Лазерные электроразрядные системы со скользящим разрядом в смесях инертных газов с галогеносодержащими молекулами

• Автор: Христофоров, Олег Борисович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 206 c. : ил

I* Введение а
2. Основные представления по физике и технике возбуждения активных сред эксимерных лазеров самостоятельным разрядом (литературный обзор)
_ % •» *
2.1. физика скользящего разряда применительно к
фотоионизации газовых сред лазеров
» г
2.2. Формирование объемного разряда и его использование в газовых лазерах
2.3. Электроразрядные системы эксимерных лазеров
3. Техника эксперимента
3.1. Постановка экспериментальных исследований
3.2. Методика эксперимента
* »-*
3.3. Приготовление газовых смесей
3.4. Обработка экспериментальных данных
4. Исследование скользящего разряда применительно к использованию в газовых лазерах
4.1. Многоканальный скользящий разряд
’ *• *
4.2. Исследование условий формирования однородного скользящего разряда
4.3. Динамика протекания однородного сильноточного скользящего разряда
4.4. Исследование световых характеристик скользящего разряда применительно к задачам импульсного фотолиза. Эксимерные импульсные лампы на скользящем разряде
4.5. Концентрация фотоэлектронов, создаваемых излучением скользящего разряда

4.6. Выводы

5. Объемный разряд в инертных газах и их трехкомпонентных смесях с галогеносодержащими молекулами
5.1. Основные закономерности получения объемного разряда в инертных газах
5.2. Основные процессы, определяющие характеристики разряда в инертных газах.
5.3. Расчет объемного разряда в гелии и ксеноне.
Сравнение с экспериментом
5.4. Объемный разряд в трехкомпонентных смесях инертных газов с галогеносодержащими молекулами
5.5. Закономерности флуоресценции эксимерных молекул KrPÏ ХеР*'в объемном разряде
5.6. Причины ограничения энергии флуоресценции эксимерных молекул KrFx, Xeï® в объемном разряде
5.7. Выводы
6. Лазерные электроразрядные системы со скользящим разрядом в смесях инертных газов с галогвносодержащими молекулами
6.1. Особенности использования скользящего разряда для предыонизации в эксимерных лазерах
6.2. Повышение устойчивости лазерного разряда с плазменным электродом.
6.3. Эксимерный лазер с плазменными электродами
6.4. Н5-лазер, инициируемый скользящим разрядом
6.5. Выводы

7. Заключение

Литература

I. ВВЕДЕНИЕ
Процессы взаимодействия мощных импульсных потоков оптического излучения с веществом относятся к наименее изученным фундаментальным проблемам физики. Их внедрение в народное хозяйство обеспечивает качественное изменение промышленной технологии. Этим обусловлен бурный прогресс лазерной техники, наблюдающийся в настоящее время. Возрастающий интерес исследователей к импульсным газовым лазерам вызван, в первую очередь, получением в них большой импульсной мощности излучения в широком диапазоне длин волн, включающем ультрафиолетовую, видимую и инфракрасные области.
В первом ^-лазере, предложенном С. Пателом /I, 2/ для
накачки активной среды использовался тлеющий разряд низкого
давления. Вопросы увеличения удельного энергосъема лазерного
излучения потребовали принципиально новых подходов к методам
возбуждения активной среды. Первый эксперимент, в котором для
увеличения эффективности работы С02-лазера низкого давления
использовалась ионизация газа пучком заряженных частиц (прото-

нов), был выполнен А.М. Прохоровым, Е.П. Велиховым, В.Д. Письменным с сотрудниками лаборатории физики плазмы НШЯФ МГУ /3/. Способ возбуждения объемного разряда в плотных газах, основанный на применении пучка ускоренных электронов, был предложен в 1969 г. Г.А. Месяцем с сотрудниками /4/. В этих работах впервые осуществлен объемный разряд в азоте давлением до 15 атм.
В 1971 г. в работе Н.Г. Басова, Э.М. Беленова, В.А. Данилыче-ва, С.М. Керимова, Н.Б. Ковша, А.Ф. Сучкова /5/ впервые сообщено о создании С02-лазера с использованием пучка электронов при давлениях 40 * 50 атм. Этой же группой в 1970 г. впервые

ния дШд£ напряжения на разрядном промежутке и т.д. Все эксперименты проводились при отрицательной полярности высоковольтного электрода, т.к. при этом плотность каналов разряда была примерно на 25% выше.
Проведенные опыты показали, что при прочих постоянных условиях изменение амплитуды напряжения И определяет характер скользящего разряда, причем протекание тока может происходить в одну или две стадии. При и , меньших напряжения пробоя и^ межэлектродного промежутка, разряд состоит из одной стадии с
Г?/Г> //)
малым ТОКОМ I ~ > который является в основном шоком
зарядки и разрядки распределенной емкости диэлектрика Сд. При и^игр реализуется вторая стадия разряда, характеризующаяся резким возрастанием тока.
На рис. 4.1 приведены осциллограммы полного тока, напряжения на высоковольтном электроде и на зонде, расположенном на расстоянии 9,3 см от него (Н = 10 см) из них следует, что уже на первой стадии импульс напряжения достигнет зонда при ско-росши распространения волны напряжения около 3 . 10 см/с. Полный ток на этой стадии не превышает 100 А. Однако ионизация газа, возникающая из-за колебаний поверхностного заряда на диэлектрике может, как видно из рис. 4.1, через определенное время 0,1-1 мкс привести ко второй стадии протекания тока
при напряжении, меньшем, чем в первом пике.
С увеличением напряжения И на разрядном промежутке происходит постоянное сближение во времени двух стадий
и > и* ь где ^//определенное характерное значение напряжения, пробой происходит практически в момент прихода волны напряжения к заземленному электроду.
На рис, 4.2 представлены зависимости плотности каналов скользящего разряда в гелии и скорости нарастания напряжения