一種以空氣為介質的紫外雷射產生裝置的製作方法

2023-09-23 17:22:40 1

專利名稱：一種以空氣為介質的紫外雷射產生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種簡單的雷射產生裝置，特別是涉及一種利用空氣 中的放電輸出紫外雷射的雷射產生裝置。
技術背景雷射是一種亮度非常高的新型光源，它給我們的現代生活帶來了很大 的方便。雷射器有氣體雷射器、固體雷射器、染料雷射器和半導體雷射器 等。 一般氣體雷射器都要由由反射鏡構成的諧振腔，並在諧振腔內充入各 種氣體，和在諧振腔中的電極組成。這類氣體雷射器結構較為複雜，兩反 射鏡必須嚴格平行，而且現有這類雷射器輸出的光都在可見光以及紅外波 段，紫外波段的雷射輸出大多靠和頻(倍頻)和其他更為複雜的裝置來實 現。發明內容本實用新型的目的在於提供一種結構簡單到可以在中小學實驗室中 隨時搭建、工作在紫外波段、用於課堂實驗演示的以空氣為介質的紫外激 光產生裝置。本實用新型是這樣來實現的本實用新型提供的紫外雷射的產生裝置，基本原理如圖1所示，包括 至少兩塊極板和一臺高壓電源，其特徵在於所述的兩塊極板的一側邊加 工成刀口狀作為電極，兩塊極板加工為刀口狀的兩個側邊相對放置，並且兩塊極板的刀口之間設置有空隙，所述的高壓電源與兩塊極板的電極相連 接。當兩塊極板分別接通直流高壓電的兩極後，在刀口處強電場會將空氣 擊穿，並發生放電現象，擊穿放電的過程可以使空氣中的氮分子得到激發。 在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續的擊穿放電並造成 氮分子的激發，就可以在沿刀口方向上，聚集大量的處於激發態的氮分子， 形成一個放大通道。沿此通道方向，激發分子發出的光得到放大，最終在 沿刀口方向上產生雷射(圖1)。在上述的技術方案中，為了改善放電的穩定性，還包括電阻，所述的電阻串聯在高壓電源與第一極板和第二極板的電路中，該電阻為在1-IO兆歐姆範圍內可調的電阻。在上述的技術方案中，為了改善放電的穩定性和放電區域的長度，包 括一塊中間極板，該中間極板的兩側邊都加工成刀口狀，並平行放置在第一極板和第二塊極板中間，高壓電源與第一極板和第二極板電連接；如果 將第二塊電極板與中間極板的刀口輕輕地接觸，它們之間形成了放電火花 隙，調節第一塊極板和第二塊極板之間的間距以及電阻大小，當該間距約 為1毫米時，可以產生穩定的放電；並實現紫外波段的雷射輸出。採用了 三塊極板結構，極大地延長了放電條長度和放電穩定性。在上述的技術方案中，所述的極板可採用鋁板、銅板、等金屬材料。 該極板厚度約為0.5 — 1釐米。在上述的技術方案中，高壓電源可以是標準的直流高壓電源，物理實 驗演示用的摩擦起電機或電壓實驗室的電壓可變式高壓電源。本實用新型的空氣雷射器與現有雷射器相比，具有如下優點1、 雷射介質簡單，是無處不在的空氣。2、 使用器件簡單，使用中小學實驗室中的元件和工具。3、 結構簡單，體積小，可作課堂實驗演示。4、 操作簡單， 一般中小學生均可操作，並進行雷射原理演示。5、 實現紫外波段的雷射輸出。


. 圖1是本實用新型的紫外雷射的產生裝置的基本原理圖 圖2是本實用新型的紫外雷射的產生裝置的結構示意圖 l一第一極板3—中間極板 2--放電火花 4一第二極板 5—光束 .6--高壓直流電源7—可調電阻 8—刀口具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的結構進行詳細地說明 實施例1參考圖1，製作本發明的空氣雷射器，使用了容易加工的鋁板作為極板， 鋁板電極設計成12釐米X4釐米和6釐米X4釐米兩種尺寸，厚度為0. 5 釐米；並把2塊鋁板的一側加工成刀口 8，製作成第一極板1和第二極板4， 並把第一極板1和第二極板4上除刀口外的其它所有銳角都加工成圓弧形， 以保證在沿刀口方向的穩定放電。第一極板1和第二極板4平行放置，2塊 極板刀口之間的距離約為1毫米，高壓電源6的輸入端分別與第一極板1 和第二極板4電連接。高壓電源6是電壓為3—5千伏的標準直流高壓電源。
當兩塊極板分別接通直流高壓電的兩極後，在刀口 8處強電場會將空氣擊 穿，並發生放電火花2，擊穿放電的過程可以使空氣中的氮分子得到激發。 在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續的擊穿放電並造成 氮分子的激發，就可以在沿刀口 8的方向上，聚集大量的處於激發態的氮 分子，形成一個放大通道。沿此通道方向，激發分子發出的光得到放大， 最終在沿刀口方向上產生雷射光束5 (圖1)。實施例2參考圖2，為了改善放電的穩定性，在高壓電源與第一極板和第二極板 的電路中串聯一可調電阻7，其數值為IOM歐姆。通過調節電阻的大小， 可以改善極板間放電的穩定性。實施例3參考圖2，為了得到較大的增益和穩定輸出，採用兩個措施來擴大放電 的區域的長度和穩定性， 一方面採用串聯一個在1或6兆歐姆範圍內可調 的電阻，另一方面採用增加第三塊極板。本實施例還包括一塊中間極板3，採用了三塊鋁板作為極板，其它與實 施例1相同。中間極板3的兩側邊均加工成刀口 8，將中間極板3放置在第 一極板1和第二極板4之間，高壓電源6的兩輸入端分別與與第一極板1 和第二極板4電連接，如果將第二極板4與中間極板3的刀口 8輕輕地接 觸，它們之間形成了放電火花隙，調節第二極板4與中間極板3之間的間 距為約lmm，以及當第二極板4與中間極板3之間的接觸狀態，可以產生穩定的放電發生放電火花2，擊穿放電的過程可以使空氣中的氮分子得到激發。在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續的擊穿放電並造成氮分子的激發，就可以在沿刀口 8的方向上，聚集大量的處於激發態 的氮分子，形成一個放大通道。沿此通道方向，激發分子發出的光得到放 大，最終在沿刀口方向上產生雷射光束5。
權利要求1.一種以空氣為介質的紫外雷射產生裝置，包括至少兩塊極板和一臺高壓電源，其特徵在於所述的兩塊極板的一側邊加工成刀口狀作為電極，兩塊極板加工為刀口狀的兩個側邊相對放置，並且兩塊極板的刀口之間設置有空隙，所述的高壓電源與兩塊極板的電極相連接。
2，按權利要求l所述的以空氣為介質的紫外雷射產生裝置，其特徵在 於還包括一電阻，所述的電阻串聯在高壓電源與第一極板和第二極板的電路中，該電阻為在1-io兆歐姆範圍內可調的電阻。
3，按權利要求l所述的以空氣為介質的紫外雷射產生裝置，其特徵在 於還包括一塊中間極板，該中間極板的兩側邊都加工成刀口狀，並平行 放置在第一極板和第二塊極板中間，高壓電源與第一極板和第二極板電連 接。
4，按權利要求l所述的以空氣為介質的紫外雷射產生裝置，其特徵在 於所述的極板採用鋁板、銅板金屬材料製作，該極板厚度為0. 5 — 1釐米。
5，按權利要求l所述的以空氣為介質的紫外雷射產生裝置，其特徵在於所述的高壓電源是標準的直流高壓電源、物理實驗演示用的摩擦起電 機或電壓實驗室的電壓可變式高壓電源。
專利摘要本實用新型涉及一種紫外雷射的產生裝置，包括至少兩塊極板和一臺高壓電源，兩塊極板的一側邊加工成刀口狀作為電極，兩塊極板加工為刀口狀的兩個側邊相對放置，並且兩塊極板的刀口之間設置有空隙，所述的高壓電源與兩塊極板的電極相連接。該紫外雷射產生裝置的雷射介質簡單，是無處不在的空氣。其次該結構簡單，體積小，使用器件簡單，操作簡單，可作為中小學課堂實驗演示。特別是實現紫外波段的雷射輸出。
文檔編號H01S3/00GK201051610SQ20072010318
公開日2008年4月23日 申請日期2007年1月11日 優先權日2007年1月11日
發明者弛 張 申請人:弛 張