미 상술한 방전모듈의 구조와 상응하며 동시에 동일한 관련숫자로 기호화되어 있다.

제6도에는 T분파를 갖는 두개의 원통형 인도구멍(16, 17) 혹은 레이저 가스 방전구역(12)을 직접 수용하기 위해 L분파를 갖는 하나의 원통형 인도구멍(18)으로 구성된 레이저 가스 방전모듈(25)이 횡단면도로 도시되어 있다. 원통형 인도구멍(16, 17, 18)의 내부에는 전기장을 형성하기 위해 측면만 도시된 금속스틱이 배치되어 있다. 레이저 가스 공급구(21)는 극초단파 방전시 선회전류를 생성하기 위해 접선상에 배치되어 있다. 가스입구에 있는 점화피봇(23)은 인도구멍(16, 17, 18)내의 방전모듈(25)에서 가라앉으며, 레이저 가스 공급구(21)의 공통면에서 점화피봇(24)과 함께 가스를 발생시킨다. 레이저 가스를 자극하기 위한 점화증폭계는 극초단파 연결부분에 배치된다. 인도구멍(16, 17, 18)은 장방형 인도구멍(27)으로 임피던스 조절을 하기 위해 부가물(58)을 통해 연결된다. 저압 영역(방전모듈 25)은 부가물(58)과 인도구멍(27)사이에서 두개의 원형 플랜지(61, 62)가 끼워진 창(60)으로 구성되며 완전 진공된 마개(59)에 의해 대기로 부터 밀폐되어 있다. 점화를 피하기 위해서는 저압력면이 창(60)에 직접 연결되어야 하며 창(60) 뒷쪽 공간(63) 방향으로 향하는 레이저 가스 방전구역은 인도구멍(27)의 횡단면보다 크다.

제8도 및 제9도에는, 레이저 가스 방전구역(12)을 수용하기 위한 장방형 인도구멍을 가지며 가로(화살표 방향 64)로 흐르는 극초단파에 자극된 레이저 가스의 방전 공간(65)이 도시되어 있다. 그것은 방전 공간(65)과 동시에 조직되는 장방형 인도구멍, 인도구멍처럼 장방형 횡단면으로 조직되어 전체 방전 공간(65)을 통해 근접하는 가스의 출입구멍(67)을 갖는 특수한 레이저 가스 공급구(21), 단락(22), 구성적 요소에 의해 극초단파의 출입을 통제하는 점화피봇 스위치를 포함한 점화피봇(23), 덮개면(71)에 배치된 금속네트(70), 레이저 가스 배출구(72)를 통하는 극초단파가 아닌 가스의 흐름, 전기장을 형성하기 위한 방전 공간(65)의 폭이 좁은 면(68, 69)에 있는 옆면이 도시된 두개의 금속스틱(55), 극초단파를 압축할 수 있으며 레이저 광선축의 중심에 있는 통과구멍(44, 45)를 가지는 진공된 단부 판(41, 42)으로 구성된다.

Claims

모서리(11)하부에서 레이저 가스 방전구역(12)의 축에 대해 수직으로 공급되며 모서리(13) 하부를 통해 레이저 가스 방전구역(12)에 대해 수직으로 연결되는 극초단파를 점화하기 위한 레이저 가스, 특히 CO₂-He-N₂화합물을 전기적으로 자극 하기 위한 방법에 있어서, 레이저 가스가 극초단파의 접속구역(14)에 공급되며 그곳에서 점화되고, 점화된 레이저 가스와 극초단파가 양쪽의 분파(15)를 통해 지류(16, 17)로 조직된 레이저 가스 방전구역(12) 혹은 지류(18)로 조직된 레이저 가스 방전구역(12)을 보급하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.
제1항에 있어서, 인도구멍에서의 극초단파 파장의 길이가 레이저 가스 방전구역(12)에 직선면적(19)보다 매우 크게 되는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 레이저 가스 방전구역(12)이 공명기의 광축(20)과 일치하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 레이저 가스 공급구(21)가 동축의 인도구멍과 같이 배출되며, 그곳에 들어온 극초단파가 단락(22)에 반사되며 적어도 하나의 점화피봇(23, 24) 영역에서 레이저 가스를 발생시키기 위한 전기증폭계와 점화피봇이 전매질 전류 몸통을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 극초단파는 2.45GHz 의 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 자극 방법.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해 레이저 가스가 통과하는 최소한 하나의 방전모듈(25)과, GHz 영역에 있는 최소한 하나의 극초단파 송신기를 가지며 동시에 인도구멍(27)을 통해 서로 연결되는 극초단파 송신기(26)와 방전모듈(25)을 갖는 레이저 가스 장치에 있어서, 동일한 길이의 두개의 지류(16, 17)와 레이저 가스 방전 구역(12)의 축에 대해 수직으로 배치된 레이저 가스 공급구(21)를 갖는 T분파(15)와, 레이저 가스 공급기(21)에 배치된 지류(18)에 인도된 극초단파 송신기(26)와, 레이저 가스 방전구역(12)의 축에 대해 기울어져 있으며 특히, 레이저 가스 공급구(21)의 분파(15) 영역에서 그것에 대해 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항에 있어서, 장방형 횡단면을 가지는 인도구멍(27)은 그측면에 인도구멍 영역에 임피던스 조절을 하기 위한 두개의 나사(28, 29)가 배치되며, 상기 나사는 개개가 측면(32)의 절반길이(33) 상에 있으며, 나사간의 간격(30)은 인도구멍에서의 파장 길이의 1/4에 상응하며, 측면의 중심(31)에서 나사(28)간의 간격은 인도구멍(27)에서의 파장 길이의 1/16을 차지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 모든 지류(16, 17, 18)는 인도구멍과 같이 조직되며, 레이저 가스 공급구(21)는 동축의 인도구멍과 같이 조직되며 단락(22)을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 동축의 인도구멍(21)은 동축의 인도구멍에서의 파장길이이 1/4을 차지하며, 동축의 인도구멍(21)의 전기가 폐쇄된 단부에 있는 단락(22)은 금속의 점화피봇 스위치로 조직되며, 가스가 통과하기 위해 필요한 세트가 허용되며, 극초단파를 외부로 향해 차폐시키는 최소한 하나의 점화피봇(23, 24)을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 점화피봇(23, 24)은 동축의 인도구멍(21)에서 그것이 침전하는 깊이만큼 이동가능하며, 단락(22)에 자유단부의 것보다 큰 관통구멍(37)을 나타나게 하는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 분파(15)를 갖는 전매질 방전관(34)은 인도구멍(16, 17, 18)의 내부에 집중적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 밀도계(36)는 전매질 방전관(34)의 입구(35)와 동축의 인도구멍(21)사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 인도구멍(16, 17, 18)은 단부 거울(38, 40)이 설치된 면에서 단부 판(41, 42, 44)에 의해 폐쇄되며, 극초단파의 배출을 방해하고, 그리고, 단부 판(41, 42, 44)으로 집중된 관통구멍의 구경내에 있는 작은 방전관(34)의 통과를 위해 존재하는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 인도구멍(16, 17, 18)은 장방형 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 인도구멍(27)에 연결된 벽(50)과 이 벽(50)에 마주보고 있는 벽(51)은 인도구멍(16, 17, 18)의 내부에 쇄기꼴 금속세트(52)를 배치하며, 이러한 인도구멍(16, 17, 18)의 폭은 컷-오프 폭의 수준에 까지 감소된다는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 동축의 인도구멍(21)에 연결된 벽(53)과 이 벽(53)에 마주보고 있는 인도구멍(16, 17, 18)의 벽(54)은 전기장의 형성을 위한 반원형 상층표면이 측면만 도시된 금속스틱(55)을 장착하고 있는 것을 특징으로 하는 레이저 가스장치.
제16항에 있어서, 금속스틱(55)은 방전과 지름(57)과 같은 작은 폭(56)을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 인도구멍(16, 17, 18)은 원형의 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제13항에 있어서, 측면이 도시된 금속스틱(55)은 원통형 인도구멍(16, 17, 18)내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항에 있어서, 레이저 가스 공급구(21)는 접선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제20항에 있어서, 점화피봇(24)은 레이저 가스 공급구(21)와 인도구멍(27)의 영역에 있는 인도구멍(16, 17, 18)의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항에 있어서, 인도구멍(27)은 두개의 원형 플랜지(61, 62)로 진공되어 삽입되거나 혹은 금속-세라믹 결합에 의해 압축되는 전매질 창(60)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제22항에 있어서, 레이저 가스 방전구역(12)에 설치된 창(60) 뒷쪽의 공간(63)은 인도구멍(27)이 횡단면도보다 크다는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
모서리(11) 하부에서 레이저 가스 방전구역(12)의 축에 대해 수직으로 공급되며 모서리(13) 하부를 통해 레이저 가스 방전구역(12)에 대해 수직으로 연결되는 극초단파를 점화하기 위한 레이저 가스 특히, CO₂-He-N₂화합물을 자극하기 위한 자극 방법에 있어서, 레이저 가스는 사실상 전체 레이저 가스 방전구역(12)을 통해 횡(화살표 64방향)으로 공급 및 배출되며, 레이저 가스 공급구(21)로 들어온 극초단파는 단락(22)에 반사되며, 여러개의 점화피봇(23)영역에서 전기 점화증폭계는 전체의 레이저 가스 방전구역(12)을 거쳐 레이저 가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자극 방법.
제24항에 있어서, 레이저 가스 방전구역(12)은 공명기의 광축(20)과 일치한다는 것을 특징으로 하는 자극 방법.
인도구멍(27)을 통해 서로 연결되는 최소한 하나의 레이저 가스가 통과하여 흐르는 방전 공간(65)과, GHz 범주의 최소한 하나의 극초단파 송신기(26)을 가지며 청구범위 제24항 혹은 제25항에 따른 실행하기 위해 급속히 흐르는 인도구멍의 레이저 가스 장치에 있어서, 방전 공간(65)은 장방형 횡단면을 인도구멍으로 구성되며, 그곳에서 전체의 방전 공간(65)에 까지 걸쳐있는 레이저 가스 공급구(21)는 장방형 횡단면에 의해 폐쇄되며, 상기 레이저 가스 공급구(21)는 극초단파를 연결하기 위한 인도구멍과 같이 조직되며 특히, 모서리(13) 하부의 중간부분에서 방전공간(65)에 대해 수직으로 배치되어지는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제26항에 있어서, 인도구멍(27)은 장방형 횡단면을 가지며, 인도구멍(27)의 측면에 있는 두개의 나사(28, 29)는 인도구멍 영역에 임피던스 조절을 하기 위한 형태로 배치되며, 개개의 나사는 측면(32)의 절반길이(33)에 있으며, 나사(28, 29)간의 간격은 인도구멍(27)에서의 파장 길이의 1/4에 상응하며, 측면(32)의 중심부분(30)으로부터 나사(28)의 간격은 인도구멍(27)에서의 파장 길이의 1/16을 차지하는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제26항 또는 27항에 있어서, 레이저 가스 공급구(21)는 단락(22)을 구비하고 있으며, 흐르는 가스의 출입을 위한 구멍(67)이 있다는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제26항 또는 제27항에 있어서, 레이저 가스 공급구(21)는 장방형 동축의 인도구멍과 같이 조직되며, 단락(22)은 점화피봇 스위치와 같이 조직되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제26항 또는 제27항에 있어서, 측면이 도시된 금속스틱(55)은 방전 공간(65)의 좁은 면(68, 69)의 내부 표면상에 옮겨진다는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제26항 또는 제27항에 있어서, 극초단파를 외부로 향해 차폐시키며 레이저 가스의 배출을 보증하는 측면이 도시된 금속네트(70)는 레이저 가스 운반구(72)의 측면으로 옮겨지는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제6항에 있어서, 극초단파 송신기(26)는 이미 공지된 극초단파 송신기와 같이 조직되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.
제26항에 있어서, 극초단파 송신기(26)는 이미 공지된 극초단파 송신기와 같이 조직되는 것을 특징으로 하는 레이저 가스 장치.