Ионные лазеры на аргоне и криптоне

Несмотря на то, что прогресс в развитии твердотельных лазеров существенно потеснил ионные лазеры во многих областях, целый ряд особенностей делает последние незаменимыми там, где требуется излучение на нескольких линиях одновременно или сверхвысокая стабильность центральной длины волны. Голография, запись информации, шоу-бизнес по прежнему требуют именно ионных лазеров, и здесь фирма Coherent обладает уникальным опытом разработки и производства. В настоящее время выпускается ряд моделей среднего (INNOVA 70C, 90C, 300 C) и большого (INNOVA Sabre) классов. Почти все они - с опциями для генерации второй гармоники.

Особенности дизайна разрядных трубок ионных лазеров

Разрядная трубка - это основной элемент ионного лазера, работающий в экстремально тяжёлых условиях. Она должна не просто выдерживать температуру в разряде в несколько тысяч градусов, но и обеспечивать при этом минимальные напряжения и деформации. Чтобы понять, каким образом удаётся достигнуть высокой долговечности разрядных трубок (5000 часов при работе в видимой области, 3500 часов в ультрафиолете), стоит обратиться к истории их разработки и усовершенствования, которая (в случае с фирмой Coherent) насчитывает не менее 30 лет:

  • 1975 Материал выходного брюстеровского окна заменён с плавленого на кристаллический кварц. Кристаллический кварц не образует центров окраски под действием ультрафиолетового излучения разряда. Увеличена доступная мощность в УФ диапазоне.

  • 1981 Разработана новая, металло-керамическая технология изготовления труб. Улучшена герметичность, исключена возможность появления примесей.

  • 1985 Выходное брюстеровское окно сделано с просветлённым покрытием. Дальнейшее снижение образования центров окраски повышает время жизни труб при работе в УФ диапазоне более чем до 1000 часов.

  • 1988 Оптимизация давления рабочего газа повышает время жизни катода и уменьшает эрозию внутренних диафрагм.

  • 1989 Созданы трубки с запаянным зеркалом. Устранение анодного окна повышает время жизни на 500-1000 часов. При работе в УФ диапазоне времена жизни трубок также увеличиваются до 2000 часов и выше.

  • 1991 Разработана новая, более прочная керамика. Улучшена сопротивляемость трубок термическим нагрузкам.

  • 1994 Разработан новый сплав для припоя, с уменьшенным коэффициентом теплового расширения. Дальнейшее уменьшение термических нагрузок на трубку.

  • 1995 Созданы трубки серии V, с оптимизированной системой каналов для внутренней рециркуляции газа. Улучшена работоспособность катода и его время жизни. Поломка катода перестала быть основным механизмом выхода трубок из строя. Среднее время жизни при работе в УФ диапазоне превысило 3500 часов, при работе в видимом диапазоне - превысило 5000 часов (зарегистрированный рекорд - 36481 час работы)!