Расчет газопрокачного контура эксимерного лазера
Центр физического приборостроения (ЦФП) ИОФ РАН (г. Троицк, Московской обл.) является крупнейшим российским разработчиком современных газовых лазеров и систем для науки, производства и медицины. ЦФП совместно с ООО «Оптосистемы» (www.optosystems.ru) осуществляет разработку и коммерческий выпуск эксимерных лазеров и комплексов на их основе, в том числе специализированных лазеров для фотолитографии, лазерные комплексы для микрообработки различных материалов, для лазерного напыления и др. Производство лазерных систем отвечает требованиям стандарта ИСО 9001-2001. Саровскому Инженерному Центру (СИНЦ) было предложено провести расчеты газопрокачного контура эксимерного лазера с высокой частотой повторения импульсов для его последующей оптимизации и достижения заданной скорости потока в разрядном объеме. Такие исследования, проводимые на стадии проектирования, сокращают сроки и затраты на разработку конструкций.
Специалистами СИНЦ был проведен предварительный расчетный анализ прокачного контура исходной формы для нескольких вариантов средства прокачки (вентилятора). В расчетах были получены застойные зоны и места расположения вихрей, определены моменты сопротивления вращению, мощности на валу, профили скоростей в разрядном объеме, напорность вентиляторов. Расчеты выполнялись на высокоточных компьютерных моделях большой размерности с использованием лицензионного программного комплекса Star-CCM+. На основании предварительного анализа и выявленных особенностей движения газа был определен вентилятор, для которого была проведена последующая серия расчетов для различных форм прокачного контура и нескольких скоростей вращения вентилятора. По результатам расчетов была найдена форма модифицированного контура и выбран режим работы вентилятора, при котором обеспечиваются необходимые параметры.
Специалисты СИНЦ провели расчетный сравнительный анализ режима работы нескольких вентиляторов, а также предоставили Заказчику большой объем расчетной информации для различных вариантов формы газопрокачного контура, что способствовало принятию обоснованного решения. Результаты численного моделирования позволили ЦФП разработать оптимальную конструкцию эксимерного лазера с требуемыми эксплуатационными характеристиками.