[其他]激光裝置及方法

無效

• 申請號: 86106812
• 申請日: 1986-09-03
• 公開（公告）號: CN86106812A
• 公開（公告）日: 1988-03-23
• 發明（設計）人: 麥肯·A·約翰
• 申請（專利權）人: 麥肯·A·約翰
• 主分類號: H01S3/097
• 分類號: H01S3/097;H01S3/22
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

本發明涉及一種產生氣體放電的裝置，特別是用作激光放大區的一種新型氣體放電結構。

氣體激光器的設計方案將受到維持穩定的氣體放電的問題或使氣體放電均勻地充滿給定的激光腔的問題的嚴重限制。如橫向流動的二氧化碳激光器通常會遇到“產生弧光”的問題，即放電從輝光放電變成弧光。雖然放電可均勻充滿園柱形的放電管，但不能均勻充滿其它形狀的管子。此外，高壓氣體脈沖激光器通常需要一個氣體的空間預電離以獲得一個均勻放電。

以前，二氧化碳激光器分為五個不同的類型。最常用的結構是那種通常被稱為“慢流動放電管”的結構。這種方法的最大輸出功率被限制在每米75瓦左右。第二類二氧化碳激光器是“對流”激光器，由于增加了結構的復雜性而具有一個較高的輸出功率。

第三種類型是“氣動”激光器，它采用了火箭發動機的技術，一般不適用于商業用途。第四種類型激光器稱為“TEA”激光器，僅僅適用于脈沖激光器的場合。第五類是“波導”激光器，現今它最適合應用于100瓦以下的場合。

在對不同類型的激光器的討論中，應當注意到各種類型之間的基本不同點在于激光器放大區的構成方式上。換言之，所有常見的激光器都包含各種功能性器件，諸如光學系統，電源，激光放大區等等。然而，在設計上的最大不同是在激光放大區的構成方式上，于是，通過激光器放大區的各種設計方法可以確定激光器的各種類型。例如，激光放大區可以用來作為一個既是一個激光振蕩器又是一個激光放大器的元件。對于電激勵的氣體激光器來說，其激光放大區的關鍵部件是放電裝置。除激光器以外，放電裝置在其它領域也是關鍵部件。本文所述的是一種新型的放電裝置，它可導致一種新的激光放大區設計。

已有技術發表在下述文章和專利中：

（1）本申請人的美國專利U.S4424646，題為：“螺旋對流激光器”;

（2）C.J.Buczek等，應用物理快報，第16卷，第8頁（1970）;

（3）H.J.J.Sequin等，應用物理快報，第37卷，第130頁（1980）;

（4）H.J.J.Sequin等，應用物理快報，第39卷，第203頁（1981）;

（5）C.E.Capjack等，應用物理雜志，第52卷，第4517頁（1981）;

（6）C.E.Capjack等，應用物理學，第B26卷，第161頁（1981）;

（7）H.J.J.Sequin等，應用光學，第24卷，第9號（1985）;

（8）N.Umeda等，應用光學，第19卷，第442頁（1980）;

（9）S.Ono等，科學儀器周報，第54卷，第1451頁（1983）;

（10）美國專利U.S3435373;及

（11）美國專利U.S4077020。

已有技術文件1和2描述了用一個磁場在橫向流動的氣流中在一個園柱區域內穩定一個柱狀的放電。

已有技術文件3，4，5，6，7都是由加拿大阿爾伯塔大學的一組研究人員寫成的。這些文章涉及“磁穩定電極”的兩種不同的制造方法。他們在放電過程中應用了相互交叉的電場和磁場，但是這種放電卻顯示出不希望的高功率密度和低的冷卻速度，這使它不適用于用散熱冷卻的激光器的應用場合。與已有技術中的方法相比較，本發明可具有下列特點：

1）電場的取向矢量與主界面表面相垂直;

2）磁場的取向在放電區域內與主界面表面平行;并且

3）使用導電的主界面表面。

已有技術文件8涉及一種“橫向塞曼激光器”。這種激光器與本發明不同，因為它具有不同的腔形狀，物鏡，電場形狀和磁場形狀。在這種已知的激光器中，放電受到放電管壁的壓力作用，因而減小了放電區域。

已有技術文件9描述了一種置于循環氣體二氧化碳激光器邊臂的小型電磁泵浦源。

與已有技術對比，本發明提出一種新的方法和裝置，可以在一般不能達到電學的穩定性或放電不能充滿所需區域的條件下獲得一個均勻的放電。本發明更進一步的教導涉及將這種新型的放電應用于分子激光器的結構中，例如用于二氧化碳激光器中。當用于CO₂激光器時，所構成的激光器代表CO₂激光器的一種新的類型，它可稱作“Macken放電激光器”。其特點是一種激光裝置它與慢流動放電管激光器相比具有較高的單位長度輸出功率，但卻不需要對流激光器中快速流動的氣體。