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

Динамика, структура и оптические свойства атмосферных со2(со)-лазерных сред, возбуждаемых импульсно- периодическими несамостоятельными разрядами

На правах рукописи

САЕНКО Владимир Борисович

ДИНАМИКА, СТРУКТУРА И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТМОСФЕРНЫХ

СО2(СО)-ЛАЗЕРНЫХ СРЕД, ВОЗБУЖДАЕМЫХ ИМПУЛЬСНО-

ПЕРИОДИЧЕСКИМИ НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫМИ РАЗРЯДАМИ

01.04.21 – лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико–математических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Официальные оппоненты:

БАРАНОВ Владимир Юрьевич, профессор, чл.-корр. РАН, (РНЦ «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ») ПАШИНИН Павел Павлович, профессор, чл.-корр. РАН, (ИОФ РАН) ГЛОВА Александр Федорович доктор физико-математических наук, (ГНЦ РФ ТРИНИТИ)

Ведущая организация: ФГУП НИИЭФА им. Д. В. Ефремова.

Защита состоится « 13 » апреля 2005 года в 15 час. 00 мин. на заседании дис сертационного совета Д 501.001.45 в МГУ им. М. В. Ломоносова по адресу:

119992, Москва, Ленинские горы, НИИЯФ МГУ, 19 корпус, ауд. 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИЯФ МГУ.

Автореферат разослан « 1 » марта 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 501.001. доктор физико-математических наук А.Н.Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность выбранной темы с научной точки зрения обусловлена тем, что мощные СО2(СО) – лазеры непрерывного и импульсно-периодического действия, представляют большой интерес как объект для исследования сильно неравновесных процессов, протекающих в низкотемпературной плазме и определяющих характеристики лазерного излучения [1*-3*]. Актуальность этой работы для практики несомненна, так как мощные СО2(СО) - лазеры не прерывного и импульсно-периодического действия широко используются для реализации целого ряда высоко технологичных процессов [4*]. Настоящая работа продолжает цикл исследований, направленных на разработку физико технических основ по созданию мощных лазерных систем длительного действия [1*-3*].

С появлением первых оптических квантовых генераторов, обладающих уникальной способностью генерировать интенсивные пучки света с малым углом расходимости, возникло постоянное стремление повысить энергетические характеристики лазерного излучения. Наряду с поиском новых лазерных сред и способов их накачки потребовались физико-технические разработки по превращению лабораторных моделей лазеров в надежно работающие приборы в составе технологических комплексов.

К началу исследований автора произошел очередной качественный скачок в лазерной физике и технике, обусловленный успехами в области физики низкотемпературной плазмы. Было показано [1*], что несамостоя тельный разряд, управляемый внешним ионизирующим излучением, является перспективным способом возбуждения плотных газовых сред в больших объемах при достаточно широком диапазоне изменения приведенного электрического поля в разряде Е/p, здесь Е - напряженность электрического поля, p - давление газа. В то же время было известно [5*], что применение поперечной схемы разряда в сочетании с прокачкой рабочей смеси газов может обеспечить длительную работу мощного газового лазера, а лазерная среда нa основе молекул CO2 или CO обеспечивала высокий КПД лазера.

Принципиально новая система накачки CO2(CO)-лазеров на основе неса мостоятельного разряда в перспективе позволяла реализовать оптимизацию режимов возбуждения колебательных уровней молекул в потоках газа повышенного давления за счет выбора параметра E/p. Естественно, что усилия многих научных коллективов были сосредоточены на решении этой важной для практических приложений проблеме - создании эффективной системы накачки газовых лазеров повышенного давления на основе несамостоятельного разряда.

Несмотря на оптимистические прогнозы при переходе от лабораторных исследований к созданию технологических лазеров длительного действия, воз никло достаточно много новых вопросов, связанных с эффективной организа цией импульсно-периодического несамостоятельного разряда в потоке атмо сферного газа, оставались не изученными физические процессы по динамике срыва объемного разряда в дуговой режим в условиях возбуждения больших объемов газа и повторяющихся импульсов накачки, а также отсутствовала ин формация о пространственно-временном поведении оптической однородности активной среды.

В условиях создания принципиально новой лазерной системы возникла необходимость в разработке диагностических систем по контролю параметров широкоапертурного ионизирующего излучения, объемного разряда и лазерного излучения. Наряду с определением границ устойчивости объемного разряда и предельных энергетических характеристик данной системы накачки, оставался открытым вопрос о характере физических процессов, влияющих на достижение оптимальных режимов возбуждения CO2-лазерных сред.

Использование электронных ускорителей в качестве источников внешней ионизации помогло достаточно быстро продемонстрировать перспективность создания мощных газовых лазеров на основе несамостоятельного разряда.

Однако для внедрения таких лазеров в промышленное производство необходимы более безопасные и менее уникальные по техническому исполнению устройства ионизации. Поэтому представляло интерес продолжить поисковые исследования, посвященные альтернативным способам поддержа ния объемного разряда в проточных газах, например, с использованием корот коволнового ультрафиолетового излучения (УФ), способного ионизовать га зовые присадки с низкой температурой кипения [3*]. В предлагаемой работе изучаются все названные выше аспекты проблемы, связанной с созданием тех нологических CO2(CO)-лазеров длительного действия, возбуждаемых им пульсно-периодическими несамостоятельными разрядами.



Целью данной работы являлось экспериментальное и расчетно теоретическое исследование физических процессов и явлений, определяющих эффективность лазерных систем на основе несамостоятельных разрядов.

Поставлены следующие задачи исследований:

- Разработка физических основ и создание диагностического комплекса для исследования структуры, динамики и оптических свойств активной среды СО2(СО)-лазеров с несамостоятельным разрядом.

- Исследование физических явлений и процессов, определяющих эффективность ионизации, возбуждения и генерации лазерных сред.

- Поиск и исследование новых эффективных схем возбуждения лазерных сред с использованием различных внешних источников ионизации.

- Разработка моделей СО2(СО)-лазеров и подтверждение перспективности новых схем возбуждения.

Для достижения поставленной цели разработаны и созданы опытные об разцы лазеров и проведены эксперименты по изучению динамики, структуры и оптических свойств CO2(CO)-лазерных сред, проведен ряд расчетно теоретических работ для ориентации экспериментальных исследований и ана лиза полученных результатов.

Методы исследований и аппаратура Для визуализации электронных пучков с энергией порядка 200 кэВ использовался полимерный датчик – винипроз и просмотровая аппаратура.

Процессы фотоионизации исследовалась с использованием диагностического комплекса на основе лазера на парах меди ИЛГИ-101. Для исследования про странственно-временного распределения электронной температуры в излучаю щей плазме разработан спектрографический комплекс на основе двойных элек троннооптических преобразователей (ДЭОП). Для снятия спектров коротковолнового УФ излучения использован спектрографический комплекс на основе вакуумного монохроматора MANUTIMANN (спектральный диапазон 110-250 нм) с разрешением 2А, с регистрирующим фотоэлементом ФЭУ – (=110 – 365 нм). Для исследования временного хода импульсов ионизации, накачки и генерации были разработаны соответствующие датчики с временным разрешением не хуже 1 мкс: пояса Роговского, делители напряжения, датчики типа «СВОД», ФЭУ-142, а также измерительно-вычислительный комплекс на основе аналоговой вычислительной техники. Для регистрации импульсов использовались запоминающие осциллографы С8-11, С8-17, многолучевой осциллограф Н023, пересчетные приборы ПП-15А. Для исследования динамики срыва объемного разряда в дуговой режим использовалась лупа времени «ЛВ О1» на основе электроннооптических преобразователей (ЭОП) и скоростная кинокамера «СКС-1М». Для приготовления лазерных смесей использовались системы откачки и напуска следующих газов: СО, СО2, N2, O2, NO, NH3, CF3I, C2H4, I2, He, Ar, Xe. Использован парк компьютеров для проведения численных расчетов и автоматизации экспериментальных исследований.

Научная новизна 1. Разработаны физические основы и создан диагностический комплекс для визуализации широкоапертурных слаботочных электронных пучков с энергией порядка 200 кэВ с целью исследования пространственной одно родности ионизации лазерных сред и настройки электронных ускорите лей, входящих в состав электроионизационных лазеров.

2. Разработан и создан измерительно-вычислительный комплекс на основе аналоговой техники, позволивший исследовать и контролировать вре менной ход повторяющихся импульсов ионизации, накачки, генерации и КПД проточных СО2-лазеров в реальном масштабе времени с разреше нием во времени порядка 1 мкс.

3. Обнаружены новые эффекты, возникающие при элетроионизационном возбуждении больших объемов лазерных сред: инициирование неустой чивостей за счет развития дужек в приэлектродных областях, обуслов ленных как неоптимальными параметрами электронного пучка, так и особенностями поддержания электрического поля в разряде.

4. Впервые исследовано влияние магнитного поля электроионизационного разряда на энергетические и оптические свойства активной среды, найде но соотношение параметров электроионизационной системы накачки для определения предельных размеров лазера.

5. На основе экспериментальных и расчетно–теоретических исследований предложены и экспериментально исследованы новые схемы организации электроионизационных способов возбуждения СО2 -проточных лазерных сред с целью поддержания оптимальных режимов возбуждения и повы шения их энергетической эффективности.

6. Впервые предложены и исследованы новые схемы организации несамостоятельного (фотоионизационного) разряда в СО2(СО) – лазерных средах за счет использования коротковолнового ультрафиолетового излучения ( 135 нм) и выбора присадок с низкой температурой кипения (NO, NH3, O2, I2, C2H4, Хe). Исследованы плазмохимические процессы в СО2(СО) – лазерных средах и определен оптимальный химический состав. Выявлена повышенная устойчивость фотоионизаци онной сиcтемы накачки за счет отсутствия прикатодного падения потен циала при облучении электродов коротковолновым УФ излучением.

7. Проведены поисковые исследования по генерации коротковолнового УФ излучения с использованием различных схем газового разряда. Численно и экспериментально изучен и установлен механизм генерации фотонов с энергией Еф ~ 10 эВ при работе в окружающей атмосфере воздуха или в рабочей среде СО2(СО) – лазеров, предложены и разработаны эффектив ные источники УФ на основе многозазорного сильноточного разряда короткой длительности.

8. Показаны новые возможности использования УФ-ионизаторов, разрабо танных для фотоионизационных лазеров, в технологиях микроэлектрони ки и экспресс-инактивации микроорганизмов (медицина и экология).

9. Разработаны и исследованы опытные образцы СО2(СО) – лазеров с новы ми схемами организации фотоионизационного разряда. Впервые теоретически и экспериментально обоснована возможность квазинепрерывной генерации фотоионизационного СО2- лазера с присадкой NH3, определен оптимальный химический состав лазерной смеси газов и пороговая частота следования повторных импульсов на качки F 10 кГц. Подтверждена эффективность применения фотоионизационной системы накачки в криогенном СО-лазере с присадками С2Н4 и О2. Показана перспективность использования предлагаемой фотоионизационной системы накачки для создания лазеров с протоком и охлаждением лазерной среды.

Научная и практическая значимость работы Результаты исследований использованы в научных центрах Минатома: ТРИНИТИ (ранее ФИАЭ им. И.В. Курчатова) и НИИЭФА им. Д.В.

Ефремова, в НПО «Алмаз», в отделе микроэлектроники НИИЯФ МГУ, в учеб ном процессе на отделении ядерной физики (ОЯФ) физического факультета МГУ. Полученные результаты использованы и получили дальнейшее развитие при подготовке проектов и получении грантов по программе «Конверсия»

(Министерство науки, высшей школы и технической политики), а также при выполнении 4-х проектов по грантам РФФИ. Результаты научной работы и их практическая значимость отмечены премией Ленинского комсомола (в соавторстве), премией Минвуза СССР (в соавторстве), правительственной наградой – медалью «За трудовое отличие». Ряд научных разработок носит приоритетный характер, защищен авторскими свидетельствами СССР и патентами РФ, внедрен как в практику физического эксперимента, так и при создании мощных газовых лазеров.

Достоверность работы подтверждается созданием действующих экспериментальных образцов мощных СО2 - лазерных систем с заданными высокими энергетическими характеристиками.

Основные положения, выносимые на защиту 1. Разработка физических основ и создание современных диагностических комплексов, обеспечивающих непрерывный контроль временного хода повторяющихся с частотой до 1 кГц импульсов ионизации, накачки и генерации в реальном масштабе времени, включая контроль временного хода КПД лазера;

визуализацию слаботочного пучка быстрых электронов с энергией 150-400 кэВ и выявление его пространственной структуры по глубине распространения в плотном газе;

определение пространственно-временного распределения электронной температуры в плазме импульсного разряда;

наблюдение оптических неоднородностей в плазменных и газодинамических объектах, включая визуализацию зоны взаимодействия лазерного излучения с веществом.

2. Совокупность результатов по исследованию физических особенностей возбуждения проточных CO2-лазерных сред, возбуждаемых электроионизаци онным разрядом импульсно-периодического действия, включающих данные о динамике срыва объемного разряда в дуговой режим и нарушении оптической однородности объемного разряда вблизи предельных режимов накачки CO2 лазера. Определение оптимальных режимов накачки и генерации.

3. Результаты исследования горения электроионизационного разряда в маг нитном поле, включая данные, доказывающие существование предельных размеров однородной области несамостоятельного разряда, управляемого пуч ком быстрых электронов, а также возможность использования внешнего маг нитного поля с достаточно малой величиной В 0,1 Тл для транспортировки быстрых электронов и локализации разряда в заданном объеме.





4. Разработка на основе полученной расчетно-теоретической и эксперимен тальной информации ряда оригинальных способов и устройств, направленных на подавление неустойчивостей в плазме несамостоятельного разряда и повы шение оптической однородности, а также на поддержание оптимальных режи мов генерации с использованием системы автоматизированного управления.

5. Результаты исследований по созданию интенсивных источников коротко волнового ультрафиолетового излучения, способного ионизировать газовые присадки с низкой температурой кипения, включая установление механизма генерации УФ при использовании многозазорных разрядов и разработку спо собов повышения энергетической эффективности УФ-ионизаторов. Разработка вопросов использования лазерных и плазменных источников УФ для медици ны, экологии и микроэлектроники.

6. Совокупность результатов по исследованию несамостоятельного разряда в плотных газах, инициируемого микросекундными вспышками УФ. Воз можность использования ряда молекулярных и атомарных газов с потенциа лом фотоионизации Ui = 9,25 - 14 эВ в качестве легкоионизуемых присадок.

Перспективность использования объемных разрядов, инициируемых микросе кундными вспышками УФ, для накачки проточных CO2 и CO-лазеров с им пульсно-периодическим и квазинепрерывным режимом генерации.

Апробация работы. Результаты работы неоднократно докладывались на отечественных и международных конференциях. Материалы диссертации док ладывались и обсуждались на I, II и IV Всесоюзных конференциях "Оптика лазеров" (Ленинград, 1977, 1982, 1984 г.г.);

III Всесоюзном симпозиуме по сильноточной импульсной электронике (Томск, 1978 г.);

V Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы (Киев, 1979 г.);

III Всесоюзном совещании по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (Ленинград, 1979 г.);

XV, XXXIV Международной конференции по явлениям в ионизованных газах (Минск, 1981 г., Варшава, 1999 г.);

II Всесоюзном совещании по физике электрического пробоя газов (Тарту, 1984 г.);

I Всесоюзном совещании "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах (Томск, 1986 г.);

VI-VIII-IX Европейских конференциях по атомной и молекулярной физике ионизованных газов (Оксфорд - Англия, 1982 г.;

Грейфсвальд - ГДР, 1986 г.;

Лиссабон Португалия, 1988 г.);

I Международной конференции "Лазер М2P" (Лион Франция, 1987 г.);

IV и VII Международных симпозиумах по газопроточным и химическим лазерам (Стреса-Италия, 1982 г.;

Вена-Австрия, 1988 г.);

III Всесоюзной конференции "Применение лазеров в народном хозяйстве" (Шатура, 1989 г.), Всероссийской научно-практической конференции "Высшая школа России и конверсия", Москва, 1993 г., I Евразийском конгрессе «Медицинская физика», Москва, 2001 г., I Всероссийской конференции «Физические проблемы экологии (экологическая физика)», Москва, 2001 г., а также докладывались на Ломоносовских чтениях МГУ и семинарах в ТРИНИТИ (Филиале института атомной энергии им. И.В. Курчатова), НПО "Алмаз", НИИЭФА им. Д.В. Ефремова. Опытные образцы коротковолновых ис точников УФ демонстрировались на Всероссийской научно-практической конференции и выставке "Высшая школа России и конверсия", Москва, 1993 г., выставке "Будущее России", Протвино, 1994. Полученные результаты отмечены при рассмотрении последних достижений науки и техники (см.

Наука и человечество. Международный ежегодник 1975. Знание. Москва, стр.

281 – 291;

Наука и жизнь. № 1, 1995, cтр. 130;

Химия и жизнь. № 11, 2004, стр.

62).

Личный вклад соискателя. Личное участие автора в получении науч ных результатов, вошедших в диссертацию, является определяющим на этапах постановки задач, при проведении экспериментальных исследований, создании экспериментальных образцов лазеров и диагностических систем, разработках и создании расчетно-теоретических моделей, анализе и интерпретации получен ных данных.

Основные результаты диссертации нашли отражение в 40 работах, список которых представлен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитированной литературы. Диссертационная работа изложена на 205 страницах машинописного текста, иллюстрируется 95 рисун ками и фотографиями, содержит 199 ссылок на литературные источники.

Структура автореферата в общем повторяет структуру диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении рассмотрено состояние проблемы, обоснована ее акту альность, сформулирована цель и изложены задачи исследования, приводятся научная новизна, практическая ценность работы и защищаемые положения, да ется краткая аннотация содержания глав и представлены основные результаты и выводы диссертации.

Первая глава посвящена краткому описанию лазерных систем, методов экспериментальных исследований и оригинальных диагностических систем для исследования динамики, структуры и оптических свойств активной среды лазеров. Для экспериментальных исследований были созданы опытные образцы СО2(СО)-лазеров с несамостоятельным разрядом. В основном, исследовались две лазерные установки, отличающиеся по виду внешнего источника ионизации. В первом случае, рис.1, ионизация газовой среды CO2:N2:He и модуляция разрядного тока осуществлялась импульсно периодическим пучком быстрых электронов с энергией порядка 200 кэВ, плот ностью тока до 3,5 А/см2, длительностью импульса до 100 мкс и частотой сле дования до 400 Гц. В атмосферном электроионизационном CO2-лазере с открытым циклом истечения газа использовалась поперечная схема накачки [1-5].

а. б.

Рис. 1 Электроионизационная схема накачки (а), характерное свечение раз ряда (б).1- анод, 2- катод, 3-фольга, 4-откачка, 5- эмитеры, 6-экран.

Исследуемый CO2-лазер работал в режиме квазистационарного импуль са излучения c t10-4 с, при котором длительность генерации существенно превышала время колебательно поступательной релаксации уровня 010 моле кулы CO2. При этом в процессе генерации происходил разогрев газа, приводящий в конечном счете к срыву генерации и периодическому возмущению газового потока при работе лазера в режиме повторяющихся импульсов накачки. В случае прекращения инжекции электронов задний фронт импульса накачки определялся временем рекомбинации электронов проводи мости. Это время более, чем на порядок было меньше импульса тока электронного пучка. Это означало, что внешний ионизатор мог плавно регулировать величину энерговклада в разряд за счет изменения длительности ионизации. Плотность тока электронного пучка регулировалась и обеспечивала удельную мощность энерговклада порядка нескольких кВт/см3атм. Период следования импульсов ионизации Т ограничивался пролетным временем газа через зону разряда Т0 = b/v, здесь b - ширина разряда, v - среднемассовая скорость газа. При дозвуковой скорости газа частота следования импульсов накачки составляла несколько сот Гц.

Вторая экспериментальная установка предназначалась для исследования фотоионизационой системы накачки CO2(CO)-лазерных сред [22]. Модели фотоионизационных СО2-лазеров представлены на рис.2, 3.

В камере из оргстекла с объемом 10 л устанавливались плоскопараллельные электроды, рис.2, c размерами b·h = 2х50 см, межэлектродный зазор изменялся в пределах h = 2-5 см. Объемный разряд инициировался УФ излучением многозазорного разряда. Для создания искровых промежутков использовался, в основном, фольгированный медью стеклотекстолит толщиной 2 мм. На такой пластине формировалась цепочка электродов длиной 50 см, которая устанавливалась вдоль оси системы на расстоянии 2 см от края электродов. Це Цепочка электродов обратным проводом подключалась к емкости С1 = 2,5- нФ, заряжаемой до напряжения U1 = 10-20 кВ через тиратрон ТГИ 1-1000/25, что позволило осуществить периодический режим ионизации с частотой до f = 10-20 кГц. Наряду со скользящим разрядом исследовался режим свободной искры, когда разрядные промежутки были приподняты над поверхностью диэлектрической подложки.

Рис 2. Электрическая схема фотоионизационной системы накачки. Свече ние источников УФ и фотоионизационного разряда.

Рис. 3. Электрическая схема фотоионизационной системы накачки, моде лирующей проточную схему лазера с поперечным разрядом. Свечение ис точников УФ и фотоионизационного разряда.

Для исследования пространственной структуры электронного пучка с большим полем облучения и энергией электронов 150 - 400 кэВ был подоб ран полимерный дозиметр винипроз, исследованы его характеристики и раз работаны способы визуaлизации структуры электронного пучка на экране ос циллографа [3,6].

Предложена и разработана информационно-измерительная и управ ляющая система на основе аналоговой вычислительной техники [12] для иссле дования электрических, оптических и энергетических характеристик лазера, работающего как в режиме моноимпульса длительностью 1 - 100 мкс, так и в так и в режиме повторяющихся импульсов с частотой следования до 1 кГц.

Обработка информации велась в реальном масштабе времени с разрешением 10-6 с.

Лазер на парах меди (ЛПМ), как наиболее яркий и кратковременный импульсный источник света, был использован для разработки диагностических систем [25]. Активная среда ЛПМ имеет чрезвычайно большой коэффициент усиления, благодаря чему можно получить сильно увеличенное и усиленное по яркости изображение микрообъектов на большом экране. С помощью оптических диагностик с использованием ЛПМ были исследованы структура и динамика расширения микрошнуров плазмы в УФ ионизаторе, изучена динамика восстановления оптической однородности активной среды после импульсов фотоионизации и накачки, продемонстрирована возможность исследования динамики процессов на поверхности, закрытой слоем плазмы.

При исследовании известного эффекта Т-слоя в плазме [17], что представляло интерес в связи с разработкой высокоинтенсивных источников УФ, был разработан спектроскопичекий метод определения пространственно временного распределения электронной температуры Те в дуговой плазме с использованием двойных электроннооптических преобразователей (ДЭОП).

Вторая глава посвящена исследованию физических процессов и яв лений, определяющих оптическую однородность, устойчивость и стабильность импульсно-периодического несамостоятельного разряда [1-6]. Впервые с по мощью лупы времени были получены картины свечения разрядного промежут ка под воздействием электронного пучка и электроионизационного разряда, что позволило проанализировать влияние параметров электронного пучка и разряда на динамику развития неустойчивостей в плазме несамостоятельного разряда.

Эта информация в совокупности с измерениями коэффициента усиления по сечению лазера позволила выявить динамику нарушения пространственной и временной оптической однородности активной среды СО2-лазера. Изучены особенности процессов ионизации при использовании электронных ускорителей различной конструкции, что позволило осуществить необходимую модернизацию этих устройств ионизации для целей более однородного облучения разрядного промежутка. Было показано, что при пониженной энергии электронного пучка и неравномерной ионизации газа по глубине распространения, а также в результате немонохроматичности быстрых электронов в течение импульса накачки пробой разрядного промежутка инициировался прианодными плазменными дужками (квазистримерами).

Повышение пространственно-временной однородности ионизации позволило исключить появление и развитие прианодных дужек. Последующие эксперименты позволили выявить определяющее влияние прикатодных процессов на устойчивость объемного разряда. Горение несамостоятельного разряда характеризуется повышенной напряженностью электрического поля в узком прикатодном слое. Обнаружено, что при энерговкладе в разряд W0, Дж/см3 при Е/р = 4 - 5 кВ/сматм в ярко светящемся прикатодном слое плазмы толщиной 1 см начинали развиваться многочисленные дужки, локализованные на поверхности катода, рис.4. Обнаружен различный характер динамики разви тия пробоя в азоте и рабочей смеси газов CO2 : N2 : He. В азоте наблюдалось прорастание квазистримеров по направлению к аноду со скоростью V= см/сек при E/p = 4,5 кВ/сматм, замыкание разрядного промежутка и срыв объемного разряда в дуговой режим. В процессе разряда в смеси CO2 : N2 : He катодные дужки почти не прорастали в объем газового разряда и развитие, по видимому, перегревно-ионизационной неустойчивости, приводящей к пробою разрядного промежутка, носило объемный характер. Развитие пробоя происходило за время t 1 мкс в электрическом поле Е/p 4,5 кВ/сматм.

а. б.

Рис. 4. Картины свечения ГРК в моноимпульсе (а) и при срыве объемного разряда в дуговой режим в проточном лазере (б).

Для исследования оптической однородности активной среды, а также для выяснения условий работы резонатора проведены эксперименты по изме рению временного хода коэффициента усиления в различных точках по сече нию лазера в зависимости от мощности накачки и напряженности электриче ского поля в разряде. Коэффициент усиления измерялся для различных смесей на основе CO2, исследовалась возможность замены дорогостоящего Не на Н или Н2О. Показано, что несамостоятельный разряд, управляемый электронным пучком, является эффективным способом возбуждения больших объемов газа.

Оптическая однородность активной среды сохранялась по всему сечению лазе ра и начинала нарушаться в прикатодном слое плазмы толщиной 1,5 - 2 см в за ключительной стадии разряда, когда энерговклад превышал значение W 0, Дж/см3 при E/p = 4 - 5 кВ/сматм [4,5]. В условиях открытой геометрии ГРК амплитуда и временной ход коэффициента усиления слабо зависел от состава рабочей смеси газов, что можно объяснить присутствием паров воды во всех исследуемых смесях. Как известно, пары воды в условиях несамостоятельного разряда могут активно влиять на кинетику заселения колебательных уровней молекул CO2.

С увеличением напряженности электрического поля в разряде Е/p=3,5-5 кВ/сматм и соответствующим повышении удельной мощности накачки в диапазоне Pэ = 2 - 4 кВт/см3 атм максимальное значение коэффици ента усиления увеличивалось до 1,2% см-1, при этом время существования ин версии сокращалось со 140 до 100 мкс, рабочая смесь газов CO2 : N2 : He = 1 : : 3. Проведен анализ влияния газодинамических процессов на устойчивость импульсно-периодического разряда в потоке газа. Для того, чтобы предотвратить накопление газодинамических возмущений в длительных пусках и обеспечить быстрое восстановление начальных условий после пробоя ГРК, предложено использовать кодирующий режим посылки периодических импульсов накачки в виде коротких серий с регулируемой длительностью и паузой между ними. Разработан генератор кодирующих импульсов, управляющий работой электронного ускорителя. В экспериментах достигнута квазинепрерывная мощность накачки Pэ = Вт/см3атм в газовую смесь CO2 : N2 : He = 1 : 6 : 3, при этом частота следования импульсов накачки составляла f = 0,7 f0, здесь f0 - частота смены газа в зоне разряда, напряженность электрического поля в разряде поддерживалась на уровне E/p = 3 - 3,5 кВ/сматм. В моноимпульсе устойчивость разряда выше и предельные характеристики разряда ближе к оптимальным параметрам накачки, так энерговклад W=0,4 Дж/см3атм достигнут при E/p = 4,5 кВ/сматм.

В такой системе возбуждения отсутствовали многочисленные пробои, одиночные пробои носили случайный характер и возникали достаточно редко [14-16].

Сложность ускорительной техники и необходимость защиты от рентге новского излучения инициировали поиски альтернативных способов накачки проточных лазерных сред. Отличие работ в этом направлении от известных состояло в разработке и использовании УФ ионизаторов с более коротковолновым излучением, что позволило перейти от легкоионизуемых паров органических соединений с потенциалом ионизации Ui 7,5 эВ [3] к более эффективным газовым присадкам с низкой температурой кипения. В этом случае появлялась возможность организовать импульсно-периодический фотоионизационный разряд (ФИР) в потоке охлажденного газа. В качестве присадок исследовались молекулярные (NO, NH3, C2H4, O2, I2, CF3I) и атомарные (Хе, Кr) газы с потенциалом ионизации Ui = 9,25 - 14 эВ. Иницииро вание несамостоятельного разряда и модуляция разрядного тока с частотой до f=10 кГц осуществлялась импульсами коротковолнового ультрафиолетового излучения (УФ) длительностью t 1 мкс. В зависимости от интенсивности из лучения и химического состава газовой среды пиковая концентрация электро нов в объемном разряде составляла величину ne =1012 - 1014 см –3, после чего плазма распадалась в течение 2 - 100 мкс. Проведен анализ плазмохимических процессов в лазерных средах, содержащих исследуемые присадки. Определен оптимальный химический состав лазерных сред. При снижении энерговклада за импульс в УФ ионизатор до уровня 0,01 Дж в отдельный излучающий микрошнур плазмы осуществлен импульсно-периодический режим фотоионизации с частотой до f= 10 кГц и получено квазинепрерывное горе ние разряда в смеси N2:NH3 с удельной мощностью 500 Вт/см3атм при E/p = 6 кВ/сматм, p = 0,5 атм, энергозатраты на фотоионизацию составили 10% от энерговклада в объемный разряд. Достигнуты оптимальные режимы возбужде ния CO2(CO)-лазерных сред (W = 0,3-0,6 Дж/см3атм;

Е/p 4-8 кВ/сматм) при условии, что энергозатраты на фоотоионизацию не превышали 10-30% от 10-30% от энерговклада в объемный разряд. Фотоионизационный разряд оставался устойчивым при значении E/P 8 кВ/сматм. Повышенную устойчивость ФИР можно связать со стабилизирующим влиянием фо тоэффекта на катоде. Отметим, что небольшой сдвиг УФ излучения в короткую область спектра (Eф=712 эВ) увеличивает коэффициент фотоэмиссии примерно в 103 раз. В связи с этим в течение импульса фотоионизации прикатодное падение потенциала отсутствовало, а затем формировалось в процессе распада плазмы. Фотоионизационный разряд оказался устойчивым в более широком диапазоне параметров E/p, что позволило обеспечить оптимальный режим возбуждения СО2(СО) –лазерных сред.

Проведен теоретический анализ [19] и предложен новый способ органи зации комбинированного газового разряда [13]. Положительный эффект, когда удается снизить частоту следования ионизующих импульсов и повысить устойчивость разряда, достигается за счет введения в рабочую среду газовых присадок, молекулы или атомы которых имеют долгоживущие метастабильные состояния, и последующего облучения газоразрядного промежутка фотонами, энергия которых превышает энергию ионизации возбуждения молекул или атомов присадки.

Третья глава посвящена разработке и исследованию интенсивных источников коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения ( нм, Еф 10 эВ). В процессе расчетно-теоретических и экспериментальных исследований [33,40] изучен и установлен механизм генерации фотонов с энергией Еф 10 эВ, разработаны эффективные источники УФ на основе многозазорного разряда. Благодаря этому появилась возможность расширить выбор присадок из числа молекулярных и атомарных газов с низкой температурой кипения, вполне реальной становилась возможность использования фотоионизационного разряда для возбуждения проточных газовых лазеров, допускающих охлаждение рабочей смеси газов. Наиболее простым и достаточно эффективным источником УФ-излучения для поисковых исследований являлся многозазорный скользящий разряд, допускающий вы сокую плотность расположения искр на поверхности, рис.5-а. В последующих исследованиях был разработан источник УФ, работающий в режиме свободной искры, рис.5-б. Изучалось влияние параметров RCL-контура и длины разряд ных промежутков на интенсивность УФ-излучения в заданном спектральном интервале при энерговкладе в отдельную искру W= 0,01-1 Дж. Динамика формирования плазменного шнура в искровом зазоре и его распад могли определяющим образом влиять на спектральные характеристики излучающего разряда, поэтому эти процессы были изучены с помощью теневых и интерференционных методов. Излучаемый объект имел размеры щелевых раз рядных промежутков d 1 мм и время существования t 10-6 сек, поэтому для наблюдения теневых, рис.6, и интерференционных картин использовался лазер на парах меди с длительностью излучения t 10 нс.

а. б.

Рис. 5. Плазменные источники УФ: а – матрица микрошнуров плазмы на площади 50 х 50 см в схеме со скользящим по поверхности диэлектрика раз рядом, б- матрица микрошнуров плазмы в схеме с двойным разрядом, ре жим свободных искр.

Рис. 6. Динамика разлета излучающего микрошнура плазмы. Экспозиция- нс, интервал между кадрами – 100 нс. Апериодический импульс тока с ам плитудой 750 А имел длительность 400 нс, использовался щелевой разряд ный промежуток – 0,5 мм.

Показано, что источник обеспечивал достаточно интенсивный поток фотонов с энергией Eф = 9,25-14 эВ (= 85 -135 нм ) при апериодической форме разряда с длительностью импульса тока t 1 мкс и скорости нарастания тока dI/dt 109 А/с. При рассогласовании RCL-контура и появлении колебаний тока, а также при повышении длительности разряда t 1мкс эффективность УФ ионизатора резко ухудшалась. Интенсивные вспышки коротковолнового УФ получены за счет применения щелевых разрядных промежутков d 1 мм, ко личество которых в многозазорном разряде определяло общее сопротивление плазмы и могло обеспечить согласование с волновым сопротивлением низко индуктивного RCL-контура. При стремлении к минимальным энергозатратам на излучающую плазму удалось получить апериодические импульсы тока с амплитудой I 1 кА, с длительностью фронта тока t LC 0,1 мкс, которые обеспечили самосжимающийся разряд типа Z-пинча с эффективным нагревом квазиравновесных микрошнуров плазмы с радиусом r 0,2 мм в течение t 0,2 мкс. Был проведен численный расчет [33], моделирующий развитие микропинчей. Сравнение результатов расчетов и экспериментов пока зало разумность гипотезы o микропинчевой природе высокоинтенсивного ко ротковолнового ультрафиолетового излучения.

Показано, что при снижении энерговклада в отдельную искру до значе ния W=10-2 Дж возможен режим повторения с частотой до f =10-100 кГц.

Исследована и экспериментально подтверждена возможность создания проточного УФ ионизатора с управляемым спектральным составом излучения.

Проведен численный расчет излучательной способности в линии L для микрошнура водородной плазмы при давлении р = 0,1-100 атм и температуре T=1-3 эВ. Переход к более жесткому излучению по сравнению с длинноволновой границей пропускания CO2 (165,5 нм) расширяет выбор легкоионизуемых присадок и снижает долю энергетических затрат на создание ионизирующего излучения. Проведены поисковые исследования, направленные на разработку новых перспективных источников УФ для лазерных целей [17,32-35]. Продемонстрирована перспективность использова ния источников коротковолнового УФ, разработанных для импульсно периодических фотоионизационных лазеров, в медицине и экологии [37-40].

В четвертой главе представлены расчетно-теоретические исследова ния генерационных характеристик СО2-лазера [7], а также разработки и иссле дования новых способов и устройств возбуждения крупномасштабных электро ионизационных СО2 -лазеров с протоком рабочей смеси газов [10-16].

Основные разработки относятся к лазерам с поперечной схемой возбуждения несамостоятельного разряда, когда быстрые электроны инжектируются вдоль разрядного тока в поперечном направлении к газовому потоку и оптической оси лазера. К оригинальным разработкам относятся следующие: газоразрядная камера (ГРК) лазера с магнитным корректором электронного пучка;

катодная структура ГРК, позволяющая целенаправленно влиять на физические условия горения разряда в прикатодной области;

анодная структура ГРК с дискретными электродами для секционированного подвода питания к разряду в условиях возбуждения больших объемов газа;

лазер с кодирующим режимом посылки повторных импульсов накачки;

способы и устройства для подавления развития неустойчивостей в плазме несамостоятельного разряда за счет использования электроотрицательных газов и быстродействующих схем шунтирования объемного разряда;

лазер с автоматизированной системой управления (АСУ) процессами возбуждения и генерации. Предложены способы преобразования диагностических сигналов в командные для управле ния лазерной системой за счет выбора длительности импульса ионизации, генерируемого электронным ускорителем. На рис. 7 представлены характерные осциллограммы импульсов накачки, генерации и КПД- (t), полученные в процессе исследования параметров импульсно-периодического СО2-лазера. По казано, что временной ход КПД, а также результаты промежуточных вычисле ний в аналоговой форме могут использоваться в качестве управляющих сигна лов для выбора соответствующего режима генерации за счет управления дли тельностью импульсов ионизации. В лазере предусмотрен кодирующий режим посылки импульсов ионизации, предусматривающий кратковременную паузу в работе электронного ускорителя в случае срыва объемного разряда в дуговой режим, а также посылку импульсов ионизации по заданному закону, например, в виде коротких пачек импульсов с регулируемыми временными интервалами.

а. б. в.

Рис.7. Характерные осциллограммы: а.- импульсов разрядного тока I(t) и интенсивности генерации Ри(t), б.- импульсов тока I(t) и коэффициента полезного действия лазера (t), в.- импульсов электрической мощности Рэ(t) и энерговклада W(t).

Прикатодные процессы могут играть определяющую роль в развитии неустойчивостей в плазме несамостоятельного разряда и ограничивать дости жения оптимальных условий накачки CO2-лазера. Предложена катодная струк тура, которая позволила снизить прикатодный скачок потенциала за счет по вышения проводимости прикатодной плазмы при управляемом изменении ее химического состава. Катод представляет собой набор из пористых трубок, подключенных к системе напуска газа. При перепаде давления на пористой стенке p I атм. состав плазмы на поверхности катода определялся вдуваемым газом. В зависимости от рода вдуваемого газа возможны различные механизмы подавления развития квазистримеров. Например, при вдуве гелия, нормальная плотность тока в котором существенно ниже нормальной плотности тока в ра бочей смеси газов, снижается прикатодный скачок потенциала и повышается устойчивость электроионизационной системы возбуждения.

При возбуждении больших объемов газа неоднородность ионизации может возникнуть при пинчевании электронного пучка за счет фокусирующего азимутального магнитного поля разряда. В работе получено соотношение, свя зывающее параметры электронного пучка и электрические характеристики разряда с размерами активной области лазера [8]. Показано, что поперечное сечение импульсного электроионизационного лазера имеет предельное значение, величина которого, в основном, зависит от уровня мощности накачки. Экспериментально исследовано прохождение слаботочного электронного пучка в магнитном поле, образованного магнитной линзой, а также влияние характера транспортировки электронного пучка на горение несамостоятельного разряда.

Установлено, что при выполнении условия замагниченности быстрых электронов, аксиальное магнитное поле эффективно собирает рассеянный элек тронный пучок, благодаря чему однородность ионизации и концентрация вторичных электронов существенно возрастают по глубине распространения пучка. C помощью магнитной стенки удается локализовать электронный пучок и, соответственно, разряд в заданном объеме. Замагничивание электронов средних энергий Ее 100 кэВ происходит в относительно слабом магнитном поле при величине В 0,1 Тл, поэтому наряду с применением магнитных систем в виде проводников с током возможно применение постоянных магнитов, встроенных в электроды разрядной камеры, рис.8.

Предложена схема электроионизационного лазера с магнитным корректором электронного пучка [13].

а б в Рис. 8. Инжекция электронного пучка с энергией Ее = 100 кэВ в воздух. а.– выходное окно электронного ускорителя. Предусмотрена возможность ус тановки постоянных магнитов для исследования воздействия магнитного поля на прохождение быстрых электронов. б. – свечение электронного пуч ка в воздухе при B = 0. в. – свечение электронного пучка при B 0,03 Тл.

Пятая глава посвящена разработке и исследованию фотоионизаци онных СО2(СО) – лазеров [20-31]. На примере возбуждения и генерации CO и CO - лазеров показана перспективность использования предлагаемой системы накачки. Было показано, что электрические и энергетические характеристики исследуемого разряда соответствуют оптимальным условиям накачки CO2(СО)-лазерных сред. Для изучения влияния присадки на генерационные характеристики среды, содержащей NO, были проведены численные расчеты коэффициента усиления (КУ) газовой среды и генерации для различных пара метров накачки, реализуемых в эксперименте. Полученные в результате численного расчета значения КУ сравнивались с экспериментально измеренными. Все расчетные значения КУ достаточно хорошо совпали с экс периментальными результатами. Аналогичные результаты получены при использовании присадки NH3. Таким образом, можно сделать вывод, что используемые в экспериментах по созданию ФИР концентрации NO или NH не влияют на генерационные характеристики среды.

Поскольку экспериментально удалось повысить частоту следования им пульсов накачки до значения f = 10 кГц при пониженном энерговкладе в искру до W=0,01 Дж, то представляло интерес теоретически проанализировать воз можность создания квазинепрерывного фотоионизационного CO2-лазера с дозвуковой прокачкой газа и импульсно-периодическим возбуждением среды.

С этой целью рассчитывался временной ход коэффициента усиления CO2 лазерной среды. В результате численных расчетов и экспериментов было пока зано, что при f 10 кГц можно получить квазинепрерывный режим генерации в течение нескольких сот микросекунд, рис. 9.

а. б. в.

Рис.9. Характерные осциллограммы импульсов ионизации, накачки и гене рации: а.- импульсы УФ излучения и тока фотоионизационного разряда при f =10 кГц, импульсы разрядного тока и генерации СО2 - лазера в моноим пульсе (б) и в цуге импульсов, следующих с частотой f =10кГц(в).

Получена генерация криогенного CO-лазера, содержащего присадку O2:C2H4, с КПД 10% и удельным энергосъемом 50 Дж/латм. Энергозатраты на фотоионизацию составили примерно 30% от энерговклада в объемный разряд.

Выбор легкоионизуемых присадок ограничивался спектральным интервалом = 100-130 нм (Еф = 9,25-12,5 эВ), что обусловлено длинноволновой гра ницей пропускания в спектрах фотопоглощения CO и N2.

Основные результаты и выводы 1. Для исследования динамики, структуры и оптических свойств лазерных сред разработаны физические основы и созданы следующие диагностические комплексы: измерительно-вычислительный комплекс для исследования временного хода импульсов ионизации, накачки и генерации, а также определения энергетических характеристик импульсно-периодического СО2-лазера в реальном масштабе времени, диагностический комплекс для визуализации широкоапертурных электронных пучков с энергией порядка 200 кэВ, спектроскопический метод для измерения пространственно-временного распределения электронной температуры излучающей плазмы, диагностический комплекс на основе лазера на парах меди для исследования оптических свойств лазерных сред и плазменных объектов.

2. Экспериментально обнаружены новые эффекты и явления при возбужде нии лазерных сред с использованием несамостоятельных разрядов. Выяв лена определяющая роль прикатодных процессов в нарушении устойчи вости электроионизационного разряда и оптической однородности активной среды. Выявлен механизм влияния динамики инжекции быстрых электронов на оптическую однородность и устойчивость электроионизационной системы накачки. Исследовано влияние магнитного поля электроионизационного разряда на оптические свойства активной среды, найдено соотношение параметров электроионизационной системы накачки для определения предельных размеров лазера.

3. Впервые предложены и исследованы новые схемы организации несамостоятельного (фотоионизационного) разряда в СО2(СО) – лазерных средах за счет использования коротковолнового ультрафиолетового излучения ( 135 нм) и выбора присадок с низкой температурой кипения (NO, NH3, O2, C2H4, Хe). Обнаружено, что использование коротковолнового УФ излучения обеспечивает повышенную по сравнению с электронными пучками однородность и устойчивость объ емного разряда, что позволило реализовать оптимальные условия накачки СО2(СО) - лазерных сред. Определена пороговая интенсивность УФ излучения, приводящая к исчезновению прикатодного скачка потенциала за счет фотоэффекта.

4. Изучен и установлен механизм генерации коротковолнового УФ излучения при использовании многозазорных сильноточных разрядов короткой длительности. Теоретически и экспериментально обоснована возможность создания проточных УФ ионизаторов с автономным протоком газа, показана возможность эффективной генерации излучения L (=121,6 нм) водородной плазмы.

5. Предложена и обоснована возможность использования открытых источ ников УФ излучения, разработанных для фотоионизационных лазеров, в технологиях экспресс-инактивации микроорганизмов (медицина и эколо гия).

6. Разработаны физические основы и созданы новые схемы возбуждения электроионизационных СО2-лазеров с целью повышения их энергетической эффективности. К приоритетным разработкам относятся следующие: газоразрядная камера (ГРК) лазера с магнитным корректо ром электронного пучка;

катодная структура ГРК, позволяющая целена правленно влиять на физические условия горения разряда в прикатодной области;

анодная структура ГРК с дискретными электродами для сек ционированного подвода питания к разряду в условиях возбуждения больших объемов газа;

лазер с кодирующим режимом посылки повтор ных импульсов накачки;

способы и устройства для подавления разви тия неустойчивостей в плазме несамостоятельного разряда за счет ис пользования электроотрицательных газов и быстродействующих схем шунтирования объемного разряда. Разработаны физические принципы построения автоматической системы управления (АСУ) режимами накачки и генерации импульсно-периодического СО2-лазера с протоком рабочей смеси газов.

7. Разработаны физические основы и созданы модели СО2(СО) – лазеров, возбуждаемых фотоионизационным разрядом. Впервые теоретически и экспериментально обоснована возможность квазинепрерывной генерации фотоионизационного СО2 -лазера с присадкой NH3, определен оптималь ный химический состав лазерной смеси газов и пороговая частота следо вания повторных импульсов накачки F 10 кГц. Подтверждена эффек тивность применения фотоионизационной системы накачки в криогенном СО-лазере с присадками С2Н4 и О2.

Список основных публикаций.

1. Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б.и др. Однородность возбуж дения активной среды в газовом потоке. В кн.: Тез. докл. I Всесоюз. конф.

"Оптика лазеров". Ленинград, с. 127, (1976).

2. Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. Предельные размеры актив ной области несамостоятельного разряда. В кн.: Тез. докл. III Всес.

симпозиума по сильноточной импульсной электронике. Томск, с. 175 (1978).

3. Аброян М.А., Саенко В.Б., Яценко Б.П.и др. Измерение распределения плотности тока по сечению электронного пучка в импульсных ускорителях с большим полем облучения. Ленинград, препринт НИИЭФА им. Д.В. Ефре мова, № К-087, (1978).

4. Красюков А.Г., Письменный В.Д., Плешков В.М., Рахимов А.Т., Саенко В.Б., Ткачев В.Г. Экспериментальное исследование устойчивости несамостоятельного разряда при атмосферном давлении газовой среды. В кн.: Тез. докл. V Всесоюз. конф. по физике низкотемпературной плазмы.

Киев, с. 363 (1979).

5. Востриков В.Г., Красюков А.Г., Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. Экспериментальное исследование прикатодной области несамостоя тельного разряда. В кн.: Тез. докл. V Всесоюз. конф. по физике низкотемпе ратурной плазмы. Киев, с. 164 (1979).

6. Кондратьев Е.А., Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б.

Автоматизированный измерительный комплекс для исследования пространственной структуры электронного пучка. - В кн.: Доклады III Всесоюз. совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве. Ленинград, т. 3, с. 203-210 (1979).

7. Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Теоретический расчет энергетических характеристик СО2 – лазера с несамостоятельным разрядом, управляемым электронным пучком / МГУ, М., Деп. в ВИНИТИ, № 2838-81, 31 с.(1981).

8. Несамостоятельный разряд в магнитном поле / Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др.;

МГУ, М., Деп. в ВИНИТИ, № 1487-81, 29 с.

(1981). // XV Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases. Minsk, - ICPIG-81. report № P-1433, (1981).

9. Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Оптическая однород ность газовой среды в проточном СО2-лазере импульсно-периодического действия // В кн.: Тез. докл. Ш Всесоюз. конф. "Оптика лазеров". Ленин град, ГОИ, с. 59-60, (1981).

10. Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Исследование инжек ции газа через пористую стенку катода для стабилизации несамостоятельно го разряда // ТВТ, т. 20, № 5, с. 828-831, (1982).

11. А.с. 584693 (СССР) Газовый лазер с несамостоятельным разрядом / Герб В.Я., Письменный В.Д., Саенко В.Б. и др. Изобретения, полезные модели. М., № 36, с. 253, (2001).

12. А.с. 705898 (СССР) Устройство для определения энергетических характе ристик излучения / Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. – Изобретения, полезные модели. - М., № 36, с. 251, (2001).

13. А.с. 730247 (СССР). Газовый лазер / Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. Изобретения, полезные модели. - М., № 36, с. 253, (2001).

14. А.с. 766512 (СССР). Импульсно-периодический газовый лазер с несамостоятельным разрядом / Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Изобретения, полезные модели.- М., № 36, с. 253, (2001).

15. А.с. 845723 (СССР). Проточный газовый лазер / Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Изобретения, полезные модели.- М., № 36, с. 254, (2001).

16. А.с. 902637 (СССР). Способ возбуждения разряда в проточном импульс но-периодическом газовом лазере / Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Изобретения, полезные модели. М., № 36, с.254, (2001).

17. Захаров А.И., Письменный В.Д., Саенко В.Б. и др. Экспериментальное наблюдение Т-слоев в движущейся плазме, взаимодействующей с магнитным полем // Доклады Академии Наук (ДАН СССР), т. 212, № 5, с.

1092-1098, (1973).

18. Zemtsov I.K., Rakhimov A.T., Saenko V.B. et al. The non-self sustained dis chage in molecular mixure containing CO2 using the protoionization of gaseous readily ionized additives // Proceedings of the XV Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases. Minsk, p.863-864, (1981).

19. Ковалев А.С., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Комбинированный фотоионизационный разряд // ЖТФ, т. 52, № 1, с. 108-110, (1982).

20. Abrosimov G.V., Rakhimov A.T., Saenko V.B. et al. The effect of electronex cited states on the parametrs of the non-self-sustained discharge with extenal photoionization // Proceeding of the ESCAMPIG-82. Oxford (UK), v. 6D, p. 135 136, (1982).

21. Abrosimov G.V., Rakhimov A.T., Saenko V.B. et al. Portoionization of CO and CO laser media containing low-ionization potential NO-NO2 admixtures // In book: gas flow and chemical lasers. Edited by M. Onorato. Plenum press- N.Y.

and London, p. 341-347, (1984).

22. Абросимов Г.В., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Использование импульс но-периодических фотоионизационных разрядов для возбуждения квазинепрерывных газовых лазеров // Квантовая электроника, т. 12, № 11, с.

2256-2263, (1985).

23. Klopovsky K.S., Kudaev A.E., Saenko V.B. et al. Energy characteristics of the photoionization discharge in the CO(CO2)-containing gas mixture with the Xe and NH3 additions // Proceedings of 8-th ESCAMPIG, Greiswald, G.D.R., p. 238 239, (1986).

24. Заболотных А.В., Клоповский К.С., Саенко В.Б. и др. О перспективности фотоионизационного разряда для получения инверсной населенности в смесях, содержащих СО // Тезисы докладов Всес. совещания «Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах». - Томск, с.

122-123, (1986).

25. Абросимов Г.С., Польский М.М., Саенко В.Б. Использование лазерной среды для фотографирования поверхности, закрытой слоем плазмы // Квантовая электроника. т. 15, № 3, с. 640-641, (1988).

26. Абросимов Г.В., Письменный В.Д., Саенко В.Б. и др. Параметры несамостоятельного фотоионизационного разряда в смесях СО:N2:X(X-NO, NH3, C2Н4, Хе) // Физика плазмы, т. 14, в. 6, с. 727-279, (1988).

27. Кlopovskyi K.S., Kudaev A.E., Saenko V.B., Zabolotnykh A.V. Photoioniza tion discharge in the CO2:N2:NH3 and CO:N2:Xe laser. media. Proceedings First Intern Conf. "Laser M2P", Lyon-Villeurbane, France, p. 88, (1987).

28. A.E.Kudaev, A.V. Lukyanova, V.B.Saenko et al. // Proceedings of 9-th ES CAMPIG. - Lisbon, Portugal, p. 205-206, (1988).

29. Abrosimov G.V., Rakhimov A.T., Saenko V.B. et al. The cryogenic CO-laser // SPIE, v. 1031, p. 136-142 (1988).

30. Заболотных А.В., Саенко В.Б. Элементарные процессы в плазме фотоио низационного разряда в азоте с присадками NH3 и Xе // Вестник Московского Университета, Сер. 3, Физика. Астрономия, т. 30, № 4, с. 32-36, (1989).

31. Абросимов Г.В., Саенко В.Б. и др. Криогенный СО-лазер, возбуждаемый фотоионизационным разрядом // Квантовая электроника, № 2, с. 1990-1996, (1990).

32. Рулев Г.Б., Саенко В.Б. Генерация УФ излучения с помощью искрового разряда в смеси инертных газов и галогенов // Письма в ЖТФ, т. 19, в. 21, с.

53-56, (1993).

33. Иванов В.В., Рулев Г.Б., Саенко В.Б. Применение излучающих микрошнуров плазмы для создания открытых широкоапертурных источников УФ // Письма в ЖТФ, т. 21, вып. 7, с. 65-68, (1995).

34. V.V.Ivanov, Rakhimov A.T., Saenko V.B. et al. Experimental and Theoretical Study of the Efficiency of an Excimer Lamp Pumped by a pulse Distributed Dis charge in Xenon // LASER PHYSICS, Vol. 6, No. 4, p. 654-659, (1996).

35. Гусев B.Ю., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Газоразрядная лампа, патент РФ № 2120152 // Изобретения, полезные модели. - М., 1998, № 36, с. 253, (1998).

36. Иванов В.В., Попов Н.А., Саенко В.Б. и др. Исследование процессов образования и гибели озона при фотолизе кислорода в камере ВУФ озонатора // Письма в ЖТФ, т. 27, вып. 1, с. 65-71 (2001).

37. Дамбраускас С.Г., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. Источники ультрафиолетового излучения и озона для УФ/О3 экологических технологий // Сборник научных трудов “Физические проблемы экологии (экологическая физика)”, № 6. Под ред. Трухина В.И., Пирогова Ю.А., Показеева К.В. - М.:

Физический факультет МГУ, с. 169-177, (2001) 38. Дамбраускас С.Г., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. Широкоапертурный источник ультрафиолета для терапии и экспресс - стерилизации медико биологических объектов // Медицинская физика, № 11, с. 55-56 (2001).

39. А.с. 704402 (СССР). Газовый лазер с несамостоятельным разрядом, управляемым УФ излучением/ Письменный В.Д., Рахимов А.Т., Саенко В.Б. и др. – Изобретения, полезные модели. – М., № 36, с. 253 (2001).

40. Рахимов А.Т., Саенко В.Б.. Газоразрядные источники УФ для фотоионизации лазерных сред. Препринт НИИЯФ МГУ. № 2004-16/755, с. (2004).

Цитированная литература.

1*. Рахимов А.Т. Исследование физических процессов в плазме газового разря да и оптических характеристик лазерных сред на основе СО2, возбуждаемых квазистационарным несамостоятельным разрядом: Автореферат д-ра физ. мат. наук. - М., 31 с.(1977).

2*. Велихов Е.П., Письменный В.Д., Рахимов А.Т. Несамостоятельный газовый разряд, возбуждающий непрерывные СО2-лазеры // УФН, т. 122, вып. 3, с.

419-502 (1987).

3*. Физические явления в газоразрядной плазме / Велихов Е.П., Ковалев А.С., Рахимов А.Т. - М.: Наука, 160 с., (1987).

4*. Мощные газоразрядные СО2 – лазеры и их применение в технологии / Абильсиитов Г.А., Велихов Е.П., Голубев В.С. и др. - М.: Наука, 160 с., (1987).

5*. Daugherty I.D., Douglas-Hamilton D.H., Patrik R.M. et.al. Laser or ozone gen erator in wich a broad electron beam with sustainer field produce a large area, uni form discharge. USA Patent No 3702973, HO1S 3/00, 14.11.1972.

ООП МГУ. Заказ 43-100-

 

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.