Кинетика активных сред лазеров на ионных линиях Cd, Sr, Ba и N, накачиваемых жестким ионизатором

• Автор: Широков, Руслан Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Плазменные лазеры на переходах атомов и ионов
Глава 2. Лазер на переходе Зб -» 2р 1л-подобного иона азота
2. 1. Кинетическая модель Н2-Н2-смеси, возбуждаемой
жестким ионизатором
2. 2. Основные релаксационные процессы в Н2-Н2-плазме
2. 3. Результаты численного моделирования Н2-Н2-лазера
Заключение к главе
Глава 3. Кинетика активной среды лазеров на переходах атома и
иона кадмия
3.1. Кинетическая модель Не-Сй-ССЦ-Г-смеси, накачиваемой жестким ионизатором
3.2. Моделирование лазера с ядерной накачкой на переходах атома кадмия
3.3. Моделирование Сб-лазера на ионных переходах
3. 3. 1. Не-Сб-лазер, накачиваемый ускорителем
электронов РАД АН
3. 3. 2. Накачка Не-Сб(-СС14)-смеси пучком
электронов микросекундной длительности
3. 4. Оптимизация УФ лазера с ядерной
накачкой (Х= 325,0 нм)
3. 4. 1. Определение пороговых и предельных энергетических характеристик лазера при длинноимпульсной реакторной накачке

3. 4. 2. Численное моделирование и оптимизация
в условиях возбуждения от реактора БАРС
Заключение к главе
Глава 4. Излучательные характеристики активных сред на
переходах атомов и ионов стронция и бария
4. 1. Кинетическая модель Хе-Бг-Ь-смеси
4.2. Результаты численных расчетов
4.2. 1. Хе-Бг-лазер с л= 430,5 нм
4.2.2. Источник линейчатого спонтанного излучения на смеси Хе-Бг
4. 3. Кинетическая модель смеси Хе-Ва
4.4. Результаты численного моделирования
4. 4. 1. Хе-Ва-лазер с X— 490,1 нм
4. 4. 2. Источник линейчатого спонтанного
излучения на смеси Хе-Ва
Заключение к главе
Выводы
Приложение
Литература

Введение I. Общая характеристика работы
Актуальность работы. Диссертация посвящена теоретическому исследованию активных сред плазменных лазеров и источников спонтанного линейчатого излучения на смесях паров металлов с инертными газами, накачиваемых жестким ионизатором. Исследуется также возможность создания Ы2-Н2-лазера с длиной волны 26,5 нм. Плазменными называются лазеры, в которых активной средой служит рекомбинационно-неравновесная (переохлажденная) плазма [1]. Под жестким ионизатором подразумеваются электронный и ионный пучки, заряженные продукты ядерных реакций, а также кванты коротковолнового излучения.
За последние 25 лет запущен ряд лазеров на парах металлов, занимающих важное место среди плазменных лазеров. Из основных достоинств этих лазеров отметим: 1) возможность создания лазеров в ИК,
видимом и УФ диапазонах спектра; 2) низкие пороги генерации, позволяющие использовать ядерную накачку; 3) возможность использования больших объемов активной среды, что приводит к получению больших энергосъемов. К недостаткам можно отнести высокую оптимальную температуру среды при использовании некоторых из металлов, а также малую длину свободного пробега осколков деления в тяжелых инертных газах высокого давления (Кг, Хе) в случае ядерной накачки.
К настоящему времени разработаны кинетические модели, адекватно описывающие как относительно слабую стационарную накачку лазеров продуктами ядерных реакций, так и мощную импульсную накачку

тройной и фоторекомбинации (реакции №№ 6 - 16 и 62 - 72, соответственно), заселяют возбужденные уровни ионов БГ4+.
Основными каналами заселения верхнего уровня Зб рабочего перехода в процессе только спонтанных радиационных переходов (без учета электронного перемешивания) являются переход 5 -> Зб и цепочка переходов 5 -> 4р, 4р —> Зб. При этом значительная часть релаксационного потока идет в обход рабочего перехода Зб -» 2р.
Девозбуждение уровней рабочего иона электронным ударом может существенно увеличить долю релаксационного потока через рабочий переход, т. к. возрастают скорости переходов с малыми энергетическими зазорами (переходы с Лп= 0). Значительные изменения в характер заселения возбужденных состояний вносит учет реабсорбции узкополосного излучения, уменьшающей эффективную вероятность спонтанного перехода и увеличивающей тем самым заселенности низколежащих возбужденных уровней. Для учета этого эффекта скорости всех спонтанных переходов на два нижние состояния 2б и 2р иона 144+ домножались на коэффициенты 0 ускользания излучения (см. реакции №№ 28 - 33, 36 в Приложении), которые рассчитывались в приближении Бибермана-Холстейна для цилиндрической геометрии однородной плазмы с лоренцевским контуром линии [3].
Возникновение инверсной заселенности на рабочем переходе возможно при условии, что скорость очистки нижнего рабочего уровня 2р превышает скорость девозбуждения уровней Зб И 3(1 (см. рис. 1). Вероятность радиационного перехода 2р -> 2 б относительно мала (А282р= 3-108 с-1), поэтому очистка уровня 2р будет происходить главным образом путем столкновительного девозбуждения при выполнении ограничения на температуру электронов Те< 8,7 эВ. Реакция перезарядки иона М5+ на нейтральном атоме водорода (№ 169) идет преимущественно на уровень 4р иона И4+ [89].