专利名称：一种以空气为介质的紫外激光产生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种简单的激光产生装置，特别是涉及一种利用空气中的 放电输出紫外激光的激光产生装置-背景技术激光是一种亮度非常高的新型光源，它给我们的现代生活带来了很大 的方便。激光器有气体激光器、固体激光器、染料激光器和半导体激光器 等。 一般气体激光器都要由由反射镜构成的谐振腔，并在谐振腔内充入各 种气体，和在谐振腔中的电极组成。这类气体激光器结构较为复杂，两反 射镜必须严格平行，而且现有这类激光器输出的光都在可见光以及红外波 段，紫外波段的激光输出大多靠和频(倍频)和其他更为复杂的装置来实 现。发明内吝本发明的目的在于提供一种结构简单到可以在中小学实验室中随时 搭建、工作在紫外波段、用于课堂实验演示的以空气为介质的紫外激光产 生装置。本发明是这样来实现的本发明提供的以空气为介质的紫外激光产生装置，基本原理如图1所 示，包括至少两块极板和一台高压电源，其特征在于所述的两块极板的 一侧边加工成刀口状作为电极，两块极板加工为刀口状的两个侧边相对放 置，并且两块极板的刀口之间设置有空隙，所述的高压电源与两块极板的 电极相连接。当两块极板分别接通直流高压电的两极后，在刀口处强电场会将空气 击穿，并发生放电现象，击穿放电的过程可以使空气中的氮分子得到激发。 在沿刀口的方向上，如果可以形成多个点放电或者连续的击穿放电并造成 氮分子的激发，就可以在沿刀口方向上，聚集大量的处于激发态的氮分子， 形成一个放大通道。沿此方向，激发分子发出的光得到放大，最终在沿刀 口方向上产生激光(图1)。在上述的技术方案中，为了改善放电的稳定性，还包括电阻，所述的 电阻串联在高压电源与第一极板和第二极板的电路中，该电阻为在1-10兆 欧姆范围内可调的电阻。在上述的技术方案中，为了改善放电的稳定性和放电区域的长度，包 括一块中间极板，该中间极板的两侧边都加工成刀口状，并平行放置在第 一极板和第二块极板中间，高压电源与第一极板和第二极板电连接；如果 将第二块电极板与中间极板的刀口轻轻地接触，它们之间形成了放电火花 隙，调节第一块极板和第二块极板之间的间距以及电阻大小，当该间距约 为1毫米时，可以产生稳定的放电；并实现紫外波段的激光输出。采用了 三块极板结构，极大地延长了放电条长度和放电稳定性。在上述的技术方案中，所述的极板可采用铝板、铜板、等金属材料。该极板厚度约为0. 5—1厘米。在上述的技术方案中，高压电源可以是标准的直流高压电源，物理实 验演示用的摩擦起电机或电压实验室的电压可变式高压电源。本发明的空气激光器与现有激光器相比，具有如下优点1、 激光介质简单，是无处不在的空气。2、 使用简单，使用中小学实验室中都有的元件和工具。3、 结构简单，体积小，可作中小学课堂实验演示。4、 操作简单， 一般中小学生均可操作并进行激光原理演示。5、 实现紫外波段的激光输出。
图1是本发明以空气为介质的紫外激光产生装置的基本原理图 图2是本发明以空气为介质的紫外激光产生装置的结构示意图 l一第一极板3—中间极板 2—放电火花 4一第二极板 5—光束 6—高压直流电源7—可调电阻 8—刀口具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的结构进行详细地说明 实施例1参考图l，制作本发明的空气激光器，使用了容易加工的铝板作为极板， 铝板电极设计成12厘米X4厘米和6厘米X4厘米两种尺寸，厚度为0. 5厘米；并把2块铝板的一侧加工成刀口 8，制作成第一极板1和第二极板4， 并把第一极板1和第二极板4上除刀口外的其它所有锐角都加工成圆弧形， 以保证在沿刀口方向的稳定放电。第一极板1和第二极板4平行放置，2块 极板刀口之间的距离约为1毫米，高压电源6的输入端分别与第一极板1 和第二极板4电连接。高压电源6是电压为3—5千伏的标准直流高压电源。 当两块极板分别接通直流高压电的两极后，在刀口 8处强电场会将空气击 穿，并发生放电火花2，击穿放电的过程可以使空气中的氮分子得到激发。 在沿刀口的方向上，如果可以形成多个点放电或者连续的击穿放电并造成 氮分子的激发，就可以在沿刀口 8的方向上，聚集大量的处于激发态的氮 分子，形成一个放大通道。沿此通道方向，激发分子发出的光得到放大， 最终在沿刀口方向上产生激光光束5 (图1)。实施例2参考图2，为了改善放电的稳定性，在高压电源与第一极板和第二极板 的电路中串联一可调电阻7，其数值为IOM欧姆。通过调节电阻的大小， 可以改善极板间放电的稳定性。实施例3参考图2，为了得到较大的增益和稳定输出，采用两个措施来扩大放电 的区域的长度和稳定性， 一方面采用串联一个在1或6兆欧姆范围内可调 的电阻，另一方面采用增加第三块极板。本实施例还包括一块中间极板3，采用了三块铝板作为极板，其它与实 施例1相同。中间极板3的两侧边均加工成刀口 8，将中间极板3放置在第一极板1和第二极板4之间，高压电源6的两输入端分别与与第一极板1 和第二极板4电连接，如果将第二极板4与中间极板3的刀口 8轻轻地接 触，它们之间形成了放电火花隙，调节第二极板4与中间极板3之间的间 距为约lmm，以及当第二极板4与中间极板3之间的接触状态，可以产生稳 定的放电发生放电火花2，击穿放电的过程可以使空气中的氮分子得到激 发。在沿刀口的方向上，如果可以形成多个点放电或者连续的击穿放电并 造成氮分子的激发，就可以在沿刀口 8的方向上，聚集大量的处于激发态 的氮分子，形成一个放大通道。沿此通道方向，激发分子发出的光得到放 大，最终在沿刀口方向上产生激光光束5。
权利要求
1. 一种以空气为介质的紫外激光产生装置，包括至少两块极板和一台高压电源，其特征在于所述的两块极板的一侧边加工成刀口状作为电极，两块极板加工为刀口状的两个侧边相对放置，并且两块极板的刀口之间设置有空隙，所述的高压电源与两块极板的电极相连接。
2，按权利要求l所述的以空气为介质的紫外激光产生装置，其特征在 于还包括一电阻，所述的电阻串联在高压电源与第一极板和第二极板的电路中，该电阻为在i-io兆欧姆范围内可调的电阻。
3，按权利要求l所述的以空气为介质的紫外激光产生装置，其特征在于还包括一块中间极板，该中间极板的两侧边都加工成刀口状，并平行 放置在第一极板和第二块极板中间，高压电源与第一极板和第二极板电连 接。
4，按权利要求l所述的以空气为介质的紫外激光产生装置，其特征在于所述的极板采用铝板、铜板金属材料制作，该极板厚度为0.5 — 1厘米。
5，按权利要求l所述的以空气为介质的紫外激光产生装置，其特征在 于所述的高压电源是标准的直流高压电源、物理实验演示用的摩擦起电 机或电压实验室的电压可变式高压电源。
全文摘要
本发明涉及一种以空气为介质的紫外激光产生装置，包括至少两块极板和一台高压电源，两块极板的一侧边加工成刀口状作为电极，两块极板加工为刀口状的两个侧边相对放置，并且两块极板的刀口之间设置有空隙，所述的高压电源与两块极板的电极相连接。该紫外激光产生装置的激光介质简单，是无处不在的空气。其次该结构简单，体积小，使用器材简单，操作简单，可作中小学课堂实验演示。实现紫外波段的激光输出。
文档编号H01S3/00GK101222103SQ200710062619
公开日2008年7月16日 申请日期2007年1月11日 优先权日2007年1月11日
发明者弛 张 申请人:弛 张