Разрядный канал

Тлеющий разряд. При понижении давления газа в разрядном промежутке разрядный канал становится более широким, а затем светящейся плазмой оказывается равномерно заполнена вся разрядная трубка. Этот вид самостоятельного электрического разряда в газах называется тлеющим разрядом (рис. 167). [c.171]

Диффундируя за пределы разрядного канала в зону с более низкой температурой, атомы вновь воссоединяются в первоначальные соединения, и образуется замкнутый цикл (или циклы), который поддерживает достаточную упругость пара в разряде. [c.24]

В случае когда газ возбуждается током, текущим поперек оси резонатора (например, если оба электрода расположены вдоль оси резонатора см, рис. 3.16,6), надежное определение пространственного распределения скорости накачки становится затруднительным. Действительно, на распределение влияют форма электродов, тип и геометрическое расположение иногда используемых дополнительных источников ионизации, а также характеристики потока газовой смеси в разрядной трубке. Экспериментальные измерения результирующей инверсии населенностей свидетельствуют о довольно неоднородном и асимметричном распределении накачки при таком виде разряда (обычно наблюдается 50 %-ное изменение скорости накачки от центра разрядного канала к периферии). [c.150]

Для воспроизведения голографических изображений, в особенности больших размеров, со значительной глубиной передаваемого пространства и для больших аудиторий целесообразно применение лазеров на парах металлов, например меди. Активный элемент лазера — газоразрядная трубка, содержащая медь. Разрядный канал нагревают до температуры около 1500°С, что обеспечивает необходимое давление паров меди. Газоразрядные трубки вследствие такой высокой температуры изготавливают из окиси алюминия или окиси бериллия. Для предотвращения конденсации паров металла на холодных торцевых окнах в трубку добав- [c.48]

Рис. 3.3. Распределение относительной плотности мощности излучения накачки в поперечном сечении активного элемента (диаметр зеркального отражателя — 5 см, активного элемента — 1,5 см, разрядного канала — 0,7 см) отношение расстояния между осями лампы и активного элемента к диаметру отражателя 0,26 (кривые / и 3) и 0,7 (кривые 2 к 4)

В НИР Криолит-1 были рассмотрены основные типы конструкций АЭ и требования к его узлам при длительной эксплуатации в условиях высоких температур. Материалы, применяемые в АЭ, должны обладать низким газовыделением и малой теплоемкостью, теплоизолятор — низкой теплопроводностью, причем следует исключить попадание его в разрядный канал, расплавленная медь не должна перекрывать апертуру канала, применяемые материалы должны быть химически совместимыми и т.д. Таким образом, оптимальное конструирование АЭ сводится в первую очередь к выбору разумных компромиссов между [c.22]

В ОКР Квант (1981-1982 гг.) разработан АЭ с минимальной наработкой не менее 500 ч, временем готовности не более 50 мин и усилением не менее 30 дБ для применения в качестве усилителя яркости изображения в проекционных микроскопах типа ЛПМ-1000 и технологических установках типа Луч-30 . АЭ Квант в соответствии с техническими условиями (ТУ) имеет условное обозначение УЛ-102. Отношение длины разрядного канала (400 мм) к диаметру апертуры АЭ (20 мм), определяющее поле зрения микроскопа, составляет 20 1. Мощность излучения прибора в режиме генератора равна 5-7 Вт. [c.23]

Двухслойный теплоизолирующий элемент 5, расположенный между разрядным каналом 1 и вакуумноплотной стеклянной оболочкой 6 диаметром 70 мм, при потребляемой мош,ности 2,3-2,5 кВт от выпрямителя источника питания ИП-18 поддерживает оптимальную рабочую температуру стенки разрядного канала ( 1550°С) в процессе длительной наработки. Внешний слой теплоизолятора выполнен из волокнистого каолинового материала ВК-1 с диаметром волокна менее 4 мкм, а внутренний, непосредственно прилегающий к разрядному каналу, — из электрокорундового шлифпорошка № 12 с размерами частиц более 80 мкм (процентное содержание таких частиц превышает 97%). [c.31]

Внешний вид АЭ ГЛ-201 представлен на рис. 2.4, конструкция — на рис. 2.5. К электродному узлу со знаком - (катод, см. рис. 2.4), подключается импульсное высоковольтное напряжение для питания АЭ, к электроду со знаком + (анод) — земля , обычно через обратный коаксиальный токопровод для уменьшения индуктивности разрядной цепи. Основными узлами конструкции АЭ (рис. 2.5) являются разрядный канал 1, включающий генераторы 2 и конденсоры [c.36]

Разрядный канал, генераторы и конденсоры паров меди [c.36]

Генераторы паров меди. Генераторы паров меди 2 (см. рис. 2.5) установлены в местах соединений трубок разрядного канала с втулками — на внутренней поверхности втулок. Высота генераторов равна зазору между трубками канала (20 мм). Долговечность АЭ в конечном итоге определяется запасом рабочего вещества (меди) в этих генераторах и скоростью его ухода на холодные концы канала. Но к генераторам предъявляются дополнительные жесткие требования, от которых зависит эффективность и долговечность АЭ. Материалы гене- [c.38]

Конденсоры паров меди. Конденсоры паров меди 3 (см. рис. 2.5) расположены на концах разрядного канала в зоне конденсации паров меди. (Конструкция конденсора представлена на рис. 2.7.) Они находятся между приэлектродными керамическими втулками длиной 40 мм и концевыми трубками разрядного канала длиной 70 мм. Зона конденсации паров меди была определена экспериментально. В разрядном канале АЭ Кристалл вместо конденсоров и при-электродных керамических втулок длиной 40 мм были установлены цельные керамические трубки. После ЗОО-ч наработки прибор был разобран и измерена длина зоны в этих трубках, где имелись [c.44]

Кроме того, конструктивно электроды должны быть такими, чтобы не перекрывать апертуру разрядного канала, и должны располагаться так, чтобы длина разрядного промежутка была близка к размеру активной зоны. [c.46]

В США первым саморазогревным ЛПМ был лазер, который сконструировал Т.С.Фален (1974 г.), на полом медном катоде со средней мощностью излучения 270 мВт, ЧПИ 12 кГц и КПД 0,025% [94]. Этот ЛПМ в 1975 г. впервые был использован для накачки ЛРК [95]. Об обычном саморазогревном ЛПМ сообщено в работах Т. В. Карраса с сотр. [96, 97] (1975 г.). Один из ЛПМ, диаметр и длина разрядного канала АЭ которого 8,5 и 350 мм [c.15]

Ряд американских фирм начал разработку коммерческих отпаянных ЛПМ с воздушным охлаждением. Например, фирма Laser Now рекламирует ЛПМ модели VL-5W и VL-10W. Средняя мощность излучения модели VL-5W (диаметр разрядного канала 14 мм) составляет около 5 Вт, VL-10W (диаметр канала 20 мм) — 10 Вт при ЧПИ 20 кГц. Минимальный срок службы АЭ VL-5W — 800 ч, VL-10W - 500 ч. [c.16]

В НИР Криолит с целью снижения рабочей температуры ЛПМ (примерно на 1000 °С) были проведены экспериментальные исследования с использованием галогенидов меди в качестве активного вещества. Наилучшие результаты получены с однохлористой медью ( u l). При давлениях неона 10-15 ммрт.ст. практический КПД достигал 1% (при средней мощности излучения 16 Вт). В качестве вакуумноплотной оболочки АЭ использовалась кварцевая трубка с внешней теплоизоляцией. Внутри оболочки были установлены легковесные шамотные диски с диаметром отверстия 20 мм для образования разрядного канала. Рабочее вещество — галогенид меди — закладывалось между шайбами на внутреннюю поверхность кварцевой оболочки. Основными недостатками этого лазера являются большой расход рабочего вещества и нестабильность параметров выходного излучения. [c.22]

В активной среде АЭ импульсного ЛПМ максимальная генерация обеспечивается при температурах разрядного канала 1500-1600°С, когда концентрация атомов меди составляет 10 -10 см . Поэтому при создании АЭ, обладающих высокой эффективностью (мощностью и КПД), долговечностью, сохраняемостью и стабильными воспроизводимыми параметрами, предъявляются повышенные требования к его отдельным элементам, узлам и конструкции в целом. Выбор материалов элементов конструкции АЭ ограничивается комплексом жестких требований они должны иметь высокую термическую устойчивость, химическую стойкость и взаимную совместимость при высоких температурах, стойкость против действия расплавленной меди, малое газоот-деление, низкую теплопроводность, высокую механическую прочность и вакуумную плотность при длительной работе в условиях высоких температур, нетоксичность, приемлемую стоимость. [c.28]

В основу конструкции промышленных отпаянных АЭ на парах меди заложен принцип саморазогрева при внутривакуумном расположе-ним теплоизолятора, предложенный в 1974 г. совместно сотрудниками ФИАН СССР им. П. Н. Лебедева и НПП Исток [121]. Конструкция саморазогревного АЭ представлена на рис. 2.1. АЭ состоит из разрядного канала 1, электродных узлов 2, активного вещества (меди) 3, вакуумноплотной оболочки 4, тугоплавкого порошкового теплоизолятора 5 и окон 6 для выхода лазерного излучения. В соединении 7, между торцами разрядной трубки 1 и электродными узлами 2, имеется [c.28]

Рис. 2.1. Конструкция саморазогревного АЭ 1 — разрядный канал 2 — электродные узлы 3 — рабочее вещество 4 — вакуумноплотная оболочка 5 — тугоплавкий порошковый теплоизолятор 6 — выходные окна 7 — соединительные узлы

Рис. 2.2. Конструкция отпаянного саморазогревного АЭ ТГЛ-5 1 — разрядный канал 2 — генераторы паров меди 3 — конденсоры паров меди 4 — электродные узлы 5 — комбинированный теплоизолятор 6 — вакуумноплотная

Шлифпорошок с такими размерами частиц выбран из тех соображений, чтобы он не высыпался в разрядный канал через зазоры в его соединениях. Содержание AI2O3 в шлифпорошке № 12 составляет 96,7-99,45%, т. е. близко к содержанию его в разрядной трубке. Химический состав ВК-1 50-45% AI2O3 и 45-50% Si02. Теплофизические свойства материала ВК-1 существенно превосходят свойства шлифпорошка №12, но рабочая температура его не более 1100°С. Через полированные окна 7 из у виолевого стекла УТ-49 идет выход лазерного излучения. Выходные окна приварены пламенем газовой горелки к концевым секциям из стекла С52-1. [c.31]

При эксплуатации ЛПМ Криостат потребителями и создателями (НПП Исток ) были выявлены многие существенные технологические и конструкционные недостатки. В частности, практический КПД оказался низким из-за относительно высокой потребляемой мощности (2,3-2,5 кВт) и низкой выходной мощности излучения (3-6 Вт) вследствие неэффективных условий накачки низкими были и удельные массогабаритные показатели. Высокая потребляемая мощность обусловлена низкой эффективностью теплоизолятора. Имели место частые механические разрушения разрядного канала из-за отсутствия тепловых развязок на его концах, необходимых для обеспечения свободного удлинения канала в процессе разогрева АЭ (канал удлиняется на 10 мм), деформации разрядных трубок при случайных перегревах из-за малой толщины их стенок (1,5 мм). Деформации приводят к уменьшению апертуры канала и как следствие к уменьшению мощности излучения. При длительной наработке (сотни часов) появляются капли меди непосредственно на внутренней поверхности концов канала, перекрывающие частично его апертуру, и происходит запыление внутренней поверхности выходных окон (из-за отсутствия ловушек в концевой секции). Зазоры в соединениях канала негерметизированы, и из-за ухода через них паров меди снижается долговечность АЭ. Окна, установленные под углом 90° к оптической оси АЭ, и сконденсированные на концах канала капли меди способствовали обра- [c.32]

АЭ УЛ-101 был разработан в 1977 г. в рамках ОКР Криоген-1 . Это первый отечественный промышленный оптический квантовый усилитель яркости изображения, предназначенный для комплектования лазерных проекционных микроскопов типа ЛПМ-1000 с целью визуального контроля изделий микроэлектроники. Конструкция АЭ УЛ-101 (диаметр и длина разрядного канала 20 и 400 мм соответственно) по существу аналогична конструкции отпаянного саморазогревного АЭ ТЛГ-5 со всеми ее недостатками. К тому же, как выяснилось, была допущена существенная ошибка в конструкции генераторов паров меди. Эти генераторы были установлены на наружной поверхности керамических трубок разрядного канала в танталовых обоймах, и в местах установки в керамических трубках были просверлены отверстия для поступления паров меди в разрядный канал. Но в условиях высоких температур между танталовой обоймой и керамической трубкой из-за различных коэффициентов термического расширения образуется зазор и часть расплавленной меди выливается в теплоизолятор. Часто отверстия в керамике зарастают и в активной среде не достигается оптимальная концентрация паров меди. Такая конструкция снижает как мощность излучения, так и срок службы АЭ. Но следует отметить два положительных момента. Во-первых, вакуумноплотная оболочка АЭ была изготовлена из металлокерамических секций, что придавало ему повышенную механическую прочность во-вторых, выходные окна были установлены под углом 85° к оптической оси с целью устранения обратной паразитной связи. [c.33]

Рис. 2.5. Конструкция первого промышленного отпаянного саморазогревного АЭ серии Кристалл ГЛ-201 1 — разрядный канал 2 — генераторы паров меди 3 — конденсоры паров меди 4 — катод 5 — анод 6 и 7 — теплоизоляторы 8 — вакуумноплотная оболочка 9 — соединительные втулки 10 — концевые секции И — штенгеля 12 — выходные окна

Выбор материала и конструкции разрядного канала. Керамика из AI2O3 широко применяется в вакуумной технике, в том числе и при высоких температурах [177]. И тем не менее даже в настоящее время трудно иметь полное представление о ее поведении в процессе длительного срока службы при воздействии различных факторов (температуры, среды, нагрузок и т.д.). В работе [178] показано, что наиболее сильное влияние на свойства керамики оказывает высокая температура при длительном нагреве изменяется ее микроструктура — происходит так называемое термическое старение. Этот процесс связан с рекристаллизацией (ростом кристаллов) керамики, сопровождающейся уменьшением ее кажущейся плотности, прочности, термостойкости, теплопроводности, ползучести и испарения. Керамика из окиси алюминия подвергается существенному старению даже при относительно невысоких температурах, если время нагрева составляет тысячи часов. Термическая обработка (выдержка) корундовой керамики при 1300 °С в течение 500, 1000 и даже 2000 ч практически не приводит к заметному изменению ее структуры. Нагрев до 1700°С вызывает резкие изменения уже в первые часы работы. Установлено [178], что прочность спеченной керамики после нагрева в вакууме при 1900 °С в течение 10 ч снижается примерно в четыре раза, при этом размер кристаллов увеличивается в шесть раз. Поэтому керамика А-995, работающая в АЭ на парах меди при температурах 1500-1600 °С, с целью сохранения ее свойств предварительно подвергается обжигу при более высоких температурах. В нашем случае температура обжига составляет (1700 20) °С. [c.37]

Основу разрядного канала 1 (см. рис. 2.5) составляют пять керамических трубок с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенки 3 мм, из которых три центральные имеют длину 195 мм, а две концевые — 70 мм. Между собой трубки соединяются 40-мм керамическими втулками. В местах соединений они взаимно перекрываются на 10 мм. В процессе сборки разрядного канала на внешние концевые поверхности трубок, на участки их перекрытия с втулками, а также в местах их перекрытий с конденсорами паров меди 3 наносится герметизирующий состав — высокотемпературный цемент из мелкодисперсного порошка. Состав порошка 98-99% AI2O3 и 2-1% Ti02. При тренировке АЭ, когда температура канала возрастает от 20 до 1600 °С, цемент спекается. Благодаря этому конструкция канала становится цельной и ей придается повышенная механическая жесткость. Возможность попадания теплоизолятора в активный объем и уход паров меди из этого объема через зазоры соединений практически устраняются. И истощение запасов меди из генераторов 2 определяется только скоростью диффузионного ухода паров меди вдоль разрядного канала на относительно холодные его концы, где расположены конденсоры 3. [c.38]

Выбор конструкции генератора. На рис. 2.6 представлены различные конструкции генераторов паров меди. В первых образцах отпаянных саморазогревных АЭ медь в виде спирали из проволоки устанавливалась непосредственно на внутреннюю поверхность соединительных керамических втулок канала (рис. 2.6, а). В рабочем состоянии расплавленная медь 1 собирается в виде капли (из-за плохого смачивания керамики А-995) и частично перекрывает апертуру разрядного канала. Застывшая капля меди в холодном АЭ сцеплена с керамикой непрочно и при трясках и ударах легко отрывается и перемещается в концевые зоны. В первом промышленном АЭ ТЛГ-5 медь 1 располагалась внутри покрытой медью молибденовой втулки 2 (рис. 2.6, б). Шести генераторов, в каждом из которых масса меди составляла 2 г, при давлении неона pNe = 200 мм рт. ст. было достаточно для работы АЭ в течение более чем 2000 ч [122]. К недостаткам данной конструкции следует отнести, во-первых, частичное перекрытие апертуры канала расплавленной медью, но в меньшей степени, чем у первой конструкции (благодаря хорошему смачиванию молибдена медью, однако часто полного смачивания не происходило, вероятно, из-за образования окислов). Во-вторых, как и в первой конструкции, имелась возможность выплескивания расплавленной меди из генератора при отклонении АЭ от горизонтального положения. По этим причинам в последующей разработке, а именно в АЭ УЛ-101, генераторы меди были вынесены на внешнюю поверхность трубок разрядного канала (рис. 2.6, в). Медь 1 устанавливается в виде двух полуколец в проточки [c.41]

Рений и вольфрам в качестве подложек генераторов АЭ не использовались ввиду дефицитности первого и повыщенной хрупкости второго материала. Ниобий более интенсивно, чем тантал, поглощает остаточные газы и разрушается. Были опробованы генераторы металлопористой конструкции, изготовленные из материала, представляющего собой медно-вольфрамовый псевдосплав [185]. Этот материал является тесной механической композицией меди и вольфрама, полученной прессованием их порошков с последующим спеканием. Спекание производится при температуре выше точки плавления меди (1250-1350°С). Другой метод, позволяющий получить такой материал с более высокой плотностью, состоит в том, что на первой стадии прессуется и спекается только один вольфрам. Затем пористое тело пропитывается расплавленной медью. Изготовленный по такой технологии в НПП Исток материал содержит 30 вес.% меди. Генератор из этого материала (рис. 2.6, (5) испытывался в АЭ ГЛ-201. Но примерно через 600 ч работы на одной трети разрядного канала как со стороны катода, так и со стороны анода импульсный разряд начинал шунтироваться по внутренней поверхности канала, вся вводимая в АЭ мощность выделялась на оставшемся центральном участке и канал разваливался. Анализ состояния внутренней поверхности канала после разборки АЭ показал, что проводящие участки покрылись чистым вольфрамом. Испытывался также генератор медно-молибденового состава. Проводящая пленка на внутренней поверхности разрядного канала не образовывалась. По мере истощения меди цилиндрические генераторы из псевдосплава деформировались. Через 600 ч из-за деформации генератора апертура канала перекрывалась на 15%. Другой недостаток такого генератора — малый запас меди (примерно в три раза меньше, чем в генераторах других конструкций). [c.43]

Ни в одной работе по ЛПМ не приводилось данных о катодах, которые обеспечивали бы устойчивое горение разряда при высоких давлениях неона и длительной наработке. Исключением является работа [194], в которой удалось поднять давление неона с 40 до 100 мм рт. ст. за счет протачивания в полом медном цилиндре кольцевых канавок размером в доли миллиметра, т. е. за счет достижения эффекта полого катода. В большинстве известных работ по ЛПМ давление буферного газа неона составляет 10-50 мм рт. ст., при котором разряд с катода горит диффузно. В качестве катода чаще всего применяют полые цилиндры из различных материалов (Nb, Та, Мо и др.), а в ряде работ используют электроды из ламп вспышек с медными стружками . В этих случаях удельные электрические и тепловые нагрузки минимальны и практически в качестве катода может работать любой металлический материал. В 1980 г. нами исследован АЭ с медным полым цилиндрическим катодом с продольными канавками на внутренней поверхности и с внешним радиатором для естественного охлаждения. Рабочий (внутренний) диаметр катода был равен 22 мм, длина 40 мм. Диаметр разрядного канала составлял 15 мм, длина 810 мм. При ЧПИ 9,5 кГц, Снак = 2200 пФ, С б = = 235 пФ и потребляемой мощности Рвыпр = 2,7-2,8 кВт изменение давления от 20 до 760 мм рт. ст. привело к снижению мощности излучения с 14 до 8 Вт. При pNe < 50 мм рт. ст. разряд горел диффузно со всей внутренней поверхности цилиндра, а при pNe > ЮО мм рт. ст. разряд локализовался в пятно малого диаметра и перемещался по всей поверхности, интенсивно распыляя материал (медь). Эффективность работы данного медного катода такая же, как и в работе [194. [c.51]

Смотреть страницы где упоминается термин Разрядный канал : [c.8] [c.240] [c.147] [c.113] [c.226] [c.12] [c.14] [c.16] [c.19] [c.19] [c.20] [c.21] [c.21] [c.22] [c.23] [c.26] [c.29] [c.31] [c.32] [c.37] [c.39] [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...