Влияние температурных неоднородностей на характеристики излучения в лазерах на парах металлов в режиме саморазогрева

• Автор: Филонов, Александр Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 150 с.

« СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Лазеры на самоограниченных переходах
1.1. Энергетическая структура и основные процессы,
определяющие параметры лазерной генерации
1.2. Конструктивные особенности активных элементов лазеров
на парах металлов
Глава 2. Экспериментальная аппаратура и методика измерений
2.1. Схема питания лазера
2.2. Конструкция ГРТ и экспериментальная установка
Глава 3. Температурный режим лазера на парах меди и
бромида меди
3.1. Формирование активной среды
3.2. Продольные тепловые неоднородности саморазогревных
лазеров на парах меди и бромида меди

3.2.1. Лазер на парах меди
^ 3.2.2. Экспериментальная установка
3.2.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.2.4. Лазер на бромиде меди
3.2.5. Экспериментальная установка
3.2.6. Результаты экспериментов и их обсуждение
3.3. Кинетика активной среды лазера на парах меди в условиях
продольной температурной неоднородности
3.4. Заключение
|(1
Глава 4. Лазер на парах свинца с неустойчивым резонатором телескопического типа
4.1. Влияние параметров активной среды на процесс
формирования излучения с малой расходимостью

# 4.1.1. Формирование излучения с дифракционной расходимостью
неустойчивым резонатором телескопического типа
4.1.2. Влияние длительности импульса генерации на расходимость
излучения лазера на парах меди с неустойчивым резонатором
4.2. Лазер на парах свинца
4.2.1. Экспериментальная установка
4.2.2. Результаты эксперимента и оптимизация параметров
ф активного элемента лазера
4.3 Заключение
Глава 5. Лазер на парах стронция, работающий на самоограниченных переходах
5.1. Особенности работы лазеров с узким рабочим интервалом
температуры
5.1.1. Разделение функций формирования и поддержания рабочей температуры в активном объёме и возбуждения активного
t вещества
5.1.2. Применение теплоизолятора с нелинейной
теплопроводностью
5.2. Лазер на парах стронция
5.3 Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

К настоящему времени лазеры на парах металлов (ЛИМ) используются в таких областях науки, техники и народного хозяйства, как лазерное разделение изотопов, обработка материалов, зондирование атмосферы, медицина. Широкое применение ЛИМ накладывает всё более высокие требования на характеристики излучения, надёжность работы приборов и на срок их службы.
Характерной особенностью лазеров на парах металлов и на солях металлов является их работа при достаточно высоких температурах активной среды. Например, в лазере на парах меди внутренняя стенка газоразрядного канала имеет температуру 1500 °С. При этом имеется определённый диапазон температур, в котором существует генерация, а также и оптимальная рабочая температура, при которой лазер имеет максимальный коэффициент полезного действия (КПД). Отклонение от оптимальной температуры активной среды приводит к снижению энергетических характеристик лазерного излучения. Температурный режим активного элемента непосредственно связан с такими параметрами, как максимальная мощность лазерного излучения, однородность излучения по диаметру пучка, расходимость излучения, энергосъём, и поэтому во многом определяет характеристики лазерного излучения. В силу этого проблема влияния температурных неоднородностей на характеристики излучения является актуальной.
Большинство имеющихся экспериментальных и теоретических работ по ЛПМ направлено на изучение явлений, связанных с процессами возбуждения рабочего вещества и буферного газа, а также с релаксацией плазмы после импульса возбуждения. Изучается однородность распределения таких параметров, как концентрации метастабильных и резонансных атомов, концентрация электронов, температура тяжёлых частиц в лазерах на парах металлов и их солях, которые играют важную роль в процессах формирования лазерного излучения. Однако опубликованные работы в основном связаны с изучением их радиальных распределений. Температура вдоль активного объёма, как правило, принимается однородной. В то же время, поскольку распределение потенциала элек-

К І 2 3 4 5 А
(номера термопар)
Рис. 6. Изменение температурного профиля установившегося режима в зависимости от давления буферного газа К - катод, А
Буферный газ
Давление: 1 - 3, 2 - 7, 3 - 20, 4 - 30, 5 - 50, 6 - 100,
7-150 мм.рт.ст.