一种非对称气体放电电极结构，按照气流下游侧气流出射方向相应调整改变电极下游侧的形状，使电极上下游侧为非对称形状。本实用新型专利技术不仅有效改善了腔内电极附近气动流场分布，减少了电极附近放电热量积累，增强电极使用寿命，从而改善系统高压放电的稳定性，同时结构简单，便于加工，安装方便。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于高压气体放电技术和气体激光应用领域，具体地涉及一种支持有效放电的气体放电电极结构。
技术介绍
高压气体放电过程主要基于气动流场条件下的电极放电，放电气体经循环系统流经电极区域，放电电极在高压激励的条件下诱发等离子体态，从而最终实现稳定的放电和能量辐射过程。目前针对于高压气体放电过程，电极中部主放电区域具有尖端结构，以利于高压条件下的放电产生，电极形状结构及电极主放电区域两侧均为对称设计。如图I所示，为公知的高压气体放电腔放电电极结构及区域流场情况。高压放电形式为热阴极和热阳极两种类型，以下以热阴极为例说明。图I中的上部三角示意为阴极放电电极，下部三角示意为阳极放电电极，气体自左向右流动(按图I箭头方向)，气体经导流通道进入放电区域，而后经历高压放电流出放电区域，继而在循环系统支持下循环往复。放电电极均为对称结构设计，尖端为主放电区域，沿气体流经电极的方向和前后，将气流分为气流上游和气流下游，同样将电极的两侧也称作电极上游侧和电极下游侧。由于气体激光中放电气体是维持单向循环流动，经实验表明，放电气体单向循环流动和对称结构的放电腔结构，在高压放电条件下会导致气流在压力作用下形成与电极下游侧形状不相匹配的流场分布，使得由于高压放电所产生的大量热能在气流下游侧与电极下游侧之间形成累积，电极(主要是热阴极或热阳极)气流下游附近过多的热量积聚会导致电极的放电不稳定和寿命的降低，从而加速电极的消耗，降低使用寿命。这样就会不可避免的在高压放电过程中对于气体流场分布、放电热能分布以及放电质量的稳定可靠性以及系统寿命问题造成影响，使得气体高压放电能量辐射效率相对较低，在高重复频率条件下工作时影响更为严重。由于高压放电过程中，热阴极条件下阴极区域的温升和能量变化最为剧烈，所以图I中仅在上部阴极下游侧与气流下游侧标注了热量积累情况示意，相关气体流场和热量积累情况在实验中也得到了验证。因此，针对气体激光的高压气体放电过程，电极结构的优化设计对于有效地气体放电、稳定可靠运转和长寿命工作具有极其重要的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种支持有效放电的气体放电电极结构，以改善公知技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本技术提出了一种非对称电极的技术方案，按照气体循环流动的方向和腔体流场布局，相应改变气流上游和气流下游的电极形状，即按照气流下游侧气流出射方向调整电极下游侧的形状，使电极上下游侧为非对称形状，有效的引导流场， 降低局部热能积聚，最大限度的提升单向流场对于腔体对称结构的适应性。与公知技术相比，本技术不仅有效改善了腔内电极附近气动流场分布，减少了电极附近放电热量积累，增强电极使用寿命，从而改善系统高压放电的稳定性，同时结构简单，便于加工，安装方便。附图说明图I是公知技术中高压气体放电电极结构及流场特点示意图。图2是本技术所提出的高压气体放电电极结构及流场特点示意图。具体实施方式本技术针对气体激光应用领域的高压气体放电腔结构下放电电极形状提出了一种非对称电极的技术方案，基于腔体流场布局，利用非对称结构电极设计解决目前对称电极在单向流场和高压放电条件下的局部热量大量累积问题有效改善流场走向，提高电极的有效放电和使用寿命。本技术的电极结构形状如图2所示，在保障稳定良好放电的前提下，根据放电电极附近流场的分布变化特性，按照气流下游侧气流出射方向相应调整改变电极下游侧的形状，使电极上下游侧呈非对称形状，消除阴极下游侧与气流下游侧之间的热量累计，从而有效的提升放电稳定性和电极的使用寿命。本技术的非对称电极相应的改变电极结构气流下游的形状，使得气体的流动更加顺畅，局部热量积聚情况得到改善。从而为有效的气体放电提供支持。权利要求1.一种非对称气体放电电极结构，其特征在于，电极上游侧和下游侧为非对称形状。2.根据权利要求I所述的非对称气体放电电极结构，其中，按照气流下游侧气流出射方向改变电极下游侧的形状。专利摘要一种非对称气体放电电极结构，按照气流下游侧气流出射方向相应调整改变电极下游侧的形状，使电极上下游侧为非对称形状。本技术不仅有效改善了腔内电极附近气动流场分布，减少了电极附近放电热量积累，增强电极使用寿命，从而改善系统高压放电的稳定性，同时结构简单，便于加工，安装方便。文档编号H01J1/02GK202307767SQ20112040041公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日专利技术者刘斌, 吴晓斌, 周翊, 李慧, 王宇, 赵江山 申请人:中国科学院光电研究院本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵江山，刘斌，李慧，吴晓斌，周翊，王宇，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：实用新型
国别省市：
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