Исследование характеристик излучения мощных электроразрядных CO2 и эксимерных лазеров

• Автор: Глухих, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК

СТЕНД “МОДУЛЬ-2”

установка “Максим”

ЭКСИМЕРНЫЙ ЛАЗЕР “ЭКЛАЗ”

ГЛАВА 1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И УСИЛЕНИЕ АКТИВНЫХ СРЕД ЭИ-С02 ЛАЗЕРОВ

Введение

Зависимости удельной энергии генерации от удельной энергии и длительности

ИМПУЛЬСА НАКАЧКИ

ИЗМЕРЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ (КУ) ПО СЕЧЕНИЮ АКТИВНОЙ СРЕДЫ
ЭИ-СО2 ЛАЗЕРОВ
Исследование КУ на стенде "МОДУЛЬ-2"
Измерения КУ на стенде “МАКСИМ”
ГЛАВА 2. РАСХОДИМОСТЬ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭИ-С02 ЛАЗЕРОВ
Введение
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДИМОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТРАДИЦИОННЫХ СМЕСЕЙ
ГАЗОВ
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ РАСХОДИМОСТИ В ТЕЧЕНИЕ ИМПУЛЬСА НАКАЧКИ
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДИМОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ "ЛЕГКИХ" СМЕСЕЙ
ГАЗОВ
ЗАВИСИМОСТЬ РАСХОДИМОСТИ ОТ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ АКТИВНОЙ СРЕДЫ
ШИРОКОАПЕРТУРНЫЙ РЕЗОНАТОР
ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭИ-С02 ЛАЗЕРОВ. ОТНОСИТЕЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ЭНЕРГИИ ПО ВРАЩАТЕЛЬНЫМ КОМПОНЕНТАМ
СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭИ-С02 ЛАЗЕРОВ ДЛЯ СМЕСЕЙ С ИЗОТОПАМИ С02.
ГЛАВА 4. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКСИМЕРНОГО ЛАЗЕРА «ЭКЛАЗ»
ВВЕДЕНИЕ
РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАЗЕРА
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
ИЗМЕРЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ
чдіппоілттг.
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Проблема формирования лазерного излучения высокого качества в электроразрядных газовых лазерах различных типов и назначений является актуальной задачей до настоящего времени. Эта проблема, в частности, остро стоит при разработке мощных СО2 и эксимерных лазеров.
СОг лазеры являются наиболее широко распространенными источниками когерентного излучения среднего ИК диапазона. К достоинствам этих лазеров можно отнести простоту их конструкции, высокий коэффициент полезного действия Г)~20% /'/ и возможность однородного возбуждения активной среды (АС) большого объема.
Особое место занимают электроионизационные (ЭИ) СОг- лазеры (ЭИЛ) с несамостоятельным разрядом /2/, /3/, /4/, /5/, /6/, объем АС которых может достигать нескольких сот литров, а поперечные размеры лазерного пучка нескольких десятков сантиметров /7/. В ЭИ лазерах ионизация газовой смеси производится пучком быстрых электронов с энергией 150-ь300кэв, а энергия возбуждения вкладывается в активную среду при оптимальной напряженности
ятгртгтпиирг.ттгг* ттптта Р./п=Ч—^к-ТЗ/гмуд-ятчу/г ТТгш ятпм пття пяяпихтттта'* гяягттлу
■ Г ------- — X” - - - X ' ’ х
смесей С02:Ы2:Нс достигаются достаточно высокие значения коэффициента усиления активной среды на уровне (2-5-4)-Ш^см'1 14/. Энергия излучения таких лазеров может достигать нескольких килоджоулей при длительности импульса

генерации в несколько десятков микросекунд, при этом пиковая мощность составляет сотни мегаватт /8/.
ЭИ С02-лазеры находят применение в производственных технологических процессах, научных исследованиях и при решения специальных задач (дальняя связь, передача энергии на расстояние, лазерная коррекция орбит искусственных спутников Земли /9/, /10/). В настоящее время мощные С02 системы находят свое применение при ликвидации пожаров на нефтяных скважинах и аварий на радиационно опасных объектах.
В большинстве практических случаев требуется либо фокусировка лазерного излучения, либо его доставка на значительные расстояния с наименьшими потерями. Для этого лазерное излучение должно обладать минимальной расходимостью, по возможности, близкой к дифракционному пределу 0л~/./О (А, - длина волны, О - апертура лазерного пучка).
На расходимость лазерного излучения существенное влияние оказывает выбор оптической схемы резонатора, применяемого в лазере, а также оптические неоднородности активной среды /! У.
В ЭИ С02-лазерах с большими поперечными размерами АС, обычно применяются неустойчивые резонаторы (НР), способные без потерь энергии обеспечить генерацию излучения с предельно малой расходимостью определяемой дифракцией излучения на выходной апертуре /11/.

1, МКС
® 1- 1:1:6, чн = 232 Дж/л, Е0=4,7кВ/см 0-2- 1:1:6, ян = 184Дж/л, Е0 = 5,0кВ/см —А— 3- 1:6:3, дн = 380Дж/л, Е0 = 6,4кВ/см А 4- 1:6:3, дн = 283Дж/л, Е0 = 5,6кВ/см
Рис. 11 Временные зависимости КУ на стенде "Максим"