Лазер с поперечной накачкой пучком заряженных частиц

п1)845722

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АЗТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсхих

Социалистических

РеслТблии (б ) Дополнительное к авт. свид-ву— (5!) Ц K„. Н 01 S 3/22 (22) Заявлспо 04.01.80 (21) 2864174/18-25

I с присоединением заявки—

Йсударстеенный комитет

:;23) Г!риоритст— (43) Опубликовано 15.04.82. Бюллетень л) 14 (53) У. ),К 621.375.8 (088.8) по делам изобретений и открытий (-:;) 1ата спубл копания î: пса»»я 15.04,82 (, 2) Авторы изобретения

Б, М. Быстрицкий и А. В. Петров.,аяв:!Teë!. Научно-исследовательский институт ядерной физйки, электроники и автоматики при Томском политехническом институте (54) ЛАЗЕР С ПОПЕРЕЧНОЙ НАКАЧКОЙ ПУЧКОМ

ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

1 о

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при создании лазеров с поперс.ной накачкой пучком заряженных частиц, в частности при разработке лазеров на самсограничснных перехода.;, работающих в режиiic свсрхизлучательпой генерации. Лазеры этого класса, обладающие высоким,коэффициентом усиления и малой длительностью генерации, перспективны для «»iorux применений.

Известен ia3ep с наi<ачкои iiопнь л1 пe iком, в котором ионный пучок из истошикз, выпо»;ei»ioio в виде плоского тетрада, транспортируется к входному окну лазер|ойй камеры в продольном магнитном поле.

Отражающие зеркала, образующие опт»:сский резонатор, находятся вне активной области лазера так, что лазерное излучение направлено псрпендикулярно пу1ку ионов.

К iiсдостаткам этого лазсра относится низкая плотность ионного пучка и малый

КПД его использования, так как входным окном лазер»ой камеры вырезается только часть пу гка, а также длинный импульс ионного тока и необходимость использования магнитного поля, уменьшающего максимально достижимую степень фокусировки ионов.

Известен лазер с поперечной схемой возоуждения активной газовой среды пучком электронов, содержащий источник импульсного напряжения, вакуумную камеру, в которой расположен коаксиальный диод, состоящий из полых цилиндрических проводящих внешнего катода и внутреннего анода, выполненного из фольги, прозрачной для электронов. Активная газовая смесь находится внутри цилиндрического анода, на торцах которого вне активной области лазера размещены зеркала, ограничивающие резонаторную область лазера.

При постуIlëeí!»i высоковольтного импульса напря i e»»» отрицательной полярности па катод э.ie трсlii>., э. птт..рл.смые е поверхности катода, ускоряются и проходят сквозь анод. Такая конструкция позволяе равномерно облучать весь объем активной

2о среды лазера сходящимся к оси системь электронным пучком, но малые ионизацпон ыс потери электронов и длинный импульс электронного тока снижают скорость ввода энергии в активную среду и, следо25 вательно, уменьшают мощность лазера.

Целью изобретения является увеличение мощности лазера.

Эта цель достигается тем, что в лазере с поперечной накачкой пучком заряженны:

30 частиц, содержащем вакуумную камеру, в

ICOTOP0li Р» I!0 )Ож(I I К i;1 iii П с)л ЬП1><1>

СОС105!Il(fili >Л ПО.!BiK ltli Illil,(t)ff IССKiiK П<, -!

30ДЯП fl. t3ii(!Ill и(ГО fC» 1 ОД с< I IO,(c!, fl J!(r. 3j) I П ОГО, c, I )I 3. l i Е I ро)!0(3, <3 3 ci3<С) 1>1< ПОП Kci 11<. !>(. . II» IIJ!01 >!13 <) II!01 С! 1<)Р,,, .> аполсl 1 С I » IIO!3. )Сll ll. l j)Ë1! II I I 1>ill П(ГО f I I II, С О 3, (< 10! I (! . и 13 0 i I (, (f I О. i с) С Т P Ю Л 3:5 (. P I I O!

Jl, I0Til, C1 bi0 0" 10" <. ><

IlPO1 !! В, Ij)1 I 0I O TOj7ll, )» lI0 (3! ТCTc< !<;1., « II

II.13311 (I! Il!>I II <1<.ТО!I! I li K, i 0.>,(;! !0!if I I (I KO, . <

B1 Ю CTj)(jO II c! К сl I fi II, 0 I I H) C T I> I0 0 I 0 С М С IS I i c I l; i l I I М I I I kj . I i"1— (7 0 ((1, J) k! 13 i i i Я,i Д П с) 1 СТ Р () П О. (!, II IS I i C i j) C < IНИМ .ill»!IСГ!)OМ, Р»В)!ЬI >1,(II311(ТР ((1)т>!, !»3Ñ pп(iIt II,it);51!i>l ..>

1 j» ij)(I I>CII

I1рС,(Л IIC I Oil l! i. K;) 1

ПОГО I I » Il p 5I ж" l I I i ii, 133 к1, 11 I IOli K»11<."р ы, В

lCOT0p0if р()сiiO, 1 )i!COII;j(0;I к ll;), 1ьill>111,(ПО,(, СОСТ05I ii(!i)I I I > !!ОЛ f>l (! (il, ) II I! (<() )I I I С(K!1. ; I ()0—

BO, (5I I!(II X (3 п IlI I! CI Kc1T0, » 1 i! !3п, Tj) 0 Il I IC(! 0

3 ПО, \» I, В Ь, ПОЛ П(Пi)0! II:3 С (. Гiikl С l3 I>! (0! Oll

II j70ëð()ч <)Ос i!>10 (Йол bl! I(i80 ",«), и(1(; )1! < :! <

Jl C T0 I! li K(rB, 1! (! Il p if м p 1>ю(П(II »,!1> ! Ы. (I I. I ».5- > )

М iili!>IK II1 IIIC K 5 fl 6 С Б)! Ill IIII (I i!<1!I1 к011 га >», Р;< сl IO, ioæcll! I LIK и» ОЙ п)сft Oi. II систс1(bi БП С i(if, I I I ll,(PII Ч((KO!О» IIO,(() С (i<)i il:( сг0 сто!)Oil, 11псliillllc электро,(ы 7 и 8 ко»кc1 l c), l I>!! i>fx и,(;).)мс(it lf I>I x II>, шск 0 ll 6 От,l, i - <) ны If:50; OTBCретпя 13 И 1 1 по Îcli, (<15! В ыБ0,13 Г! 33cj) 1!OÃÎ и 3;I 1 I c. ill l5( ч С 17 СЗ O I I i l i: <. OK I l C. «к и» 1 5 If 1 6. I j j) i f . .ОДИ >IOCTII 01Рсlж а(ОП(И С:)СРК3.13, 0 P el!Ill I fiB 2 fO LI1 I I C P C. ;5 0 I l cI 1O P l l 1 10 0 <) ii 3 C T b Л;) Л С P c3, L<(rТ О(IT!> Рс) IIO. !ОЖСНЫ Вп\ j7I< 3.1СКТ()ОД013

11 и 12 ко»ксиальны.;- пла;51)сипы), пу)пск

5 и 1). 1!лазмснный поток 17 коаксп»лы!Ой

I(;(23 ((1C I I I(01f П >Ш КИ 5, 3 сl ПОЛ П5(IOIII kl й;(! 10;I,- )<)

Н1 10 ПОЛОСТЬ, Я(3Л51ЕТСЯ ИСТО ПП!КОЛ! I!OilOIS, а плазменный поток 18 кс)аксп»ль!Юй и.;).— мсппой пушки 6 — активной cpc,(îé л»зера.

Лазер (73()ответ слсдуюгцпм образом.

После срабатывания коаксиальпы плазмеппы1; пушек 5 и 6 Одновременно II.rICfIfI35I l1j шка 5 COЗд» T, II;I- 50 пример, водородный плазменный поток 17 с концентрацией 10" см, контактирую)ций с внутренней поверл;ность)о цилин (pifческого анода 4, который в дальнейшем

Является исто>и(иком по)(ов. К()»к 1<» )),п.;,;-1 55 плазменная пушка 6 создаст, например, плазменный поток 18 аргон-азотной газовой смеси с концентрацией 10 см, который служит активной средой лазера. Момент достижения плазменными потокам и 50

17 и 18 П1)отиВОположных TopUQB нилин„(рического анода 4 синхронизован с поступлс! i I I(М:1<1 . I < i c (I i! i В .: . (., i!:,: Л) I .>Г

il1 i l>< » П» I I I7» <.:;<. !1»,I « >, . <".. ) . . П >, if < i<"i i I (! l i i < . . i! k>» f l . 11!: .. < Ь(. I . t i !! ! (. . . ". ;.— <

Л.си;! я.

/Л К17) . П i(! . I(! 1 ((.<, Р 5! ), и

> . l i i!, tÑ r!.

j! I!,> (<1 < !, ° 0<1 pc l TБ(. !<.(с I, <,> j! (! l "I » 1< I,I t; >((с I; i! !» 0

<. . : С II i iil:i«:и, lil)li,<(»:и! <.

3!,, ) ., i. :.Ю II (),, (; Я(С I, Il.i: <> i I(i Ij) 5! Я,(: . Я, I I I > f! <),!.,,i <тi»7 ьп fi;l j)» 00. i l! Ii If 1 5(: !ill!! >(II.> I i jji i,5I:,, i c i< jiI(i,I;! !!.

J I <) l l:(, L ÑK

i: Ti I! i l i f .., l! i i! r, 5I i i (, I J) i П I j I! ð 1 01 С;:

l, 13 J)(<,,II ), i . Ii 17> ;Il<.":I j, .

С < (К < > ; I! (; i <, "i C >:, (, i I! « ., . :: i I

:I i ii » !i !0,ii>31 (1В,I!!,,. I5! !;<К» . К< .

< !1»Р I I

)! . :!.;)Л I(I.!!((). ;:I(li.ii » ., Е ):1:

K! I ". < > i i c) I <) !

5 Ili),, „ I» lib, ."; ОМ,!»;5СРС :<.! !) l i, i: ПO . !5<1 l:.l I!,В c! (! (Я МО!:(I;(!CТЬ ISC» I (,, ВП l l ) .3 Ь)r Cj < ) (I; (i "! I : i ) K ) : r> . . . S .:, 1 1

i j) > IIlIllj7:!BK и I»; ll; 010 i .<), (5i:ЦС I ::,<)

: II

II ) J) c)00.!!i c i :.(<>i ) I! : I!» I I» i! 0,:>!. I I С < ) (, (I >!, 1 ; ) < (. J ) 3, if < i j ) »

II(, I 1 C. lii j) ". (11!0, I j!.i! J) l i(!,"0 IL5, I, i !! I i 5l -, II!. P) i i! . If i5 «. ) I if il, I < i1, I 0 i:, ((< () k(:1;с .<и I I:l (., I! По Р c) 0li! !1()1!ть . !I I:i l! ..:5<)! () IСI Ill.Цj! X !

I0Ь.

С17 0 р >I II Л 0,(Ñ Рж ci I!< I: И

111 К) К»1(()Л1, 13 КОТОРОЙ Р2<.ПО )Ож" I! K!)c> j

С1<(). I!> fit>1 if,i l,01, СОСТОЯШИй ИЛ IIO.I Ы 1:,(1, l!1JI,(JiÈ !< CK!IX I(!0!3!) (Я1ЦИ >. ()ПС III П(I 0 Кс3 ((.(»

И ВIIМ I j>Сf)IIСГО 31IO,,cl, !IpOЗp() jи(.>! ;) (;!5i

3. I < IC 1 J)01 ОВ, 0 Л Il 2 IO H(ft 1! С и Т(1, ЧTО

С ЦСЛ(>10 У ВС IИЧСПИЯ МОIЦНОС! И,12ЗСP», В

B3K1 (М ной к»МСj) C II » (lpOT!IB Одноl 0 ОрЦ»

3НОДВ 1СТ31!ОВ.IСП Плс)ЗМСIIIIЫЙ ИСТО>I(i: К, создаюший на оси диода струю лазсpllo)I п.li)313!„плотпостью 10 6 10" см ", .c! Ii»против другог0 торца анода ус-,»повлен

II, Ii)31(fili(IÉ исто

Л 23СРHOH (li)23МЫ.

845722

Резактор И. Гохфельд

Техред И, Пенчко

Корректор H. Осиновская

Тип, Харьк, фил, пред, «Патент>

Заказ 365/275 Изд. № 132

НПО «П ираж одписиое

О «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5