Разработка, создание и исследование высокоэффективных систем электроразрядного возбуждения газовых сред молекулярных СО2-, N2- и F2-лазеров

• Автор: Ямщиков, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 268 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
Список основных публикаций,по диссертации
Рисунки к введению
ГЛАВА 1. Описание и анализ работы систем возбуждения
электроразрядных СОг-, N2- и Г2-лазеров
1.1. Введение
1.1.1. Газоразрядные технологии
1.1.2. Лазеры
1.1.3. Молекулярные С02-, N2- и Р2-лазеры
1.1.4. Способы возбуждения лазеров
1.1.5. Постановка задачи
1.2. Принципы устройства электроразрядных систем возбуждения и
требования, предъявляемые к их работе
1.2.1. Состав системы электроразрядного возбуждения
1.2.2. Образование объемного самостоятельного разряда путем предионизации
1.2.3. Квазистационарная стадия горения разряда
1.2.4. Передача электрической энергии от емкостного накопителя к разряду
1.2.5. Влияние неоднородности электрического поля на устойчивость ОСР
1.2.6. Источники предыонизации и электродные системы
1.2.7. Электрические схемы генераторов накачки
1.2.8. Нестабильности ОСР
1.2.9. Условие оптимизации оптического резонатора
1.3. Выбор общего подхода и методики проведения исследования
систем возбуждения электроразрядных лазеров
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. Системы возбуждения УФ лазера на молекулярном азоте
2.1. Введение
2.2. Электрическая схема системы возбуждения
2.3. Исследование эффективности накачки электроразрядного N
лазера
2.4. Иг-лазер с магнитной схемой сжатия импульса накачки
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. Система возбуждения ^-лазера пучком убегающих электронов, получаемых в объемном самостоятельном разряде
3.1. Введение
3.2. Исследование электронного пучка в открытом разряде
3.2.1. Эффект “убегания” электронов
3.2.2. Метод получения электронного пучка в открытом разряде
3.2.3. Экспериментальная установка для получения пучка убегающих электронов в открытом разряде
3.2.4. Исследование характеристик электронного пучка при аномальном разряде в ускоряющем промежутке
3.2.5. Метод получения пучка убегающих электронов с режимом дополнительного ускорения УЭ полем плазменного столба аномального самостоятельного разряда
3.2.6. Другие способы получения убегающих электронов

3.3. N2- лазер, возбуждаемый пучком убегающих электронов
3.4. О потенциальной возможности накачки лазеров пучками
убегающих электронов для генерации ВУФ излучения
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. Повышение эффективности генерации ВУФ излучения
Бг—лазера методом оптимизации процесса энерговклада в активную среду
4.1. Введение
4.2. Некоторые сведения об особенностях электроазрядного
возбуждения Г2-лазера
4.2.1. Лазерные переходы в молекуле Г
4.2.2. Кинетические процессы, происходящие в Г2-лазере с накачкой объемным самостоятельным разрядом
4.2.3. Особенность требований к накачке
4.2.4. Подходы к созданию систем возбуждения Г2-лазеров
4.3. Метод и условия оптимального возбуждения активной среды
4.4. Экспериментальные исследования условий эффективного
возбуждения мощного электроразрядного Г2-лазера
4.4.1. Экспериментальная установка и методика измерений
4.4.2. Результаты экспериментов
4.4.3. Влияние буферного газа неона на работу Г2—лазера
4.4.4. Обсуждение результатов
4.4.5. Выводы
4.5. Малогабаритный ВУФ-лазер на молекулярном фторе
4.5.1. Введение

см" осциллограммы токов и напряжений ОСР имеют вид характерный для режима с коротким фронтом напряжения накачки (~ 100 не).
При больших величинах щ = 5Т0И-СМ012 см'3, осциллограммы значительно изменяются. На фронте импульса напряжения накачки наблюдалось появление короткой стадии объемного несамостоятельного разряда (ОНР), которая предшествует стадии самостоятельного разряда.
Делается заключение, что процессы зажигания ОСР при малых и больших значениях п0 существенно отличаются. При малых п0 развитие самостоятельного разряда, начинается с формирования плазменного столба за счет ударной ионизации, а затем образуется катодный слой с катодным падением потенциала [10]. В диссертационной работе впервые экспериментально установлено, что в случае больших п0 стадия формирования плазменного столба исчезает, а катодный слой, образуется раньше, чем происходит ионизационное размножение электронов в плазменном столбе ОСР..
В § 5.3 решается проблема получения предельно-однородного объемного самостоятельного разряда с использованием слаботочного пучка ускоренных электронов. Во Введении говорится, что в объемном самостоятельном разряде, обычно, образуются локальные неоднородности в виде плазменных нитей, искровых каналов или катодных пятен. Развитие подобных неоднородностей-’ приводит к контракции разряда [2], что ограничивает энергетические характеристики ОСР и ухудшает выходные характеристики, лазеров. В связи с этим, ставятся задачи о поиске эффективных способов подавления локальных неоднородностей и получении особой формы ОСР в смесях газов СОг/^/Не, при которой неоднородности отсутствуют во всем разрядном объеме. Такой разряд можно назвать предельно однородным объемным самостоятельным разрядом.
Делается аналитический обзор образования и развития основных видов неоднородностей самостоятельного разряда в смесях газов С02/Н2/Не. На стадии формирования разряда: 1) из-за ухода начальных электронов из прикатодной области способны зарождаться стримеры из не успевших