Колебательные температуры и эффективная генерация на линиях 0111-1110 полосы в электроразрядных Со2-лазерах

• Автор: Петухов, Владимир Олегович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 167 c. : ил

ГЛАВА I. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ COg-ЛАЗЕРА, ГЕНЕРИРУЩЕГО НА
НЕТРАДИЦИОННЫХ ПЕРЕХОДАХ
§ I.I. Известные методы определения колебательных температур и населенностей колебательных уровней
в молекулярных средах
§ 1.2. Обоснование новой методики диагностики активных
сред и анализ,, ее погрешности
§ 1.3. Эффективная гЬйерация на линиях нетрадиционных
переходов в непрерывном отпаянном С02-лазере
Глава II. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫХ
С02-ЛАЗЕРАХ
§ 2.1. Зависимость температур от величины тока разряда и их связь с мощностью генерации в непрерывном С0г>-лазере
§ 2.2. Методика измерений и расчета временных зависимостей усиления и температур
§ 2.3. Исследование кинетики колебательных температур
в TEA С0г>-модуле
§ 2.4. Генерация излучения с длиной волны 4,3 мкм
§ 2.5. Влияние малых добавок три-н-пропиламина на характеристики TEA СО^-лазера
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ И ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ В
TEA С02-ЛАЗЕРЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕМ НА ЛИНИЯХ ПОЛОСЫ 0III-III0

§ 3.1. Зависимость усиления в горячей полосе от
колебательных: температур
§ 3.2. Исследование усиления в горячей полосе
§ 3.3. Исследование условий эффективной генерации в
горячей полосе
§ 3.4. Исследование выходной энергии при перестройке по линиям горячей полосы молекул 12С02 и
13С02
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В настоящее время лазерные системы на С02 получили самое широкое применение в науке и технике /1-4/. Это связано прежде всего с их способностью генерировать излучение большой мощности с высоким к.п.д. Другое весьма важное достоинство СО2-лазеров -возможность перестройки длины волны генерации по отдельным линиям в диапазоне от — 9,2 до —'10,9 мкм. Это широко используется для селективного воздействия излучения на вещество /5,6/. Кроме того, С02-лазеры имеют сравнительно простую и надежную конструкцию.
Достижению высоких выходных параметров С02-лазеров в значительной мере способствовали интенсивные исследования физических процессов^ лежащих в основе их работы. Начиная с 1964 года, когда Пейтел впервые сообщил о получении генерации на двуокиси углерода, ни одна лазерная система не привлекала к себе столь пристального внимания исследователей. Тем не менее, интерес к С02-лазерам в настоящее время не ослабевает, о чем можно судить по многочисленным публикациям как в советской, так и в зарубежной литературе;
Среди основных направлений, по которым ведутся исследования, можно выделить следующие:
- оптимизация выходных параметров С02-лазеров, в первую очередь^ мощных систем (увеличение удельного энергосъема, выходной мощности, повышение к.п.д. и т.д.) /7-10/;
- создание лазеров с заданными выходными параметрами, например, для локации, связи, управляемого термоядерного синтеза и для ряда других приложений /11-15/;
- поиск и изучение условий эффективной генерации на новых переходах молекулы С02 в области длин волн 4-20 мкм /16-22/.
Дальнейший прогресс во всех этих направлениях, безусловно, требует более высокого уровня понимания процессов возбуждения и

Глава II
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЭЛЕКТРОРАЗРДЦНЫХ
со2-лазерах
В настоящее время для описания кинетических процессов в С02-лазерах широко используется температурная модель. Согласно этой модели для молекулы углекислого газа вводятся колебательные температуры Тр' Т2 и Тд. Знание этих температур, а также температуры колебания азота Т4 и поступательной температуры газа Т позволяет однозначно найти все важнейшие характеристики активной среды лазера (населенности энергетических уровней, запасенную энергию в различных модах С02 и колебании эффективность возбуждения и т.д.).
На основе информации о температурах среды (если известны также параметры резонатора лазерной системы) можно вычислить и основные характеристики генерации, например, энергию и мощность /23,24/.
Ранее отмечалось, что традиционные методы диагностики активной среды не всегда обеспечивают необходимых сведений о ее параметрах. Именно это затрудняет в значительной мере решение таких проблем, как повышение эффективности и выходной энергии С02-лазе-ров, оптимизация активной среды по запасу полезной энергии, улучшение разрядных и генерационных характеристик-, в частности за счет малых добавок в рабочую среду легкоионизируемых соединений, поиск и изучение условий эффективной генерации на новых линиях молекулы С02, в том числе в области длин волн 4,2-4,4 мкм, важной для некоторых приложений и т.д.
Применение описанного в главе I нового метода диагностики активной среды, позволяющего с высокой точностью определить необходимые температуры молекулы С02, должно обеспечить более до-