Длинноимпульсные электроразрядные лазеры на смесях инертных газов и азота с фторсодержащими молекулами

• Автор: Тельминов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. ФИЗИКА ПРОЦЕССОВ В АЗОТНОМ, ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРАХ И ЛАЗЕРЕ РТА АТОМАРНЫХ ЛИНИЯХ ФТОРА.
ГЕНЕРАТОРЫ НАКАЧКИ ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ
1.1. Механизмы создания инверсии населенностей в газовых
лазерах
1.1.1. Эксимерные лазеры
1.1.2. Лазер на атомарных переходах фтора
1.1.3. Азотный лазер
1.2. Генераторы накачки с емкостными накопителями, применяемые для создания активной среды газовых лазеров
1.3. Генераторы с прерывателем тока (ГПТ)
1.4. Лазеры с накачкой от ГПТ
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ
ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Электроразрядный лазер с накачкой от генератора с промежуточным индуктивным накопителем, и прерывателем тока на основе БОБ-диодов
2.2. Мощный широкоапертурный азотный лазер
2.3. Диагностическая аппаратура и методики измерений
2.4. Особенности режимов накачки газовых лазеров от ГПТ
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИТИКИ ОБЪЕМНОГО РАЗРЯДА И
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СМЕСЯХ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ С ФТОРСОДЕРЖАЩИМИ МОЛЕКУЛАМИ ПРИ НАКАЧКЕ ГПТ
3.1. Лазер на молекулах ХеБ*
3.2. Электроразрядный КгБ*-лазер
3.3. Лазер на переходах атома фтора (И)
3.4. Рентгеновское излучение искровой системы предыонизации
и плазмы объемного разряда в лазере с индуктивным
накопителем энергии
ГЛАВА 4. ГЕНЕРАЦИЯ НА ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ АЗОТА ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ГПТ
4.1. Исследование характеристик объемного разряда и лазерного
излучения в смесях азота с №3 и БЕЙ
4.2. Моделирование азотного лазера с накачкой самостоятельным
разрядом в смесях N2 с электроотрицательными газами
4.3. Обсуждение результатов численных расчетов и сравнение их
с экспериментом
4.4. Широкоапертурный азотный лазер
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
Актуальность работы. Увеличение длительности импульса и энергии излучения электроразрядных газовых лазеров имеет большое практическое и научное значение. С одной стороны, снижение импульсной мощности излучения позволяет существенно увеличить энергию в импульсе, а также среднюю мощность излучения, передаваемую по световоду. С другой стороны, увеличение числа проходов в резонаторе дает возможность эффективно управлять такими параметрами лазерного излучения, как расходимость и ширина линии генерации, что важно для различных технологических приложений электроразрядных лазеров. Поэтому задачи исследований, поставленные и решаемые в данной диссертационной работе, актуальны.
Для увеличения длительности импульса излучения электроразрядных газовых лазеров необходимо увеличить длительность импульса накачки, что приводит к рассогласованию импеданса генератора накачки и сопротивления объемного разряда, и как следствие влечет падение коэффициента полезного действия (КПД) генерации. Поэтому задачи повышения длительности импульсов генерации, энергии излучения и эффективности работы электроразрядного лазера достаточно тесно связаны. Значительные длительности импульсов излучения газового лазера и его КПД могут быть получены при решении следующих двух основных проблем: 1)
формирование и поддержание в течение длительного времени (0,1 мкс и более) однородного объемного разряда в газовых смесях, содержащих молекулы доноров фтора; 2) обеспечение высокой эффективности передачи энергии, запасенной в накопительном элементе генератора накачки, в активную среду лазера (плазму объемного разряда). Для этого разработан метод накачки двойным разрядом с использованием достаточно сложных импульсных генераторов с емкостными накопителями энергии и коммутаторами на основе искровых разрядников и магнитных ключей [1-9].
Рисунок 8 - Принципиальная электрическая схема генератора с
прерывателем тока. С - накопительная емкость, Ьг индуктивность, индуктивность подключения нагрузки к прерывателю, 5И7- коммутатор, ОБ-прерыватель тока, К- сопротивление нагрузки