Эффективность и стабильность эксиплексных ламп и HF-лазера

• Автор: Ерофеев, Михаил Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 131 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ВОПРОСАМ
ЭФФЕКТИВНОЙ II СТАБИЛЬНОЙ РАБОТЕ ЭКСИПЛЕКСНЫХ ЛАЗЕРОВ II ЛАМП,
А ТАКЖЕ НЕ-ЛАЗЕРА
1.1. Эксилампы тлеющего и барьерного разрядов
1.2. Эффективность и стабильность эксштлексных лазеров
1.3. Эффективность и стабильность НГ-лазера
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ
ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Источники питания для возбуждения эксиплексных молекул емкостным разрядом
2.2. Конструкции эксиламп емкостного разряда
2.3. Конструкция НГ-лазера
2.3.1. С накачкой радиально сходящимся пучком
2.3.2. С накачкой планарным пучком электронов
2.3.3. Электроразрядный НГ-лазер
2.4. Газовые системы, экспериментальная аппаратура, методики измерений и обработка их результатов
ГЛАВА 3 ИНЕРТНО-ГАЛОИДНЫЕ БЕЗЭЛЕКТРОДНЫЕ ЭКСИЛАМПЫ
ЕМКОСТНОГО ТИПА ПРИ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЯХ
3.1. Энергетические и спектральные характеристики ХеС1 и
КгСГэксиламп емкостного разряда
3.2. Процессы потерь хлора в безэлектродных ХеС1 и КгСГэксилампах
емкостного разряда
3.3. Энергетические и спектральные характеристики ХеВг-эксилампы
емкостного разряда
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4 ИМПУЛЬСНЫЕ КгСБЭКСИЛАМПЫ ЕМКОСТНОГО ТИПА

4.1. Энергетические характеристики импульсных КгС1-эксиламп емкостного разряда
4.2. Энергетические характеристики однобарьерной импульсной КгС1- эксилампы
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5 ХИМИЧЕСКИЙ НЕ-ЛАЗЕР С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ
НАКАЧКИ
5.1. Энергетические, временные и спектральные характеристики нецепного НГ-лазера с накачкой радиально сходящимся пучком электронов, планарным пучком электронов и электроразрядного НГ-лазера
5.2. Увеличение стабильности электроразрядного НГ-лазера путем использования цеолитов
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В последние два десятилетия достигнуты большие успехи в создании эксип-лексных лазеров и ламп с различными способами накачки и возбуждения [1-5]. Благодаря тому, что данные устройства являются наиболее мощными и эффективными источниками когерентного (лазеры) и некогерентного (эксилампы) излучения в ультрафиолетовой и вакуумной ультрафиолетовой областях спектра, они получили широкое распространение в различных областях науки и техники: в научном эксперименте, в технологии (отжиг и легирование полупроводников, обработка и упрощение поверхности), в медицине и биологии, в фотохимии и т.д. Поэтому в настоящее время наиболее актуальными являются исследования, направленные на увеличение эффективности и стабильности (длительное сохранение энергетических параметров) эксиплексных лазеров и ламп, а также поиск новых активных сред с целью расширения областей применения этих устройств.
В литературе за последнее десятилетие имеется сравнительно мало данных о времени жизни рабочих сред эксиплексных лазеров и ламп, а также процессах, ответственных за снижение времени жизни.
В последнее время значительно возрос интерес к фтороводородным лазерам с накачкой нецепной химической реакцией, обусловленный новыми возможностями их использования в ИК диапазоне спектра. Для инициирования химической реакции в активной среде фтороводородного лазера, благодаря высокой проникающей способности электронов, наиболее широко применяют электронные пучки и электрические разряды. С их помощью можно однородно инициировать большие объемы активной среды химического фтороводородного лазера при достаточно высоких давлениях и обеспечивать значительные мощности накачки. Кроме того возможности различных применений фтороводородных лазеров с нецепным механизмом накачки, излучающих в ИК области спектра, накладывают целый ряд условий на их характеристики и в том числе на спектральный диапазон генерации. Однако оптимальные условия работы нецепных НР и ОР лазеров и в настоящее время остаются недостаточно изученными. Для практического применения важны не только большие энергии, но и КПД (не менее 1%).

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
2Л. Источники питания для возбуждения эксиплексных молекул емкостным разрядом
Для возбуждения смесей, содержащих галогены и инертные газы, в квазинепре-рывном режиме, нами использовались несколько генераторов, блок- схема которых показана на рис. 2.1. Амплитуда импульсов напряжения могла меняться от 2 до 11 кВ, а частота повторения импульсов была фиксирована, составляя 22 кГц.
Для возбуждения эксиплексных смесей в импульсно- периодическом режиме использовались две схемы (рис. 2.2): схема Фитча с удвоением зарядного напряжения (генератор с использованием инверсии напряжения на накопительных емкостях [67]) и, в ряде случаев, схема с импульсным трансформатором (коэффициент трансформации мог варьироваться от 2 до 3). На конденсаторы С, С/, С2 подавалось постоянное напряжение (ЯНР на рис. 2.2) от высоковольтного источника с регулируемым напряжением (до 25 кВ), обеспечивающего частоту повторения импульсов до 20 Гц. Схема Фитча (а) включала: накопительную батарею конденсаторов КВИ-3, с ударной емкостью -2.2 нФ, зарядный резистор Я, тиратрон ТГИ - 1000/25, схему электропитания и генератор запуска тиратрона. Импульс высокого напряжения, формируемый при срабатывании тиратрона Тг, подается по коаксиальному кабелю на обострительный разрядник Р1) излучателя (промышленный разрядник типа РУ-26 или РУ-47). Индуктивность соединений батареи конденсаторов КВИ-3 и излучателя сделана минимально возможной для обеспечения минимальной длительности переднего фронта импульса напряжения на обострительном разряднике. В цепь перезарядки емкости устанавливался дроссель (точка А). Также дроссель мог устанавливаться параллельно лампе (между точками В я С).
Схема с импульсным трансформатором была построена на той же элементной базе, что и схема Фитча, исключая высоковольтный трансформатор РТ. Кроме того, нами использовалась комбинированная схема Фитча, в которой, в целях увеличения амплитуды высокого напряжения на эксилампе, после разрядника РО на схеме Фитча устанавливался импульсный трансформатор Тг (рис. 2.2 (Ь)).