Stabilization of the uniform discharge in fast gas flow and development of the efficient gas lasers




High power uniform glow discharge in a fast gas flow is stabilized by means of original combined discharge technology: longitudinal direct current glow discharge (DC) is sustained by capacitively coupled periodic-pulsed (CPD) discharge. Combined discharge technology does not require power consuming gas dynamical stabilization techniques so that system design may be simplified with increased efficiency. The influence of different factors on the stability and homogeneity of DC-CPD characteristics has being studied under fast-axial-flow conditions. Methods for optimization of the shape and mutual arrangement of DC-CPD electrodes together with adequate flow channel design permit to obtain more than 2.2 kW/m of the active length CW and periodic-pulsed laser power with discharge efficiency 20% on the reliable and relatively simple laser device. Possibilities of laser power scaling were approved. The sustaining of continuous optical discharge (COD) in argon and air under atmospheric pressure was demonstrated.

Методы стабилизации однородного разряда в потоке газа и разработка эффективных газовых лазеров

Для стабилизации мощного однородного тлеющего разряда в потоке газа применяется оригинальная технология комбинированного разряда: продольный разряд постоянного тока (РПТ), поддерживаемый емкостным импульсно-периодическим разрядом (ИР). Комбинированный разряд не требует газодинамических методов стабилизации, что позволяет повысить КПД устройств на основе РПТ-ИР. Исследовано влияние различных факторов на стабильность и однородность характеристик РПТ-ИР в схеме с быстрой осевой прокачкой. Разработаны методы оптимизации формы и взаимного расположения электродов РПТ-ИР, что при соответствующей организации потока газа позволило получить лазерную мощность более 2.2 кВт с метра активной длины в непрерывном и импульсно-периодическом режиме при КПД 20% в относительно простой по конструкции и надежной лазерной установке. Подтверждена возможность увеличения мощности путем масштабирования. На установке продемонстрирована возможность поддержания непрерывного оптического разряда (НОР) в атомарных и молекулярных газах при атмосферном давлении.

тлеющий разряд, комбинированный разряд, стабилизация однородного разряда, газовые лазеры, непрерывный оптический разряд, импульсно-периодический разряд