專利名稱:內(nèi)循環(huán)式大氣壓氮分子激光器的制作方法
本發(fā)明屬于氣體激光器技術(shù)領(lǐng)域：
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目前所使用的氮分子激光器，一般采用的氣路是連續(xù)充氮的氣體交換系統(tǒng)，必須有氮?dú)馄?，對于低氣壓氮分子激光器還少不了真空泵。這樣整個(gè)儀器裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積龐大，使用及搬動(dòng)很不方便，限制了其應(yīng)用。為此，本發(fā)明設(shè)計(jì)的是一種內(nèi)循環(huán)式大氣壓氮分子激光器，解決了上述缺陷。
氮分子激光器是一個(gè)三能級的激光系統(tǒng)，在橫向快速放電激勵(lì)下，氮分子從基態(tài)激發(fā)到激光高能級，它與激光低能級之間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，當(dāng)自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子與受激態(tài)的氮分子作用時(shí)，就產(chǎn)生受激輻射，在與放電通道垂直方向輻射出337.1nm的紫外脈沖激光，后轉(zhuǎn)為亞穩(wěn)態(tài)能級，不能再直接激發(fā)到高能級。如將此亞穩(wěn)態(tài)的氮分子回歸到基態(tài)，需要將其驅(qū)出激光腔的放電區(qū)域，加強(qiáng)粒子與管壁的碰撞來加速這一過程，以便提高單脈沖能量的穩(wěn)定性。本發(fā)明利用電磁泵構(gòu)成的氣體循環(huán)系統(tǒng)，使放電腔的氣體流動(dòng)更新，同時(shí)在循環(huán)氣路中加入Agx型分子篩和過濾器以吸收從外部通過密封襯墊向氣路滲透入內(nèi)的氧、二氧化碳及水份，并濾除進(jìn)入激光腔的粉塵，這樣就大大提高了單脈沖能量的穩(wěn)定性。
本發(fā)明由氣體循環(huán)系統(tǒng)、激光腔、激光發(fā)射部份、觸發(fā)電路構(gòu)成，附圖1表示內(nèi)循環(huán)式大氣壓氮分子激光器的結(jié)構(gòu)。裝置的腔體1上安裝著電磁泵2和Agx型分子篩3、過濾器4與觸發(fā)電路板5，電磁泵、分子篩、過濾器、腔體各部份間的進(jìn)出口通過管道溝通，形成一閉合氣路。腔體上一對密封的火花塞通過導(dǎo)線各與觸發(fā)電路和激光腔7的接線頭相接，激光腔7是用0.5mm厚的環(huán)氧樹脂玻璃纖維雙面印刷電路板以一定的曲率半徑從中間彎折過來，作為儲能電容和傳輸線，兩電容間用一電感8相連，激光腔7上兩根合金鋁棒9和反射鏡10構(gòu)成激光發(fā)射通道。工作前，將氮?dú)馔ㄟ^腔體上的單向閥充入氣路。工作時(shí)，外來信號通過電路觸發(fā)火花隙11，儲能電容通過兩根金屬棒狀電極間放電，其所發(fā)337.1nm紫外光子束，在與放電通道垂直方向上不斷增強(qiáng)，最后輻射出較強(qiáng)的紫外脈沖激光，激光腔一端有反射鏡將所有激光從另一端輸出。與此同時(shí)，電磁泵將氣路內(nèi)的氮?dú)饨?jīng)過分子篩、過濾器、腔體進(jìn)行循環(huán)，使放電腔內(nèi)氣體流動(dòng)更新，這樣就保證了能量輸出的穩(wěn)定性。
本發(fā)明是一種峰值功率高，脈沖寬度窄，波長短的紫外激光器，利用一套小型的氣路循環(huán)系統(tǒng)，每充一次氮?dú)庾阋允褂冒肽暌陨?，從而革除了一般激光器攜帶氮?dú)馄康睦圪槪拐麄€(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡單且小型化，使用搬動(dòng)極為方便，并有穩(wěn)定的單脈沖能量輸出。所以在農(nóng)業(yè)育種、檢測大氣污染、醫(yī)療、物質(zhì)熒光分析和作為可調(diào)諧染料激光器的抽運(yùn)(泵浦)源等方面有著廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明應(yīng)用于彈道測試高速陰影攝影，其觸發(fā)穩(wěn)定性好，觸發(fā)延遲時(shí)間及其標(biāo)準(zhǔn)偏差小，對其它儀器無干擾，照出來的照片清晰，黑白對比度高，利于分折，在彈道測試場合是一種理想的陰影攝影光源。
附圖1是氮分子激光器的示意圖。
1、腔體 2、電磁泵 3、分子篩4、過濾器 5、觸發(fā)電路板 7、激光腔8、電感 9、合金鋁棒 10、反射鏡11、火花隙附圖2是本發(fā)明使用的觸發(fā)電路原理圖。
權(quán)利要求
1.一種氮分子激光器，它包括氣路系統(tǒng)、激光腔、激光發(fā)射及觸發(fā)電路部份，其特征在于氣路系統(tǒng)是一閉合的內(nèi)循環(huán)式氣路系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的內(nèi)循環(huán)式氣路系統(tǒng)，其特征是由循環(huán)電磁泵、分子篩、過濾器、腔體構(gòu)成，各部份之間通過管道溝通。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的電磁泵、分子篩、過濾器，其特征是都安裝在腔體上，與激光器形成一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的整體。
專利摘要
一種氮分子激光器，它由氣路循環(huán)系統(tǒng)、激光腔、激光發(fā)射及觸發(fā)電路構(gòu)成。利用裝在腔體上的電磁泵、分子篩、過濾器，各部分間通過管道與腔體溝通的一閉合循環(huán)氣路系統(tǒng)，革除了一般激光器攜帶氮?dú)馄康睦圪?，從而使整個(gè)儀器小型化，使用搬動(dòng)極為方便。經(jīng)腔體上的單向閥充入一次氮?dú)夂?，激光器可連續(xù)工作半年以上。激光器工作時(shí)，電磁泵通過內(nèi)循環(huán)氣路使放電腔的氣體流動(dòng)更新，并提高了單脈沖能量輸出的穩(wěn)定性。
文檔編號H01S3/22GK86102052SQ86102052
公開日1987年12月23日 申請日期1986年3月27日
發(fā)明者周漢昌, 朱林泉 申請人:太原機(jī)械學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan