Диссертация - Разработка и исследование промышленных отпаянных лазеров на парах меди мощностью 10-50 Вт для технологического и медицинского применений
Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ
СТР.
ВВЕДЕНИЕ...*... 7
ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРВОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ОТПАЯННОГО САМОРАЗОГРЕВНОГО ЛАЗЕРНОГО АЭ НА ПАРАХ МЕДИ
«КРИСТАЛЛ-1» (ГЛ-201) С МОЩНОСТЬЮ ИЗЛУЧЕНИЯ БОЛЕЕ 10 ВТ... 15
1.1. Основа конструкции отпаянного саморазогревного АЭ...*... 15
1.2. Конструкция, параметры и недостатки первого ЛПМ "Криостат-
1" с отпаянным саморазогревным АЭ ТЛГ-5"... 17
1.3. Конструкция, параметры и недостатки отпаянного саморазогревного АЭ УЛ-101... 22
1.4. Выбор направлений развития промышленных отпаянныхсаморазо-гревных АЭ... 23
1.5. Конструкция промышленного отпаянного саморазогревного АЭ «Кристалл-1» (ГЛ-201)... 24
1.5.1. Основные конструкционные узлы АЭ ГЛ-201... 26
1.5.2. Выбор материала и конструкции разрядного канала... 26
7.5.3. Генераторы паров меди... 31
1.5.3.1. Выбор материала подложки генератора... 31
1.5.3.2.Выбор конструкции генератора... 34
1.5.4. Конденсоры паров меди... 38
1.5.5. Электродные узлы... 40
1.5.6. Теплоизолятор... 43
1.5.7. Вакуумная оболочка... 47
1.5.8. Концевые секции... 48
1.5.9. Технология тренировки АЭ... 48
1. б. Основные параметры АЭ «Кристалл-1» (ГЛ-201)... 49
1.6.1. Зависимость выходных параметров от условий возбуждения и
давления буферного газа... 49
СТР. 1.6.2.ДолговечностьАЭ... 56
1.6.3. Сохраняемость A3... 66
1.6.4. Конструкция A3 «Кристалл-1» (ГЛ-201) — основа для создания нового поколения высокоэффективных и долговечных A3 серии «Кристалл»
(ГЛ-205А,Б,ВиГ)... 67
Результаты и выводы... 67
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ НАКАЧКИ, ДАВЛЕНИЯ БУФЕРНОГО ГАЗА И КОНСТРУКЦИИ ГЕНЕРАТОРОВ ПАРОВ МЕДИ НА КПД
.; И МОЩНОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛПМ... 72
1 2.1.Сравнительный анализ эффективности накачки высоковольтного
импульсного модулятора с разными электрическими схемами исполнения 72
2.2. Исследование характеристик ЛПМ с танталовыми генераторами паров меди от условий накачки и давления буферного газа... 81
2.3. Исследование характеристики ЛПМ со свободным расположением меди и с эльканатами состава W-Cu и Мо~Си в качестве генераторов паров меди с эффективной накачкой от давления буферного газа... 88
2.4. Исследование характеристик ЛПМ с генераторами паров меди на молибденовой подложке от условий накачки и давления буферного газа... 93
2.4.1. Конструкция генератора меди, влияние водорода на эффективность его работы... 93
2.4.2. Результаты исследований с прямой схемой накачки... 94
2.4.3. Результаты исследований со схемой емкостного удвоения напряжения и звеном магнитного сжатия импульсов накачки... 98
Резу л ьтаты и выводы... 105
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА ВЫХОДНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЛПМ И ЕГО ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ, ВРЕМЕННЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ... 108
4
СТР.
3.1. Особенности формирования излучения ЛПМ и цель исследований... 108
3.2. Экспериментальные установки, методики и средства измерений... 109
3.3. Структура и характеристики излучения ЛПМ в режиме сверхсветимости — без зеркал и с одним зеркалом... 112
3.4. Структура и характеристики излучения ЛПМ с плоским и плоскосферическим резонаторами... 114
3.5. Структура и характеристики излучения ЛПМ с HP телескопического типа... 119
3.5.1. Многопучковость структуры излучения, распределение интенсивности в ближней и дальней зонах. Динамика формирования пучков излучения... 120
3.5.2. Зависимость пространственных, временных и энергетических характеристик от увеличения телескопического HP и условий возбуждения... 126
3.5.3. Структура и характеристики излучения ЛПМ с телескопическим резонатором с отверстием в центре «глухого» зеркала... 132
3.6. Структура и характеристики излучения ЛПМ с одним выпуклым зеркалом... 133
3.6.1. Структура излучения. Распределение интенсивности в ближней и дальней зонах... 134
3.6.2. Зависимость характеристик пучков излучения от радиуса кривизны выпуклого зеркала и условий возбуждения... 136
Результаты и выводы... 145
ГЛАВА 4. НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТПАЯН-НЫХ САМОРАЗОГРЕВНЫХ АЭ НА ПАРАХ
МЕДИ «КРИСТАЛЛ» С МОЩНОСТЬЮ ИЗЛУЧЕНИЯ 3 0-5 5 ВТ... 148
4.1. Параметры, габаритные и присоединительные размеры, масса, внешний вид, и конструктивные особенности отпаянных АЭ серии
5
СТР.
«Кристалл» и «Кулон»... 148
4.2 Конструкция АЭ «Кристалл»... 154
4.3. Влияние водорода на эффективность работы отпаянных АЭ серии «Кристалл»... 159
4.4. Зависимость мощности излучения АЭ «Кристалл» от давления буферно-го газа и ЧПИ... 164
4.5. КПД отпаянных АЭ «Кристалл»... 166
4.6. Отпаянные АЭ на парах золота... 168
4.7. Сравнительный анализ эффективности отпаянных лазеров с
зарубелен ым и аналогам и... 169
4.8. Годовой выпуск отпаянных АЭ и основные области применения... 171
Результаты и выводы... 173
ГЛАВА 5. ЛПМ С ОТПАЯННЫМИ АЭ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНСКИХ
И ТЕХНО-ЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ... 177
5.1. Одноканальный ЛПМ «Курс» (ЛГИ-202) с мощностью излучения 20-
25 Вт... 177
5.2. Двухканальный ЛПМ «Карелия» с мощностью излучения качественного пучка 20-40 Вт... 182
5.3. Медицинские установки «Янтарь-2Ф» и «Яхрома-2»... 188
5.3.1. Медицинская установка «Янтаръ-2Ф»... 189
5.3.2. Медицинская установка «Яхрома-2»... 194
5.4. Возможности излучения ЛПМ для прецизионной [микро]обработки и макет АЛТУ"Каравелла"... 199
5.4.1. Возможности излучения ЛПМ для прецизионной [микро]обработки материалов... 199
5.4.2. Исследования по прецизионной обработке на экспериментальном
образце ЛПМ «Карелия»... 202
5.4.3 АЛТУ «Каравелла» 206
6
СТР.
5.4.3.1. Состав и основные параметры АЛТУ "Каравелла "... 206
5.4.3.2. Влияние пространственно-временной и энергетической структуры излучения на параметры прецизионной обработки... 211
5.4.3.3. Основные результаты по прецизионной обработке материалов
на АЛТУ «Каравелла»... 214
5.4.4. Основные направления и области технологического применения
ЛПМ... 218
Результаты и выводы... 221
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ... 225
ЛИТЕРАТУРА... 230
