Аннотация
Введение 4
1 Лазеры на парах металлов (ЛИМ) 5
1.1 Газоразрядные трубки с электродами в горячей зоне разрядного канала 7
1.2 Конструкция газоразрядных трубок лазера на парах металлов 9
1.3 Тиратрон ТГИ как коммутатор в разрядном контуре ЛИМ 10
1.4 Механизм работы импульсного тиратрона с газовым наполнением ТГИ 11
1.5 Особенности работы тиратронов как коммутатор в импульсно-периодических
лазерах 13
1.6 Ограничения энергетических характеристик ЛСИМ 14
1.7 Газоразрядные трубки с электродами в холодных буферных зонах 15
2 Виды датчиков для измерения тока 18
2.1 Трансформатор тока 18
2.2 Иояс Роговского 21
2.3 Волоконно-оптические датчики тока 22
2.4 Датчики тока на эффекте Холла 25
2.5 Резистивный датчик 31
3 Датчик для измерения тока в разрядном контуре лазеров на парах металлов 34
4 Иатентные исследования 39
4.1 Динамика патентования по годам 39
4.2 Анализ патентовладельцев 41
5 Экология и устойчивое устойчивость 43
6 Маркетинговое исследование рынка 45
6.1 Размер рынка и темпы роста 45
6.2 Целевая аудитория для датчиков для измерения тока в разрядном контуре лазеров
на парах металлов 45
6.3 Сегментация рынка 48
6.4 Основные игроки на рынке 48
6.5 Географический анализ производителей датчиков для измерения тока в разрядном
контуре лазеров на парах металлов 49
6.6 Барьеры для выхода на рынок 50
6.7 Основные боли потребителей датчиков для измерения тока в разрядном контуре
лазеров на парах металлов 51
6.8 SWOT-анализ 51
7 Инженерная этика 53
Заключение 55
Список использованных источников и литературы 56
В процессе проведения выпускной квалификационной работы были рассмотрены следующие задачи: осуществлен обзор научно-технической литературы по лазерам на парах металлов и методов измерения электрофизических характеристик импульснопериодического разряда, обозначена проблема в измерении импульсов тока при переходе от относительных единиц к абсолютным значениям. Это позволило в дальнейшем разработать датчик тока для измерения импульсов тока в различных участках электрической цепи лазера. Экспериментальные исследования выявили преимущества данного датчика тока по сравнению с ранее используемыми датчиками и позволили разработать методику градуировка датчиков тока на основе измерения вольт-амперных характеристик в разрядном контуре лазера.
По результатам анализа было выявлено общее количество патентов, которое составило 15 патентов. Также был проведен сопоставительный анализ по количеству получаемых патентов в различные годы путем разделения на два временных интервала, начиная с 2006 г. и заканчивая началом 2024 г. Количественные данные показали, что динамика патентования растет. Производство лазерных технологий развивается, создаются новые технологии, поэтому в настоящее время все больше изобретений патентуется. Наибольшее число патентов имеют США и Россия.
Проведенные нами исследования показали, что возможно осуществлять переход измерений тока от относительных единиц к абсолютным значениям непосредственно на основе измерений осциллограмм импульсов тока в разрядном контуре лазера и напряжения на газоразрядной трубке.
Для наглядности продемонстрируем методику перехода от измерений в относительных единицах к абсолютным значениям, на примере отснятых осциллограмм в разрядном контуре лазера на парах меди. Исследования проводились на экспериментальной установке, разработанной в лаборатории лазерной физики и кристаллофизики ФИТ НИ ТГУ.
Данная методика градуировки применима для любых датчиков тока, используемых для измерения импульсов тока в лазерах на парах металлов.
Градуировка токовых датчиков основана на измерении электрического заряда, запасаемого в обостряющем конденсаторе, поскольку электрический заряд в конденсаторе определяется площадью под контуром импульса тока зарядки конденсатора, который равен Q = Imax-т, Imax - максимальная амплитуда тока зарядки конденсатора, т - ширина контура тока зарядки на полувысоте. Соответственно, Imax = CU/т.
Данная методика градуировки применима для любых датчиков тока, используемых для измерения импульсов тока в лазерах на парах металлов.
Был проведен патентный поиск по тематике «Лазер на парах металлов». При глубине поиска 16 лет было отобрано 15 российских патентов.
Анализ, проведенный по патентообладателям, показывает, что среди патентообладателей наибольшее число представлено зарубежными компаниями.
При проведении поиска было установлено, что наиболее значимые патенты для данного поиска являются 192565 RU и 2544327 RU, так как они более широко раскрывают сущность объекта влияние на технический уровень и проработаны в информационном аспекте, что в дальнейшем позволит проанализировать имеющиеся недостатки в их разработках. При исследовании динамики патентования определялось, на какие годы приходится наибольшая изобретательская активность по данному виду техники в стране и за рубежом на момент проведения патентных исследований.
По результатам анализа было выявлено общее количество патентов, которое составило 15 патентов. Также был проведен сопоставительный анализ по количеству получаемых патентов в различные годы путем разделения на два временных интервала, начиная с 2006 г. и заканчивая началом 2024 г. Количественные данные показали, что динамика патентования растет. Производство лазерных технологий развивается, создаются новые технологии, поэтому в настоящее время все больше изобретений патентуется. Наибольшее число патентов имеют США и Россия.
В результате исследований было установлено, что большинство патентуемых заявок направлены на улучшение и повышение технических показателей, отвечающих за более детальное и точное получение информации.
