СХЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ЛАЗЕРОВ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ

Схема возбуждения лазеров на парах металлов.
Полезная модель относится к квантовой электроннке и может быть использована в качестве схемы возбуждения лазеров на парах металлов.
Известны схемы возбуждения лазеров на парах металлов (И.М. Батенин.В.В. Бучанов и др. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. - М. Научная книга . 1998. Стр.86.).
Для получения лазерного излучения в газоразрядных трубках на электроды этих трубок необходимо подавать короткие по времени (0,05 - 0,5 мкс) и высоковольтные (5 - 15 кВ ) импульсы. Во всех известных схемах возбуждения лазеров на парах металлов используется единый принцип : повышение сетевого напряжения, выпрямление и получение постоянного высоковольтного напряжения, далее с помощью высоковольтного коммутатора получают высоковольтный импульс. Все элементы схем получаются высоковольтными, в качестве коммутатора используются импульсные тиратроны.
Недостатком данных схем является их низкая надежность, большие габариты и высокая стоимость.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является схема возбуждения лазеров на парах металлов (А.Н. Солдатов, В.И. Соломонов Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов. Новосибирск. Наука. 1985. Стр.23, рис.1.4а).
Схема содержит трансформатор, повыщающий напряжение, высоковольтный выпрямитель, высоковольтный фильтр, высоковольтный зарядный диод, высоковольтный накопительный конденсатор, щунтирующую индуктивность, коммутатор, в. качестве которого служит тиратрон, схему запуска коммутатора и газоразрядную трубку.
Недостатком этой схемы является низкая надежность (срок службы большинства тиратронов по паспорту 500 часов), большие габариты и масса за счет трансформатора повышающего сетевое напряжение и высокая стоимость тиратрона и трансформатора.
Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение надежности, уменьшение массы и габаритов, а так же понижение стоимости схемы возбуждения лазеров на парах металлов.
Предлагаемая схема возбуждения лазеров на парах металлов, так же как и прототип, содержит параллельно соединенные, выпрямитель и фильтр. Последовательно включенную к ним зарядную индуктивность, а так же зарядный диод, катод которого соединен с зарядной индуктивностью, накопительный конденсатор, коммутатор, схему запуска коммутатора и газоразрядную трубку.
HOI S3/99
Особенность заключается в том, что выпрямитель, фильтр, зарядный диод, накопительный конденсатор и коммутатор являются низковольтными. К аноду зарядного диода подключен накопительный конденсатор, второй вывод которого соединен с общей шиной. В качестве коммутатора используют транзистор, исток которого соединен с общей щиной. Зарядный диод, накопительный конденсатор и транзистор образуют, повторяющийся п - раз, модуль. При этом катоды зарядных диодов соединены между собой, а затворы каждого транзистора подключены к схеме запуска, тогда как сток транзистора соединен со вторым выводом первичной обмотки дополнительно введенного п- секционного трансформатора, первый вывод первичной обмотки которого подключен к аноду зарядного диода, вторичные же обмотки секций трансформатора соединены между собой последовательно и подключены к газоразрядной трубке.
Предлагаемая схема возбуждения лазеров на парах металлов позволяет увеличить надежность работы за счет использования в качестве коммутирующего элемента транзистор, срок службы которого значительно выше чем у тиратронов. За счет исключения трансформатора, повышающего сетевое напряжение, уменьшаются габариты и масса, а так же понижается стоимость всего прибора.
В результате анализа уровня техники и сравнительного анализа с прототипом, была выявлена совокупность существенных признаков устройства, изложенных в формуле полезной модели в отличительной части, которые не совпадают с известными ранее устройствами, следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна.
Па фиг. 1 изображена функциональная схема возбуждения лазеров на парах металлов; на фиг.2 - временная диаграмма работы схемы.
Схема возбуждения лазеров на парах металлов ( фиг. 1) содержит выпрямитель 1, фильтр 2, зарядную индуктивность 3, подключенную к катоду зарядного диода 4 первого модуля и катодам зарядных диодов всех последующих модулей. К анодам каждого из диодов, входящих в модули 1... п, подключен заземленный одним концом накопительный конденсатор 5.1....5.П и первичные обмотки импульсных трансформаторов 6.1...6.П, второй вывод первичных обмоток импульсных трансформаторов подключены к стокам транзисторов 7.1...7.п,истоки этих транзисторов подключены к общей шине. Их затворы - к выходу схемы запуска 8. Вторичные обмотки импульсных трансформаторов 6.1...6.П соединены между собой последовательно и далее подключены к электродам газоразрядной трубки 9.
Схема возбуждения лазеров на парах металлов работает следующим образом. Табота схемы иллюстрируется временной диаграммой напряжений для различных точек схемы (фиг. 2).
накопительных конденсаторов 5.1...5 .п до двойного напряжения U6 (эпюра б). После полного заряда накопительных конденсаторов со схемы запуска коммутаторов 8 на затворы транзисторов 7.1...7.П поступает запускающий сигнал, транзисторы открываются и происходит полный разряд накопительных конденсаторов 5.1...4.П через первичные обмотки импульсных трансформаторов 6.1...6.П и транзисторы 7.1...7.П к моменту времени t2 (напряжение Uc на стоках транзисторов показаны на эпюрах с). На вторичных обмотках импульсных трансформаторов 6.1...6.П в течении времени tl -t2 формируются короткие импульсы, при последовательном соединение выходных обмоток импульсных трансформаторов получим на выходе короткий высоковольтный импульс Ud необходимый для возбуждения газоразрядной трубки 9 (эпюра напряжений d).
Далее процессы повторяются, к моменту времени t3 схема готова к генерации следующего импульса.