Эффективные источники вынужденного и спонтанного излучения с накачкой от индуктивных и емкостных накопителей энергии

• Автор: Панченко, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 353 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ФОРМИРОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ

РАЗРЯДОВ В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

§ 1.1. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЕ

§ 1.2. СИСТЕМЫ НАКАЧКИ САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАЗРЯДОМ

С ЕМКОСТНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ

§ 1.3. СИСТЕМЫ НАКАЧКИ НА ОСНОВЕ ГЕНЕРАТОРОВ С

ИНДУКТИВНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ ГЛАВА II. МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ 35 АППАРАТУРА

§ 2.1. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭКСИЛАМП И 35 ЛАЗЕРОВ

§ 2.2. ИЗМЕРЕНИЕ ИМПУЛЬСОВ ТОКА И ПАДЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ НА РАЗРЯДНОМ ПРОМЕЖУТКЕ
§ 2.3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ РАБОЧИХ СМЕСЕЙ
§ 2.4. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
§ 2.5. КОНСТРУКЦИИ ИСТОЧНИКОВ СПОНТАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
2.5.1. Мощные эксилампы барьерного разряда.
2.5.2. Мощные эксилампы с возбуждением поперечным самостоятельным 43 разрядом
2.5.3. Мощные эксилампы тлеющего разряда
§ 2.6. КОНСТРУКЦИИ ЛАЗЕРОВ С ФОРМИРОВАНИЕМ
ОБЪЕМНОГО РАЗРЯДА ГЕНЕРАТОРАМИ С ЕМКОСТНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ
2.6.1. ХеС1 - лазеры с промышленными коммутаторами
2.6.1.1. Мощные лазеры «ЛИДА-101» и «ЛИДА-КТ»
2.6.1.2. Лазер «ЛИДА-Д» с переменной длительностью импульса 48 излучения
2.6.1.3. Длинноимпульсный ХеС1 - лазер «ЛИДА-М»
2.6.2. Универсальные лазеры «ФОТОН»
2.6.3. Многоволновой лазер «ДИЛАН»

§ 2.7. КОНСТРУКЦИИ ЛАЗЕРОВ НА ОСНОВЕ ГЕНЕРАТОРОВ С ИНДУКТИВНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ И ПРЕРЫВАТЕЛЯМИ ТОКА РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
2.7.1. Лазер с накачкой от генератора с плазменно-эрозионным прерывателем тока
2.7.2. Лазеры с накачкой от генераторов с прерывателями тока на основе промышленных диодов типа СДЛ
2.7.3. Лазеры с накачкой от генераторов с полупроводниковыми прерывателями тока на основе 805 - диодов
2.7.3.1. Лазеры с искровой предыонизацией
2.7.3.2. Широкоапертурный азотный лазер с рентгеновской предыонизацией
2.7.3.4. Лазеры с возбуждением продольным разрядом ГЛАВА III. ЭФФЕКТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ УФ - СПОНТАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАЗРЯДОВ В СМЕСЯХ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ И ГАЛОГЕНОВ
§ 3.1. ЭКСИЛАМПЫ С НАКАЧКОЙ НОРМАЛЬНЫМ ТЛЕЮЩИМ РАЗРЯДОМ
3.1.1. Цилиндрические эксилампы на молекулах ХеР*, ХеСІ*, КгС1*
3.1.2. Коаксиальные эксилампы на молекулах ХеСІ и КгСГ
§ 3.2. ХеСІ* И КгСІ* - ЭКСИЛАМПЫ С НАКАЧКОЙ ПОДНОРМАЛЬНЫМ ТЛЕЮЩИМ РАЗРЯДОМ
§ 3.3. КОАКСИАЛЬНЫЕ БАРЬЕРНЫЕ ЭКСИЛАМПЫ С
ПОВЫШЕННОЙ ЭНЕРГИЕЙ ИЗЛУЧЕНИЯ В ИМПУЛЬСЕ § 3.4. МОЩНЫЕ ЭКСИЛАМПЫ С НАКАЧКОЙ ПОПЕРЕЧНЫМ САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАЗРЯДОМ
3.4.1. Спектральный состав излучения эксилампы
3.4.2. Вольгамперные и излучательные характеристики поперечного объемного разряда
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ III

ГЛАВА IV. ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЕ ЛАЗЕРЫ С ЕМКОСТНЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ НАКАЧКИ
§ 4.1. УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ, ВРЕМЕННЫМИ И
ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ
ХеСІ* - ЛАЗЕРОВ
§ 4.2. ЭФФЕКТИВНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ЛАЗЕРА НА МОЛЕКУЛАХ КгСГ
§ 4.3. ЭФФЕКТИВНЫЕ НЕЦЕПНЫЕ НЕ(БЕ) - ЛАЗЕРЫ С
НАКАЧКОЙ ОБЪЕМНЫМ САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАЗРЯДОМ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ IV
ГЛАВА V. ЭФФЕКТИВНЫЕ ЛАЗЕРЫ УФ И ВИДИМОГО ДИАПАЗОНА С НАКАЧКОЙ ОТ ГЕНЕРАТОРОВ С ИНДУКТИВНЫМИ НАКОПИТЕЛЯМИ ЭНЕРГИИ И ПРЕРЫВАТЕЛЯМИ ТОКА РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
§ 5.1. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПЛАЗМЕННО-ЭРОЗИОННОГО ПРЕРЫВАТЕЛЯ ТОКА
§ 5.2. ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЕ ЛАЗЕРЫ С НАКАЧКОЙ ОТ
ГЕНЕРАТОРА С ПЛАЗМЕННО-ЭРОЗИОННЫМ ПРЕРЫВАТЕЛЕМ ТОКА
§ 5.3. ЛАЗЕРЫ С НАКАЧКОЙ ПОПЕРЕЧНЫМ
САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАЗРЯДОМ ОТ ГЕНЕРАТОРОВ С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРЕРЫВАТЕЛЯМИ ТОКА (ГИТ)
5.3.1. Особенности работы полупроводниковых прерывателей тока в импульсных генераторах
5.3.2. Пеннинговский плазменный лазер на смеси неона с водородом
5.3.3. Лазер на атомарных переходах фтора (БІ - лазер)
5.3.4. Эффективные лазеры на галогенидах инертных газов с большой длительностью импульса излучения
5.3.4.1. Расчетные модели электроразрядных ХеСІ - и КгБ - лазеров с накачкой от генераторов с полупроводниковыми прерывателями тока
5.3.4.2. ХеР* - лазер с накачкой от ГПТ
5.3.4.3. КлЕ - лазер с накачкой двойным разрядом от генератора с ГПТ
5.3.4.4. ХеСІ* - лазер с накачкой двойным разрядом от ГПТ на основе БОБ - диодов с длительностью импульса накачки 150 не
5.3.4.5. Длинноимпульсные ХеСІ - лазеры с накачкой двойным разрядом от ГПТ

ГЛАВА II. МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ
АППАРАТУРА
Для проведения исследований излучательных и других характеристик самостоятельных газовых разрядов были созданы различные импульсные генераторы с емкостными и индуктивными накопителями энергии, а также лазеры и источники спонтанного излучения на основе самостоятельных разрядов, формируемых при помощи данных генераторов. В настоящей главе приводится описание методик измерения амплитудно-временных и спектральных характеристик генерируемого лазерами и эксилампами излучения, а также параметров электрических импульсов, формирующих самостоятельные разряды в различных газовых смесях. Описаны схемы и конструкции импульсных генераторов накачки и источников излучения. Приводятся оценки погрешностей измерений мощности и энергии излучения, параметров импульсов накачки самостоятельных разрядов и других измеряемых величин.
§ 2.1. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭКСИЛАМП И ЛАЗЕРОВ
Эксилампы, в отличие от лазеров, излучают во все окружающее пространство, и поэтому всю излучаемую ими мощность нельзя собрать на входной апертуре приемника излучения. Обычно измеряется только часть мощности эксилампы, а татем на основе таких измерений рассчитывается ее полная мощность излучения. Измерения проводились по методикам, описанным в [64]. При удалении от излучающего объекта на расстояние, примерно в 10 раз большее его линейных размеров, данный источник излучения с большой точностью можно считать точечным источником, излучающим равномерно во все окружающее пространство (телесный угол со = 4л). Согласно [64], ошибка при проведении измерений по данной методике не превышает' «5% без учета погрешности измерительного прибора, а провести измерения наиболее просто для эксилампы со сферической или близкой к сферической формами излучающего объема.
В случае эксилампы цилиндрической формы измеряется часть излучения, вырезаемая диафрагмой. Диаметр диафрагмы с/ обычно выбирался равным диаметру эксилампы. Методику измерений иллюстрирует рис.2.1. Излучаемая эксилампой мощность рассчитывалась следующим образом. Приемник излучения с апертурой диаметром О зарегистрирует только часть излучения К от точечного источника, образованного диафрагмой, которая равна
К=сз/4п, (2.1)