Исследование мощных лазерных систем с наносекундным электроразрядным инициированием тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

М < ') о

ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ АН СССР

На правах рукописи

РЕПИН ПАВЕЛ БОРИСОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ МОЩНЫХ ЛАЗЕРНЫХ

СИСТЕМ С НАНОС ЕКУ1Щ1Ш

ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫМ ИНИЦИИРОВАНИЕМ •

Специальность 01.04.17 - Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ГДосквв-1990

Работа выполнена во Всесоюзном НИИ Эксперимем'шшюй Физики и Филиаце Института Энергетических Проблем Химической Физики All СССР.

Научные хутттч'ьли;

Официальные оппоненты:

1)одущая организация;

Члея-дорресповдент АН СССР, доктор физ,-мат.наук, профессор А .И.Павловский

Доктор физ.-мат.наук, профессор Е.Б.Гордон

Доктор физ.-мат.наук Л.П.Бабич

Доктор физ.-мат.наук А.И.Никитин

Научно-исследовательский Физико-Химический Институт им Л. Я. Карпова

Защита состоится " ¿3 %\Q№qfLp 199 ! г. в (<L час. на заседании Специализированного Совета Д 003.83.01 Института Энергетических Проблем Химической Физики АН СССР по адресу: II7829, Москва, В-334, Г-101, Ленинский проспект, 38, ИХФ ЛН СССР, актовый зал, корпус 6а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИХФ АН СССР, Автореферат разослан ".¿У" "199О г.

Ученый оекретарь Совета ■едидат химических наук

М.И.Николаева

Г

о <•' ■

' Отдел"'41 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ссертаций }

Актуальность теш. Создание эффективных конструктивно простых и надежных электроразрядшх лазеров (2Л) для радения широкого круга зздзч в различных областях науки п тех-1шш - одна нз актуалышх проблем квантовой электроника. Накачка активной среда э 31 осуществляется в объемном разряде, формируемым в предварительно ионизованном газе. Величина начальной концентрации электронов ( ), однородность их распределения в активном объеме, а также способ создания й-с во многом определяют конструктивные особенности лазерной установка.

Высокие параметры начальной плазма достаточно простым образом реализуются в разрабатываемых с 1974 года во

Всесоюзном НИИ экспериментальной физики под руководством

♦

А.И.Павловского- электроразрядных лазерах на основе трех- ,

электродных, систем формирования разряда (ТЁСФ) /I/. Пред-

нонизагшя газовой среды в таких лазерах осуществляется

кратковременным диффузным разрядом, формируемым сначала

во вспомогательном промежутке, а затем непосредственно в

активном объеме. Достигаемые при этом.высокие значения & 12 —Ч

>-10 см , а также малая длительность предразряда (¿100 не) позволяют осуществлять возбуждение объемного разряда не только в сдэбоэлектроотр:шательных средах ^-лазеров , но и в активных; смесях химических лазеров со значительным содержанием сильноэлектроотринательных компонент, таких как , Ft , и т.д. Это делает ТЭСФ

привлекательными для - создания высокоэффективных лазеров на основе лепных .химических реакций» интерес к которым стимулируется возможностью получения энергии лазерного излучения большей, чем анергия, затраченная на инициирование реакции.

Эффективность работы лазера определяется выбором условий при которых энергия, введенная в разряд накачки, непосредственным или косвенным образом (через образование протлс-^уточных частин) идет на возбуждение верхних лазерных уровней рабочего вещества. Для -лазеров такие условия, подробно-изучены. Что же касается химических Эй, то в литературе нет дот единого мнения ни о процессах инициирования, ни, соответстве! об оптимальных'условиях протекания этих процессов /2/. Это обусловлено слоаностьв определения кснпентрашш атомов галогенов, нарабатываемых при иншиировании реакций. Разработка методик, позволяющих внести ясность в эти вопроси, представлю несомненный интерес.

В настоящее время на основе ТЗСФ создан ряд лазеров, геш рнрующих излучение в УФ и ИК диапазонах- спектра, в том числе крупнейший электроразрядчый -лазер с объемом активной

среда 280 л, химические ИР - и -лазеры, а также ^ -зкснмернне лазеры, обладающие рялом рекордных параметров. К достоинствам ЭЛ на основе ТЭСФ следует отнести малые затрат на предиокизашго (менее I % оч энергии накачки) конструктиву простоту и компактность. Это делает .такие лазеры.весьма привлекательными ддя разработки высокоэнергетичннх установок. В связи с этим исследование процессов инициирования разряда в ТЭСФ, обусловливающих высокие значения п-1 и однородность начальной плазмы, представляются весьма вакныш.

Цель и задачи работа. Настоящая диссертация посвящена разработке и исследованию мощных лазеров с наносекущщым электроразрядным инициированием на основе трехэлектродных систем. Основное внимание в диссертации уделено вопросам создания начальной плазмы с высокой концентрацией электронов в больших объемах плотных газов и исследованию возможности повышения эффективности электрораэрядных химических лазеров.

Б соответствии с поставленной пелью работа проводилась по следующим направлениям.

1. Экспериментальное исследование динамики формирования структуры наносекундного диффузного разряда во вспомогательном промежутке ТЭСФ.

2. Исследование закономерностей генерации потоков ионизирующих излучений в высоковольтном диффузном разряде в трех-электродных системах.

3. Исследование возможности создания в ТЭСФ начальной плазмы с высокими концентрацией электронов и однородностью

о

их распределения в большом объеме (#о 0,28 м ) газов атмосферного давления. Изучение электрических и оптических характеристик разряда предионизании в трехэлектродных системах. Определение вклада различий.,механизмов ионизации газа в создание начальной плазмы.

4. Разработка методики измерения концентрации атомов галогенов и определение энергетических затрат на образование атомарного фтора при диссоциации и ^^ з корот-коимпульсном диффузном разряде.

;>. Создание и исследование электрорззряцных химических НР - я - лазеров на цепных, реакциях Фторирования и

хлорирования водорода.

6. Исследование возможности разработки на основе ТЭСФ -лазера, генерирующего е УФ диапазоне спектра (вторая положительная система ). .

Научная новизна и научная значимость диссертационной работы. Большинство исследований, результаты которых вошли в диссертацию, выполнены впервые й имеют важное значение для понимания физики процессов, протекавших в высоковольтных нано-секундных диффузных разрядах в плотных газах, в том числе содержащих сильноэлектроотрипательные галогеноносители. ' Впервые обнаружена и исследована пространственная микроструктура токовых каналов диффузных разрядов. Изучены закономерности генерации потоков ионизирующих излучений, сопро- . воздающих разряды в трехэлектродных системах.' Показана высокая эффективность наносекундного диффузного разряда во вспомогательном промежутке ТЭСФ как источника рентгеновской предионизании газолазерных сред, большого объема. Это позволяет реализовать ноше подходы к физике-и технике организации широкоапертурных газовых разрядов. Предложена физическая модель ускорения электронов в диффузных разрядах в плотных газах.

Реализованы сильноточные объемные разряды в средах со значительным содержанием сильноэлектроотрипательных компонент. Показана возможность создания на основе трехэлектродных систем высокоэффективных, высокоэнергетичвдх химических лазеров.

- Разработана новая методика измерения концентрации атомов галогенов. Определены затраты на образование атомов фтора в

короткоимпульсном диффузном разряде в и

Показано, что энергия, необходимая для диссоциации гало-геноносителя в электрическом разряде может быть близкой к своему термодинамическому значению.

Практическая ценность диссертационной работы обусловлена широким применением объемных аорм самостоятельного разряда в газолазерной технике.

В работе показана перспективность короткоимпульсного

диффузного разряда в трехэлектродных системах как источника

предварительной ионизации для крупногабаритных лазерных

установок. Реализована пространственно-однородная начальная

I?

плазма с концентрацией электронов, превышающей 10 см в больших объемах газолазерных сред. Это позволило создать ряд ^-лазеров, в том числе крупнейший электроразрядный С02-ла-зер с активным объемом 0,28 м н выходной энергией 8,4 кЛж. Затраты на предионизашло активной среда составили менее I * от энергии накачки. Предложены пути дальнейшего повышбшш однородности начальной плазмы и экономичности работы пред-ионизатора на основе трехэлектродных систем.

Разработаны и исследованы высокоэффективные химические ИР - и -лазеры, а так^е ^ -лазер, обладающие

рядом рекордных параметров.

Создана простая и надежная методика определения энергетических затрат на образование свободных атомов галогенов в электрическом разряде, что позволяет осуществлять выбор оптимальных составов активных сред химических лазероЕ и прогнозировать выход продуктов ряда, плззмохишчеезшх реакций.

Результаты диссертационной работы используются при

разработке мощных электроразрядных лазеров УФ и ИК диапазона.

Основные положения, представляемые к защите.

1. Результаты экспериментальных исследований динамики формирования многоканальной структуры разряда в электродной системе проволочка-плоскость.

2. Обнаружение микроструктуры токовых каналов диффузных разрядов. .

3. Результаты исследований закономерностей генерации потоков ионизирующих излучений в высоковольтных наносекундных раз] дах.

4. Результаты экспериментальных исследований электрически? характеристик, а также параметров оптического и рентгеновскогс излучений предварительного разряда в ТЭСФ в ^-^¿-Ке среда} Выявление'определяющей роли рентгеновского излучения разряда, развиващегося во вспомогательном промежутке ТЭСФ, в создании начальной плазмы в основном промежутке.

5. Методика измерения концентрации свободных атомов галогенов и результаты экспериментального определения энергетических затрат на образование атомарного фтора в самостоятельном диффузном разряде в ж .

6. Результаты экспериментальных исследований электро--разрядных МЕ- и - химических лазеров на основе ТЭСФ.

7. Результаты экспериментальных исследований -лазера с добавками в смесь гелия и элегаза.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в тем числе 7 статей и 8 докладов. Список работ приведен в конце автореферата. Личный вклад автора в

работы, вошедшие в диссертацию, является определяющим.

Апробация результатов. Результаты работы докладывались на П Всесоюзном совещании "Физика электрического пробоя газов", Тарту, 1984 г., на 1У Всесоюзном симпозиуме по лазерной химии, Звенигород, 1985 г., на Ш и-У Всесоюзных конференциях по физике газового разряда, Киев, 1986 г. и ОМСК, 1990 г., на У и У1 Всесоюзных конференциях "Оптика лазеров",Ленинград, 1987 г. и 1990 г., на Всесоюзном семинаре "Спектроскопия активных сред газоразрядных лазеров", Лохусалу, 1988 г., на семинарах ВНИИЭФ и ФИНЭПХФ АН СССР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 175 страниц, включая 55 рисунков, 3 таблицы и список литературы из 140 наименований.

.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш, сформулирована цель работы и её направления, приведены основные положения,° защищаете автором, кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава диссертации посвящена исследованию пространственных и электрических характеристик высоковольтных наносекундных диффузных разрядов в ТЭСФ и моделирующих её промежутках, а также изучению закономерностей генерации потоков ионизирующих излучений в таких разрядах.

Исследования проводились на двух экспериментальных стендах. На первом из них методом "оборванного" разряда изучалась динамика формирования многоканальной структуры /3/ диффузного разряда в электродной системе проволочка-плоскость, являющейся

элементом ТЭСФ. Дано описание стенда и используемых для .измерения параметров- разряда методик. Напряжение на воздушном промежутке с зазором 120...150 мм достигало 360 кВ при токе в отдельном диффузном канале до 50 А и полном токе разряда до 300 А. Длительность импульса напряжения регулировалась в пределах 13...40 не при фронте нарастания £ 5 не.

Установлено, что формирование многоканальной структуры осуществляется до • перемыкания промеяутка, стадия однородного разряда, предшествующая канальной форме, отсутствует. Измерена скорость движения каналов от катода-проволочки к аноду. С увеличением длины каналов их скорость монотонно

q _т

растет, достигая 2.10 см.с в момент перемыкания промежутка.

Показано, что эффект слияния диффузных каналов при их распространении к аноду, обусловлен электрическим взаимодействием зарядов их.головок.

Основным элементов второго стенда .являлась трехаяехтрод-ная система, образованная последовательно расположенными промежутками - вспомогательным, мевду проволочным электродом и плоской сеткой, и основным, меящу той же сеткой и профилированным анодом. Исследовались пространственные параметры многоканального диффузного разряда, развивающегося во вспомогательном промежутке, включая параметры отдельного канала, а также электрические характеристики разряда в этом • промежутке и характеристики сопровождающих его потоков ионизирующих излучений в зависимости от. параметров внешней цепи. Дано подробное описание элементов стенда и систем диагностики.

Установлено, "что часть диффузных канзхоа, пзрешкаюпщ::

вспомогательный промежуток (-1/2) имеет шкроегруктуру к

представляет собой совокупность большого числа (-1000)'

шкроканалов диаметром единили микрон. Плотность т<неа в

s —?

' микроканалах достигает 1,2.10 А.см ^,_когшентрапйя эдектрс-нов 6,5.1016 см-3, а вводимые мощность и энергия ID*® Бт.сг/-0

о

и 70 Дж.см , соответственно.

Обнаружено, что разряд является дискретным источником пучков электронов, ускоренных в каналах, имеющих микроструктуру, и сопутствующего рентгеновского излучения (РИ)» Максготальная энергия электронов в пучках и элективная энергия РИ пря разряде в воздухе составляют ICO...ПО кэБ к 16...18 кэВ, соответственно.

Анализ всей совокупности полученных экспериментальных данных не позволил объяснить появление пучков электронов известными механизмами ускорения. В диссертации предложена физическая модель генерации пучков быстрых электронов и сопутствующего РИ в высоковольтных диффузных разрядах, основанная на убегании /4/ электронов в газе, пониженной, вследствие.теплового расширения шкроканалов плотности. Модель включает в себя следующие основные процессы:

1. Формирование на стадии перемыкания вспомогатодн* * промежутка микроструктуры диффузных каналов.

2. Ввод энергии в микроканалы на стадии зарядки f.ros-электродной емкости основного промежутка и разогрев в них газа до высоких (^1500° К) температур.

3. Тепловое расширение микроканалов, сопровождающееся падением плотности газа в них, приводящем к росту приведешь:

к плотности газа напряженности электрического поля до Бештау обеспечивающих непрерывное ускорение электронов.

Модель объясняет наблвдаеше закономерности генерации потоков иоквг.жрувдйх излучений и подтверждается специально проведенными экспериментами.

Во второй главе изложены результаты исследования разряд; предионнзатш в электроразрлдвдх ^-лазерах на основе ТЭС< с объемом активной среды 12 л (межэлектродный зазор основноп промезвутка d =9,7. см) и 280 К ( d до 35 см) с энергией излучения 500 Дк и'8,4 кДк, соответственно.

Приведено подробное описание исследуемых установок и используемой зкспериментальной аппаратуры.

Реализованы пространственно-однородные разряды пред-

I? —Я

ионизации с концентрацией электронов, превышающей 10 см в - средах атмосферного давления с содержанием

молекулярных кошонент до '20 %. Для различных режимов работы определены электрические характеристики разрядов, а также параметры их излучений в оптическом и рентгеновском диапазонах. Амплитудные значения напряжений на электродной системе достигали 400 кВ ( d =9,7 см) и 500 кВ ( с/ =25 см), а тока разряда 5 кА и 12 кА при длительности импульса по основанию 80 не и 140 не, соответственно. Энерговклад в активный объем не превышал 2 Дж.л"^ ( d =9,7 см) и 0,35 Дж.л-"*" ( à =25 см).

Установлено, что предразряд в основном промежутке ТЭСФ в течение времени от начала пробоя до достияения значений концентрации электронов.близких к. максимально реализуемым. не является самостоятельным. Ионизация активной среды при

этом осуществляется, в осжвшш» реягтешвести те&яучением, генерируемым электронами, ускоренными в токовых каналах разряда во вспомогательном промежутке T3CS.' Эффективная энергия РИ составляет 7..,9 кэВ, а экспозиционная доза в основам. промежутке достигает 60...300 Р.

Показано, что эффективность генерации и использования ftí в ТЭСФ для создания начальной плазмы существенно вша, чем в известных электроразрядных лазерах с йредионизапяей ршгго-новскхзл излучением, получаешм т традиционной схеме яр~ торможении электронного пучка в мшени /5/. (Запасенная в источнике питания энергия в расчете на один электрон, полученный в активном объеме за счет РИ, составляет i 5.10л &В I» ТЭСФ л превышает 10^ эВ в /5/). Это обусловлено малой элективной энергией РИ в ТЭСФ и отсутствием потерь, непременных для /5/, в фольгах отделяющих вакуумированные объемы ускорителей электронов от газолазерной среды высокого давления.

Отмечена перспективность трехэлектродных систем для создания крупногабаритных -лазерных установок, обусловленная возможностью создания длинно-пробежным рентгеновским излучением начальной плазмы с высокими концентрацией электронов и однородностью их распределения в активном объема при больших межэлектродных зазорах и площадях электродов.

В третьей главе приведено описание методики измерения энергетических затрат на образование свободного атома фтора-параметра, определяющего эффективность работы химических г!F -лазеров и ряда плазмохимических процессов.

Суть ме-годики заключается в определении поглощения излучения сондпрргцего У* -лазера атомарны?.; иодом, образующимся в быстрой реаыпш исковых атомов галогена с донорам иода, специально вводимыми в небольших .количествах в исследуемую смесь, например;

Р ^ УР * У

или Р НР * У ,

с одновременным измерением энергии, вложенной в зондируемый объем,

Б работе проанализированы пронесен, которые могут повлиять на результаты измерений и введены необходимые для устранения этого влияния поправки. Отмечено, что одним из ванных достоинсз методики является её применимость для регистрации атомов любых галогенов.

Разработанная методика позволила получить отсутствующие в литературе данные об эффективности образования атомов фтора в ксроткоикпульсно:* электрическом разряде во фторсодержащих средах.

Экспериментальный стенд включал в себя фотодиссопиатив-ный иоднай лазер, трэхэлектродную систему формирования разряда, а такие систему разводки лучей и их регистрации, в которой использовались длинные стеклянные световоды, что позволило повысить надежность измерений в условиях, сильных электромагнитных наводок, сопровождающих наносекундный сильноточный разряд.

Определены затраты на образование свободных атомов фторе з самостоятельном объемном разряде в ^^ и

В случае $>Ре измеренная пена образования атомов

+1,2

с&тора практически постоянна и составляет 4 эВ, г в

-0,6

случае возрастает с ростом давления от 5,8 эВ при

Р»ръ =37 Тор до 11,5 эВ при Ду^ =75 Тор.

Показано, что пропессом обусловливающим столь малые

затраты на образование атомарного сЕпора при разряде в

является предиссопаапия злектронно-возбувдетшх молекул: е + $Р<? +е ; - * Р

причем процесс этой цепной, в том смысле, что один электрон за счет энергии, приобретаемой им от электрического поля, участвует в диссопиапин многих молекул. Типичный для сильноэлектроотрипательшх газов процесс образования атомов фтора при диссоциативном прилипании электрона в данном случае является паразитным процессом, обрывающим цепь.

Сделан еывод о том, что энергия, необходимая для образования атома галогена в электрическом разряде, монет быть близка к своему термодинамическому значению. • Однако, ввиду специфичности процесса диссоциации галоген-содержащих молекул в разряде,, значение энергетической цены сильно зависит от свойств молекул и разрядных условий.

Четвертая глава посвящена разработке на основа ТЭСО и исследованию мощных электроразрядных лазеров, рабочая среда которых содержит сильноэлектроотрицатеяйяыэ компонента - такие как ^ и .

Подробно описаны разработанные установки и используемые для определения их характеристик экспериментальные

методики.

Создано л исследовано несколько макетов высокоэффективных ИР -химических лазеров на основе пепной реакции фторирования водорода. Показано, что трехэлекгрод-ныс системы обеспечивают высокую однородность возбуждения

-лазерных сред в широком диапазоне составов и давлений, а такие энергий инициирования. Найдены оптимальные по выходной энергии лазера, и КПД режимы разряда. Максимальная энергия излучения для смесей ~Иг

составила 5,8 Дк (активный объем 0,7 л) при КПД по вложенной в разряд'энергии 240 %; а максимальный энергосъем 17,5 Дд.л""1 при КПД 65 %. На смеси ^ - Ог -Не -/4 получена энергия' 2 Да при КПД 100 %. Параметры исследованных установок к моменту их создания в несколько раз'превосходили характеристики известных электроразрядных

//^-лазеров. Отмечено, что на основе ТЭСФ реализован крупнейший в мире электроразрядный НР -лазер /6/ с активным объемом 4 л, выходной энергией 123 Дки КПД по вложенной в разряд энергии 300 %.

Проведены исследования химического НС1 -лазера с активным объемом 0,75 л. Показано, что использование химической цепи'в реакции ^ ^ ^^ в сочетании с.зарокде-нием её на атомах фтора, нарабатываемых при диссоциации

позволяет существенно повысить выходные параметры -лазера. Достигнутые энергия лазера 0,4 Дж и КПД по вложенной в разряд энергии 30 % являются рекордными для элекгроразрядных И & -лазеров. Одновременно с генерацией на молекулах ИСС в лазере имеет место генерация на молекулах УР с выходной энергией 0,9 Дж при КПД 60 %.

Создан и исследован эдектроразрядны:: -лазер.

Использование в качестве рзбочеп средн смеси /^-^.позволило существенно поднять выходную энергию лазере, по сравнению с чистым азотом.. Максимальная энергия излучения, полученная на этой смеси составила 40 мЛя, что превыщзет достигнутые ранее для элсктрорэзрядных -лазеров значения. Показано, что увеличение выходной энергии лазера обусловлено ростом приведенной к давлению напряженности электрического поля в рабочем промежутке при добавлении к азоту . Обнаружено, что разбавление смеси ^ -гелием позволяет ие снижая выходной энергии лазера управлять её распределением в пределах линий 337,1 нм п 357,6 нм. Б качестве возможного механизма этого явления предложена релаксация нижнего лазерного уровня азота в столкновениях с гелием. Реализована одновременная генерация в и ЯК-областях-спектра на молекулах и в смеси Л^ - £ Р( - Нл .

ЕНБОДЫ

I. Исследованы электрические-и пространственные характеристики наносекундного диффузного разряда атмосферного давления в ТЭСФ и промежутках, моделирующих ТсХХ-. Изучена динамика формирования многоканально:! структура разряда ео вспомогательном промежутке ТЗС^. Показано, что формирование структуры осуществляется до перем:п-:пк;:.~ чрпуежутка. а слияние диффузных каналов обусловлено ятекттпг^гчот"? взаимодействием их головок. Бперше

обнаружено, что часть токовых каналов имеет микроструктуру и представляет собой совокупность большого числа (-1000) микроканалов диаметром единицы микрон.

2. Экспериментально изучены основные закономерности генерации пучков ускоренных электронов и рентгеновского излучения в высоковольтном диффузном разряде во вспомогательном промежутке ТЭСф. Показано, что ускорение электронов осуществляется в токовых каналах разряда, имеющих микроструктуру. При разряде в воздухе максимальная энергия электронов в пучках и эффективная энергия сопутствуя щего тормозного рентгеновского излучения составляют

100...110 кэВ и 16...18 кэВ , соответственно.

3. Предложена физическая модель генерации пучков ускоренных электронов и рентгеновского излучения-в высоковольтных диффузных разрядах атмосферного давления, основанная на убегании электронов в газе пониженной, вследствие теплового расширения микроканалов плотности.

4. Исследован разряд предионизашш в СС^-лазерных установках на основе ТЭСФ с активным объемом до-0,28 м . Установлено, что определяющая роль в создании начальной плазмы в ТЗСФ принадлежит тормозному рентгеновскому излучению, генерируемому электронами, ускоренными в каналах разряда во вспомогательном промежутке. Эффективная энергия РИ

е типичных СО^-лазерных средах-составляет 7...9 кэВ, а экспозиционная доза в основном промежутке достигает 60...300 Р.

5. Разработана методика измерения концентрации атомов галогенов, основанная на определении поглощения излучения

3*-лазера атокаршм под©*.:, сбразуадамся е быстрой реакции искомых атомов галогена с донорам! пол2, специально вводимыми в исследуему» смесь. Определены затрать: по образование свободных атомов £торз е самостоятельно!? объсгном разряде в и • - слагав измеренная пеет об-

разования атома йтора поактпческп постоянно и составляет +1,2 " " '

4 эБ, а в случае /Wj возрастает с ростом давления от -0,8

5,8 эВ при Д^ =3? Тор до 11,5 эВ при Д^ =7г 'Гор. Показано, что энергия необходимая для дкссоциаплп "тор-содерлащих молекул в самостоятельном объешом разряде ros3T быть близка к своему термодинамическому значен"».

6. Созданы и исследованн впсокоэТпектнЕнке электго-разрядные -лазеры на основе пепно:: реакции и.торпсо-вания водорода с КПД по влокенной в разряд энергии до 240 %. Параметры исследованных установок к моменту их создания в несколько раз превосходили характеристик:: известных электроразрядных HF -лазеров.

О ' с

7. Создан и исследован элентроразрядныП химически::

-лазер. Достигнутые энергия лазера 0,4 Ян и КПЯ

по вложенной в разряд энергии 30 % являются рекордным:: для электроразрядных Hc¿ -лазеров.

8. Создан и исследован электрерэзрядный -лггер

с выходной энергией ¿P мдк, что превназет полученные роксо значения для лазеров этого класса. Обнаружено, что разбяв-лзние рабочей смеси A¿ - $ Fc го i:: ем позволяет не сникая выходной энергии чазера управлять её распрс-хеле-:шегл в пределах линий 337,1 км и 357,6 км. Реализована одновременная генерация б УФ и ПК обчастях спектра в смеси

Основные результаты диссертационной работы изложены s следующих публикациях:

1. В.Басманов, В.С.Босамыкин, В.В.Горохов, В.И.Карелин,

A.И.Павловекий, П.Б.Репин, А.Я.Харченко. Высокоэффективный электроразрядный ^-лазер с энергией излучения 500 Дк.-ЖТФ, 1982, т.52, Ге 2, с.128-130.

2. В.С.Босамыкин, Е.Б.Гордон, В.В.Горохов, В.И.Карелин, ВЛЬКатюшенко, П.Б.Репин, В.Д.Сизов. Импульсный химический ИР -лазер высокого давления с электроразрядным инициированием.-Квантовая электроника, 1982, т.9, гё 7,

с.1489-1491.

3. А.И.ПаЕловский, В.Ф.Басманов, В.С.Босашкин, В.В.Горохов, В.И.Карелин, П.Б.Репин. Устройство для формирования пространственно-однородного разряда в объеме 0,28 м^ Тезисы доклада П Всес.Совещ. по физике электрического пробоя газов, Тарту, 1984, Изд-во Т1У, 1984, с.330-332.

4. Е.Б.Гордон, В.И.Карелин, В.И.Матюшенко, Ц.Б.Репин,

B.Д.Сизов. Электроразрядный химический лазер с высоким КПД.- Тезисы докл. 1У Всес.симпозиума по лазерной химии, Звенигород, 1985. М.: Изд-во ФИАН СССР,

1985, с.108.

5. В.И.Карелин^ П.Б.Репин. Формирование самостоятельного разряда объемом до 10 л. в плотном . Тезисы докл.III Всес.конф.по физике газового разряда, Киев,

1986, Изд-во КГУ, 1986, с.348-350.

6. Е.Б.Гордон, В.В.Горохов, В.И.Матюшенко, В.И.Карелин, А.И.Павловский, Л.Б.Репин, В.Д.Сизов. Электроразрядный химический -Hz ~ Ft, -лазер с-высокшл КПД.-Квантовая электроника, 1986, т. 13, J? 12, с.2534-2535.

7. Е.Б.Гордон, В.И.Матюшенко, П.Б.Репин, В.Д.Сизов. Определение концентрации'атомов фтора в плазме импульсного высоковольтного разряда в $F6 с помощью фотодиссоциативного йодного лазера.-Тез.докл.У Всес.конф. "Оптика лазеров", Ленинград, 1987, Изд-во ГОИ, 1987, с.30.

3. А.Е.Павловский, Б.Ф.Басманов, В.С.Босейжояк, В.В.Горо-zob, В.И.Карелин, П.Б.Репин." Злектроразряднзй GOg-лазер с объемом активной области 0,28 м3.-Квантовая эсактро-ника, 1987, т.14, № 2,с.428-430. •

9. Е.Б.Гордон, В.И.Матшэнко, II.B.FsmiH, В.Д.Сизов.

Энергетическая пена образования атомов фтора в импульсном электрическом разряде в молекулярных газах.-Химическая физика, 1989, т.8, № 9, C.I2I2-I2I8.

10. Е.Б.Гордон, В.И.Матшэнко, П.Б.Репин, Б.Д.Сизов. Эффективный злектроразрядный УСС - химический лазер.-Тезисы докл. 71 Всес.конф. "Оптика лазеров", Ленинград, 1990, Изд.-во ГОИ, 1990, с.82.

11. С.Н.Буранов, В.В.Горохов; В.И.Карелин, П.Б.Репин. Исследование мощного электроразрядного -лазера с добавками и .-Тез .докл.71 Всес.конф. "Оптика лазеров", Ленинград,.I9SQ. Изд-во ГОИ, 1990, с.173.

12. С.Ы.Буранов, В.В.Горохов, В.Й.Каролзн, П.Б.Рашш. НлектроразрядныЗ Л^ -лазер с добавками $Ft и Не,-Квантовая электроника; 1990, т.17, № 2, о.161-163. '

13. Е.Б.Гордон, В.И.Матшешсо, П.Б.Репин, В.Д.Снзов. Эффективный электроразрядныЗ хишчэскзй ИС& -лазор;-Квантовая электроника, 1990, T.I7, № 5, с.554-555.

14. С.Н.Буранов, В.В.Горохов, В.И.Карелин, П.Б.Репин. Высоковольтный диффузный разряд атмосферного давления как широкоапергурный источник рентгеновского излучения для предионизадии С02-лазеров большого объема.-Тез. докл. 7 Всео.конф. по физике газового разряда. Омск, 1990. Изд-во ОмГУ, 1990, книга.I, 0.68-69.

15. Л.М.Павловский, С.Н.Буранов, В.В.Горохов, В.И.Карелин, П.Б.Репин. Микроструктура токовая каналов и ускорение ; электронов в высоковольтном диффузном разряде атмосферного давления.-Тез. докл.У Всес.конф. по физике газового

разряда. Омск, 1990. Изд-во ОмГУ, 1990, книга I, .о.196-197,

■ЛИТЕРАТУРА

1. А.И.Павловский, В.С.Босамыкин, В.С.Никольский, В.И.Карелии. Электроразрядный ОКГ с инициированием в активном объеме.-Квант.электрон., 1976, т.З, № 3, с.601-604.

2. Химические лазеры. Под ред. Н.Г.Басова.- М.: Наука, 1982, 400 с..

3. А.И.Павловский, М.А.Воинов, В.В.Горохов, Б.И.Карелин, П.Б.Репин. Поперечная пространственная структура высоковольтных диффузных разрядов.-ЛТФ, 1990, т.60, £ I, с.64-7

4. А.В.Гуревич. К теории эффекта убегающих электронов.-£ЭТФ, 1960, т.39, & 5(11), с.1296-1307.

5. /Л, ^ ¿1 оГЛ. У' ги^ уО-ье^^г, СО, - б^г, - (З^е, 63?, г/*-гггщ

6. 0. Д. Велика нов, А.Ф.Запольскнй, М.В.Синипын. Химический электроразрядный ИР-лазер с техническим КПД свыше 100 % Известия АН ОССР. Сер. физическая, 1988, т.52, $ 2,

' с.318-321.