专利名称:高能放电腔的制作方法
本发明属于一种横向放电气体激光器，特别是一种体积小，高能量的激光器。
横向放电气体激光器的种类较多，目前，都采用高电压、大电流、快速激励的办法，才能获得高能量激光脉冲，常用的快放电电路有Blumlein倒空式、LC反转式等电路，其中布氏电路以激励速率快，特性阻抗低，脉冲电压高而著称，尤其在要求放电持续时间为毫微秒数量级的激光器中，更是常用的激发电路。例如美国专利US3882418平行板传输线激光器就是这种典型的电路，但是在这样短的时间内要注入大能量就很困难了，因而就限制了激光脉冲功率的增加。已有二十余年发展史的N2激光器为例，迄今为止在放电长度为一米的激光腔，其特性阻抗仅做到0.1欧姆，注入能量也只能达到30-40焦耳，而获得的激光脉冲功率最高才为3-4兆瓦水平。
本发明的目的在于实现一种特性阻抗更低，放电持续时间更短，而注入能量可以高一个数量级，同时又能形成大体积均匀激励的，又能适用于几种电路的放电腔，以获得短脉冲高能量的激光。
本发明由多个每组含有脉冲形成电容、储能电容及放电室的带状传输线，以横向竖直排列，并一次叠加粘合为一体，构成一定长度的放电腔体。再配装以火花开关、电感线圈、输出窗、反射镜等，而组合成布氏电路横向高能放电激光腔。由于每一组带状传输线、由脉冲形成线和储能线片与公共线片构成一个脉冲电容和一个储能电容，这样整体电路的脉冲电容和储能电容，就由多个片状电容并联而成，因而与同类腔相比，其特性阻抗势必会低，而储存能量必然会大，脉冲形成线和储能线的长度均可缩短，而放电持续时间也随之可以减少到2毫微秒内。另外由于放电室内电极为多个电极片并联排列构成，在工作时这些分立片状电极会跟随每一组带状传输线，在相应的小区域内进行放电，而在整个放电长度区域内就由若干个这样的放电小区组成，从而形成了大体积的均匀放电激励。这也是该放电腔的一个重要特点。
利用本发明的方法，还可以制作倒空式、LC反转式等电路的高能放电腔。只要按所要求的电路，改变组成电路的带状电容的传输线的形状尺寸及放电室的位置与排列顺序，就能做成不同电路的高能放电腔，同样具有特性阻抗低，放电持续时间短、注入能量大和能激励均匀的特点。
用本发明的方法制作十公分长自持放电的高能放电腔，其特性阻抗只有0.01欧姆，如放电持续时间在二个毫微秒以内，能注入十焦耳以上的能量，如果用它来激励氮分子工作物质，能获得兆瓦级激光脉冲。如果改换腔内的气体工作物质和相应变换反射镜与输出窗，再附加予电离装置，就可以变作准分子、二氧化碳等激光器，以获得短脉冲高能量激光。如要获得更高能量的激光，还可按本发明的方法，制作一定长度的高能放电腔单元，再把若干个单元腔串接、并联起来，再用多通道开关或同步触发的方式，触发各个单元腔，就会获得更高能量的激光。
下面结合附图1至4所表示的实施例对本发明进行详细描述。
附图1是〔脉冲-储能线〕片的正视图。其中1-脉冲形成线，2-脉冲形成线的电极片，3-〔脉冲-储能线〕基片，4-储能线，5-储能线的引线片，6-脉冲形成线的引线片，14-储能线的电极片。
附图2是公共线片的正视图。其中7-公共线，8-公共线的基片，9-公共线的引线片。
附图3是单个高能放电腔的示意图。其中10-脉冲电容连接线，11-公共线连接线，12-火花通道开关，13-高能放电腔体。
附图4是布氏电路高能放电腔的组合与连接示意图。C1为脉冲形成线〔1〕与公共线〔7〕组成脉冲形成电容，C2为储能线〔4〕与公共线〔7〕组成储能电容，火花通道开关〔12〕、电感线圈为L、〔11〕为公共线连接线、〔10〕为脉冲电容连接线，〔n〕为带状传输线的组数，〔脉冲-储能线〕片与公共线片均用同样大小的单面敷铜板制成，在这两种片的中部同一位置处冲以方孔，作为放电室，前端除去两角，再去掉多余铜箔，就成为图示的脉冲形成线〔1〕、储能线〔4〕与公共线〔7〕，并在其上分别锡焊引线片、电极片。有关方孔大小，电极片尺寸及一组电极片的间隙，可根据所设计的高能放电腔的放电截面而确定，用这样的两种片一叠加起来，就形成一组含有脉冲形成电容〔C1〕和储能电容〔C2〕及放电室的带状传输线。至于这种单面敷铜板的厚度与尺寸，可根据工作电压与要设计电容的大小而确定，再把n组这样的带状传输线依次按横向竖直排列起来，用环氧树脂粘合，并热压成为一体。而每一组带状传输线中部的方孔由于叠加和粘合就形成一空腔，即放电室，相对焊在脉冲形成线电极片〔2〕和储能线的电极片〔14〕就成为该放电室的激励激光工作物质的一对电极，再把这些腔内的多片电极对统一加工成均匀场电极型面。
将脉冲形成线的引线片〔6〕，储能线的引线片〔5〕和公共线的引线片〔9〕分别用铜箔条连接起来，并按图〔3〕、图〔4〕所示的要求装接电感〔L〕和火花开关〔12〕，再在该腔的两端固定反射镜和输出窗并使其密封，气体激光工作物质充满腔内，并使之流动，这样就组成典型的布氏电路高能放电激光腔。
权利要求
1.一种由多组带状传输线构成的放电腔体，与火花通道开关、电感线圈、输出窗、反射镜等组成的布氏电路高能放电激光腔，其特征在于放电腔体由[脉冲-储能线]片和公共线片组成的带状传输线依次按横向竖直排列叠加起来粘合为一体的。
2.根据权利要求
1，其特征在于所述的组成单组传输线的〔脉冲-储能线〕片和公共线片，均用同样大小的单面敷铜板制成，中间部冲以方孔，前端除去两角，并要求剥去多余铜箔制成脉冲形成线〔1〕、储能线〔4〕和公共线〔7〕，并在其上焊以电极片〔2〕、〔14〕和引线片〔6〕、〔5〕、〔9〕。
3.根据权利要求
1或2，其特征在于所述的用〔脉冲-储能线〕片与公共线片叠加组合起来，就形成了由脉冲形成线〔1〕和储能线〔4〕与公共线〔7〕，组成的脉冲形成电容C1和储能电容C2及放电室。
4.根据权利要求
1或2，其特征在于所述的多组带状传输线是用环氧树脂粘合、热压成一体，在其中部形成一空腔即放电室，并将腔内的多片电极组加工成均匀场电极型面。
5.根据权利要求
1或2，其特征在于所述的多组带状传输线中的多个脉冲形成线〔1〕、储能线〔4〕和公共线〔7〕上的引线片〔6〕、〔5〕、〔9〕是分别用铜箔条锡焊连接。
专利摘要
一种高能放电腔，属于横向放电气体激光器。由多组含电容及放电室的带状传输线所构成的放电腔体与火花开关、电感线圈、输出窗、反射镜等可以组合成布鲁姆林等电路的横向高能放电气体激光腔，本发明比同类放电腔的特性阻抗低一个数量级，而注入能量可以高一个数量级，仅十公分放电长度的特性阻抗只有0.01欧姆，在放电持续时间只为2毫微秒内，就可以注入十焦耳以上的能量，如用来激励氮激光工作物质能获得兆瓦级激光脉冲。
文档编号H01S3/08GK86105647SQ86105647
公开日1988年2月10日 申请日期1986年7月31日
发明者申家镜, 彭寄星, 张书亮, 杨云杰, 王林胜 申请人:黑龙江牡丹江电子技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan