SU1189322A1

SU1189322A1 - Устройство дл получени импульсного оптического разр да

Info

Publication number: SU1189322A1
Application number: SU833684269A
Authority: SU
Inventors: М.Ю. Марин; В.И. Пильский; Л.Я. Полонский; Л.Н. Пятницкий
Original assignee: Институт высоких температур АН СССР
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1986-03-30

Description

I .

Изобретение относитс к плазменной технике, конкретно к устройствам дл получени оптического разр да (лазерной искры) в веществе и может быть использовано дл создани импульсных источников света, волноводов и каналов пониженной плотности, плазменных электродов и замыкателей разр дных промежутков, плазменных отражателей и антенн .радиоволн.

Целью изобретени вл етс увеличение времени существовани линейного оптического разр да и его геометрических размеров при неизменной суммарной энергии лазерного излучени .

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство дл получени оптического разр да содержит оптически св занные поджигающий лазер 1, аксиконную фокусирующую систему 2, лазер 3 накачки, зеркало 4 с эллиптическим отверстием и блок синхронизации 5. Лазеры 1 и 3 установлены под пр мьм углом, причем луч у поджигающего лазера имеет кольцевое сечение. Зеркало 4 установлено своим центром в точке пересечени осей лучей лазеров так, что нормаль к отражающей поверхности направлена по биссектрисе угла ме,жду этими лучами, а проекции отверсти на нормальные сечени лучей равны диаметру луча лазера 3 накачки и внутреннему диаметру кольцевого луча поджигающего лазера 1.

Аксиконна фокусирующа система 2 выполнена из двух коаксиально расположенных аксиконов, центрального 6 и кольцевого 7, диаметры которых равны диаметрам падающих на них лазерных лучей, отношение же преломл ющего угла кольцевого аксикона |С/- к преломл ющему углу центрального аксикона ot, равно отношению внешнего диаметра кольцевой излучающей .апертуры поджигающего лазера 1) к диаметру излучающей апертуры лазера накачки 5„.

Например, дл аксиконной фокусирующей системы с преломл ющим углом кольцевого аксикона о( 10и преломл ющим углом центрального аксикона и диаметром центрального аксикона 60 мм параметры искры будут следующие. Максимальна длина каус893222

тики центрального аксикона будет равна: .

h

7(п1т) 666

где 30 мм - радиус центрального

аксикона; oi., 10 - преломл ющий угол

центрального аксикона;

- показатель преломлени стекла, из которого выполнен а ксикон.

Дл согласовани максимальных длин каустик обоих аксиконов необходимо , выполнение услови L Lii . -R. Ri

Тогда

d, () ы (h-1)

R-. TT- 60 MM.

Следовательно, внешний диаметр кольцевого аксикона будет 120 мм. Затравочна искра образуетс от аксикона

на рассто нии Ы„ т --г-г- 333 мм

Ыг П-1)

и имеет длину L - L 333 мм.

Устройство работает следующим образом . Луч поджигающего лазера, пройд через кольцевой аксикон.7, создает на фокальном отрезке затравочную лазерную искру, котора получаетс сплошной в случае погонного энерговклада 4 Дж/см или имеет разрывы в случае невыполнени этого услови .

Затем затравочна искра, плазма которой эффективно поглощает лазер . ное излучение, освещаетс через центральный аксикон 6 импульсом свободной -генерации длительностью 1-5 мс.

В случае сплошной затравочной искры реализуетс первый режим горени разр да, когда увеличиваетс только поперечный размер его плазменного каналд, а в случае наличи разрывов в затравке - второй режим горени , в процессе которого отдельные участки пробо сливаютс в сплошной линейный разр д, одновременно расшир сь в поперечном направлении.

В первом режиме оптический разр д получаетс более однородным, но энергетически более выгоден второй режим, так как образование дискретной цепочки затравочных очагов пробо может быть достигнуто на большой длине при сравнительно малых погонных энерговкладах , а дл поддержани горени требуетс гораздо меньше интенсивности лазерного излучени , чем дл пробо .

Claims

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ОПТИЧЕСКОГО РАЗРЯДА, содержащее оптически связанные поджигающий лазер и аксиконную фокусирующую систему, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения времени существования оптического разряда и его геометрических размеров при неизменной суммарной энергии лазерного излучения, в устройство дополнительно введены лазер накачки в режиме свободной генерации, установленный под углом, отличным от 0° и 180°, ,к оптической оси поджигающего лазера,имеющего кольцевую излучающую апертуру, блок синхронизации запуска поджигающего лазера и лазера накачки и зеркало с эллиптическим от верстием, центр которого совмещен с точкой пересечения оптических осей лучей лазеров, а нормаль к отражающей поверхности в центре отверстия направлена по биссектрисе угла между лучами лазеров, при этом отражающая поверхность зеркала обращена к фоку сирующей системе, а проекции эллиптического отверстия на плоскости, нормальные к оптическим осям лучей лазеров, соответственно равны внутреннему диаметру кольцевой излучающей апертуры поджигающего лазера и, диаметру излучающей апертуры лазера накачки, при этом аксиконная фокуси- рующая система выполнена из двух коаксиально расположенных аксиконов, диаметры которых равны диаметрам со ответствующих излучающих апертур лазеров, а отношение преломляющих углов аксиконов равно отношению внешнего диаметра кольцевой излучающей, апертуры поджигающего лазера к диаметру излучающей апертуры лазера накачки .