авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Электрофизические процессы накачки и оптические свойства активных сред мощных лазеров и усилительных систем.

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Курунов Роман Федорович

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НАКАЧКИ И ОПТИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА АКТИВНЫХ СРЕД МОЩНЫХ ЛАЗЕРОВ И

УСИЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

01.04.13 – Электрофизика, электрофизические установки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 2009 г.

1

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Научно исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В.Ефремова», г.Санкт-Петербург

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических Гарнов Сергей Владимирович наук Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г.Москва Доктор физико-математических Стариков Анатолий Демьянович наук, профессор Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико электронных приборов и систем, г.Сосновый Бор Доктор физико-математических Туманов Игорь Алексеевич наук Научно исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Д.В.Ефремова, г.Санкт-Петербург

Ведущая организация: Российский Федеральный Ядерный Центр Всероссийский научно исследовательский институт экспериментальной физики, г. Саров

Защита состоится 2009 г. в часов на заседании диссертационного совета Д.201.006.01 при Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры им.Д.В,Ефремова в помещении Дома ученых НИИЭФА (196641, г.Санкт-Петербург, п.Металлострой, ул.Полевая, д.12)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЭФА им.Д.В.Ефремова Автореферат разослан2009 г.

Учёный секретарь доктор технических наук, диссертационного совета профессор Шукейло И.А.

Актуальность проблемы Мощные лазеры и усилительные системы на их основе представляют собой крупные электрофизические установки, способные генерировать и усиливать интенсивные пучки лазерного излучения с малым углом расходимости. Современные тенденции развития лазеров направлены в сторону увеличения энергетики лазерных установок и повышения качества лазерного излучения и обусловлены как фундаментальными, так и прикладными задачами, к которым, прежде всего, относятся проблемы инерциального термоядерного синтеза, взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом, разработки новых технологий и специальных лазерных систем. При решении этих задач лучшие результаты достигнуты с использованием электроразрядных газовых лазеров и твердотельных лазеров с накачкой импульсными газоразрядными источниками оптического излучения.

Будущий прогресс в области лазерной физики и техники, с точки зрения повышения эффективности лазерных систем (более 10%), связывают с созданием мощных линеек и матриц лазерных диодов и на их основе систем накачки мощных твердотельных лазеров, обладающих высокими удельными характеристиками и надежностью.

В Советском Союзе, после того как Басовым Н.Г. и Крохиным О.Н. была высказана идея о возможности осуществления нагрева плотной плазмы до термоядерных температур с помощью высокоэнергетичного лазерного излучения, в ведущих научных центрах, в первую очередь, таких, как ФИАН, ФИАЭ (ТРИНИТИ), ВНИИЭФ, ГОИ им.С.И.Вавилова, НИИЭФА им.Д.В.Ефремова были начаты работы по созданию экспериментальных установок для проведения исследований процессов взаимодействия высокоэнергетичного излучения с веществом и решения проблем лазерного термоядерного синтеза (ЛТС). В дальнейшем эти знания позволили начать исследования, направленные на повышение эффективности применения мощных лазеров в различных технологических процессах и стимулировали создание лазеров импульсно-периодического и непрерывного действия.

В России новый шаг в развитии экспериментальной базы для ЛТС был сделан в г., когда в РФЯЦ ВНИИЭФ ввели в строй лазерную установку на неодимовом стекле «Луч», являющуюся прототипом более мощной установки «Искра-6». Расчетная выходная энергия лазерного излучения установки «Искра-6» составляет ~700 кДж на длине волны 0,35 мкм (третья гармоника).

Первые системы в мире для ЛТС были разработаны и созданы на базе СО2 лазеров и на твердотельных лазерах на неодимовом стекле в США. В настоящее время в рамках национальных программ в США создана установка NIF на неодимовом фосфатном стекле, а во Франции завершается строительство аналогичного по своим выходным характеристикам лазерного комплекса LMJ. Планируемая на этих установках выходная энергия лазерного излучения составляет ~ 2 МДж на третьей гармонике (= 0,35 мкм). В США и Японии действуют программы по созданию термоядерного реактора, использующего принципы ЛТС. В этих проектах в качестве кандидатов рассматриваются твердотельные лазеры с диодной накачкой и эксимерные лазеры с накачкой электронным пучком.

К началу исследований автора работа большинства научных коллективов, участвующих в разработке мощных лазеров, была направлена на изучение возможности организации газовых разрядов в больших объемах при атмосферном давлении. Были реализованы системы накачки СО2 лазеров на основе несамостоятельного разряда атмосферного давления, поддерживаемого электронным пучком, и достигнуты рекордные энерговклады на уровне 0,5 Дж/см3. Разработаны экспериментальные образцы лазеров на самостоятельном разряде с ультрафиолетовой (УФ) предыонизацией и самостоятельном разряде с прокачкой рабочей смеси. Однако получение лазерных пучков с предельно высокой мощностью и яркостью ограничивалось рядом эффектов и явлений, связанных с процессами накачки и оптико физическими свойствами активных сред. В связи с этим актуальными явились комплексные исследования физических закономерностей и механизмов воздействия систем накачки на уровень и однородность возбуждения и оптическую однородность лазерных сред. Необходимость этих исследований охватывала все известные в то время способы накачки, в том числе на основе несамостоятельного разряда атмосферного давления, поддерживаемого электронным пучком в смеси газов СО2:N2:He, самостоятельного разряда с УФ предыонизацией в смесях СО2:N2:He и HF газов, самостоятельного тлеющего разряда в потоке газовой смеси СО2:N2:He, электронно-пучковой накачки активной среды XeCl лазера. Важно было исследовать процессы срыва объемных разрядов в дуговой режим, а для лазеров, работающих в импульсно-периодическом режиме, изучить механизмы послеразрядных пробоев разрядного промежутка, влияющих на возможность работы с частотой повторения импульсов.



Переход от экспериментальных макетов лазеров к действующим полномасштабным лазерным установкам импульсного, импульсно-периодического и непрерывного действия открыл ряд новых проблем, связанных с газодинамическими процессами, происходящими в газоразрядной камере, которые влияли на режим работы и выходные характеристики лазерного излучения. Необходимы были детальные исследования динамики, масштаба и характера газодинамических возмущений в активных средах электроразрядных СО2 лазеров.

Для решения всех перечисленных выше актуальных проблем и задач потребовались адекватные методы визуализации состояния активной среды в процессе накачки и снятия инверсии. К моменту начала исследований было показано, что одной из наиболее информативных и универсальных диагностик плазменных объектов является голографическая интерферометрия. Однако в тот период голография применялись для диагностики плазмы на небольших лабораторных установках. Поэтому для исследования голографическими методами активных сред мощных электроразрядных лазеров, в условиях многообразия возмущающих активную среду факторов и больших габаритов установок, потребовалось разработать методики и схемы исследования оптических неоднородностей сложной формы и структуры, различных масштабов и градиентов плотности.

Организация эффективной накачки мощных электроразрядных газовых лазеров и твердотельных лазеров с накачкой импульсными газоразрядными лампами ограничивается совокупностью различных по своей природе процессов. В то же время, такие важные показатели накачки, как уровень и пространственная однородность запасенной энергии в лазерной среде, являются общими для всех типов лазеров, поскольку они определяют качество и энергию выходного лазерного излучения.

Лазерные установки, предназначенные для решения проблем инерциального термоядерного синтеза, представляют собой крупные электрофизические комплексы.

В состав основных систем комплексов мегаджоульного уровня входят широкоапертурные дисковые усилители с ламповой накачкой и крупногабаритные вакуумные пространственные фильтры, емкостной накопитель с энергией в несколько сотен МДж для дисковых усилителей и ряд других систем. Для получения выходного излучения с высокими энергетическими и пространственно-временными характеристиками необходимо обеспечить эффективную и однородную накачку активных элементов в дисковых усилителях и организовать пространственную фильтрацию нарастающих в результате самофокусировки мелкомасштабных возмущений излучения с помощью пространственных фильтров.

Современная концепция крупных многоэлементных установок предполагает построение многопроходных систем, где ключевыми элементами являются многоканальные дисковые усилители, в которых сосредоточена практически вся энергетика установки. Поэтому исследование и разработка дисковых усилителей и усилительных систем, в состав которых входят также крупногабаритные вакуумные пространственные фильтры, является актуальной задачей.

К моменту начала исследований в СССР (России) функционировали и до настоящего времени успешно работают установки со стержневыми оконечными усилителями.

Исследовались одноканальные дисковые усилители с апертурой 15х15 см2 и макеты усилителей 20х20 см2. Поэтому исследования элементов и систем накачки многоканальных дисковых усилителей, разработка архитектуры и конструкции двухканальных (1х2) и четырехканальных (2х2) дисковых усилителей с апертурой каждого канала 20х20 см2 и многопроходных усилительных систем на их основе стали также предметом данной работы.

После принятия решения о создании в РФЯЦ ВНИИЭФ установки «Искра-6»

необходимо было разработать и изготовить установку «Луч», для апробации оптической схемы, конструкторских решений и элементной базы будущей установки.

Уникальность установки «Искра-6» предопределила актуальность подобных исследований и разработок. Потребовалось разработать и создать дисковые усилители установки «Луч», провести расчеты и исследовать характеристики основных компонентов осветителей восьмиканальных дисковых усилителей с апертурой каждого канала 30х30 см2, разработать конструкцию вакуумных пространственных фильтров и дисковых усилителей.

Повышение эффективности накачки мощных лазеров требует новых подходов и решений, поэтому разработка систем накачки на базе лазерных линеек и матриц является важной задачей. В связи с этим актуальными являются вопросы, рассмотренные в последнем разделе диссертации, в котором представлены результаты исследований излучательных характеристик линеек лазерных диодов в зависимости от режима работы и методика исследования излучения линеек лазерных диодов, основанная на регистрации в динамике энергетических и спектральных характеристик отдельных эмиттеров линейки.

Цель и задачи работы Основной целью работы являются проведение исследований физических закономерностей и механизмов воздействия систем и процессов накачки на лазерные среды газовых электроразрядных и твердотельных лазеров и их оптико-физические свойства;

исследования эффективности осветителей и обоснование принципов конструирования многоканальных дисковых усилителей и многопроходных усилительных систем мощных лазеров на неодимовом стекле.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:

-разработать методики исследования активных сред мощных крупногабаритных газоразрядных лазеров на основе современных диагностических средств и методов, основанных на голографических принципах;

- исследовать структуру разрядов и распределение энерговклада в активных средах СО2 и HF лазеров на самостоятельном разряде с УФ предыонизацией и электроионизационных CО2 лазеров, а также однородность энерговклада в эксимерном XeCl лазере с накачкой электронным пучком;

- исследовать устойчивость объемных самостоятельных и несамостоятельных разрядов и процессы, стимулирующие послеразрядные пробои разрядного промежутка;

- исследовать динамику и масштаб газодинамических возмущений в активных средах электроразрядных СО2 лазеров в условиях импульсного, импульсно-периодического и непрерывного энерговклада;

- провести расчеты и разработать конструкции многоканальных многопроходных усилительных систем на неодимовом стекле, включающие пространственные фильтры и дисковые усилители;

- разработать и создать четырехканальные дисковые усилители установки «Луч» и прототип секций восьмиканального дискового усилителя с апертурой каждого канала 30х30 см2;

- провести численное моделирование разряда в крупногабаритных импульсных лампах накачки и экспериментально исследовать спектральный состав излучения ламп, исследовать эффективность отражателей и распределение энергии излучения накачки в плоскости дискового активного элемента;

- разработать методику и провести измерения спектральных и энергетических характеристик излучения лазерных диодов и линеек.

Научная новизна 1. На базе голографических методов и средств разработаны методики исследования физических процессов накачки, влияющих на оптико-физические свойства и однородность активных сред мощных крупногабаритных электроразрядных лазеров с импульсным, импульсно-периодическим и непрерывным возбуждением.

2. С помощью разработанных диагностических средств и методик обнаружены и исследованы новые эффекты, возникающие в объеме активных сред СО2, HF/DF, XeCl лазеров, обусловленные пространственной неоднородностью предыонизации УФ излучением и электронными пучками, а также неоднородностью накачки электронным пучком, что стимулирует развитие мелкомасштабных структур и крупномасштабных возмущений показателя преломления активных сред.

3. Впервые визуализированы и детально изучены процессы формирования и развития неустойчивостей в виде прорастающих токовых шнуров в объемном несамостоятельном разряде атмосферного давления, поддерживаемом электронным пучком. Получены новые данные о структуре токовых шнуров, концентрации электронов в канале и параметрах периферийной ударной волны на разных стадиях развития неустойчивости. Установлены физические механизмы послеразрядных пробоев разрядного промежутка.

4. Получены новые сведения о газодинамических процессах, происходящих в активных средах газоразрядных лазеров в условиях импульсного и импульсно-периодического и непрерывного вклада энергии с прокачкой газовой смеси, в том числе:

- выявлены особенности зарождения и распространения в газоразрядном объеме приэлектродных ударных волн, ударных волн на границе разрядной области, волн плотности и разряжения, которые формируются на границе зоны генерации, вследствие эффекта самовоздействия;

- определены условия формирования и характеристики тепловых полей в разрядном промежутке проточных лазеров с поперечным разрядом и развития турбулентности газового потока и показано, что важным фактором, влияющим на температуру ядра потока, оказывается процесс турбулентной теплопроводности при передаче тепла от сильно разогретой катодной платы ядру потока, что приводит к дополнительному нагреву газа.

5. Предложены и экспериментально обоснованы конструкции дисковых усилителей на неодимовом фосфатном стекле с размером апертуры в каждом канале 20х20 см2, с конфигурацией активных элементов 1х2 и 2х2, предназначенных для работы в многоканальных, многопроходных усилительных системах, в том числе и установки «Луч».

6. Разработан технический проект экспериментальной восьмиканальной лазерной установки с двухпроходной усилительной системой на базе четырехканальных дисковых усилителей и пространственных фильтров с размером апертуры в каждом канале 20х20 см2.

7. Предложена методика расчета фазовых и поляризационных искажений лазерного излучения, проходящего через оптические элементы усилительной системы (линзы пространственных фильтров и активные элементы усилителей), учитывающая весовые и барические нагрузки.

8. На основе экспериментальных исследований и численных расчетов параметров излучения импульсных ламп накачки большого диаметра и длины, формы профилированных отражателей и распределения освещенности в плоскости активного элемента предложена конструкция осветительной системы восьмиканального дискового усилителя (конфигурация 2х4) с размером апертуры в каждом канале 30х см2.

9. Разработана методика исследования параметров излучения линеек лазерных диодов, основанная на регистрации в динамике энергетических и спектральных характеристик отдельных эмиттеров линейки.

Научная и практическая значимость 1. На базе голографических принципов, средств и методов разработаны методики исследования активных сред мощных крупногабаритных газоразрядных лазеров с объемом активной среды в несколько сотен литров.

2. Получены количественные значения пространственного распределения изменения показателя преломления активных сред, возникающие вследствие процесса накачки и снятия инверсии. Эти результаты использованы при разработке резонаторов газоразрядных лазеров для достижения дифракционной расходимости и в оценке качества лазерного излучения.

3. Результаты исследования устойчивости объемного разряда и газодинамических процессов (распространение ударных волн, нагрев и турбулизация газового потока, динамика распространения тепловых пробок), происходящих во время работы импульсно-периодических и непрерывных лазеров, использованы при проектировании газоразрядных камер и газодинамических трактов лазеров, а также выборе и оптимизации режимов работы.

4. Созданы многоканальные широкоапертурные дисковые усилители на неодимовом фосфатном стекле с конфигурацией 1х2 и 2х2, с размером апертуры в каждом канале 20х20 см2. В составе установки «Луч» на модернизированных усилителях получен коэффициент усиления слабого сигнала 0,045см-1 и предельная энергия излучения в одном канале 3,5 кДж.

5. Разработаны и изготовлены экспериментальные образцы секций усилителя для восьмиканальных дисковых усилителей ( 2х4) установки «Искра-6».

6. Разработанная методика измерения в динамике излучательных характеристик отдельных эмиттеров в линейке лазерных диодов может быть использована для анализа эффективности технологий выращивания гетероструктур, аттестации линеек и создания матриц и сборок для систем накачки мощных твердотельных лазеров.

Основные положения, выносимые на защиту 1.Методики исследования, разработанные на базе интерференционных и теневых голографических методов и средств, оптико-физических свойств лазерных сред, возбуждаемых импульсными, импульсно-периодическими и непрерывными разрядами, динамики развития неустойчивостей в объемном разряде и газодинамических процессов в активных средах мощных лазеров.

2. Результаты исследования пространственного распределения энерговклада и отклика активных сред лазеров, в условиях пространственной неоднородности потоков ионизирующего излучения (УФ излучение и электронные пучки), определяемой элементами систем накачки - схемой ввода пучков в лазерный объем, геометрией и конструкцией электродов, включая следующие данные :

- в СО2 лазерах на самостоятельном разряде с УФ предыонизацией искровыми источниками в результате неоднородной фотоионизации лазерного объема, неравномерной засветки катода и фотоэмиссионных процессов в активной среде формируются мелкомасштабные структуры, с характерным размером ~ 1-2 мм, и крупномасштабные изменения показателя преломления, характерные также для HF/DF лазеров с УФ предыонизацией скользящим разрядом;





- в электроионизационных СО2 лазерах и эксимерном XeCl лазере при инжекции пучков электронов с энергией 160 - 400 кэВ в лазерных средах зарегистрировано неравномерное распределение энерговклада с характерным размером неоднородности, задаваемым геометрией «прозрачного» электрода или поддерживающей решетки.

3. Методы и результаты комплексных исследований процессов формирования и развития неустойчивостей в виде прорастающих токовых шнуров в объемном несамостоятельном разряде атмосферного давления, поддерживаемом электронным пучком. Новые данные о структуре и скорости распространения токовых шнуров, концентрации электронов в канале и параметрах периферийной ударной волны на разных стадиях развития неустойчивости, обоснование механизма послеразрядных пробоев разрядного промежутка, связанного с распространением в разрядном объеме токовых шнуров и газодинамическими процессами расширения нагретого в канале газа.

4. Совокупность результатов исследований газодинамических процессов, происходящих в возбуждаемых объемными разрядами активных средах, в условиях импульсного, импульсно-периодического и непрерывного энерговклада с прокачкой газовой смеси. Данные о процессах зарождения и распространения катодных ударных волн, волн плотности на границе зоны генерации, формируемых вследствие эффекта самовоздействия, тепловых полей, тепловых пробок, нагрева и турбулизации газового потока.

5. Обоснование принципов построения многоканальных дисковых усилителей и усилительных систем с конфигурацией активных элементов 1х2, 2х2, 2х4. Результаты исследования оптических компонентов системы накачки и расчетов конструкций дисковых усилителей и пространственных фильтров. Создание четырехканальных дисковых усилителей с апертурой каждого канала 20х20см2, которые внедрены на установке «Луч».

6. Результаты экспериментальных исследований и расчетов элементов осветителей дисковых усилителей 2х4, включая исследования спектральных и излучательных характеристик крупногабаритных ламп накачки ИНП 40/1600 и профилированных отражателей. Создание экспериментальных образцов секций восьмиканального дискового усилителя с апертурой каждого канала 30х30 см2.

7. Методика исследования в динамике энергетических и спектральных характеристик отдельных эмиттеров линейки лазерных диодов и результаты, полученные на линейках, выращенных модифицированным методом жидкофазной эпитаксии и с помощью MOCVD технологии.

В результате выполненной работы, внесен значительный вклад в развитие исследований по формированию активных сред мощных газоразрядных и твердотельных лазеров с высоким уровнем запасенной энергии и однородностью, и решена крупная проблема разработки и создания, на российской элементной базе, оконечных каскадов усиления мощных многоканальных лазерных комплексов, предназначенных для решения проблем лазерного термоядерного синтеза и специальных прикладных задач.

Личный вклад автора.

Личный вклад автора заключался в постановке задач, разработке методик и проведении исследований систем накачки и активных сред мощных электроразрядных лазеров, анализе и представлении результатов. Личное участие автора является определяющим в получении научных результатов экспериментальных исследований элементов осветителей дисковых усилителей, разработке и создании многоканальных дисковых усилителей и усилительных систем на их основе.

Апробация результатов и публикации Основные результаты докладывались на следующих конференциях и совещаниях (семинарах): Всесоюзная конференция по физике низкотемпературной плазмы (г.Киев, 1979 г.);

Всесоюзная конференция «Оптика лазеров» (г. Ленинград, 1982 г.);

Международная конференция по явлениям в ионизованных газах ( г.Гренобль, Франция, 1979 г.;

г.Минск, 1981 г.;

г.Дюссельдорф, Германия,1983 г.);

Европейская конференция по лазерному взаимодействию с веществом (г.Прага, Чехия, 2000г.;

г.Мадрид, Испания, 2006);

Международная конференция «Оптика лазеров» ( г.Санкт Петербург, 2000 г.);

Международная конференция «Прикладная оптика» ( г.Минск, Белоруссия, 2000г.);

Международная конференция по инерциальному синтезу и применениям ( г.Биарритц, Франция, 2005г.);

Международная конференция по мощным пучкам частиц (г.Санкт-Петербург, 2004 г.);

Белорусско-Российский семинар «Полупроводниковые лазеры и системы на их основе» ( г.Минск, Белоруссия, 2002г.);

Международная конференция «Передовые лазерные технологии» (г.Леви, Финляндия 2007);

Международная конференция по лазерам и электрооптике ( г.Мюнхен, Германия, 2009 г.).

Материалы диссертации опубликованы в 38 статьях, докладах и тезисах конференций, в том числе 15 – в ведущих реферируемых научных журналах и изданиях.

Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитированной литературы. Диссертационная работа изложена на 252 страницах и иллюстрируется 137 рисунками.

Содержание работы Во введении кратко изложена история развития работ по созданию мощных лазеров и лазерных комплексов, предназначенных для исследований в области инерциального термоядерного синтеза и лазерных технологий, обосновывается актуальность темы диссертации;

формулируется цель работы, научная новизна, положения, выносимые на защиту и практическая ценность полученных результатов.

Первая глава посвящена описанию систем накачки мощных электроразрядных лазеров и методов исследования однородности энерговклада в активных средах.

Во введении представлен краткий обзор работ, посвященных исследованию АС газоразрядных лазеров с помощью оптических методов диагностики прозрачных объектов, среди которых особое место занимают голографические методы.

В первом разделе главы описываются способы возбуждения лазерных сред.

Приведены параметры, системы накачки активных сред и особенности конструкции лазерных установок, на которых проводились исследования: «Старт», «Гибрид» импульсные СО2 лазеры на несамостоятельном разряде, поддерживаемом электронным пучком;

«Максим» - импульсно-периодический СО2 лазер на несамостоятельном разряде, поддерживаемом электронным пучком;

ТИР-1М - импульсный СО2 лазер на самостоятельном разряде с УФ предыонизацией;

ТЛ - быстропроточный технологический СО2 лазер на самостоятельном разряде;

«Нева» -эксимерный XeCl лазер с накачкой электронным пучком;

«Флип» - HF лазер на самостоятельном разряде с УФ предыонизацией скользящим разрядом.

Во втором разделе рассматриваются некоторые оптические свойства плазмы и сделаны оценки вклада электронов, атомов и молекул в рефракцию низкотемпературной плазмы, со степенью ионизации c 10-6. В общем виде показатель преломления плазмы можно записать как вклад нейтралей и электронов n-1 = [А + В / 2]·Nа/ Nл - е22 nе /2mс2, где Nл - число Лошмидта, Nа - концентрация атомов и молекул в основном состоянии, А и В - постоянные для данного сорта газа, e и m - заряд и масса электрона, nе- концентрация электронов, с - скорость света, – длина волны.

Сделаны оценки вклада нейтральной компоненты и электронов в рефракцию плазмы в случае развития в объемном разряде в смеси газов СО2:N2:He атмосферного давления ионизационно-перегревной и ионизационной неустойчивостей.

В третьем разделе описаны основные принципы и возможности применения двухэкспозиционной голографической интерферометрии, теневых голографических методов и метода острой фокусировки для диагностики активных сред мощных крупногабаритных газовых лазеров. Приводятся характеристики и конструктивные особенности созданного диагностического лазера на рубине и различные модификации оптических схем проведения экспериментов. Высокая пространственная и временная когерентность диагностического лазера позволила строить оптические схемы (Рис.1), в которых зондирование объекта осуществлялось одновременно в двух взаимно-перпендикулярных направлениях, что позволило повысить информативность и достоверность измерений и исследовать неоднородности сложной конфигурации.

Рис.1 Оптическая схема исследования АС интерференционным и теневым гологра фическими методами в двух взаимно перпендикулярных направлениях:1- лазер;

2- коллиматор;

3 – светоделитель;

4, 5 – объективы;

6,7,8,9,10 – зеркала;

11,12 – голограммы;

13–электроды газоразрядной камеры лазера.

Во второй главе представлены результаты исследования процессов формирования объемных разрядов и их структуры, динамики развития оптических неоднородностей в активной среде вследствие неоднородного энерговклада, обусловленного пространственной неоднородностью излучения предыонизации, распределением напряженности электрического поля в разрядном объеме и конструктивными особенностями газоразрядных камер лазерных установок. Представлены результаты исследования механизма зарождения, развития и структуры неустойчивостей в виде прорастающих токовых шнуров в объемном разряде.

В первом разделе рассматриваются физические явления, происходящие в АС импульсного СО2 и HF-лазеров на самостоятельном разряде с УФ предыонизацией.

Исследовались процессы объемной фотоионизации и фотоэмиссии, их относительной роли и влияния на однородность и динамику энерговклада в зависимости от конструкции электродов, расположения источников УФ-излучения, давления газовой смеси и наличия легкоионизуемых присадок. Для этих целей была реализована оптиче ская схема измерений, показанная на Рис.1.

Установлено, что неоднородность энерговклада в АС СО2-лазера на самостоятельном разряде с УФ предыонизацией длительностью ~1,5 мкс имеет крупномасштабную и мелкомасштабную составляющие. Показано, что характер и величина неоднородностей зависят от фотоионизационных и фотоэмиссионных процессов, конструкции электродов и расположения источников предыонизации, распределения напряженности электрического поля в разрядном промежутке, а также от наличия или отсутствия легкоионизуемых присадок. Выяснено, что крупномасштабная неоднородность обусловлена характером распределения электрического поля (повышенное значение вблизи краев электродов) и распределением фотоэлектронов. Особый интерес вызывают мелкомасштабные неоднородности в центральной части разрядного объема и вблизи поверхности катода, которые были зарегистрированы в случае, когда источники УФ излучения располагались за сеточным электродом. Зондирование АС одновременно вдоль и поперек оптической оси показало, что мелкомасштабная структура плотности газа в объеме АС формируется непосредственно под источниками УФ-излучения и вблизи поверхности катода (Рис2). Установлено, что мелкомасштабные структуры связаны с неоднородным энерговклкадом, обусловленным неоднородной фотоионизацией объема активной среды и неравномерной фотоэмиссией электронов из катода. Неоднородное пространственное распределение начальных электронов объясняется частичной экранировкой УФ излучения элементами сеточного катода, за которыми они расположены, а форма мелкомасштабной структуры определяется его геометрией.

КАТОД (а) (в) КАТОД Рис.2 Интерферограммы активной среды в полосах бесконечной (а) и конечной (в) ширины.

Показано, что максимальное удаление источника УФ излучения от плоскости катода, на котором в газовой смеси СО2:N2:He =1:1:2 при Р=0,5 атм и U0= 32 кВ, кванты способны эффективно выбивать электроны, составляет ~ 6 см. В результате проведенных измерений выяснены характерные времена формирования и развития мелкомасштабных возмущений нейтрального газа в зависимости от начального давления в газоразрядной камере и наличия легкоионизируемой присадки ТПА.

Показано, что введение в газовую смесь СО2:N2:He легкоионизируемой присадки ТПА стимулирует более быстрый рост амплитуды возмущений по сравнению с “чистой” смесью газов.

Представлены результаты исследований однородности активной среды электроразрядного HF лазера с УФ подсветкой с помощью скользящего разряда.

Установлено, что разряд горит в узкой области с размером сечения в плоскости, перпендикулярной оптической оси, равным ~ 1,7х6 см2. Из интерференционных измерений получено распределение концентрации электронов в объемном разряде с максимальным значением на уровне ~1·1015 см-3, которое зафиксировано к моменту времени 0,2 мкс относительно начала разряда.

Во втором разделе рассматриваются особенности накачки активных сред СО2 и эксимерных лазеров с помощью широкоапертурных ленточных электронных пучков.

Однородность объемного несамостоятельного разряда в СО2 лазерах зависит от пространственных распределений концентрации электронов плазмы и электрического поля. Стационарное распределение концентрации электронов с достаточной точностью определяется соотношением ne = q, где - коэффициент электрон-ионной рекомбинации;

q - скорость образования электрон-ионных пар, которую можно рассчитать согласно соотношению q = (nвтe)jn(x)N, где nвт – число вторичных электронов, производимых на 1 кэВ энергии, вложенной в газ;

jn - плотность тока пучка электронов;

x - линейная скорость потерь энергии быстрых электронов в газе;

N – концентрация молекул и атомов. В электроионизационных газовых лазерах электронный пучок инжектируется в газоразрядный объем через один из электродов, которым обычно служит металлическая сетка, перфорированная металлическая пластина, либо металлические трубки. При прохождении через "прозрачный" электрод часть электронного пучка экранируется, а та часть, которая проходит в газоразрядный промежуток, оказывается пространственно неравномерной. Это обстоятельство приводит к неоднородной ионизации газа и как следствие - неравномерному распределению удельного энерговклада. Представлены результаты исследования воздействия на активные среды электронных пучков с энергией электронов в диапазоне 100-400 кэВ и плотностях тока на выходе за фольгой от 1·10-4 А/см2 до А/см2 при длительности импульса от 0,01 мкс до 100 мкс, использующихся для предыонизации объемного несамостоятельного разряда в СО2 лазерах, и электронных пучков с плотностями тока на уровне ~80 А/см2, применяемых для пучковой накачки эксимерных лазеров. С помощью голографических интерференционных и теневых методов получены распределения плотности активной среды в различные моменты времени и изучена динамика формирования акустических волн плотности на границе электронного пучка. Установлено, что в СО2 лазерах максимальное значение /о на границе пучка, равное ~ 4%, наблюдается вблизи поверхности электрода, через который электронный пучок вводится в разрядный объем. В эксимерном ХеСl лазере значение /о составило ~1,2%.

Вследствие пространственной неоднородности электронного пучка, в объеме АС СО2 лазера формируется мелкомасштабная структура показателя преломления, обусловленная неравномерным энерговкладом. Время формирования этих структур определяется временем V-T релаксации и временем, необходимым для выравнивания давления в областях повышенного энерговыделения (скоростью звука и масштабом неоднородности). Показано, что в условиях эксперимента структуры формируются к 13 мкс и существуют в течение 150 мкс, что, по-видимому, связано с диффузионными процессами. Размер этих структур в направлении катод-анод составил ~1,6 см.

Аналогичные мелкомасштабные структуры наблюдаются в эксимерных лазерных средах, при инжекции электронных пучков с энергией ~ 400 кэВ. Эти структуры формируются к 6-ой мкс и занимают 1/3 объема камеры со стороны фольги, через которую электронный пучок проходит в камеру (Рис.3а). При проведении эксперимен тов было также установлено, что через ~ 100 мкс в лазерном объеме со стороны фольги начинает распространяться цуг акустических волн со скоростью ~ 320 м/с (Рис.3в).

e Причина появления этих волн связана с тем, что при (а) (в) инжекции в активный объем мощных электронных пучков цуг акустических Поддерживающая фольга волн решетка происходит сильный Рис3 Интерферограмма активной среды XeCl, tз= 8 мксек (а), tз= 450 мксек (в) импульсный нагрев разделительной фольги. В результате импульсного нагрева фольга деформируется и возбуждает акустические волны.

В третьем разделе представлены результаты исследования процессов формирования токовых шнуров в несамостоятельном разряде атмосферного давления, контролируемого электронным пучком, и влияние катодных эмиссионных процессов на развитие этого типа неустойчивостей.

Исследования формирования искровых каналов в объемных несамостоятельных разрядах атмосферного давления, поддерживаемых электронным пучком, в смеси газов СО2:N2:He, осуществлялись на установках «Старт» и «Гибрид». Эти исследования проводились в разрядах длительностью 8 мкс и 30 мкс при приведенной напряженности электрического поля E/N в диапазоне (1-2)·10-16 Всм2. Электронный пучок с энергией кэВ вводился в газоразрядную камеру через металлическую сетку, являющуюся в данных измерениях анодом, катодом служила медная пластина. Напряжение на разряде изменялось в диапазоне 20-30 кВ.

Основными оптическими методами исследований были двухэкспозиционная голографическая интерферометрия, теневой метод и фотографирование разряда. На установке «Старт» в конструкции сплошного электрода была предусмотрена возможность установки в его средней части плоских зондов ( 3 шт.) диаметром d = мм, предназначенных для регистрации изменений плотности разрядного тока, вызванного развитием токовых шнуров.

Эксперименты показали, что токовые шнуры зарождаются и распространяются с поверхности катода из областей с характерным размером ~ 1 мм и концентрацией электронов на уровне ~ 2·1018 см-3. Интерференционные измерения, фотографирование разряда и измерение тока в цепи зонда позволяют утверждать, что токовые шнуры формируются в результате возникновения катодных пятен и обусловлены микрорельефом поверхности катода. Выяснено, что в диапазоне значений параметра E0/N0= (1,5-1,7)·10-16 В·см2 на начальном этапе токовые шнуры движутся по к катоду практически с одинаковой скоростью (1,5 – 3) ·103 м/с, направлению зависящей от параметра E0/N0. Процесс формирования токового шнура характеризуется образованием канала с высокой концентрацией электронов, на периферии которого формируется ударная волна (УВ). Получены распределения концентрации электронов в различных сечениях канала токового шнура и определены параметры периферийной УВ.

На начальном этапе развития концентрация электронов в канале токового шнура у его в верхней части, и составляет ~ 3·1018 см-3 и 9·1017 см- основания выше, чем соответственно. Расчеты показали, что к моменту записи голограммы скорость периферийной УВ у основания токового шнура оказалась равной ув=730 м/с (М= 1,59), а у вершины ув=690 м/с (М= 1,5). Установлено, что газодинамические процессы оказывают влияние на скорость распространения токового шнура на начальном этапе его развития за счет повышенного значения параметра E/N у вершины в результате расширения газа из канала при джоулевом нагреве. Сделана оценка величины напряженности электрического поля у вершины токового шнура Eв 5·104 В/см. Из осциллографических измерений тока в цепи зонда, с учетом количества токовых шнуров, распространяющихся с его поверхности и характерного размера радиуса канала (r0,4мм), полученного при обработке интерференционных картин, сделаны оценки плотности тока в канале токового шнура к моменту времени 3 мкс и 7мкс, которая составила соответственно ~ 700 А/см2 и 1400А/см2. Показано, что по мере продвижения токовых шнуров среди них появляется «лидер», распространяющийся с большей скоростью. Появление лидера сопровождается резким ростом тока в цепи зонда, а плотность тока в канале этих токовых шнуров составила ~ 8000 А/см2 (Рис.4).

Исследование влияния материала катода газоразрядной камеры на процесс формирования токовых шнуров в объемном несамостоятельном разряде атмосферного давления проводилось на установке «Гибрид» при знергии пучка электронов 160 кэВ, токе разряда 3 кА и напряжении на разряде 24-30 кВ. Конструкция позволяла Jз, А Uр, кВ 120 (1) = 4,3 см Jр,кА t, мкс КАТОД t, мкс tз = 7,5 мкс, (зонд) tпр 18 мкс, момент (а) момент зондирования послеразрядного пробоя (б) (в) n· Максимальная концентрация электронов в канале- ne ·1018 см-3.

r, r,мм Скорость токового шнура 7600 м/сек Скорость периферийной ударной волны 830 м/сек (г) Рис 4 а - интерферограмма токового шнура, б - ток зонда, в – напряжение и ток разряда, г- распределение показателя преломления в сечении (1) комплектовать катод трубками, выполненными из различных материалов: Cu, Al, Cu Mo-LaB6 и нержавеющей стали. Использовались голографические методы и фотографирование разряда, регистрировалась интенсивность свечения прикатодной области и контролировался ток разряда в цепи каждого отдельного элемента катода (трубки). Установлено, что формирование и развитие токовых шнуров в первую очередь наблюдается со стороны катодов, выполненных из нержавеющей стали, и этот процесс сопровождается более интенсивным свечением и ростом тока, и позже всех у катодов из композиционного материала Cu-Mo-LaB6. В случае катода из композиционного материала Cu-Mo-LaB6, который имеет наименьшее значение работы выхода электронов из всех материалов, используемых в качестве катода в данном эксперименте, разряд горит на всей поверхности катода практически однородно.

Установлено, что контракция разряда в этом случае наступает при больших значениях Е\N, что позволяет повысить энерговклад. Анализируются механизмы, способствующие повышению устойчивости объемного разряда, отмечается важная роль ионно электронной эмиссии в формирование однородного катодного слоя у поверхности катода (Cu-Mo-LaB6), имеющего меньшее значение работы выхода электронов.

В четвертом разделе исследуются структура и динамика развития токовых шнуров, проведены эксперименты, позволившие установить физические процессы, стимулирующие развитие послеразрядных пробоев.

Установлено, что у развившегося токового шнура концентрация электронов на оси канала вблизи вершины в несколько раз выше, чем у основания. Такое распределение концентрации электронов можно объяснить повышенной ионизацией газа у вершины за счет усиления электрического поля в этой локальной области. Диаметр канала в верхней части шнуров оказался равным 0,6 мм, а плотность тока в канале находится в диапазоне 8 -14 кА/см2.

Экспериментально установлено, что механизм послеразрядных пробоев в условиях, характерных для наших экспериментов, обусловлен развитием токовых шнуров во время разряда, джоулевым нагревом газа в канале токового шнура и последующим его расширением. После отключения электрического поля движение токового шнура в сторону анода прекращается, но расширение газа в канале продолжается, причем от вершины шнура начинает движение сферическая УВ и в разрядном промежутке формируется неоднородность цилиндрической формы с пониженной концентрацией нейтрального газа на оси (Рис. 5). Вследствие разрежения газа на оси неоднородности Ударная волна N·10-19, cm- r, cм Рис.5. Интерферограмма, снятая через t=15 мкс после разряда;

распределение нейтрального газа в одном из сечений неоднородности t= 15 мкс после разряда (указано стрелкой).

пробивное напряжение снижается, что и стимулирует послеразрядные пробои.

Исследованы процессы развития, области локализации, формы и структуры токовых шнуров, распространяющихся с поверхности катода, выполненного в виде металлической сетки. Установлены особенности развития пробоев разрядного промежутка.

В третьей главе исследуются однородность накачки и особенности газодинамических процессов, сопровождающих импульсный, импульсно периодический и непрерывный вклад энергии в объемный разряд в смеси газов CO2:N2:Hе на лазерных установках разного масштаба.

В первом разделе представлены результаты исследования процессов формирования и распространения приэлектродных ударных волн в импульсных электроионизационных CO2 лазерах (Рис.6). Проведенные исследования показали, что в несамостоятельном разряде, поддерживаемом электронным пучком, в смеси газов CO2:N2:Hе атмосферного давления при энерговкладе 0,2 -0,6 Дж/л вблизи поверхности катода в результате импульсного джоулева нагрева формируются УВ малой интенсивности с числом Маха, не превышающем 1,02. Формирование изучаемых катодных УВ происходит в течение 8-15 мкс, а закон движения УВ зависит не только от выделившейся энергии и начальной плотности газа, но и от формы источника УВ (плоская, цилиндрическая, сферическая или их суперпозиция), определяемая конструкцией катода. Сделаны оценки динамики снижения концентрации нейтралей в прикатодном слое на величину N, которая к концу разрядного импульса достигает значения N/N0 ~ 30%. Показано, что в электроионизационных CO2 лазерах с размером межэлектродного промежутка ~ 6 см и длительности разрядного импульса ~ 30 мкс, к концу энерговклада (W 0,3 Дж/л) катодная волна успевает продвинуться на значительное расстояние, возмущая до 30% всего объема АС.

Рис.6 Интерферограммы катодной ударной волны, t=20 мкс Во втором разделе рассматриваются газодинамические процессы, протекающие в АС электроразрядных лазеров в условиях импульсно-периодической накачки, и их влияние на оптическую однородность лазерной среды и режим работы.

При работе лазера в импульсно-периодическом режиме (f=80 Гц и удельном энерговкладе ~ 0,2 Дж/см3) у поверхности катода обнаружено стационарное тепловое поле с максимальной температурой ~ 3150 К. Методом острой фокусировки показано, что в области теплового поля наблюдаются мелкомасштабные возмущения плотности газа с характерным размером ~ 5мм. Используя зависимость скорости движения УВ от температуры среды, в которой она распространяется, определена температура АС непосредственно после тепловыделения ~ 420 0 К и после расширения газа из области разряда ~380°К. В адиабатическом приближении рассчитана скорость движения УВ, формируемых на границах разряда и движущихся вверх и вниз по потоку. Сделана оценка доли энергии, уносимой этими волнами, которая составила ~ 30% от всей энергии, вложенной в разряд. Экспериментально определено время, необходимое для смены газа в зоне разряда ~10 мс, которое превышает время, рассчитанное в адиабатическом приближении ~ 8,4 мс.

В третьем разделе приводятся результаты исследования распределения плотности, температуры и скорости потока газа в непрерывном поперечном быстропроточном самостоятельном разряде. Исследования проводились при соотношении компонент газовой смеси CO2:N2:Hе=1:12:8, давлении Р = 40-70 Торр;

расходе газа G = 20 – 40 г/с, скорости потока о = 40 - 80 м/с;

мощности, вложенной в разряд, W = 2 - 13 кВт. Для повышения чувствительности измерений была применена оптическая схема голографического интерферометра с двойным прохождением зондирующего излучения через область разряда. Пересчет измеренных полей сдвига интерференционных полос в распределения плотности, температуры и скорости потока осуществлялся с помощью уравнений сохранения для ядра потока. Получены распределения температуры и скорости потока газа для центра разрядной камеры вдоль по потоку на длине 30 см, из которых видно, что при прохождении газа через зону разряда температура и скорость потока существенно растут. Приводятся расчетные значения температуры газа и скорости потока. Сравнение расчетных и экспериментальных результатов показало хорошее совпадение их на начальном участке и некоторое превышение экспериментальных значений на конечном участке разряда. Показано, что важным фактором, влияющим на рост температуры ядра потока, оказывается процесс турбулентной теплопроводности при передаче тепла от сильно разогретой катодной платы ядру потока. Сравнение результатов измерения температуры среды с распределением коэффициента усиления вдоль по потоку показало, что допустимый нагрев газа, превышение которого приводит к снижению коэффициента усиления АС, 4000К.

составляет ~ Градиент показателя преломления в направлении, перпендикулярном плоскостям электродов, в среднем, в 5-6 раз превышает значение градиента в направлении вдоль по потоку, что существенным образом может повлиять на расходимость лазерного излучения.

В четвертом разделе обсуждаются результаты экспериментальных исследований эво люции волн плотности и разрежения, возникающих на границах лазерного пучка, сформированного устойчивым резонатором в результате эффекта теплового самовоздействия в условиях короткого импульса накачки (~1,5мкс) самостоятельным разрядом. В данных экспериментах УФ-подсветка осуществлялась с боковых сторон разрядного промежутка. Для ограничения зоны генерации внутри резонатора были помещены две диафрагмы с окнами прямоугольной формы. Исследования проводились интерференционными методами, при этом зондирование осуществлялось перпендикулярно оптической оси. Эксперименты показали, что волны плотности на границах зоны генерации, расположенной в центре разрядного промежутка, начинают формироваться не позднее чем через ~ 2,4 мкс относительно начала разряда, а их амплитуда растет в течение ~ 4 мкс, что отрицательным образом влияет на расходимость излучения к концу лазерного импульса. Максимальное значение относительного увеличения плотности газа в области сжатия достигает ~ 4%.

Максимальный градиент показателя преломления на границе области генерации составил 2,5·10-5 см-1.

В четвертой главе обсуждаются инженерно-физические и оптические аспекты построения мощных лазерных установок на неодимовом стекле для ЛТС.

Представлены оптические схемы лазеров, конструкции усилительных систем и результаты расчетов напряженно-деформированного состояния пространственных фильтров и дисковых усилителей под действием статических и вибрационных воздействий, а также результаты расчетов фазовых и поляризационных искажений лазерного излучения, проходящего через оптические компоненты усилительной системы мощных широкоапертурных лазеров.

В первом разделе рассмотрены общие принципы построения мощных лазеров на неодимовом стекле и оптические схемы многоканальных многопроходных усилительных систем, оптические характеристики и свойства неодимовых фосфатных стекол. Даны сравнительные характеристики установок с различной апертурой дисковых усилителей. Кратко обсуждаются перспективы использования диодной накачки в мощных лазерах, в том числе и для задач инерциального термоядерного синтеза.

Представлены двух- и трехпроходные оптические схемы усилительных систем и четырехпроходная усилительная система установок «Луч» и «Искра-6». На примере 8 ми канального лазера с двумя проходами усиления в четырехканальных дисковых усилителях представлены результаты энергетического расчета одного канала, эволюции формы импульса, интенсивностей излучения и величин B-интегралов.

Показано, что один канал лазерной системы с количеством дисков в двух усилителях по направлению вдоль оптической оси в конфигурации 7+7 позволяет получать выходную энергию на уровне 1700-1800 Дж при приемлемой нагрузке на все оптические элементы установки.

Во втором разделе представлена конструкция двухканального с конфигурацией (1х2) и четырехканального (2х2) дисковых усилителей с апертурой каждого канала 20х20 см2. Усилитель состоит из секций, каждая секция дискового усилителя содержит два вертикально расположенных активных элемента размером 240х480х40 мм3, установленных в кассете под углом Брюстера. Такая конструкция позволяет использовать одинаковые секции как в двухканальном, так и в четырехканальном вариантах усилителя. Боковые ламповые кассеты содержат плоские отражатели, повышающие эффективность накачки. В четырехканальном варианте устанавливается центральная ламповая кассета, которая содержит межламповые ромбовидные отражатели, уменьшающие перепоглощение света лампами и улучшающие условия их поджига. Объединение секций вдоль оптической оси дает возможность устанавливать необходимое число активных элементов в каждом канале. В данной конструкции использовались лампы ИНП 16/590 (Рис.7а) и лампы накачки повышенного диаметра ИНП 24/590 (Рис.7б).

(а) (б) Рис.7 а-четырехканальный дисковый усилитель 2х2, б-дисковый усилитель установки Луч ( девять секций) Представлены результаты расчета пространственного распределения энергии, запасенной в активном элементе из неодимового фосфатного стекла марки КГСС 0180/35. Расчеты проводились для одной секции усилителя, содержащей в боковых и центральной кассетах по 8 ламп типа ИНП 24/590, при условии, что в каждую лампу вкладывается ~ 7.7 кДж. Установлено, что распределение запасенной энергии неоднородно и составляет от ~ 0,18Дж/см3 на краях диска, до максимального значения, равного ~ 0,26 Дж/см3 в его центральной части. Такое распределение запасенной энергии характерно для одиночной или крайней секции усилителя, поскольку не учитывается засветка диска от ламповых кассет соседних секций.

Приведены параметры лазерного излучения, полученные на установке «Луч». В модернизированном варианте дискового усилителя для установки «Луч» получены значение коэффициента усиления слабого сигнала 0,045см-1 и предельная энергия лазерного излучения в одном канале ~ 3,5 кДж. Конструкция боковых ламповых кассет позволяет размещать в ней профилированные отражатели с целью повышения эффективности и однородности накачки активного элемента.

В третьем разделе приведены результаты расчета напряженно-деформированного состояния пространственного фильтра и дискового усилителя (2х2) усилительной системы лазера под действием статических и вибрационных воздействий. Определены собственные частоты и формы колебаний этих конструкций, дана оценка их прочности.

Основное внимание уделено определению перемещений и углов поворота оптических элементов, дано сравнение полученных величин с допускаемыми значениями. Расчет проводился с использованием программного комплекса ANSYS 5.3.

Установлено, что перемещения и повороты линз под действием статических нагрузок меньше заданного диапазона юстировок ±5 мм и ±1°, а максимальные отклонения перемещений и поворотов линз и диафрагм под действием случайных нагрузок не превышают ±1.2 мкм и ±0.3 мкрад соответственно. Эти величины не превышают необходимой точности юстировок.

Расчет механического состояния дискового усилителя под действием веса и случайной вибрации показал, что интенсивность напряжений во всех элементах конструкции не превышает номинальных допускаемых значений для соответствующих типов материалов, а величина перемещения активных элементов под действием веса меньше 80.6 мкм, а углы поворотов – 12 мкрад.

В четвертом разделе приведены расчеты напряженно-деформированного состояния линзы пространственного фильтра и АЭ. Представлен разработанный совместно НИИЭФА и СПбГПУ алгоритм расчета фазовых и поляризационных искажений лазерного излучения, проходящего через линзу вакуумного пространственного фильтра и активный элемент. Для линз установлено, что фазовые и поляризационные искажения находятся в допустимых пределах, соответственно 0.04%0.05% для 1 l l для фазовых набегов. Показано, что поляризационных искажений и 130 АЭ размером 240х480х40 мм3 крайне малы, а деформации фазовые и поляризационные искажения незначительны (потери на деполяризацию по апертуре составляют величину 0.04%, а дополнительные фазовые набеги не превышают 0,01).

В случае АЭ размером 458х802х41мм3, который позволяет иметь апертуру одного 40х40 см2, лазерного канала размером искажения волнового фронта более существенны. Дополнительные фазовые набеги лазерного излучения, проходящего через дисковый активный элемент размером 458х802х41мм, составят от 0,05 млрад до 0,46 млрад.

В пятом разделе представлена конструкция восьмиканальной усилительной системы установки «Искра-6». Приводится описание конструкции кюветного и транспортного пространственных фильтров, которые состоят из трех частей: два узла крепления линз и центральный узел диафрагм. Транспортный фильтр кроме выше названных узлов имеет систему ввода-вывода лазерного излучения в усилительную систему, поступающего от задающего генератора, предварительных каскадов усиления лазера и реверсора.

Конструкция восьмиканального дискового усилителя с конфигурацией 2х4 (Рис.8) и размером активного элемента 400х690х40 мм3 состоит из секций. В состав секции дискового усилителя входят две кассеты с активными элементами (четыре элемента в каждой), расположенными один над другим в вертикальном направлении, две боковых кассеты с лампами накачки типа ИНП 40/1600 (по шесть ламп в кассете) и одна центральная кассета с восемью лампами накачки. Монтаж и демонтаж всех кассет осуществляется снизу. В каждом канале установки «Искра-6» в двух дисковых усилителях в направлении вдоль оптической оси располагается 7 и 9 активных элементов.

Рис.8 Восьмиканальный дисковый усилитель с апертурой каждого канала 30х30 см2.

Кассета с активными элементами Пятая глава посвящена разработке и исследованиям источников накачки мощных твердотельных лазеров и элементов осветителя дисковых усилителей. Представлены результаты исследований оптических характеристик и спектральных измерений крупногабаритных ламп накачки ИНП 24/590, ИНП 40/1600 и отражателей дисковых усилителей, а также излучательных характеристик линеек лазерных диодов.

В первом разделе дано описание диагностического оборудования, с помощью которого исследовались оптические характеристики импульсных ламп накачки ИНП 24/590, ИНП 40/1600 и отражателей дисковых усилителей, а также излучательные характеристики линеек лазерных диодов.

Для определения вложенной в разряд энергии использовались магнито индукционные датчики, работающие в режиме трансформаторов тока (пояса Роговского). Напряжение на лампах измерялось двумя активными делителями напряжения с малым отношением индуктивности присоединения к сопротивлению высокоомного плеча делителя. Чувствительность поясов Роговского составляла (4 ± 0,05) кА/В, коэффициент деления активных делителей Кg= 4000±150. Регистрация выходных сигналов с датчиков тока и напряжения производилась цифровыми осциллографами Textronic TDS 30 32 и TDS 30 12.

Измерения оптических характеристик разряда включали следующие методы и диагностические средства: фотографирование разряда в интегральном свете;

фотографическая спектроскопия с помощью дифракционного спектрографа ДФС-452;

измерение длительности и формы импульса интегрального по спектру излучения фотоэлементом ФК-09;

спектральное распределение интегрального во времени излучения импульсных ламп накачки и линеек лазерных диодов регистрировалось системой, состоящей из монохроматора МДР-2, сопряжённого в фокальной плоскости с ПЗС-линейкой фирмы Sony (CCD linear sensor) типа ILX-526;

измерение энергии излучения осуществлялось калориметром ИМО-3 с использованием оптических фильтров УФС-5, ОС-11, КС-17 и ИКС-1;

двухканальная регистрация стабильности светоотдачи 2-х ламп ИНП-40/1600 - волоконными световодами, коллиматорами и фотоэлементами ФК-09;

сравнение образцов различных отражателей по пиковой люминесценции фосфатного стекла;

измерение полуширины и времени затухания люминесценции фосфатного стекла с помощью МДР-23, ФЭУ-112, осциллографа Textronic ТДС-3032, фильтров СЗС-24 и ИКС-1.

Во втором разделе обсуждаются общие принципы построения систем питания дисковых усилителей, конструкция и основные технические характеристики экспериментальных импульсных ламп накачки ИНП 40/1600. Система питания лазерных систем мегаджоульного уровня энергии строится по модульному принципу.

Дано описание модуля системы питания, разработанного на базе конденсаторов типа ТРС емкостью 150 мкФ, для восьмиканальной лазерной установки, который используется также в экспериментах на стенде «Софит». Модуль системы питания состоит из секций, объединенных цепями зарядки и управления. Число секций, объединенных в модуль системы питания, определяется количеством ламп накачки в кассетах осветителя и количеством секций в дисковом усилителе. Представлена электрическая схема питания цепочки из четырех импульсных ламп накачки ИНП 24/590 для дисковых усилителей (2х2) с апертурой 20х20 см2 или цепочки из двух ламп ИНП 40/1600 дисковых усилителей (2х4) с апертурой 30х30 см2. Каждая группа ламп имеет независимую разрядную цепь, состоящую из формирующей индуктивности, емкостного накопителя и соединительных кабелей. Предельная энергия, вложенная в лампу, составляет ~141 кДж, при коэффициенте загрузки f= 0. в лампу вкладывается ~31 кДж.

В третьем разделе проведены расчеты излучательных характеристик и газодинамических процессов в газоразрядной плазме импульсной ламы накачки с внутренним диаметром 40 мм, включая начальную стадию развития разряда, а также влияние предыонизации на динамику развития разряда. Для численного моделирования процессов в лампах накачки использовалась 1D РМГД-модель. В данной модели самосогласованно учитываются переходные процессы, протекающие в электрической цепи, и физические процессы в плазме разряда - ионизация, джоулев нагрев, теплопроводность, перенос излучения и движение плазмы, обусловленное неоднородностью ввода энергии в разряд в лампе и поверхностным охлаждением лампы. Представлены радиальные распределения температуры и плотности плазмы в различные моменты времени, дающие представления о динамике развития разряда (Рис.9а,б). Установлено, что даже при квазистационарной стадии развития разряда, (а) (б) Рис 9(а,б). Распределение температуры(а) и плотности(б) газоразрядной плазмы лампы с внутренним диаметром 40 мм и начальным давлением газа -90 мм рт.ст.

к моменту установления практически однородного распределения давления по радиусу, когда движение среды практически полностью затухает, радиальное распределение температуры остается неоднородным, при этом температура плазмы на оси и вблизи стенки отличаются примерно в 1.5-2 раза. Температура центральной области постепенно достигает значения порядка 6 кК, а температура внешней пристеночной области на этой стадии около 10-11 кК, что вполне приемлемо для осуществления накачки активных элементов. Получены расчетные временные зависимости интегральных электрических характеристик разряда (полный ток, электрическая мощность), достаточно хорошо согласующиеся с экспериментальными результатами.

В четвертом разделе представлены методики и результаты экспериментальных исследований оптических характеристик и спектрального состава излучения импульсных ламп накачки широкоапертурных дисковых усилителей. В этих экспериментах максимальная плотность тока, достигнутая в лампе, составляет 17, А/мм2 при электрической энергии, вложенной в лампу 31, 45 кДж.

Получены обзорные спектрограммы во всем диапазоне спектра излучения лампы, которые позволили оценить наличие примесей в разряде и их химический состав, степень ионизации плазмы, соотношение интенсивностей линий и континуума.

Установлено, что линейчатый спектр разряда, в основном, состоит из линий возбужденных и однократно ионизованных атомов ксенона с преобладанием спектральных линий Xe II. Из примесей следует отметить линии кремния Si I и Si II.

Получено значение КПД, определяемое отношением энергии излучения лампы в интегральном спектре к электрической энергии, вложенной в лампу, которое достигает 64 %. Максимальная величина полного КПД, равного отношению энергии излучения к энергии, запасенной в конденсаторной батарее, составила 55 % (в номинальном режиме). Установлено, что в диапазоне изменения напряжения 11 – 24 кВ в ИК области спектра лампы, в которой находятся три полосы поглощения фосфатного стекла с центрами на длинах волн 0,75 мкм, 0,82 мкм и 0,88 мкм, светоотдача лампы ИНП-40/1600 при напряжениях (12-15кВ) составляет ~ 58%, а при напряжении 24кВ ~ 47%, что связано со смещением спектра излучения лампы в более коротковолновое крыло с увеличением зарядного напряжения.

В пятом разделе представлены результаты исследования эффективности отражателей, выполненных из различных материалов ( полированная нержавеющая сталь, керамика (кирсил), покрытие из диоксида циркония ZrO2). Сравнение проводилось по интенсивности пиковой люминесценции фосфатного стекла на стенде с использованием ламповых кассет дискового усилителя 2х2 с лампами ИНП-24/590.

Максимальный выход люминесценции зарегистрирован в случае диффузного отражателя из керамики (кирсил). Однако использование керамических отражателей сопряжено с рядом проблем технологического характера и организацией поджига ламп накачки, что усложняет конструкцию усилителей. Использование этого типа отражателей в осветителях целесообразно не в ламповых кассетах, а в верхней и нижней части конструкции осветителя («пол-потолок»), где размещены активные элементы. При модернизации дисковых усилителей установки «Луч» по предложению ВНИИЭФ и ТРИНИТИ в ламповых кассетах были установлены отражатели из фольги МИРО-2, которые показали лучшие отражательные характеристики.

При разработке установок NIF и LМJ было показано, что использование профилированных отражателей позволяет повысить эффективность накачки и улучшить однородность облучения активного элемента. Применение профилированных отражателей в дисковых усилителях позволяет направить отраженный свет лампы в промежуток между лампами, а не через разрядную плазму ламп. В этом случае не происходит дополнительного нагрева газоразрядной плазмы отраженным излучением и смещения спектра излучения в УФ область. Использование профилированных отражателей дает возможность управлять угловым распределением отраженного света и организовать однородную накачку активного элемента. В РФЯЦ ВНИИЭФ были проведены предварительные расчеты по выбору оптимальной формы отражателей для усилителей установки «Искра-6». В НИИЭФА разработана методика и проведены эксперименты на оптимизированных профилированных отражателях с целью повышения эффективности и однородности накачки активного элемента.

Получены пространственные распределения интенсивности излучения ламп накачки в плоскости активного элемента.

Для дисковых усилителей установки «Луч» сделаны расчеты формы отражателей, изготовлены опытные образцы и экспериментально установлено, что использование профилированных отражателей позволяет повысить эффективность накачки дисковых усилителей в среднем на 8-10%. Данные результаты согласуются с результатами, полученными в РФЯЦ ВНИИЭФ и на установке Beamlet (США).

В шестом разделе представлены методики, разработанные для проведения исследований параметров излучения линеек лазерных диодов, основанные на регистрации энергетических и спектральных характеристик отдельных эмиттеров линейки: интегральных во времени спектров генерации со спектральным разрешением 0,5, и эволюции спектральных характеристик с временным разрешением 1,5 мкс.

808, 807, Длина волны 10А 12А 806, 14А 805, 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 N эмитера Рис. 10. Значения длин волн, максимумов интенсивности излучения отдельных эмиттеров лазерной линейки, изготовленной с помощью MOCVD технологии для различных токов накачки.

Проведены эксперименты по исследованию трансформации спектров излучения в зависимости от температуры и тока накачки. Экспериментально показано, что спектры генерации отдельных эмиттеров линейки имеют значительный разброс по длинам волн (Рис.10), а стабильными излучательными характеристиками обладают эмиттеры с наименьшим значением порогового тока.

В заключении представлены основные результаты исследований и разработок Основные результаты 1. Для исследования оптико-физических свойств активных сред мощных крупногабаритных лазеров, возбуждаемых импульсными, импульсно-периодическими и непрерывными разрядами, разработаны средства и методики, основанные на голографических принципах диагностики плазмы.

2. Экспериментально обнаружены новые эффекты при накачке активных сред самостоятельным разрядом с УФ предыонизацией, несамостоятельным разрядом с предыонизацией электронным пучком и накачкой высокоэнергетичным пучком электронов. Установлено, что в условиях пространственной неоднородности потоков ионизирующего излучения (УФ излучение и электронные пучки), определяемых геометрией и конструкцией системы ввода излучения в разрядный объем, осуществляется неоднородный энерговклад и в активной среде формируются мелкомасштабные структуры и крупномасштабные изменения показателя преломления. Неоднородный энерговклад в лазерах с УФ подсветкой обусловлен неоднородной фотоионизацией и неравномерным облучением поверхности катода и фотоэмиссионными процессами. Воздействие неоднородного потока электронов также оказывает влияние на распределение энерговклада и формирование регулярных структур показателя преломлаения в АС электроионизационных лазеров и лазеров с накачкой высокоэнергетичными пучками электронов.

3. Разработаны методы и проведены исследования устойчивости объемного несамостоятельного разряда атмосферного давления, поддерживаемого электронным пучком. Впервые интерференционными голографическими методами визуализированы неустойчивости объемного разряда в виде прорастающих токовых шнуров и получены новые количественные данные о структуре и скорости распространения токовых шнуров, концентрации электронов в канале и параметрах периферийной ударной волны. Установлены особенности в динамике распространения на начальной и завершающей (предпробойной) стадии развития токовых шнуров. Предложен механизм послеразрядных пробоев.

4. Исследованы механизмы газодинамических возмущений в активных средах мощных лазеров в условиях импульсного, импульсно-периодического и непрерывного энерговклада с прокачкой газовой смеси. Определены условия, ограничивающие длительность и частоту следования импульсов энерговклада. Изучены процессы тепло массопереноса в активной среде, приводящие к дополнительному нагреву и снижению мощности генерации излучения непрерывного лазера. Получены в динамике пространственные распределения показателя преломления активных сред, являющиеся основой для формирования лазерного излучения с малой расходимостью.

5. Разработан диагностический комплекс, позволивший проводить исследования спектральных и энергетических излучательных характеристик крупногабаритных импульсных ламп накачки и отражательных свойств материалов для ламповых кассет усилителей в широком спектральном диапазоне.

6.Обоснованы принципы построения многоканальных дисковых усилителей и усилительных систем с конфигурацией активных элементов 1х2, 2х2, 2х4. Проведены исследования оптических компонентов системы накачки и расчеты конструкций дисковых усилителей и пространственных фильтров. Созданы двухканальные и четырехканальные дисковые усилители с апертурой каждого канала 20х20см2. В составе установки «Луч» на модернизированных дисковых усилителях получен коэффициент усиления слабого сигнала 0,045см-1 и предельная энергия излучения в одном канале 3,5 кДж.

7. На основе исследований, конструкторских решений и результатов, полученных на установке «Луч», предложена конструкция усилительной системы 128 канальной установки «Искра-6», включающая дисковые усилители и пространственные фильтры 30х30см2.

с конфигурацией 2х4 и апертурой каждого канала Исследованы характеристики прототипов отражателей и экспериментальных импульсных ламп накачки ИНП 40/1600. Разработаны и изготовлены экспериментальные образцы секций усилителя для установки «Искра-6».

8. Для решения задачи согласования спектров излучения лазерных диодов с спектрами поглощения активных сред разработана методика и проведены исследования параметров излучения линеек лазерных диодов, основанная на регистрации в динамике энергетических и спектральных характеристик отдельных эмиттеров линейки.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1 Бурцев В.А., Кондаков А.А., Курунов Р.Ф., Лебедев Н.Ю., Смирнов В.Г., Шанский В.Ф. Исследование устойчивости несамостоятельного разряда // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы. 1979, Киев, т.1, с.121-122.

2 Burtsev V.A., Zelenov L.A., Kondakov A.A., Kurunov R.F., Smirnov V.G., Shansky V.F.

Optical homogeneity and molecular gas in a semi-self-sustained discharge // Proceedings of XIVth International Conference on Phenomena in Ionized gases. 1979, Grenoble, p.c.7 387.

3. Zelenov L.A., Kurunov R.F., Ratkevich V.K. Smirnov V.G. Use of holographic method to study laser active medium // Proceedings of XV International Conference on Phenomena in Ionized gases. 1981, Minsk, v.2, p.1743.

4. Burtsev V.A., Kurunov R.F., Kondakov A.A., Smirnov V.G., Shansky V.F.

Experimental study of instability of semi-self-sustained discharge // Proceedings of XVth International Conference on Phenomena in Ionized gases. 1981, Minsk, v.2, p.1711.

5. Алексеев И.А., Баранов Г.А., Зинченко А.К., Карасев Б.Г., Курунов Р.Ф., Раткевич В.К., Смирнов В.Г. Некоторые результаты исследования разряда в лазерной смеси методом голографической интерферометрии // Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", 1982, Ленинград, С.96-97.

6. Алексеев И.А., Баранов Г.А., Зинченко А.К., Карасев Б.Г., Курунов Р.Ф., Раткевич В.К., Смирнов В.Г. Распределение температуры и скорости потока газа в поперечном самостоятельном разряде // Письма в ЖТФ, 1983, Т.9, вып.13, С.807 811.

7. Burtsev V.A., Zelenov L.A., Kamardin I.L., Kurunov R.F., Kuchinsky A.A., Rodichkin V.A., Smirnov V.G., Shansky V.F. Study of the semi-self-sustained pulse discharge in molecular gases by holographic interferometry method discharge // Proceedings of XVIth International Conference on Phenomena in Ionized gases. 1983, Dusseldorf, v.2, p.144 145.

8. Бурцев В.А., Курунов Р.Ф., Смирнов В.Г.,Фомин В.М. Об одновременном формировании объемного и скользящего разрядов наносекундной длительности применительно к накачке газовых лазеров // Тезисы докладов II Всесоюзного совещания по физике электрического пробоя газов. 1984,Тарту, с.414-418.

9. Курунов Р.Ф., Смирнов В.Г., Яценко Б.П.. Влияние пространственной структуры электронного пучка на однородность активной среды электроионизационного СО2 – лазера // Письма в ЖТФ, 1985, Т.II, вып.18, С.1130-1134.

10. Курунов Р.Ф., Смирнов В.Г., Яценко Б.П.. Экспериментальное исследование газодинамических процессов в импульсно-периодическом объемном несамостоятельном разряде // ЖТФ, 1986. Т.56, вып.3,С.491-496.

11. Киселевский Л.И., Курунов Р.Ф., Мазуренко С.Л., Макаревич А.Н., Смирнов В.Г., СоловьянчикД.А.Исследование анодной области тлеющего разряда атмосферного давления в потоке гелия методами голографической интерферометрии. // Журнал прикладной спектроскопии, 1986, Т.45, вып. 3, С.494-498.

12. Бурцев В.А., Зеленов Л.А., Камардин И.Л., Курунов Р.Ф., Кучинский А.А., Раткевич В.К., Родичкин В.А., Смирнов В.Г. Исследование оптической однородности активной среды СО2 -лазера в присутствии генерации излучения. // Письма в ЖТФ, 1987. Т.13. вып.23. С.1426-1430.

13. 13.Бурцев В.А., Зеленов Л.А., Камардин И.Л., Курунов Р.Ф., Кучинский А.А., Раткевич В.К., Родичкин В.А., Смирнов В.Г., Шанский В.Ф.. Развитие неоднородностей в среде импульсного несамостоятельного разряда. // Квантовая электроника, 1988. Т.15. вып.1. С.167-172.

14. Engelko V., Kurunov R., Landman I., Ljublin B., Smirnov L., Wurz H. Test of divertor materials under simulated plasma disruption conditions at the SOM electron beam facility.

// Journal of Nuclear Materials, 1995,Vol.220-222, P.1071-1075.

15. Chernov V.N., Charukchev A.V., Kurunov R.F., Malinov V.A., Nikitin N.V., Potapov S.L., Smirnov V.G., Yatsenko B.P. The front end of the high-energy Nd:glass laser fusion system with shaped nanosecond laser pulses // XXVIth European Conference on Laser Interaction with Matter, 12-16 June 2000, Prague. Conf. Abstracts, P.14, P.140.

16. Kubasov V.A., Kurunov R.F., Malkov A.A., Smirnov V.G., Pavlenko A.V., Lipovsky A.A., Labusov A.N., Stoliarov U.V., Filimonov M.M., Yatsenko B.P. Investigation of the phase and polarization distortions of high-power laser radiation passing through the optics of the wide-aperture neodymium glass laser amplifier. // XXVIth European Conference on Laser Interaction with Matter, 12-16 June 2000, Prague. Conf. Abstracts, P.49, P.175.

17. Kurunov R.F., Malkov A.A., Smirnov V.G., Pavlenko A.V., Lipovsky A.F., Korolkov M.D., Magazenkov N.V., Stoliarov U.V., Filimonov M.M., Yatsenko B.P.

Investigation of the phase and polarization distortions of high-power laser radiation passing through the optics of the wide-aperture spatial filter. // XXVIth European Conference on Laser Interaction with Matter, 12-16 June 2000, Prague. Conf. Abstracts, P.74, P.200.

18. Kurunov R.F., Glaserin A.V., Smirnov V.G., Stoliarov U.V., Yatsenko B.P. The interferometer for investigation of optical ingomogeneities in wide-aperture laser systems.

// XXVIth European Conference on Laser Interaction with Matter, 12-16 June 2000, Prague. Conf. Abstracts, P.97, P.224.

19. Glukhikh I.V., Kubasov V.A., Kurunov R.F., Polikarpov S.S., Smirnov V.G., Surovtsev V.A., Filimonov M.M. The investigation of radiation dynamics of QCW laser diode linear array. // Conference on Laser Optics, June 26-30 2000, St.Petersburg. Conf.

Abstracts A4-P.13.

20. Глухих И.В., Кубасов В.А., Курунов Р.Ф., Поликарпов С.С., Смирнов В.Г., Филимонов М.М.. Исследование излучательных характеристик мощных непрерывных инжекционных лазеров спектрального диапазона 798-820 нм на безалюминиевых структурах InGaAsPh. // Международная конференция «Прикладная оптика-2000». Сб. трудов, T.1, C.97-98.

21. Глухих И.В., Кубасов В.А., Курунов Р.Ф., Поликарпов С.С., Смирнов В.Г., Суровцев В.А., Филимонов М.М.. Исследование спектральных характеристик импульсно-периодических линеек лазерных диодов. // Известия Академии наук.

Серия физическая. 2001, Е.65, № 6, C. 870-875.

22.Глухих И.В., Коваль Ю.П., Кубасов В.А., Курунов Р.Ф., Привезенцев В.В., Петровский В.А., Поликарпов С.С., Филимонов М.М.. Мощные непрерывные 10 Вт лазерные линейки на основе гетероструктур InGaAsPh/GaAs с улучшенным теплоотводом. // Тезисы докладов 4-го Белорусско-Российского семинара «Полупроводниковые лазеры и системы на их основе» 20-25 мая, 2002, Минск, Беларусь, С.34-36.

23. Глухих И.В., Кубасов В.А., Курунов Р.Ф., Поликарпов С.С., Суровцев В.А., Филимонов М.М. Исследование спектров излучения индивидуальных эмиттеров импульсно-периодических линеек лазерных диодов на основе соединения InGaAsPh. // Вопросы атомной науки и техники. Серия электрофизическая аппаратура, 2002, вып.1 (27), С. 3-9.

24. Глухих И.В., Коваль Ю.П., Кубасов В.А., Курунов Р.Ф., Привезенцев В.В., Поликарпов С.С., Филимонов М.М., Фролов С.В. Мощные непрерывные линейки лазерных диодов с высокоэффективным теплоотводом для накачки твердотельных лазеров. // Вопросы атомной науки и техники. Серия электрофизическая аппаратура, 2002, вып.1 (27), С. 83-87.

25. Burtsev V.A., Bol’shakov E.P., Ivanov A.S., Kalinin N.V., Kubasov V.A., Kurunov R.F., Smirnov V.G., Chernobrovin V.I. Electrodischarges radiation source of capillary type. // IXth International Conference on X-ray Lasers. May 24-28 2004, Beijing. Conf. Abstracts O2505, P.33.

26. Burtsev V.A., Bol’shakov E.P., Ivanov A.S., Kalinin N.V., Kubasov V.A., Kurunov R.F., Smirnov V.G., Chernobrovin V.I. Fast Z-discharges in low-inductive capillary tube. // Proceedings of the XVth International Conference on High-Power Particle Beams. July 18 23, 2004, Saint-Petersburg, P. 450-453.

27. Гаранин С.Г., Зарецкий А.И., Илькаев Р.И., Кириллов Г.А., Кочемасов Г.Г., Курунов Р.Ф., Муругов В.М., Сухарев С.А.. Канал мощной установки «ЛУЧ» для ЛТС с энергией импульса 3.3 кДж и длительностью 4 нс. // Квантовая электроника 2005, 35, № 4, C.299-301.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.