КОЛЬЦЕВОЙ ГАЗОВЫЙ МОНОБЛОЧНЫЙ ЛАЗЕР

Полезная модель относится к лазерной технике, в частности к кольцевым газовым моноблочным лазерам, и может быть использована при конструировании датчиков угловой скорости лазерных гироскопов.
Известен кольцевой газовый моноблочный лазер, включающий резонатор, образованный четырьмя зеркалами, расположенными на моноблочном корпусе, в котором просверлены четыре канала, образующие замкнутый оптический контур, заполненные активной газовой смесью, холодный катод и два анода [Патент РФ №2364837].
Недостаток этого кольцевого газового моноблочного лазера состоит в том, что три из четырех каналов резонатора являются рабочими. Это приводит к увеличению энергопотребления и температуры саморазогрева лазера во время его работы за счет большой длины газоразрядных промежутков, ухудшает условия зажигания газового разряда.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому кольцевому газовому моноблочному лазеру является кольцевой газовый моноблочный лазер, включающий резонатор, образованный четырьмя зеркалами, расположенными на моноблочном корпусе, в котором просверлены четыре канала, образующие замкнутый оптический контур, заполненные активной газовой смесью, холодный катод и два анода [Azarova V.V., Golyaev Yu. D., Dmitriev V.G. and other. Zeeman Laser Gyroscopes. // Optical Gyros and Their Applications. RTO AGARDograph 339. 1999. R. 5, P. 14].
Недостаток этого кольцевого газового моноблочного лазера состоит в том, что все четыре канала резонатора являются рабочими. Это приводит к увеличению энергопотребления и температуры саморазогрева лазера во время его работы за счет большой длины газоразрядных промежутков и требует введения дополнительных электродов поджига для возможности зажигания и стабильности газового разряда, что значительно усложняет конструкцию лазера.
Задачей полезной модели является обеспечение снижения энергопотребления и температуры саморазогрева лазера во время его работы, улучшения условий зажигания и стабильности газового разряда в кольцевых газовых моноблочных лазерах, как с линейной, так и с круговой поляризацией излучения, а также упрощение конструкции лазера за счет уменьшения количества рабочих каналов и исключения дополнительных электродов поджига.
Поставленная техническая задача решается тем, что в кольцевом газовом моноблочном лазере, включающем резонатор, образованный четырьмя зеркалами, расположенными на моноблочном корпусе, в котором просверлены четыре канала, образующие замкнутый оптический контур, заполненные активной газовой смесью, холодный катод и два анода, рабочими каналами лазера являются два соседних канала, между которыми расположен выход канала для ввода газового разряда из катода в рабочие каналы, а противоположные концы рабочих каналов соединены с анодами с помощью подводящих каналов.
Такое расположение анодов в моноблочном корпусе резонатора кольцевого газового лазера позволяет сократить длину газоразрядных промежутков, что обеспечивает снижение энергопотребления и температуры саморазогрева лазера во время его работы, улучшает условия зажигания и стабильности газового разряда, а также делает конструкцию лазера более простой и универсальной.
На чертеже представлена конструктивная схема кольцевого газового моноблочного лазера, поясняющая сущность полезной модели.
Кольцевой газовый моноблочный лазер содержит корпус резонатора 1, изготовленный из материала с низким температурным коэффициентом линейного расширения, например ситалла, в котором выполнены газоразрядные каналы 2, 3, 4, 5, расположенные под углом друг к другу, образуя замкнутую кольцевую структуру, заполненные активной газовой смесью, например смесью гелия и неона. В местах соединения каналов 2, 3, 4, 5 на корпусе резонатора 1 методом оптического контакта закреплены зеркала 6, 7, 8, 9. В корпусе резонатора 1 имеется цилиндрическая полость 10, в которую установлен холодный катод 11, соединенный с каналами 2, 5 с помощью канала ввода газового разряда 12. На противоположных концах каналов 2, 5 установлены аноды 13, 14, которые связаны с ними с помощью подводящих каналов 15, 16.
Кольцевой газовый моноблочный лазер работает следующим образом.
На холодный катод 11 и аноды 13, 14 подается напряжение. При этом тлеющий разряд от холодного катода 11 через канал ввода газового разряда 12 попадает в активные газоразрядные каналы 2, 5 и далее через подводящие каналы 15, 16 к анодам 13, 14. При выполнении условия превышения усиления света в резонаторе над потерями в лазере возникает генерация двух встречных волн, несущих информацию о параметрах вращения резонатора в инерциальном пространстве.
Предложенная конструкция кольцевого газового моноблочного лазера позволяет:
- уменьшить энергопотребление и, как следствие, снизить температуру саморазогрева лазера во время его работы;
- сократить длину газоразрядных промежутков, что обеспечивает более надежное зажигание и устойчивое горение разряда;
- упростить и сделать более унифицированной конструкцию лазера за счет уменьшения числа рабочих каналов и исключения дополнительных электродов поджига.
Испытания предложенных образцов кольцевых газовых моноблочных лазеров с круговой поляризацией излучения показали, что удалось уменьшить энергопотребление и снизить температуру саморазогрева лазера на 30%, а так же обеспечить надежное зажигание и устойчивое горение разряда в лазере при подаче высоковольтного напряжения, сниженного на 20% по сравнению с известными кольцевыми газовыми лазерами [Azarova V.V., Golyaev Yu. D., Dmitriev V.G. and other. Zeeman Laser Gyroscopes. // Optical Gyros and Their Applications. RTO AGARDograph 339. 1999. R. 5, P. 14].