Формирование импульсов высококогерентного лазерного излучения высокой мощности в УФ области спектра

• Автор: Лосев, Валерий Федорович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОКОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРАХ
1.1 Формирование узкополосного излучения с малой расходимостью в задающем генераторе
1.2 Расходимость излучения в лазерах с неустойчивым резонатором
1.3 Режим инжекционной синхронизации
1.4 Использование в эксимерных лазерных системах ВРМБ среды
1.5 Преобразование излучения УФ лазеров в процессе ВКР
ГЛАВА 2 АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1 Электроразрядные лазеры
2.2. Лазеры с накачкой электронным пучком
2.3 Лазерная система МЭЛС-4к
2.4 Измерение и расчет вложенной в газ энергии электронного пучка
2.5 Измерение и расчет параметров лазерного излучения
ГЛАВА 3 ПОИСК И РЕАЛИЗАЦИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ШИРОКОАПЕРТУРНЫХ ХеС1 ЛАЗЕРОВ
3.1 Электроразрядные лазеры с рентгеновской предионизацией
3.2 Возбуждение лазера электронным пучком с длительностью более микросекунды
3.3 Возбуждение ХеС1 лазера двумя электронными пучками с длительностью импульса 500 не
3.4 Моделирование ХеС1 лазера, возбуждаемого электронным пучком
Г Л А В А 4 ФОРМИРОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ В ЗАДАЮЩЕМ ГЕНЕРАТОРЕ НА МОЛЕКУЛЕ ХеС1
4.1 Уменьшение ширины спектральной линии в резонаторе с дифракционной решеткой
4.2 Уменьшение ширины спектральной линии в резонаторе с эталоном Фабри-Перо
4.3 Формирование расходимости и поляризации излучения
4.4 Уменьшение уровня шума в задающем генераторе

ГЛАВА 5 ФОРМИРОВАНИЕ РАСХОДИМОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ В ХеСІ ЛАЗЕРЕ С НЕУСТОЙЧИВЫМ РЕЗОНАТОРОМ
5.1 Использование конфокального резонатора положительной ветви
5.2 Резонаторы положительной ветви с обобщенными параметрами gi>l
5.3 Резонатор с зеркалом переменного отражения
ГЛАВА 6 УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ ХеСІ ЛАЗЕРА
В РЕЖИМЕ ИНЖЕКЦИОННОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
6.1 Исследование условий, при которых реализуется управление параметрами излучения ХеСІ лазера
6.2 Энергетические характеристики
6.3 Спектральные характеристики
6.4 Расходимость излучения в режиме ИС
6.5 Поляризация излучения
ГЛАВА 7 ФОРМИРОВАНИЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОКОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ УСИЛЕНИЯ
7.1 Анализ возможных причин искажения волнового фронта лазерного пучка в активной среде усилителей
7.2 Расходимость излучения при усилении пучка ЗГ в электроразрядных усилителях121
7.3 Расходимость излучения на выходе усилителя с накачкой электронным пучком
7.4 Расчет режимов усиления в широкоапертурных усилителях
7.5 Усиление пучка ЗГ в лазерной системе МЭЛС-4К
ГЛАВА 8 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВРМБ И ВКР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ ХеСІ ЛАЗЕРА
8.1 Обращение волнового фронта за счет ВРМБ
8.2 Компрессия импульса излучения при ВРМБ
8.3 ОВФ широкополосного излучения ХеСІ лазера
8.4 Повышение степени когерентности излучения ХеСІ лазера в резонаторе с ВРМБ зеркалом
8.5 Использование ВР для улучшения пространственных характеристик широкоапертурного ХеСІ лазера
8.6 Преобразование УФ излучения в парах металлов
8.7 Вынужденное комбинационное рассеяние в газообразном водороде

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
АВТОРСКАЯ СПРАВКА
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Нами были созданы два ХеС1 лазера с рентгеновской предионизацией. В одном лазере впервые был использован накопитель энергии на основе линии из керамических конденсаторов К15-10, 0,01 мкФ, 40 кВ. Линия имела волновое сопротивление 0,42 Ом, емкость 200 нФ и обеспечивала длительность электрического импульса 200 не [92, 93]. На Рис. 2.4 приведена принципиальная электрическая схема лазера. Линия заряжалась постоянным напряжением вплоть до 35 кВ и включалась через протяженный 15-канальный искровой разрядник на лазерный промежуток. Электроды разрядного промежутка были изготовлены из нержавеющей стали и 45 мкм П-фольги. Расстояние между ними было 3,6 см. Рентгеновское излучение инжектировалось в разрядный промежуток через фольговый электрод и обеспечивало начальную концентрацию электронов ~108 см'3. Импульс рентгеновского излучения длительностью 1 МКС формировался при торможении электронов со средней энергией -80 кэВ о вторую П фольгу. Внутри лазерной камеры располагалась обострительная емкость Сз = 5 нФ, собранная из конденсаторов К15-4. Разрядный ток в промежутке регистрировался поясом Роговского а напряжение омическим делителем. Окна камеры образовывали резонатор лазера, состоящий из диэлектрического зеркала и кварцевой плоскопараллельной пластины. Лазер работал на смеси Ые-Хе-НС! при давлении 4 атм и обеспечивал импульса излучения с энергией 1,5 Дж при длительности на полувысоте амплитуды 180 не.
Второй ХеС1 лазер имел активный объем 5-6 л [94, 104]. На Рис. 2.5 приведена фотография и принципиальная схема этого лазера. Лазер имел металлический корпус, в котором были размещены диэлектрическая разрядная камера прямоугольного сечения с плоскими электродами, низкоиндуктивные бумагомасляные накопительные конденсаторы (по четыре штуки с двух сторон разрядной камеры) и рентгеновский источник. Конденсаторы непосредственно соединялись с электродами, расположенными на расстоянии 11 см. Для обеспечения минимальной индуктивности разрядного контура диэлектрическая камера имела тонкие стенки, так что конденсаторы были максимально приближены к разрядному промежутку. Проблема ее механической прочности решалась путем обеспечения равенства давлений рабочей смеси в камере и газообразного азота снаружи ее (внутри металлического корпуса). Рентгеновский источник располагался под сетчатым (или 1 мм дюралюминиевая пластина) катодом и имел окно размером 80x4 см, закрытое лавсановой пленкой. Рентгеновское излучение образовывалось при торможении электронов с максимальной