1. Повышением давления активной среды, что уменьшает скорость релаксационных процессов.

2. Уменьшением длины резонатора L при одновременном увеличении энергии и сокращении длительности накачки;

3. Увеличение содержания СО₂в смеси газов, поскольку это при прочих равных условиях увеличивает коэффициент усиления и уменьшает время передачи энергии от N₂ к СО₂ (СО₂:N₂ ~ 4:1);

4. Увеличением коэффициента усиления;

5. Увеличением возможности пропускания выходного зерк

   4. Экспериментальная часть.

5.4.1 Общая схема экспериментальной установки.

На рис. 4 приведена общая схема экспериментальной установки

Рис.5. Общая схема экспериментальной установки.

где:

АЭ – активный элемент;

З1, З2 – зеркала резонаторов;

ФП – фотоприемник;

Ист.Нак – источник накачки;

СОНГ – система наполнения газами активного элемента.

5.4.2. Конструкция активного элемента теа - со2 лазера.

На рис. 6 представлена конструкция активного элемента лазера, который я использовала я своей работе:

Рис. 6. Конструкция активного элемента ТЕА – СО₂ лазера.

Описание конструкции активного элемента ТЕА-СО2 лазера.

Корпус 11 изготовлен из алюмооксидной керамики 22ХС (Al₂O₃). Длина резонатора 200 мм, толщина стенок корпуса 5 мм. Внутренний диаметр корпуса 70 мм, внешний 80 мм.

Юстировочные головки 8,9 выполнены из нержавеющей стали. Они наклеены на корпус с помощью клеевого соединения. Клей, используемый для этой цели, имеет маркировку К – 400.

Сам корпус зажат в специальные упоры, для предотвращения взрыва во время эксперимента.

Зеркала резонатора 5,6 - диэлектрические зеркала — зеркала, использующиеся в оптических приборах, отражающие свойства которых формируются благодаря покрытию из нескольких чередующихся тонких слоев из разных диэлектрических материалов. Входное зеркало имеет коэффициент кривизны 3 метра, коэффициент отражения 80 %. Выполнено оно из GaAs, с золотым напылением. Выводящее зеркало, «глухое» зеркало выполнено из GaAs с напылением из ZnSe, коэффициент отражения 99 %. Радиус кривизны этого зеркала ∞.

Диаметр зеркал 22 мм, толщина 3 мм.

Катод 2 выполнен из никеля, к нему присоединены высоковольтные выводы 1. Катод на углах имеет небольшие скругления. Если бы этих скруглений не было, то заряды, летящие с анода, концентрировались бы на углах и происходил бы пробой.

Анод 4 выполнен из Ni сетки с ячейками 0,4х0,4 мм. Сетка была навита из никелевого провода с диаметром сечения 0,2 мм.

Латунные высоковольтные выводы 1 и вспомогательный вывод 7 имеют диаметр 5 мм.

Вспомогательные электроды представляют собой набор вольфрамовых цилиндров диаметром 2 мм, наклеенных высоковакуумным клеем на керамическую пластину из алюмооксидной керамики. Размеры электродов: 1х1 см, межэлектродное расстояние 2 мм.

Накачка активного элемента исследуемого лазера в моей работе реализуется с помощью импульсного генератора с прямым разрядом накопительной ёмкости. На рис. 7 показана его электрическая схема:

Рис. 7. Электрическая схема импульсного генератора накачки.

Работа данной схемы реализуется следующим образом. Высокое напряжение через зарядный резистор R_зар, прикладывается к аноду тиратрона и конденсатору С_н = 10 нФ. В этот момент времени тиратрон закрыт и ток не проводит. Накопительный конденсатор С_н = 10 нФ заряжается по цепи R_зар – С_н – R = 10 кОм. За время τ = R_зар*C_н = 10 кОм * 10 нФ = 10*10³*10*10^-9 = 10*10^-6 сек, конденсатор заряжен до напряжения на выпрямителе. Далее тиратрон может быть включен, подачей на него управляющего импульса. После включения тиратрона, он становится проводящим. Падение напряжения тиратрона до 80 В. Конденсатор С_н начинает разряжаться по цепи С_н – Тиратрон – R = 10 кОм, на R = 10 кОм наблюдается выделение напряжения U ~ U_зар.Сн, при этом к катоду прикладывают минус, к аноду плюс. Одновременно с текущим процессом такое же напряжение U через C_всп прикладывают к вспомогательным искровым электродам. Поскольку U_проб. в электродах меньше напряжения пробоя промежутка анод – катод в 2 – 3 раза (оно подбирается таким образом специально), то эти промежутки пробиваются на переднем фронте импульса напряжения и через вспомогательные электродные промежутки начинает течь ток искрового разряда I_разр еще до пробоя основного промежутка анод – катод. Это значит, что до наступления пробоя основного промежутка за счет реакции фотоионизации газов и фотоэффекта с катода, создается достаточная по величине концентрация носителей заряда (электронов и ионов) и, по достижении значения U_проб основного промежутка, промежуток анод – катод пробивается в форме пространственного однородного объемного заряда. При этом пробое энергия из конденсатора через тиратрон поступает в плазму объемного разряда. В этой плазме осуществляется реакция возбуждения молекул СО₂ и N₂.

С_н разряжается на плазму по следующей цепи: C_н(положительно заряженная обкладка) – Тиратрон – Анод – плазма объемного разряда – катод – С_н(отрицательно заряженная обкладка).

После окончательного разряда С_н тиратрон закрывается и процесс продолжает течь по кругу.

В своей работе я использовала импульсный водородный тиратрон ТГИ1 – 1000/25. В таблице 1 показаны его параметры:

Табл. 1. Параметры импульсного водородного тиратрона ТГИ1 – 1000/25.

Параметры ТГИ1 – 10000/25
Напряжение анода, кВ	25
Напряжение анода обратное, кВ	5,0
Ток анода в импульсе, А	1000
Длительность импульса тока анода, мкс	0,1 - 0,35
Крутизна фронта импульса тока анода, А/с	1011
Частота повторения импульсов, имп./с	10000
Время разогрева, мин	5
Ток накала, А	20,5
Габариты 0хН	100х150