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 osiowo-jednorodne 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 segmentowychMoc wyjściowa:

• Wzrost mocy (około 15%) lasera SiC• Podobne charakterystyki

Porównanie rur segmentowychPompowanie 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