го механізму. Таким чином, предионізаціі активнвной середовища здійснюється не миттєво, а протягом певного часу t. У цьому зв'язку важливо визначити оптимальний час дії предионізаціі і встановити взаємозв'язок? з енергетичними характеристиками XeCl-лазера при різних типах предионізаціі. Тому видається доцільним провести комплексне дослідження впливу параметрів і режиму роботи контуру предионізаціі на генераційні характеристики.
2.5 Основні схеми збудження ЕЕЛ
Системи збудження електророзрядних ексимерних лазерів, що використовують зосереджені ємності, можна класифікувати на виконані за типом LC-контура або LC-інвертора.
У рівній мірі обидва типи систем збудження використовуються не тільки в лабораторних лазерах, а й в серійно випускаються. Разом з тим вони мають і суттєві відмінності. Системи збудження на основі LC-контура дозволяють отримувати енергії генерації? 1 Дж, а при імпульсної зарядці накопичувальної ємності до 20 Дж, формувати довгі імпульси генерації, успішно управляти їх формою і тривалістю, мати високу генераційну ефективність. Проте такі вимоги до LC-контуру як мінімальна індуктивність, використання спеціальних конденсаторів і нізкоімпедансних комутаторів обмежує їх застосування, особливо коли необхідні високі потужності генерації ( gt; 50 МВт) і велика частота повторення імпульсів. У таких випадках найчастіше використовуються системи збудження на основі LC-інвертора. По-перше, у них знижені вимоги до комутатора й індуктивності в його ланцюзі і по-друге, вони дозволяють вдвічі збільшити напругу, що прикладається до лазерним електродів. У техніці збудження газорозрядних лазерів в основному використовується три типи електричних схем: так звана схема Блюмляйна (рис. 5а), схема з перезарядженням ємностей (ріс.5б) і генератор Маркса (рис. 5в).
Рис.5. Типові схеми збудження газових лазерів з самостійним розрядом: а) схема Блюмляйна; б) схема з перезарядженням ємності; в) генератор Маркса.
Недоліком схеми Блюмляйна є трудність узгодження імпедансів навантаження і контуру збудження. Але зате існує теоретична можливість подвоєння напруги на навантаженні. Крім того, при оптимальних параметрах узгодження навантаження на комутатор низька, т. К. Комутується тільки ємність С 1, яка в більшості випадків в 2-3 рази менше З 2. Схема з перезарядженням ємностей (рис. 5б) найбільш сильно навантажує. комутатор (тиратрон), т. к. коммутируемая ємність С 1 більше З 2. Крім того, у разі узгодженої навантаження напруга на ній падає більш ніж удвічі в порівнянні з початковою напругою на накопичувальної ємності С 1.
Генератор Маркса застосовується в потужних лазерних установках, де основний упор зроблений на енергетичні, а не частотні характеристики, т. к. в цьому типі схеми збудження як комутатори використовуються іскрові розрядники, що не дозволяють працювати з частотами вище 10 Гц.
Рис. 6. Схема збудження лазера типу ЕЛІ
Рис.7. Опір R і напруга U на навантаженні - модельні криві.
Отже, ми зупинилися на схемі Блюмляйна, яка, як показує аналіз, найбільш ефективна для застосування в лазерах середньої потужності, з запасаемой в ємностях енергією порядку 10 - 20 Дж. Розглянемо докладніше роботу цієї схеми (рис. 6) перехідні процеси, що починаються в схемі після включення тиратрона Т, описуються нелінійним диференціальним рівнянням п'ятого порядку. Справа спрощується, якщо моделювати процес пробою міжелектродного проміжку ступінчастою кривої (рис. 7), де опір навантаження падає до 0, 5-0, 3 Ом в момент початку лавинних процесів. Це наближення сильно спрощує рівняння і досить добре описує роботу схеми. Якісно картина роботи схеми збудження виглядає так: спочатку ємності С 1 і С 2 заряджаються від джерела живлення до напруги U 0. Після включення комутатора Т в контурі 1 починається досить повільний процес перерозрядження ємності C 1 з характерним часом? (L 1 c 1) , де L 1 - індуктивність тиратрона. Цей контур в основному визначає крутизну наростання напруги на навантаженні - міжелектродному проміжку. В ідеальному випадку процес інвертування заряду на С 1 проходить повністю, і в момент пробою ємності С 1 і С 2 виявляються з'єднаними послідовно, напруга на навантаженні подвоюється в порівнянні з початковим U 0. Реально ж через досить повільного процесу, тормозимого кінцевими перехідними характеристиками тиратрона, наростання напруги на навантаженні недостатньо швидко (близько 70 нс), і пробою відбувається без істотного перенапруги.
Тривалість імпульсу струму, отже і щільність струму, визначає контур 11 з характерним часом
Як показують експерименти, можна пожертвувати швидкістю наростання напруги і, приєднавши пар...
