Współczesne konstrukcje laserów argonowych

Współczesne konstrukcje
laserów argonowych
Autor: Darek Zieliński
Plan prezentacji
Laser argonowy – przypomnienie
 Rury wyładowczej - problemy
 Cztery konstrukcje:

•
•
•
•

Pierwotna
Z rozsuniętymi magnesami
Rura wolframowa
Rura SiC
Porównanie rur segmentowych
Laser argonowy - przypomnienie






Gazowo-jonowy
Możliwość pracy w krótkofalowym zakresie widma
Generacja kilku linii widmowych
Duże wzmocnienie (szczególnie dla linii: 488,514.5 i
476.5 nm)
Osiowe pole magnetyczne zwiększa moc lasera
Parametry rury wyładowczej:
• Prąd wyładowania łukowego (do 60A)
• Napięcie rzędu 300-600V

Przykłady zastosowania: badanie rozpraszania
światła, pompowanie laserów barwnikowych
Laser argonowy - przypomnienie
• Pompowanie do stanu
wzbudzonego 4p
• Inwersja obsadzeń –
różnica czasów życia w
stanach 4p (10ns) i 4s
(2ns)
• Laser impulsowy –
bezpośrednie
wzbudzenie
• Laser ciągły –
wzbudzenie
wieloetapowe
Rury wyładowcze - problemy

Duża moc wyładowcza w rurze (rzędu
kilkudziesięciu kW) – odprowadzanie ciepła,
szoki termiczne

Przepompowywanie argonu – zmniejszenie
mocy

Ekstremalne warunki pracy – trwałość
materiału
Konstrukcja pierwotna
• Kapilarna rurka wyładowawcza
• Materiał: kwarc
• Silne chłodzenie wodą
• Osiowe pole magnetyczne –
solenoid
•Odgałęzienie: jedna rurka
Rura z rozsuniętymi magnesami
• Rozsunięte trwałe magnesy
pierścieniowe – silne osiowojednorodne pole magnetyczne
• Pole magnetyczne poprzeczne –
większa moc lasera (20-30% w
stosunku do pierwotnego)
• Materiał: ceramika berylowa
• Ciągła kapilara
Rura wolframowa
• Rura segmentowa
• Dyski wolframowe z centralnym
otworem
• Wewnętrzny, wydajny obieg
powrotny – otwory w segmentach
miedzianych
Rura SiC
• Rura segmentowa
• Długie krążki z SiC (węglik
krzemu)z centralnym otworem
• Krążki SiC w dużej mierze izolują
obszar obiegu powrotnego od
obszaru wyładowania –
ograniczenie użycia ekranów
Porównanie rur segmentowych
Moc wyjściowa:
• Wzrost mocy (około 15%) lasera SiC
• Podobne charakterystyki
Porównanie rur segmentowych
Pompowanie argonu:
• Zmniejszenie efektu trzykrotnie - SiC
• Zmiana kierunku pompowania
Krótkie podsumowanie
Laser argonowy: gazowo-jonowy ,
widmo krótkofalowe , duże moce.
 Istotna jest budowa rury wyładowczej
 Poprawa mocy – osiowe pole
magnetyczne.
 Główne problemy: odprowadzanie
ciepła, pompowanie argonu.
 Rodzaje rur: ciągłe, segmentowe.

Dziękuję