[发明专利]多层电极组合件

说明书

本发明大体描述了用于多层电极组合件的系统和技术。在一些实例中，一种多层电极组合件可以包括第一介电材料。在一些实例中，所述第一介电材料可以被成形为形成由内表面限定的通道。在各个实例中，所述多层电极组合件可以包括与所述第一介电材料的所述外表面的第一部分相邻设置的第一金属层。在各个另外的实例中，所述多层电极组合件可以包括与所述第一介电材料的所述外表面的第二部分相邻设置的第二金属层。在一些实例中，所述第一金属层可以与所述第二金属层以第一间隔关系设置。在各个实例中，当向所述多层电极组合件施加电压时，可以在所述第一介电材料的所述通道中生成基本上均匀的电场。

技术领域

本申请一般涉及电极组合件，更具体地，涉及用于生成均匀电场(例如，在分子气体激光器中)的电极组合件。

背景技术

在分子气体激光器(例如，CO₂和CO激光器)的情况下，激光气体的均匀激发特别重要，在分子气体激光器的情况下的过度泵送会导致气体中光学增益的局部衰降。另外，电泵送气体激光器通常可能遭受在高脉冲能量条件下形成的不稳定性。放电不稳定性可能导致强烈的电弧放电，这可能会损坏激光器电极，或者至少使气体放电增益介质的光学质量无法用于产生高模式质量激光束。高初始气体放电均匀性可以用于脉冲高能气体激光器中，以在不可避免地出现气体放电不稳定性之前增加可能沉积到气体中的能量的量。

传统上，气体激光器在低气体压力(约10到100托)下以连续波(cw)模式操作，或者在高气体压力(约300到760托)下作为脉冲激光器操作。在低气体压力下，气体激光器通常具有较小的横向气体放电尺寸(约1到4mm)，以依靠激光等离子体中的高双极性扩散速率来产生一定程度的放电均匀性。另外，将额外的氦加入低压气体激光器的气体混合物中，以通过进一步增强双极性扩散来改善放电均匀性。在高气体压力下，气体激光器的横向放电尺寸通常太大，以至于无法进行双极性扩散。传统上，高压气体激光器使用特殊成形电极来实现产生气体放电的非常好的均匀电场条件。

成形电极通常利用具有扁平、平行电极几何形状的中心区域以及所选的成形电极区域来逐渐降低中心区域两侧的电场强度，同时在中心区域中仅引入最小量的电场畸变。成形电极组合件中的气体放电通常被限制在中心区域，并且将具有正方形或矩形横截面。不幸的是，激光器的最低阶光学模式将最可能具有圆形或椭圆形横截面，并且与成形电极组合件的放电横横截面并非很好地匹配。沉积到成形电极组合件的气体放电中的能量的约20％将不在激光器的光学腔中，并且将被浪费。

除了浪费能量的扁平电极，还可以围绕圆柱形横截面使用弧形电极。所得的电场将填满光学模式横截面，但不幸的是，其将是不均匀的。在高气体压力下，流过弧形电极组合件的激光气体的RF电流将集中在光学模式横截面的两侧，并且大部分将绕过电极组合件的中心的气体。场的不均匀性还会降低激光器组合件的效率。

发明内容

提供了用于多层电极组合件的系统和方法。

根据本公开的实施例，一般描述了多层电极组合件。在各个实例中，多层电极组合件可以包括具有外表面和内表面的第一介电材料。第一介电材料可以被成形为形成由内表面限定的通道。在各个另外的实例中，多层电极组合件可以包括与第一介电材料的外表面的第一部分相邻设置的第一金属层。在一些另外的实例中，多层电极组合件可以包括与第一介电材料的外表面的第二部分相邻设置的第二金属层。在一些实例中，第一金属层可以与第二金属层以第一间隔关系设置。在各个另外的实例中，当通过驱动电极向多层电极组合件施加电压时，可以在第一介电材料的通道中生成均匀电场。如本文使用，“基本上”均匀的电场是指至少85％均匀的电场。

通过下面的详细描述，本公开的其它实施例对于本领域技术人员将变得显而易见，其中通过说明预期用于执行本文所述的各种技术的最佳模式来描述实施例。如将认识，各个实施例可以能够具有其它和不同的实施方案，并且本文所述的各种细节可以在各个方面进行修改，所有这些都不脱离本公开的精神和范围。因此，附图和详细描述本质上应被认为是说明性的而不是限制性的。

附图说明