Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Системы возбуждения эксимерных лазеров



 Другие рефераты
Синтез лёгких ядер (дефект массы) и Парадокс моделей вселенной Сила трения. Коэффициент трения скольжения Сканирующая зондовая микроскопия Современная физическая картина мира

 

Министерство образования Республики Беларусь
                           УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
                   «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
                              ИМЕНИ ЯНКИ КУПАЛЫ»
                   Кафедра лазерной физики и спектроскопии



                   Системы возбуждения эксимерных лазеров



          курсовая работа

          студента 4курса физико-

          технического факультета

          Саковича Д. А.

          Научный руководитель:

          преподаватель кафедры

          лазерной     физики и

          спектроскопии

          Володенков А.П.



                                 Гродно 2004
                                   РЕФЕРАТ
      Реферат курсовой  работы   «Системы  возбуждения  эксимерных  лазеров»
студента  физико-технического  факультета  УО  Гродненский   государственный
университет имени Янки Купалы     Саковича Д.А.
 Объем  14 с., 1 рис., 1 табл., 7 источников.
     Ключевые слова:
     Эксимерный лазер,LC-контур, LC-инвертор, накачка.
Объект исследования –эксимерные лазеры.
      Цель работы  –   сделать  обзор  литературы  по  системам  возбуждения
эксимерных лазеров.
Сделан обзор литературы по системам возбуждения эксимерных лазеров.
      Полученные данные предпполагается использовать  для  совершенствования
лазеров.



                                 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
     1.  Условия  возбуждения  широкоапертурного  ХеС1-лазера   со   средней
мощностью излучения 1 кВт
   2. Эффективная предыонизация в ХеС1-лазерах
   3. Возбуждение эсимерного  KrF-лазера  оптическим  разрядом   в  поле  ИК
лазерного излучения



Заключение
                                Список использованных источников



       1. Условия возбуждения широкоапертурного ХеС1-лазера со средней
                         мощностью излучения 1 кВт.


      Для ряда перспективных применений  эксимерных  лазеров  требуются  как
высокая  средняя  мощность,  так  и  значительная  энергия  в  импульсе.   В
частности, создание ХеС1-лазера мощностью 1  кВт  является  одной  из  задач
Европейской программы  EUREKA.  В  рамках  этой  программы  немецкой  фирмой
Лямбда Физик был создан XeCl-лазер со средней мощностью  излучения  ~750  Вт
при энергии в импульсе ~ 1.5 Дж. Система питания лазера включала в себя  LC-
инвертор и  звено  магнитного  сжатия.  Недавно  был  сделан  XeCl-лазер,  в
котором средняя мощность 1 кВт была достигнута при  энергии  в  импульсе  10
Дж. Позже такой же уровень  средней  мощности  был  получен  в  ХеС1-лазере,
созданном  французской   компанией   Сопра   при   практически   аналогичных
параметрах лазерного  излучения  (энергия  в  импульсе  10  Дж  при  частоте
повторения ~ 100 Гц).
      Ранее накачка лазера осуществлялась с  помощью  LC-инвертора,  но  без
цепи магнитного сжатия. В коммутатором LC-инвертора  служили  6  тиратронов,
работающих  параллельно.  Высокие  (свыше  10  Дж)   энергии   в   схеме   с
классическим LC-инвертором можно получить лишь при увеличении как  давления,
так  и  зарядных  напряжений  LC-инвертора.  Однако  повышать   давление   в
газодинамическом контуре лазера крайне невыгодно  из-за  резко  возрастающих
требований к прочностным характеристикам лазера  и  системе  прокачки  газа.
Использовать слишком высокие  напряжения  (свыше  30  кВ)  также  невыгодно,
поскольку в этом случае  необходимо  применять  дорогие  и  не  отличающиеся
высокой надежностью высоковольтные коммутаторы.
      В этом пункте определены  условия  накачки  мощного  XeCl-лазера,  при
которых высокая энергия (~ 10 Дж) при частоте следования  ~  100  Гц,  может
быть достигнута при умеренных давлениях (до 5 атм.) и  зарядных  напряжениях
(~ 30 кВ).
      Модернизированная система накачки  лазера  содержала  два  параллельно
соединенных   генератора   импульсных   напряжений,   состоящих   из    двух
последовательно соединенных LC-инверторов. Такая система  накачки  позволяет
получать импульсное напряжение с амплитудой 100 кВ при зарядных  напряжениях
лишь 25 кВ и использовать для коммутации импульсов с частотой  повторения  ~
100 Гц недорогие, надежно работающие тиратроны.  Система  также  включает  в
себя  звено  сжатия  импульса  на  основе  магнитного  ключа   и   импульсно
заряжаемые конденсаторы, подключенные  к  электродам  лазера  с  минимальной
индуктивностью L к 25 нГн. Суммарная емкость конденсаторов  равна  суммарной
емкости генератора импульсных напряжений «в  ударе»  и  составляет  100  нФ.
Магнитный ключ выполнен в виде насыщаемого малоиндуктивного  цилиндрического
одновиткового дросселя с  сечением  сердечника  ПО  см2,  изготовленного  на
основе ленты шириной 20 мкм из  металлоаморфного  сплава  2НСР  с  индукцией
насыщения Bs= 1.4Тл.

      Поскольку  при  длительной  работе  эксимерного  лазера  в  импульсно-
периодическом  режиме  энергия  генерации  снижается  из-за  выработки  НС1,
неизменная средняя мощность  эксимерного  лазера  обычно  поддерживается  за
счет повышения зарядного напряжения U схемы накачки. Затем,  при  достижении
максимально допустимого значения uq, производится регенерация газовой  смеси
и долговременный цикл работы повторяется.  Таким  образом,  для  поддержания
средней мощности излучения  лазера  неизменной  необходимо  иметь  запас  по
энергии генерации лазера при максимально допустимом Ј0. В связи с  этим  был
предпринят поиск условий, обеспечивающих получение энергии  генерации  свыше
10 Дж в широком диапазоне  зарядных  напряжений,  не  превышающих  30  кВ  и
соответствующих надежному долговременному режиму работы тиратронов.
      На рис.1 представлены зависимости разрядного напряжения С/2 (кривые 1,
2) и амплитуды напряжения С/1 (кривая 3) на выходе  генераторов  импульсного
напряжения  от  С/о.  Прямая  6   показывает   величину   4   С/о,   которая
соответствует максимально возможным значениям C/i  и  С/2.  Кривыми  4  и  5
обозначены зависимости коэффициента  k  передачи  запасенной  в  генераторах
импульсного напряжения энергии в импульсно заряжаемую емкость  С.  На  рис.1
видно, что  с  ростом  С/о  амплитуда  генератора  U  сохраняет  максимально
возможное значение 4С/о вплоть до С/о ~ 23.5 кВ. Однако при  этом  амплитуды
С/2 напряжения на разряде существенно отличаются от  максимально  возможного
значения 4С/о (кривые 1, 2). Для d  =  8  см  это  обуславливает  достаточно
малый  коэффициент  передачи  энергии  k  =  0.56   (кривая   4),   которому
соответствует энергия генерации Е = 5.3 Дж и КПД ц  =  1.3%  (рис.4,  кривые
2). Увеличение d  до  9  см  приводит  к  возрастанию  амплитуды  разрядного
напряжения (кривые 1, 2) и повышению коэффициента передачи энергии  до  k  =
0.7 (кривая 5), что влечет за собой рост энергии генерации до 7.5 Дж  и  КПД
до 1.65% (рис.4, кривые 3).
      Экстраполяция  полученных  результатов  показывает,  что  если  дальше
увеличивать межэлектродное расстояние  лазера  d  до  10.6  см,  то  энергия
генерации Е « 10 Дж может быть получена с ц = 2.2% и k =  0.9  при  зарядном
напряжении  всего  лишь  23.5  кВ,  что  существенно  расширяет  возможности
поддержания киловаттного уровня мощности  излучения  при  длительной  работе
лазера.

[pic]
k
      Рис.1. Зависимости амплитуд напряжения на разрядном промежутке  лазера
(1,  2)  и  генератора  импульсных  напряжений  (3),  а  также  коэффициента
передачи энергии генератора в импульсно  заряжаемую  емкость  С  (4,  5)  от
зарядного напряжения для d = 8 (1, 4) и 9  см  (2,5);б-4Ј/0.  сокращается  с
240 до 190 не. Таким образом, энергия генерации существенно  повышается  при
увеличении скорости перекачки энергии  в  импульсно  заряжаемую  емкость  С.
Однако поскольку время полной перекачки энергии из  генераторов  импульсного
напряжения в емкость С  фиксировано  и  равно  300  не,  это  сопровождается
уменьшением k (кривая 5, рис.5) и соответственно ц (кривая 3, рис.4,6).
      Требуемого для увеличения энергии  генерации  значительного  повышения
С/о,  сопровождаемого  снижением  КПД,  можно  избежать  при  дополнительном
сжатии импульса  накачки.  Анализ  полученных  результатов  показывает,  что
введение дополнительного звена сжатия на основе  магнитного  ключа  позволит
получить при d = 10.6 см энергию генерации Е = 14 Дж с ц « 2.3%  при  С/о  =
27.5 кВ. Это является одной из  задач  программы  реализации  долговременной
устойчивой работы XeCl-лазера со средней мощностью излучения 1 кВт.
      Таким образом, нами исследованы характеристики широкоапертурного XeCl-
лазера  киловаттного  уровня  средней   мощности   (10   Дж,   100   Гц)   с
модернизированной системой питания в виде  последовательно  соединенных  LC-
инверторов и магнитного  звена  сжатия  импульса,  отличающейся  пониженными
зарядными напряжениями (С/о < 30 кВ). На основе анализа условий  возбуждения
активной среды лазера рассмотрена возможность реализации режима  с  выходной
мощностью 1 кВт, обеспечивающего  поддержание  неизменного  уровня  мощности
лазера при долговременной работе.

                2. Эффективная предионизация в ХеС1-лазерах.

      Предыонизация в ТЕА-лазерах является ключевым  фактором,  определяющим
такие характеристики, как энергия генерации, ее стабильность от  импульса  к
импульсу, время жизни газовой смеси. Использованная  еще  в  первых  моделях
TEA CO-лазеров и эксимерных лазеров  предыонизация  газа  УФ  излучением  от
рядов искр, расположенных по обеим сторонам разрядного  объема,  остается  в
настоящее время широко распространенной для лазеров с малой апертурой.  Так,
в коммерческих эксимерных лазерах, выпускаемых  фирмой  «Лямбда-Физик»,  для
апертур разряда порядка 1 см2 при оптимально малом энерговкладе искровая  УФ
предыонизация обеспечивает относительную  нестабильность  энергии  импульсов
генерации менее 1 % при времени жизни газовой смеси 20 млн
12345
скачать работу


 Другие рефераты
Информационные процессы
Свечение сопровождающее биологические реакции
Теория образования окисей азота в котельных установках средней мощности
Передача данных в компьютерных сетях


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ