专利名称:激光装置及方法
本发明涉及一种产生气体放电的装置，特别是用作激光放大区的一种新型气体放电结构。
气体激光器的设计方案将受到维持稳定的气体放电的问题或使气体放电均匀地充满给定的激光腔的问题的严重限制。如横向流动的二氧化碳激光器通常会遇到“产生弧光”的问题，即放电从辉光放电变成弧光。虽然放电可均匀充满园柱形的放电管，但不能均匀充满其它形状的管子。此外，高压气体脉冲激光器通常需要一个气体的空间预电离以获得一个均匀放电。
以前，二氧化碳激光器分为五个不同的类型。最常用的结构是那种通常被称为“慢流动放电管”的结构。这种方法的最大输出功率被限制在每米75瓦左右。第二类二氧化碳激光器是“对流”激光器，由于增加了结构的复杂性而具有一个较高的输出功率。
第三种类型是“气动”激光器，它采用了火箭发动机的技术，一般不适用于商业用途。第四种类型激光器称为“TEA”激光器，仅仅适用于脉冲激光器的场合。第五类是“波导”激光器，现今它最适合应用于100瓦以下的场合。
在对不同类型的激光器的讨论中，应当注意到各种类型之间的基本不同点在于激光器放大区的构成方式上。换言之，所有常见的激光器都包含各种功能性器件，诸如光学系统，电源，激光放大区等等。然而，在设计上的最大不同是在激光放大区的构成方式上，于是，通过激光器放大区的各种设计方法可以确定激光器的各种类型。例如，激光放大区可以用来作为一个既是一个激光振荡器又是一个激光放大器的元件。对于电激励的气体激光器来说，其激光放大区的关键部件是放电装置。除激光器以外，放电装置在其它领域也是关键部件。本文所述的是一种新型的放电装置，它可导致一种新的激光放大区设计。
已有技术发表在下述文章和专利中(1)本申请人的美国专利U.S4424646，题为“螺旋对流激光器”;
(2)C.J.Buczek等，应用物理快报，第16卷，第8页(1970);
(3)H.J.J.Sequin等，应用物理快报，第37卷，第130页(1980);
(4)H.J.J.Sequin等，应用物理快报，第39卷，第203页(1981);
(5)C.E.Capjack等，应用物理杂志，第52卷，第4517页(1981);
(6)C.E.Capjack等，应用物理学，第B26卷，第161页(1981);
(7)H.J.J.Sequin等，应用光学，第24卷，第9号(1985);
(8)N.Umeda等，应用光学，第19卷，第442页(1980);
(9)S.Ono等，科学仪器周报，第54卷，第1451页(1983);
(10)美国专利U.S3435373;及(11)美国专利U.S4077020。
已有技术文件1和2描述了用一个磁场在横向流动的气流中在一个园柱区域内稳定一个柱状的放电。
已有技术文件3，4，5，6，7都是由加拿大阿尔伯塔大学的一组研究人员写成的。这些文章涉及“磁稳定电极”的两种不同的制造方法。他们在放电过程中应用了相互交叉的电场和磁场，但是这种放电却显示出不希望的高功率密度和低的冷却速度，这使它不适用于用散热冷却的激光器的应用场合。与已有技术中的方法相比较，本发明可具有下列特点1)电场的取向矢量与主界面表面相垂直;
2)磁场的取向在放电区域内与主界面表面平行;并且3)使用导电的主界面表面。
已有技术文件8涉及一种“横向塞曼激光器”。这种激光器与本发明不同，因为它具有不同的腔形状，物镜，电场形状和磁场形状。在这种已知的激光器中，放电受到放电管壁的压力作用，因而减小了放电区域。
已有技术文件9描述了一种置于循环气体二氧化碳激光器边臂的小型电磁泵浦源。
与已有技术对比，本发明提出一种新的方法和装置，可以在一般不能达到电学的稳定性或放电不能充满所需区域的条件下获得一个均匀的放电。本发明更进一步的教导涉及将这种新型的放电应用于分子激光器的结构中，例如用于二氧化碳激光器中。当用于CO2激光器时，所构成的激光器代表CO2激光器的一种新的类型，它可称作“Macken放电激光器”。其特点是一种激光装置它与慢流动放电管激光器相比具有较高的单位长度输出功率，但却不需要对流激光器中快速流动的气体。
为了提供一种改进的结构，本发明提出一种激光器，它具有一个至少局部由二个相对的表面做为其边界的腔，表面被离得很近地隔开并且其特征是用一个电极装置在腔内产生一个电场和放电，电场方向基本上平行于相对的表面，以及用一个装置在腔内产生一个磁场，至少磁场的主矢基本上垂直于相对的表面，采用这种结构可使得在工作时放电延伸于所述表面之间，其距离远大于所述表面的间距。
另一方面，本发明提出一种产生基本均匀的大面积放电的方法，它包括将气体充于腔内两个相互隔开一定距离的表面之间，并且其特征是提供一个其方向基本上与所述表面垂直的磁场，并且在所述的充满气体的腔内沿着基本上平行于所述表面的电场梯度方向提供至少一个放电，使得在所述磁场的作用下所述的放电基本上均匀地发生在比所述表面间距大很多的一个距离内。
本发明的实施例仅用举例并参照附图来描述，其中图1是按照本发明的激光装置的磁增强激光放大区的分解透视图。
图2是图1中装配好的激光器放大区沿2-2剖线的剖面图。
图3是图1中装配好的激光放大区沿3-3剖线的剖面图，图中表示了在保持分立的移动放电的磁场强度下放电的流动方式。
图4是与图3相似的剖面图，图中表示了在消除分立放电并形成Macken放电的磁场强度下的放电情况。
图5是采用闭环放电的另一种磁增强激光放大区的实施例的剖面透视图。
图6是图5的激光放大区沿其6-6剖线的剖面图。
图7是使用交插磁铁的磁路设计的另一实施例的透视图。
图8是使用单层磁铁的磁路设计的另一实施例的透视图。
在各图中相同的数字表示相同的元件。
本发明提出一种激光装置放大区的新型结构。这种结构包括一个通常由两个相对的表面作为界面的腔体，与表面的线度相比，二个相对的表面被很近地隔开一个距离。在与表面垂直的方向上建立一个磁场。电极的设计及腔体的构形确定了电场的形状，与垂直于电场矢量和磁场矢量的方向相比，电场在平行于磁场的方向上是比较窄的。电极通常形成两个伸长的电极区，它们延伸在一段比两组相对的充电电极间距大很多的距离上。当穿过这些电极区产生放电的时候，磁场对放电的带电粒子施加一个力，使得放电沿着放电区长度方向向下移动。在某一磁场强度值以下，这种效应显示为一系列放电沿着两个伸长的电极向下移动。在某一磁场强度值以上时，放电变得均匀和很稳定。当放电被引入一个较窄的大面积腔体时，从气体中消除热量的速度可大大增加，则对于那些受发热限制的激光器，如CO2激光器来说，可在单位长度上获得较高的功率。在一个实施例中，用两个平面来组成腔体，在另一个实施例中，使用两个同轴的圆柱体来组成腔体。
已有技术中的辉光放电，在许多条件下会变得不稳定，这对激光放大区的结构是不利的。在这种放电时，在高的气体压力或大电流下放电会变成流光或电弧，它们不利于气体介质的适当的激发。于是，对于脉冲气体激光器也可从本发明中获得效益。
依照本发明，本文所描述的新型的放电均匀分布于两个相距很近地隔开的平板如方形表面之间的区域。对平板进行冷却，与同样长度的气体放电管相比，在平板间的气体的冷却速度增加了，其增加正比于纵横比(腔体的宽度或圆周除以板间距)。
这种获得较高冷却速度的能力直接使那些受发热限制的激光器，如CO2激光器可获得较高的输出功率。简单地将电极置于结构的两端，与两个平板相接，则所产生的气体放电将不会充满整个腔体。而相反，放电会保持一个近似为圆的截面，其直径取决于两板之间的距离。这种放电也将具有一个移动的趋势，这使得推算激光功率的问题变得复杂。
如果有人想制造一种用于激光放电的不怎么复杂的平板的话，那它的每米长度输出功率就会比在带有冷却的圆柱形管子中放电所获得的每米长度输出功率要小。
在最佳实施例的讨论中，将直接给出应用于新型CO2激光放大区的放电装置的结构。然而，对于熟悉本领域的人员，显然这种技术可被用于其它需要放电的装置中。
参照附图，特别是图1-3，其中显示了一个激光装置的放电放大区，用10A表示。放大区10A构成一个外壳，其结构通常是盒状的正方形三明治结构，它包含两个相对的表面16和18，与其本身的表面长宽尺寸相比它们被相距很近地隔开一定距离。表面的绝缘性能很好，以起到后面将给予讨论的作用。
表面16A和18A的材料可选择陶瓷或玻璃。表面16A和18A分别以平板12和14为背衬。这些平板对表面16A和18A提供一个支撑结构，且它们可由任何适当的材料制成，包括采用与表面16A和18A相同的材料制成(如玻璃)。然而，由于希望平板12和14也可导热，则使用金属制成也是可以的。在最佳实施例中，根据后面将要解释的原因，平板12和14由铁磁材料，如钢制成。
板状元件12和14应由具有相当高热导率的材料构成，并且它应足够厚，以在其中构成冷却管道。冷却管道34A和34B在平板12中构成，冷却管道37A和37B在平板14中构成。未示出的管子连接到这些管道上，冷却液体通过这些通道进行循环，以使平板12和14冷却。在这种情况下，构成腔体24的边壁的主要部分的表面16和18通过热传导被冷却。
应当知道，可以采用任何适当的方法来对表面16和18进行适当的冷却，上面的描述是说明性的。
表面16A和18A由支持元件20和22分开，它们被置于构成方形腔体24A的位置。同时，这个腔体有两个开口，通过另外一些不是上述放电装置主要部分的元件来实现真空密封。例如，激光反射镜54和54(图3)可组成真空密封的一部分。腔体24A内充满气体，在本例中是二氧化碳、氮和氦的混合气体。
由永磁体26和28提供一个建立适当磁场的手段。
磁铁26和28被安置成其磁极排列在与平板12和14平面垂直的方向上。如图1和图2所示，即下部磁铁28的N极邻接平板14，而上部磁铁26的S极邻接平板12的表面。在图中，这些磁极用常用符号“N”和“S”在磁铁26和28上标出。图2的箭头＃42示出磁场的方向。磁铁26和28可具有与板状元件12和14相近的尺寸以使磁场更易建立。磁铁26和28是永久磁铁，它可采用较便宜的氧化钡陶瓷材料或类似材料制成。应当明白，其它的装置也可被用来产生所需的磁场，如其它的永久磁铁，直流电磁铁或交流电磁铁。目的是用来在腔体24A内产生一个(至少一个主矢分量)与表面16A和18A垂直的场。如果由磁铁26和28产生的磁场需要更均匀一些，可发现用钢来制造平板12和14有助于使磁场很均匀。
在最佳实施例中，钢板30，31，32，33(图2)构成了方形管子并环绕在磁铁和其它结构部件的外面。板31和33未画在图1、图3和图4中(为更好地说明其它部件)，但板31和33具有与板30相同的长度。这种铁磁性的管状结构(虽画成方形，但也可用其它形状)构成一个磁路，为使从26的N极射出并进入28的S极的磁力线提供一个低磁阻的磁路。这种磁路是最佳实施例的一部分，但对于本发明的功能不是必需的，因为磁路的作用是为了减小磁铁26和28的尺寸的花费，同时也为了限制结构10A的磁场。不用平板30，31，32和33就要求磁铁26和28的磁性更强。
如图3所示，在平板12与磁路元件31和33之间保持一个间隙是很重要的。平板14应当同样安装。如果消除这些间隙，就会存在类似于电短路的磁短路，则在腔体24A内就不会有磁场了。
边壁元件20和22可由适当的非磁性材料构成。壁元件20和22也应当相互是电绝缘的。这些边壁元件保持着表面16A和18A之间的间隔，并且支撑着包括第一和第二电极组的电极结构。这些电极组用36和38表示，每一组电极用带有附加字母的后缀来表示，即36A，36B等等。电极组36被画成平行，等间距的棒状电极(直径未按比例表示)，它们被彼此平行地排列起来，并且延伸到边壁元件20，并由其支撑。类似地，电极组38包含许多彼此平行并沿对应的电极组36的轴向排列起来的电极。电极组38延伸到边壁元件22并由其支撑。然而，电极并不与边壁元件20和22电接触。应当清楚，这里所画出的电极仅仅是例子。在构成两个延伸的电极区这个一般性的目标下，电极设计具有很大的可变性。特别是，如果电极组36是工作在某一气压下的充负电的阴极，则可代以更大面积的电极。
参照图3，可以看出每一电极组36和38伸到腔体24A内同样的距离，它们被用来产生一个用39表示的电场。如图3所示，与腔体24A的下端相邻处，提供了一个辅助电极40。被表示为单个或多个电极的电极40被用来起动放电。其作用将在后面讨论。
如果需要，电极可带有镇流装置如电阻。电阻46A-46L分别与电极36A-36K串联，同时电阻48A-48L分别与电极38A-38K及40串联。标号46的电阻具有另外一个端头，它作为电引线接到适当电源的接头50上。标号为48的电阻相应地也有另一端头作为电引线接到电源的另一端52上。图中接头50充负电，接头52充正电。所采用的电极和磁极仅仅作为例子。
应当强调指出，电阻46A-46L及48A-48L限定了延伸的电极区。也可采用单个电极，如用适当导体做成的棒，来代替多个线性排列的电极36A-36K或38A-38F。为获得最佳工作，电极棒应当被放置在穿过由电极36A-36K限定的区间的点上，这样就延伸在同样的电极区上。同样，可用另一个棒来代替多个电极38A-38K。这些电极棒应分别连接到电源的正极和负极接头上。应当明白，那些熟悉本领域的人员可通过实验确定电极的最佳构形。
在图3中，激光反射镜54和56被画在与腔体24A两个相对的端部邻近的地方。这些反射镜仅被画成参考点。最适合于方形结构的镜子的制备是在熟悉本领域的人员的能力范围之内的。此外，腔体24A的两端也可紧靠在置于反射镜54和56位置上的通光窗口。一束在外部产生的激光束可通过这些窗口被放大区10A放大。不论哪种场合，应当清楚腔体24A被适当密封以起到在其中包含混合气体的外壳的作用。
再看图3，一个直流电源被接到接头50和52上，接头52为正极性。图1和图2中的标线表示由磁铁26和28产生的磁场的方向。在这样的条件下，电极40与电极36A紧靠在一起会迅速在腔体24A的端部起动一个放电，在那里磁场的作用要求连续产生新的放电。当电场39在不同的第一组和第二组电极(36，38)之间产生横向放电时，由于磁场的作用，就会对放电施加一个力。至少在腔体的一个选定的区域内可满足适当的条件，磁场的作用会引起这些分立的放电沿着图3箭头55所示的方向扫过。这种条件可被称为“分立移动放电”。
在与腔体几何形状和气体压强有关的一个磁场强度上，可见到放电散开充满腔体。然而，在电极间产生的放电在每个移动的单个放电之间存在迅速移动的间隙，如图1和图3所示。这些分立的放电被标为58A，58C，58E…58K。分立移动放电条件被认为不太稳定，因为存在时间瞬间和空间的波动。在比图3所示的更高的磁场强度下，分立的放电合并成一种组合的均匀放电，如图4中58z所示。图4中虚线58z表示当满足组合的均匀放电的条件时，电子在电场39中一个预计的路径。这可称作“Macken放电”。包括“分立移动放电”和“Macken放电”的总称是一种扫动放电，因为在两种放电条件下，在磁场的作用下电子都被扫到一边。两种类型的扫动放电还具有在扫动方向55上的放电线度(在分立移动放电的情况下取时间平均)，远远大于垂直的放电线度(与相对的表面16A和18A垂直的线度)。
这两种放电条件都可由实验得到。当存在产生迅速移动的分立放电的高强度磁场时，这些放电移动速度与由磁铁26和28产生的磁场强度有关，也与气体压强和腔体24内混合气体的组分有关。
二氧化碳激光器中经常采用的混合气体是17%二氧化碳，23%氮和60%氦，则在腔体24内放电移动的速度公式如下V＝125B/P(公式1)其中V是放电的速度，单位是厘米/秒;
B是磁场强度，单位是高斯;
P是气体总压强，单位是
。
作为说明，如果气体压强是14.2
，磁场强度为300高斯，则放电横向移动的速度为每秒26米。上面公式是通过对单个放电相对于气流逆流运动时的测量而得到的。在形成Macken放电的磁场强度下，实验表明由于单个放电的前缘移动速度比尾缘快，则不能再应用上面的公式。这意味着当放电向腔体下面运动时其宽度增加。这为分立放电合并成一个均匀放电提出了机理。
磁力主要是作用在放电过程中的电子上。这是因为电子的运动相比于重得多的电离原子和分了快许多倍。
由磁场强度为B的磁场对以速度V运动的带电为Q的粒子所施加的力(Fm)由下公式给出Fm＝QV×B(公式2)其中×是数学符号被称为“叉乘”。
由此式可以看出力正比于带电粒子的速度V，这样，由于电子的运动比正电离子快100倍，由磁场施加的力主要作用在电子上，这个力也正比于单个电子的运动速度。
在分立的放电迅速沿电极长度方向向下运动的磁场强度下，理论预期，穿过单个放电将会有一个电荷分布。电子将趋于聚集在移动放电的前缘附近，而正电离子将会被拖在移动放电的尾缘。当增加磁场强度时，理论上预计有放电移动的速度将会增加，放电相对于电场矢量的角度会改变，并且在单个放电过程中，带负电的前缘与带正电的尾缘的间距将增加。在某一磁场强度临界值以上时，某一放电前缘的电子将会连上与相邻放电之间的间隙，并且追上了前一放电尾缘的正电离子。在这点上，放电被合并变成均匀的。
这就是图4中58Z所示的条件。为制造一个大功率CO2激光器，就希望获得图4所示的均匀Macken放电。然而，这不是必需的，因为迅速移动的放电在气体的加热过程中还产生了一个热均匀性。当单个放电也穿过腔体24A的空间一点的时间间隔小于腔体24A内气体的热驰豫时间时会产生这种情况。如果达到这个条件，则冷却速度及可能的输出功率都可达到极大值。这样，就不必通过使单个放电合并来获得更均匀的放电了。但是，当放电被合并时，不饱和增益会更高。这样，在放电被合并并且形成一个连结放电的条件下，可以很容易地从受激的气体中获得激光能量。
可以算出产生有用的扫动放电的磁场强度的范围。产生一些有利的效果所需的磁场强度的下限是建立在下述准则上的，即分立移动放电必须移动得足够快，以使在气体中开始形成热的散布。前面所述的公式1给出了一个在CO2激光器气体中移动放电的速度的一般公式。
在两个间距为L(单位厘米)的平行板之间，压强为P(单位
)的一种CO2·N2·He混合气体的热时间常数T(单位秒)，由下面简化和近似公式给出
T＝0.0001PL2(公式3)以速度(V)移动的放电扫过一个距离(d)的时间(t)为t＝d/v(公式4)在公式4中，如果令t等于公式3中的热时间常数T，且令d等于公式3中的腔体间距L，则将公式1的速度“v”代入公式4，得到B＝80/L。这表明需要80高斯磁场来使得放电在1厘米宽腔体的时间常数内扫过与腔体间距相等的距离。此值与压缩无关。
通过实验观测到，适当地确定在1厘米间距腔内产生所述效应的磁场强度最小值也是80高斯。虽然80高斯不一定产生一个气体的热均匀性，但是80高斯确实可对CO2，N2，He混合气体产生一个跟随在移动放电后面的、可区分的热尾流。在其它未试验的气体中常数值可不同。但通过实验，80高斯也被认为是产生这个效应的好的标准。
Macken放电条件在更高磁场强度下发生，它依赖于多个因素。这些因素包括气体压强，电流密度，腔体结构如电极结构。所需的临界电场强度应由实验予以确定。
在另一个极端情况下，适用的最大磁场强度可在离子的饱和电流密度下合理地确定为22000高斯左右。
在一个实验中，腔体以类似于图1的形状构成，在电极36A，36B等以及电极38A，38B等的端部之间相距为15厘米，表面16和18之间相距为1.2厘米。一系列阴极和阳极的长度为45厘米，且单个电极之间彼此相距为1.25厘米。在这个实验中，使用9厘米宽，27厘米长，1.25厘米厚的陶瓷磁铁。如图2所示，两个与图1中平板20和22平行的方形钢板31和33被加在结构的外面，并与钢板30和32磁连接，以使腔体24A内的磁场强度增加。
在这个实验中，对于一种由二氧化碳、氮、氦相混合的标准的激光器，其初始气体压强约为18
。在1安培左右电流下，放电电流为1800伏。电阻46每个为20000欧姆，而电阻48每个为10000欧姆。在1500高斯磁场强度下，由监测通过单个电阻，如电阻48E的电流可发现放电完全合并了。利用目测也可以看到良好的均匀性。通过移去与图1中磁铁26相对应的一层磁铁(构成与图8相似的结构)而将磁场强度成为750高斯，可发现在钢结构中仍然残留一个25高斯左右的剩余磁场。在磁场强度成为25高斯时，通过目测或通过监测流过单个电阻的电流都可以观察到单个的移动放电。这些放电正象预计那样移动，并且当放电移过特定的单个电阻时，可引起那个电阻中电流的波动。本实验中放电极之间相距可达10厘米。
在本实验中，还可发现在高斯磁场强度下，如18
时1500高斯，磁场对电子施加很强的力以使在前几个阳极48A，48B和48C上的电流很小，这是由于从第一个阴极上放射出的放电随着磁场强度和气体压强的大小而沿一个角度运动。将气体压强增加到35
或将磁场强度减小到750高斯，就减小了在电场中电子运动的平均角度1而且前几个阳极开始接收到一些电子流。
在图4中，由放电线条582描述了电子实际上在与电场矢量39成一角度的方向上运动的情况。前面已经给出了磁场对电子所施加的力力是Fm＝QV×B。
从所周知，电场力由下式给出
Fe＝QE其中Q是电量，E是电场强度。于是，磁场力与电场力之比为Fe/Fe＝V×B/E在各种条件下，放电过程中电子的运动速度可被测出。电子漂移速度的一个典型范围是50000米/秒-15000米/秒。
如果我们假定电子平均速度为70000米/秒，磁场强度为0.075韦伯平方米(750高斯)，放电的电场强度为9200伏特/米(不考虑阳极压降)，则将这些数据代入上式得到磁场力与电场力之比约为0.75。这表明电子在于电场矢量以平均角度约为30度的方向运动，但这仅仅是一个宽的角度分布的中心角。通常这种效应可通过实验观测到。如图4所示。
可以发现，在图1到图4中示出的所有电极上装有单个镇流电阻并不是必要的。实验中可将所有的阴极或阳极平行地连接。这使得放电趋于集中到腔体24A向下流动的一端，但是放电也是稳定的。也可试用一个长阳极棒来代替多个阳极38A，38B等等，并且用一个长阴极棒来代替多个阴极36A，36B等的结构。
为了减小或消除移动放电之间的间隔，提供一个用来在结构的端部连续产生新的放电，以在磁场的作用下“起动”放电的足够强的磁场是重要的。在图3中，电极40与相对的充电电极相距比电极组38的电极更近。因此，电极40表示为起动电极。任选的镇流电阻48L配置于这个电极。也可以消除电极40，并且产生必要电场强度的电场以便在电极38A和36A之间引发新的放动。
在端子50和52处，可以用交流电源来替换直流电源。在这种情况下，在结构的每一端都可能要有类似电极40那样的触发器电极。在干扰光学系统的情况下，也可以将电极设置在两端来代替边墙20及22上的电极组36及38。在这种情况下，放电方向将改变90度，但放电将仍然在垂直于所施加的磁场方向进行。作为另一种变化，可以用电磁铁代替永磁铁，在将多相交流电源用于电磁铁时，将产生运动磁场。
上面的说明和安排表示在图1至图4中，它们涉及一组可以叫做“开环”放电的实施例。也就是放电在两个电极区域之间发生，随着电极对其它端放电的结束，电极对这一端应有放电起动。开环放电一般具有电场等势线，它们离开放电腔，自身不封闭。电场箭头39表示电场梯度，也称作电场矢量。等势线是垂直于电场矢量的。
有另一组称为“闭环放电”的扫描放电。这些已表示在图5及图6中。闭环放电不需要连续起动新的放电。这种放电是围绕一个闭环进行扫描的，它形成与无限长开环系统等效的结果。在这种形式的结构中，其电场等势线还在放电腔内形成闭环。
现在参见图5和图6，它们合起来表示另一个实施例。其中采用了同轴园柱面的形状，而不是象图1至图4所示的平面平行形。在图5和图6中，园柱形腔(24T)以两个与图1-4中的表面16和18相对应的同轴园柱面16T和18T为边界。与园周及轴的尺度相比较，园柱表面16T和18T的间隔相对来说是较小的。表面16T和18T是充分电绝缘的，以使放电能穿过腔24T中包含的气体。在表面18T之内，如图5所示，有轴向排成一行的，并相互隔开的铁磁园柱体32A、B、C。这些园柱被与它们共轴的置于它们间隔内的永久磁铁26T和28T磁化。磁铁26T和28T，如园柱32B两端所示的那样，以相互排斥的极性取向放置。由这些磁铁产生的磁场42T表示在图5中。这样，例如铁磁园柱体32B其整个长度就起了磁铁南极的作用，同时铁磁园柱体32A和32C它们的全部长度就起了磁铁北极的作用。
在图5中，为了展示内部细节，外部结构已被省略。这些外部结构表示在图6中。在图6中园柱面30T是一个铁磁园柱体，它沿园柱面16T的长度方向延伸，其上开有适当的孔，以让同电极36T和38T相连接的端子50T和52T通过。
园柱面30T起双重作用，它既形成磁路的一部分，将园柱体32B的南极连到园柱32A和32C的北极，又是冷却部件。图5中轴向延伸的箭头42T和图5及图6中在腔内部的其它未标志的箭头表示了分布在园柱体32A，32B及32C和图6中的外部园柱面30T之间的磁场在该处的方向。同样，箭头39T表示与图2-图4中的磁场39类似的宽范围磁场。园柱面30T还包括四根水冷却管71-74，这些管子与这个金属园柱体是热接触的。这些管子代表一种冷却方法，这种方法也可以用来冷却表面16T。在这种情况下，从被冷却的管子71-74通过园柱体30T并最终到表面16T将有热的传导。
同样，内部的铁磁园柱体32A，32B和32C由表示在图6中的管子75-78冷却。为简单起见，这些内部冷却管在图5中也没有表示出来。这种冷却方法仅是一个例子，采用许多其它的冷却方法也是可能的。此外，在诸如间歇运行的场合，可能不需要用液体冷却。在运行中，当电压加到端子50T和52T上，通过放电腔24T，在电极36T和38T之间建立起一个宽范围电场39T及一种放电58T。这里的电极同36系列及38系列的电极是相似的，因此它们也能被分段，并被认为是细长的电极区域。径向磁场使放电能快速旋转。若磁场足够强，从图6角度看，放电58T将形成一个园形。放电能成为一种与先前结合图4描述平行腔时所描述的相似的麦肯(Macken)放电过程。
认识这一点很重要，即几个要素必须协同才能实现扫描放电。这些要素是腔的形状、气体、磁场和与放电相配合的电场。这里提出的说明是从假定读者已具有通常放电构造中这些要素相互关系的知识为出发点的，给出下列教科书作为参考资料。
1)M.E.Hirsch，《气体电子学》，vol1，1978，学院出版社(Academic Press)，纽约(第1、2章)。
2)J.D.Cobin，《导电气体》1957，Dover出版社，纽约(第7、8章)。
3)E.W.McDaniel《电离气体中的碰撞现象》1984，John Wiley and Sons，纽约，(506-512页)。
4)G.Francis《气体中的电离现象》1960，学院出版社，纽约(123-128页)。
参考资料中的教科书1和2给出特别重要的信息，是有关论述击穿电压梯度、电压-电流曲线和常规放电的稳定要求。参考资料3和4论述磁场对放电的一般作用。
在实现麦肯(Macken)放电中，这四个要素的协同是特别重要的。通过调节某些要素来补偿其它要素方面不理想的条件是可能的。例如可用腔的形状和电极合起来控制电场的形状。电场形状至少必须允许形成一种宽范围的扫描放电，但是理想情况下采用多个平衡镇流电极，并进行仔细的组合，电场就应能促进放电的传播。即使这种想法有不足之处，也能通过提高磁场强度或调整气体成分或压力来补偿。
如图5所示，任意薄的金属园柱面66和67被相应地放置在磁铁26T和28T的邻近位置，并与共振腔外表面16T的内侧相接触。这两个园柱面66和67作为电极，并为旋转放电提供了一种处置反常现象的手段，这类反常现象在磁场方向反转时，例如园柱体32C和32B间的磁场方向的结合，使放电在园柱体32C的附近区域顺时针旋转，那末这种放电在电极66的表面附近将终止。然后，放电将在电极66的另一端出现，并且当放电通过园柱体32B附近区域时将是反时针旋转的。然后，放电将在电极67的边缘附近再次终止，并重新呈现在电极67的远端，再次顺时针旋转，最后终止于电极38T。
当然，完全可以用更薄的，并带有象端子52T和50T那样的外部接线柱的附加电极来取消或替代内部电极66和67。普遍认为，若磁场方向为反转时(如图5所示，在园柱体32B和32C之间)放电通过发生反转的区域，虽不太好，但仍是允许的。实验表明在这一区域易引起不稳定，因为此区域内不存在放电的均匀性。熟悉本技术的人将公认，在园柱形几何形状下，径向磁场心需伴有磁场方向的周期性反转。
图1-6表述了主要的设计思想，然而存在各种可能的变化。例如图7和图8表示了图2中使用的磁路的设计变化，以便为类似于图1-4中表示的大体为矩形的放电腔提供一个磁场。
图7仅表示形成磁路结构的元件及少量阐述中必要的其他元件。电极，导线，冷却，放电部分等不构成磁路的部件都未表示出来。在图7中除了在数字后面加上字母“M”外，数字的编号与图1，2，3中可对照的部件相对应。因此，放电腔24M在相对来说间隔较小的对置表面16M和18M之间形成。
支撑件20M和22M形成共振腔的墙。铁磁板(最好是钢板)30M起到图2中板30及板12的两种作用。同样，板32M起到图2中板32及板14的作用。磁铁28M和26M置于铁磁板30M和32M之间。铁磁板把所述磁铁产生的磁场传导，并相对均匀地分布到放电腔24M中，使放电腔中具有24M所示的磁场矢量。注意，这种结构与图2相比，确实将腔内磁场矢量的方向反转了，尽管两者都是以磁铁的北极向上来描绘的。
在图7中，腔在磁场矢量方向的尺寸同磁铁在磁化方向的尺寸是大体相同的。若要求使磁体比腔厚或薄，则可以对板30M和32M进行加工来调节高度差。另一种办法，也可以将磁铁放置在板30M和32M的横头，用钢板作为磁耦合部件，把磁场导入板30M和32M中。这些磁耦合部件也可以具有一定的结构，以调整外部磁铁对板30M和32M的取向，使其垂直或平行于板。
图8仅画出了与磁路结构有关的部件。图8与图2是极为相似的，除了使用字母“P”以外，可比较部件的编号也是相同的。主要的不同之处是磁铁26和板12被取消了。绝缘面16P已直接放置在板30P上。在图8中，应该注意板14P能用任何结构上适合的材料来制成。然而，钢是优先考虑的材料，因为钢还具有使放电腔24P中的磁场十分一致的性质。应注意，若采用钢制板14P，那么在板14P的侧板33P或31P之间应留有适当的缝隙以避免“磁短路”。有关磁铁及磁路的更多的情况可见R.Parker著的《永久磁铁及其应用》1962年John wiley和Sons公司，纽约出版。
在图1至图8中描述的磁路具有相同的基本元件和目的。其根本目的是要1)在磁铁的两极间建立一条低磁阻(高导磁率)的通路。在理想情况下，通路中的唯一气隙是放电腔及与其配合的一些非导磁材料;2)使磁场在腔内均匀分布并大体垂直于对置的两个表面;3)在放电腔内建立一个充分强的磁场。为实现这些目标，所有的磁路设计都包括1)至少有一块磁体;2)一个放电腔;3)在相对来说间隔较小的腔的两个对置的表面后衬有铁磁件;4)设有大的可能显著削弱腔内磁场的磁“短路”与铁磁背衬件接触;5)当需要贯通磁路时，磁路设计提供一铁磁的返回路径。依据本发明提出的教导，可以制造出各种不同的磁路，包括层叠式多腔激光结构。
依据本发明教导制造的许多其他可能的构造也可以采用。例如，可以制造一种圆柱形的结构，它可能类似于把图3中描画的平面形腔卷装在圆柱形内，而圆柱轴线与放电58C和58E上表示的箭头相平行。此外，另一种结构可能包括取消图5中的磁铁26T和28T的园柱形腔。这可以通过用园柱面磁铁来代替它们而实现，园柱面磁铁将放置在图6中的园柱面30T和16T之间的空间内。这些园柱面磁铁可能在径向被磁化成周期地具有相反极性，以在腔内产生图5和图6中描画的同样的磁场。为了给磁通形成一条有效的返回路径，还必需用一根连续的铁磁园柱体代替铁磁园柱体32A，32B，32C。以连续的中心铁磁园柱体和把磁铁放置在表面16T外部的思想为基础，可以提出许多其他的磁路设计。假设最容易的一种是通过把园柱面30T分成几段带有多块隔开的磁铁的部分而将图5和图6表达的思想颠倒，这正是在外部对磁铁26T和28T被隔开在32A，32B，32C之间的形式形成的一种外部模拟。
如上所述，描述的装置可以被分成两类。在图5和图6中画的设计代表了一类称作“闭环放电装置”的类型，图1-4代表了一类称作“开环放电装置”的类型。在闭环放电类型中存在几种变型。例如，可以把两个类似于图7的结构以一个置于另一个顶端的形式结合起来。它们也许用两个腔室之间的中间板上的同一磁极定向，中间板还可能具有完整的绝缘涂层。在外部封装保持部分真空的情况下，放电有可能形成一个连续的环，首先扫描通过顶部腔室，然后倒转进入底部腔室完成一个环。
另一种类型是一种类似于图1-4那样的装置，它在腔室中顺着平行于壁20的一条线磁场方向发生反转。在这条磁逆转线每一侧，磁场的扫描方向将是相反的。此时，尽管电场等势线是开环的，因为存在两个相反的扫描方向，放电将与闭环系统具有某些相似。最初的实验表明，这种设计可能存在某些稳定性问题。
各 各种腔室的结构都已制造出来并作为激光器成功地操作过。至少在二氧化碳激光器试验中，当放电达到图4中描绘的麦肯(Macken)放电条件或至少工作在被称为部分转换的放电条件下发射激光已经实现。在通常用于二氧化碳激光器的压力范围和电流水平上，从离散运动放电到麦肯(Macken)放电的转换可能是惊人的，突然的。在磁场强度稍低于转换时，放电看起来呈现平稳的状态，但是采用示波器对一个单个的电极进行监视时，可以看到电流的波动。这种电流波动在其达到某个极大值以前，它的幅度是随着距启动装置的距离增加而增大的。这些放电并不表现为弧光放电，而只是不连续的辉光放电，它们不表现出显著的传播。若气体是激光气体时，在转换点以下被激励气体的放电或者呈现没有放大作用，或者呈现相当低的放大作用。
当电场的强度被增加到转换门值以上的一个值，放电状态将出现突然变化。由放电发出的光将从先前水平上减小，放电电压增高(也许高5-10%)，电流波动的幅度距起动装置距离的增加通常表现为明显地减小，直到达到某个最小的波动水平。这是一种稳定的放电。最惊人的是对激光气体，放大作用奇迹似地上跳，当装有最佳反射镜时，常常产生从没有激光到发射激光的变化。
以上急剧的转换发生在最佳条件下。此时，其它来源的放电不稳定性将被减到最小。在不满足最佳条件的情况下，在这两个条件间存在一个转换区域，此时放电部分能有一部分转换的麦肯(Macken)放电或也许在Macken放电和离散运动放电条件之间迅速地变换。其它来源的不稳定甚至会部分地引入电流波动而掩盖转换。即使这种转换条件也被认为总体上是均匀的，它同在显著低的电场强度时的放电分布相比，具有相对来说间隔较匀的放电。对激光气体来说，Ma-cken放电转换开始的最清楚的界限发生在激光放大作用显著增大的时候，此时被监视的信号在磁场强度范围内、并从一个方向大体平行于放电扫描方向。
在麦肯(Macken)放电条件实现的情况下，现在可以考虑稳定放电的工作条件。将参照矩形腔给出说明，但它同样能很好地适用于其它形状。矩形腔具有三个尺度，它们被称为(e)，平行于电场的;(b)，平行于磁场的;和(s)，平行于扫描方向的。在这个例子中，(b)远小于(e)，而(e)小于(s)。对于曲线型的腔室形状，这些尺度可随腔室的轮廓而定。
只要装备若干镇流平衡装置去限制气体中的电流，将放电稳定在(e)的方向是毫无问题的。放电即使使围绕产生空间电荷及局部电压梯度的带电粒子运动也需要在(e)的方向形成一个稳定条件。在(b)的方向，为了稳定放电，腔室的尺寸和气体压力都已选定。这种稳定形式一般称作为“墙稳定”。
(s)尺度被选择得大些。电场通常是一种颇均匀的垂直于(s)方向的势场。在(s)方向不需要其它任何扩散放电的装置，放电将在(s)方向呈现一个大体上等于(b)的尺寸的宽度。这就形成一种相当弧形的放电，它通常将在(s)方向迁移摆动。放电在(s)尺度方面的尺寸限制被认为是因为加热气体而降低了在狭窄通道中的电压梯度，这称为放电的“热约束”。
因此，在(s)尺度上要引入一种新的力去克服这种热约束。磁场被用来在放电作用中引入这种力。例如，已计算出，1厘米的腔在(b)的方向大约要80高斯，这个力足以成为驱动放电以某个速度飞越气体的动力，此处放电在等于气体的温度时间常数的时间内，将飞越一墙间隔的距离(b)。此时，仍呈现有热约束，但其作用已被减小了。
在较高的磁场水平下，放电方向的磁场力超过了热约束力，这样就可以达到(s)尺度的新稳定条件。这个新条件使放电可能传播，并使其相对地变得较宽和较均匀，使电场在横向呈现一个高的状态比。这样，所有三个尺度都已被稳定。当放电在其整个宽度区域(s，e)基本上是一致和均匀的同时，在较窄的(b)的尺度上放电也具有平稳的密度变化，其效果类似于已知的园筒形放电管。
了解这一点是极为重要的，上述这种稳定的实现没有引入其它影响放电的不稳定源。众所周知，磁场同等离子体的相互作用能产生几种不同的不稳定形式。(见G.Francis《气体中的电离现象》1960年学院出版社，纽约，第7章)。
这些问题的明显消除可能是由于(至少部分是由于)对置的表面(及铁磁背补板)对于等离子体是过于靠近了。
这个理论的讨论至今集中在放电上。但是，对某种激光器的应用，如二氧化碳和一氧化碳激光器来说，后面的任务是要能从放电受热气体中提高热迁移率。这一任务由被冷却的靠得很近的表面来完成。对一些其它类型的在温度上不作限制的气体激光器，在达到激光增益方面依靠墙执行关键的一步。因此，在激光应用中，对置的表面和腔一般还同时起其它的作用。
当讨论集中在把本技术用于二氧化碳激光器时，应该明确上面描述和说明的技巧和结构使设计具有灵活性，因为现在已可能使放电充满以前无法使用的腔室形状。此外，放电方面的均匀作用使高压激光器的应用成为可能，而在这以前是需要特殊的电离程序的。
在大多数紫外激光器中，热迁移的重要性被大大地降低了。因此，不再需要处置由第一和第二表面作为边界的有高的纵宽比的腔室。例如这时有可能构造一个园筒形脉冲式紫外激光器，其园管包含两条平行而细长的电极区域，沿园管长度从上到下延伸，并且大致位于横贯园管轴线的对置的园管墙的附近。园管有一个垂直于电场矢量和园管长度的磁场。激发这些电极的脉冲源能够提供必要的电激励。
最后，应对几个专门术语进行定义。术语“两个对置的表面”绝不意味着这些表面间必需有一种物理的制动机制。也需说明，多层具有“两个对置表面”的腔的叠加，在每一层中的结构并不是超出本发明的。
对本发明而言，对置表面应是充分电绝缘的，以使平行于表面的施加电压产生放电穿过气体。大家知道，分成多段的导电片，若分切成足够短的长度并相互是电绝缘的，则可以用于放电腔。这些导电片就是“充分地绝缘”的例子，因为它们对放电是电绝缘的。当说到电场是“大体上平行于对置表面时”应理解为靠近墙的电压梯度虽稍有一些横向，但可以忽略。这种作用虽使两块相对的板引入倾斜的电压梯度，然而在横跨整个腔的间隔距离上其平均值为零。
在其他替代的结构中，采用两块不平行或距离不均匀的对置板是可能的。因此，在对这些表面作一般性陈述时，希望将指明相对的表面板之间的“中值”。在这里使用时，它表示相对的表面板之间的半途上的一个想象的表面。在说明磁场的要求中，最好磁场是垂直于相对的表面板。然而，磁场垂直于这些表面不是必需的，只要磁场具有一个主要的矢量分量垂直于该处的中值就行。
平行于中值的磁场矢量分量具有一种不受欢迎的作用并且也是磁场强度的浪费，但是还能容忍。术语“磁铁”是用来指任何磁场源包括永久磁铁和电磁铁。在例子中使用永久磁铁仅仅是一种举例说明。术语“磁路”和“短路”都是模拟电路的说法。镇流电阻或“镇流器”要理解成任何电流限制装置的代表，例如镇流管，晶体管或限流源。即使在称为“不正常辉光”的电流密度下工作的阴极也呈现一种分布镇流作用。甚至一个单个的细长电极，可以想象也会有一层电阻层产生同多个镇流电极相同的作用。
在此描述的优选实施例中，在腔的绝大多数方面具有适宜的磁的、电的和边界的条件，所以不必偏离本发明，就可以限制腔的体积并使腔的条件为最优。因此，当描述发明时可以参照“腔的被选择部分”此时各种条件将是合适的。
尽管说明和描述的是优选实施例，但不用说在本发明的范围内可以作出各种其他的改变和修正。
权利要求
1.一种气体激光设备(10)，具有一个腔，该腔的边界至少部分地由两个面对着的，相对来说间距较小的表面(16，18)所限定，其特征在于具有在腔(24)内建立一个电场(39)和发出电弧(58)的电极装置(36，38)，其中电场(39)的取向是大体平行于面对着的表面(16，18)，在腔(24)内建立磁场(42)的装置，该磁场至少有一个较大的矢量分量大体垂直于面对着的表面(16，18)，一种使放电(58)成为扫描放电的装置，借助它放电在显著大于所述表面(16，18)的间距的距离上传播。
2.如权利要求
1所述的激光设备(10)，其特征是产生磁场(42)的装置(26，28)产生一个磁场，其强度超过所述扫描放电(58)的离散运动放电矢量(58A，58B，58C)要求的磁场强度，以使放电在等于上述面对着的表面(16，18)间的所述气体的温度时间常数的时间内飞越过一段等于所述面对着的表面之间的间距的路程。
3.如权利要求
1所述的激光设备(10)，其特征是由产生磁场(42)的装置(26，28)产生一个磁场(39)，其具有足够的强度，将至少相当大一部分的所述的扫描放电(58)合并到总体均匀放电(58Z，58T)中。
4.如权利要求
2所述的激光设备(10)，其特征是产生磁场的装置(26，28)产生一个强度为80高斯至22000高斯范围的磁场。
5.如前面任一个权利要求
所述的激光设备(10)，其特征在于，用来冷却所述表面(16，18)中的至少一个的冷却装置(34，37，71-78)构成冷却腔(24)内被放电(58)加热的气体的基本装置。
6.如前面任一权利要求
所述的激光设备(10)，其特征是表面(16，18)是有效的电绝缘体。
7.如前面任一权利要求
所述的激光设备(10)，其特征在于，电极装置(36，38)包括至少两组细长的电极区域，其中至少有一组是由许多个电极构成的，并且一个组至少有一个电极(40)和另一个组的相邻电极(36A)具有这样的端点同所述另一个组余下电极的端点间的距离要小，以此便于放电(58)的启动。
8.如前面任一权利要求
所述的激光设备(10)，其特征在于电场装置产生的电场具有基本上不可逆的性质，由此产生一个基本上的直流放电(58)。
9.如权利要求
1所述的激光设备(10)，其特征在于，电极装置(36，38)包括在腔(24)内至少有两个电极，形成两个细长的电极区域，并且流装置(46，48)至少同一个电极相配合，以便将所述的放电(58)分布到至少一条所述的细长电极区域的一个相当大的部分内。
10.如任何前一个权利要求
所述的激光设备(10)，其特征在于电场装置产生的所述的电场具有在所述腔(24)内形成闭环的等势线。
11.如权利要求
1-10所述的激光设备(10)，其特征在于电场装置产生的所述的电场具有在所述的腔(24)内为开环的等势线，并具有足以在所述腔(24)内保持连续起动放电(58)的电场梯度。
12.如任何前一权利要求
所述的激光设备(10)，其特征在于表面(16，18)的尺寸是大体相等的平行面大体是平面形的。
13.如权利要求
1-11中任一项所述的激光设备(10)，其特征在于所述的表面(16T，18T)是大体为园柱面的同心放置的表面。
14.如权利要求
1所述的激光设备(10)，其特征在于所述的腔(24)是一个园柱形的管子(24T)，所述的电极装置(36，38)以这样的方式安置，即以便建立一个大体平行于所述园柱管腔(24T)轴线的电场。
15.如任何前一项权利要求
所述的激光设备(10)，其特征在于所述的建立磁场的装置(26T，28T)，包括至少一块磁铁，同铁磁材料(系列30，31，32，33，12，14)配合放置以形成一个将所述磁场分布在所述腔(24T)内的磁路。
16.如权利要求
15所述的激光设备(10)，其特征在于所述的磁路包括一个铁磁性的，大体为园形的结构(30，31，32，33和30P，31P，32P，33P)，该结构包围所述的至少一块磁铁(26，28，28P)和所述的腔(24，24P)。
17.如权利要求
15所述的激光设备(10)，其特征在于所述的磁路包括至少两个同轴的铁磁园柱面(32A，30T)，所述腔(24T)的至少一部分位于上述同轴园柱面(32A，30T)间的至少一部分体积中。
18.如前面任一权利要求
所述的激光设备(10)，其特征在于建立磁场的所述装置包含有永久磁铁。
19.一种产生显著地宽范围放电的方法，包括在两个相对来说间隔较小的表面(16，18)之间的腔(24)内充满一种气体，其特征是提供一个磁场(42)，其方向大体上正交于所述表面(16，18);在充满腔(24)的所述气体内形成至少一种与电场(39)有关的放电，它大体上平行于所述表面(16，18)，使所述磁场的作用能影响到所述的放电上，以产生一个大体上稳定的放电，该放电在电场的横向传播的距离远大于所述面对着的表面(16，18)间的间隔，形成一种显著地宽范围放电(58Z，58T)。
20.如权利要求
19所述的一种方法，其特征是形成所述的宽范围放电(58Z，58T)的步骤包括在腔(24)内设置电极(36，38)，并在其上接上电源。
21.如权利要求
20所述的一种方法，其特征是建立磁场的步骤包括在所述面对的表面(16，18)的至少一块背后衬有磁铁材料(12，14，30，32)，并至少设置一块磁铁(26，28)同所述的铁磁材料(12，14，30，32)的至少一部分邻接。
22.如权利要求
19-21中任一项所述的方法，其特征是将所述表面(16，18)设置成充分电绝缘的平行平面，并相对它们的表面尺寸有较小的间隔。
23.如权利要求
中19-21中任一项所述的方法，其特征是将所述的充分电绝缘的表面(16T，18T)设置成大体上同轴的园柱面，并相对其表面尺寸有较小的间隔。
24.如权利要求
23所述的方法，其特征是形成所述宽范围放电(58T)的步骤包括设置至少两个与所述表面(16T，18T)同轴的电极环(36T，38T)。
25.如权利要求
19-24中任一项所述的方法，其特征是具有冷却所述表面(16，18)中的至少一个表面的步骤。
26.如权利要求
24所述的方法，其特征是建立磁场(42T)的步骤包括在所述表面(16T，18T)的至少一个表面的后面，至少设置一个磁铁(26T，18T)和一个铁磁园柱体(32A，B，C，30T)，以建立一个径向的磁场(42T)。
27.如权利要求
20所述的方法，其中电极设置步骤的特征是形成两条对置的细长的电极区域(36，38)，接入配电平衡镇流装置(46，48)，以达到将所述放电(58)传播到上述细长的电极区域(36，38)中至少一条的大部分长度上。
28.如权利要求
27所述的方法中设置电极步骤的特征是所述的长电极区域(36，38)中至少有一条具有一个同对置的被充电的电极区域(36)有较小间距的电极(40)，以便有利于起动放电。
专利摘要
在一种激光设备和方法中，被充入腔室的气体至少部分地由两块间距极小的对置表面为边界，设备中由电极装置建立起一个电场，并在腔内放电，电场的取面是大致平行于对置表面的，磁场装置在腔内形成磁场，磁场矢量至少有一个最大分量大体上垂直于对置表面，设备布置成使运行中放电能在表面间延伸一个远大于表面间隔的距离。
文档编号H01S3/14GK86106812SQ86106812
公开日1988年3月23日 申请日期1986年9月3日
发明者麦肯·A·约翰 申请人:麦肯·A·约翰导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan