專利名稱：一種以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種簡單的激光產(chǎn)生裝置，特別是涉及一種利用空氣中的 放電輸出紫外激光的激光產(chǎn)生裝置-背景技術(shù)激光是一種亮度非常高的新型光源，它給我們的現(xiàn)代生活帶來了很大 的方便。激光器有氣體激光器、固體激光器、染料激光器和半導(dǎo)體激光器 等。 一般氣體激光器都要由由反射鏡構(gòu)成的諧振腔，并在諧振腔內(nèi)充入各 種氣體，和在諧振腔中的電極組成。這類氣體激光器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，兩反 射鏡必須嚴格平行，而且現(xiàn)有這類激光器輸出的光都在可見光以及紅外波 段，紫外波段的激光輸出大多靠和頻(倍頻)和其他更為復(fù)雜的裝置來實 現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)吝本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單到可以在中小學(xué)實驗室中隨時 搭建、工作在紫外波段、用于課堂實驗演示的以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn) 生裝置。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的本發(fā)明提供的以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)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，其特征在于所述的兩塊極板的 一側(cè)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(cè)邊相對放 置，并且兩塊極板的刀口之間設(shè)置有空隙，所述的高壓電源與兩塊極板的 電極相連接。當(dāng)兩塊極板分別接通直流高壓電的兩極后，在刀口處強電場會將空氣 擊穿，并發(fā)生放電現(xiàn)象，擊穿放電的過程可以使空氣中的氮分子得到激發(fā)。 在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續(xù)的擊穿放電并造成 氮分子的激發(fā)，就可以在沿刀口方向上，聚集大量的處于激發(fā)態(tài)的氮分子， 形成一個放大通道。沿此方向，激發(fā)分子發(fā)出的光得到放大，最終在沿刀 口方向上產(chǎn)生激光(圖1)。在上述的技術(shù)方案中，為了改善放電的穩(wěn)定性，還包括電阻，所述的 電阻串聯(lián)在高壓電源與第一極板和第二極板的電路中，該電阻為在1-10兆 歐姆范圍內(nèi)可調(diào)的電阻。在上述的技術(shù)方案中，為了改善放電的穩(wěn)定性和放電區(qū)域的長度，包 括一塊中間極板，該中間極板的兩側(cè)邊都加工成刀口狀，并平行放置在第 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(diào)節(jié)第一塊極板和第二塊極板之間的間距以及電阻大小，當(dāng)該間距約 為1毫米時，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的放電；并實現(xiàn)紫外波段的激光輸出。采用了 三塊極板結(jié)構(gòu)，極大地延長了放電條長度和放電穩(wěn)定性。在上述的技術(shù)方案中，所述的極板可采用鋁板、銅板、等金屬材料。該極板厚度約為0. 5—1厘米。在上述的技術(shù)方案中，高壓電源可以是標(biāo)準(zhǔn)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。本發(fā)明的空氣激光器與現(xiàn)有激光器相比，具有如下優(yōu)點1、 激光介質(zhì)簡單，是無處不在的空氣。2、 使用簡單，使用中小學(xué)實驗室中都有的元件和工具。3、 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可作中小學(xué)課堂實驗演示。4、 操作簡單， 一般中小學(xué)生均可操作并進行激光原理演示。5、 實現(xiàn)紫外波段的激光輸出。


圖1是本發(fā)明以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置的基本原理圖 圖2是本發(fā)明以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)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(diào)電阻 8—刀口具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進行詳細地說明 實施例1參考圖l，制作本發(fā)明的空氣激光器，使用了容易加工的鋁板作為極板， 鋁板電極設(shè)計成12厘米X4厘米和6厘米X4厘米兩種尺寸，厚度為0. 5厘米；并把2塊鋁板的一側(cè)加工成刀口 8，制作成第一極板1和第二極板4， 并把第一極板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(wěn)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(biāo)準(zhǔn)直流高壓電源。 當(dāng)兩塊極板分別接通直流高壓電的兩極后，在刀口 8處強電場會將空氣擊 穿，并發(fā)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(fā)。 在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續(xù)的擊穿放電并造成 氮分子的激發(fā)，就可以在沿刀口 8的方向上，聚集大量的處于激發(fā)態(tài)的氮 分子，形成一個放大通道。沿此通道方向，激發(fā)分子發(fā)出的光得到放大， 最終在沿刀口方向上產(chǎn)生激光光束5 (圖1)。實施例2參考圖2，為了改善放電的穩(wěn)定性，在高壓電源與第一極板和第二極板 的電路中串聯(lián)一可調(diào)電阻7，其數(shù)值為IOM歐姆。通過調(diào)節(jié)電阻的大小， 可以改善極板間放電的穩(wěn)定性。實施例3參考圖2，為了得到較大的增益和穩(wěn)定輸出，采用兩個措施來擴大放電 的區(qū)域的長度和穩(wěn)定性， 一方面采用串聯(lián)一個在1或6兆歐姆范圍內(nèi)可調(diào) 的電阻，另一方面采用增加第三塊極板。本實施例還包括一塊中間極板3，采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(cè)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(diào)節(jié)第二極板4與中間極板3之間的間 距為約lmm，以及當(dāng)?shù)诙O板4與中間極板3之間的接觸狀態(tài)，可以產(chǎn)生穩(wěn) 定的放電發(fā)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(fā)。在沿刀口的方向上，如果可以形成多個點放電或者連續(xù)的擊穿放電并 造成氮分子的激發(fā)，就可以在沿刀口 8的方向上，聚集大量的處于激發(fā)態(tài) 的氮分子，形成一個放大通道。沿此通道方向，激發(fā)分子發(fā)出的光得到放 大，最終在沿刀口方向上產(chǎn)生激光光束5。
權(quán)利要求
1. 一種以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置，包括至少兩塊極板和一臺高壓電源，其特征在于所述的兩塊極板的一側(cè)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(cè)邊相對放置，并且兩塊極板的刀口之間設(shè)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(quán)利要求l所述的以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置，其特征在 于還包括一電阻，所述的電阻串聯(lián)在高壓電源與第一極板和第二極板的電路中，該電阻為在i-io兆歐姆范圍內(nèi)可調(diào)的電阻。
3，按權(quán)利要求l所述的以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置，其特征在于還包括一塊中間極板，該中間極板的兩側(cè)邊都加工成刀口狀，并平行 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(quán)利要求l所述的以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置，其特征在于所述的極板采用鋁板、銅板金屬材料制作，該極板厚度為0.5 — 1厘米。
5，按權(quán)利要求l所述的以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)生裝置，其特征在 于所述的高壓電源是標(biāo)準(zhǔn)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。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以空氣為介質(zhì)的紫外激光產(chǎn)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(cè)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(cè)邊相對放置，并且兩塊極板的刀口之間設(shè)置有空隙，所述的高壓電源與兩塊極板的電極相連接。該紫外激光產(chǎn)生裝置的激光介質(zhì)簡單，是無處不在的空氣。其次該結(jié)構(gòu)簡單，體積小，使用器材簡單，操作簡單，可作中小學(xué)課堂實驗演示。實現(xiàn)紫外波段的激光輸出。
文檔編號H01S3/00GK101222103SQ200710062619
公開日2008年7月16日 申請日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者弛 張 申請人:弛 張