Динамика и структура оптических разрядов в бесселевых лазерных пучках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Марин Михаил Юрьевич

ДИНАМИКА И СТРУКТУРА ОПТИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ В БЕССЕЛЕВЫХ ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКАХ

Специальность 01.04.03 - "Радиофизика".

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Химки - 2005

Работа выполнена в отделе взаимодействия лазерного излучения с веществом Института высоких температур РАН.

доктор физико - математических наук, профессор Пятницкий Лев Николаевич

доктор физико - математических наук, профессор Кравченко Владимир Федорович кандидат физико - математических наук, доцент Чеботарев Геннадий Дмитриевич

ГУП "НПО Астрофизика"

Защита состоится 22 апреля 2005 г. в 14 час. на заседании диссертационного совета Д 212.208.10 по радиофизике в Ростовском государственном университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 5, РГУ, физический факультет, ауд. 247.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ростовского государственного университета по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, д. 148.

Автореферат разослан "_"_2005 г.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.208.10, д.ф.-м.н.

Г.Ф. Заргано

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований

Оптические разряды в бесселевых пучках лазерного излучения позволяют быстро и дистанционно сформировать тонкий сплошной протяженный плазменный канал, сформировать который удалось только в бесселевых пучках (Б - пучках) лазерного излучения Это происходит за счет того, что в них обеспечивается боковой подвод энергии равномерно к каждой точке пробоя независимо Область применения таких сплошных протяженных оптических разрядов зависит от их размеров, режима формирования и других характеристик Так, например, для коротковолновых плазменныхлазеров необходимо быстрое возбуждение инверсной населенности В быстродействующей коммутационной аппаратуре с лазерным управлением важную роль играют электропроводность и минимальное время формирования канала Плазменное ускорение частиц в оптическом разряде возможно реализовать только в особом режиме его распространения - "бегущем фокусе" Для эталонных источников света и плазменных антенн требуются относительно долгоживущие оптические разряды Таким образом, одним из наиболее существенных параметров греющего лазерного излучения являются длительность переднего фронта и общая продолжительность лазерного импульса, от которых зависят режим формирования и время существования плазменного канала Оптические разряды представляют интерес для реализации многочисленных устройств и технологий на их базе Среди перспективных технологий можно выделить следующие

1 Плазменный канал для транспортировки пучка заряженных частиц к термоядерной мишени и передачи электроэнергии без проводов

2 Источник оптической накачки и активных сред лазерных систем

3 Системы противодействия опасным атмосферным явлениям, таким как грозы и торнадо

4 Ракетный двигатель, превосходящий по основной своей характеристике - величине удельного импульса - лучшие двигатели на химическом топливе

Для большинства перечисленных применений и технологий требуется формирование сплошных протяженных оптических разрядов (десятки сантиметров - метры) Однако, протяженные оптические разряды, создаваемые в лазерных гауссовых пучках (при фокусировке излучения длиннофокусной сферической линзой), имеют дискретную структуру, в которой очаги пробоя чередуются с областями холодного газа Сплошной канал формируется в этих условиях электрическим пробоем по следу лазерной искры Сплошной протяженный оптический разряд можно также сформировать при поддержании горения "затравочного" разряда импульсом свободной генерации - режим "медленного горения" Например, за 5 мс можно сформировать разряд длиной 20 см Оптический разряд примерно такой же длины создан за 10 мкс фокусированием излучения лазера на поверхность твердого тела Длительное время формирования канала приводит к остыванию первоначально возникших плазменных зон и нарушению его однородности по температуре и плотности, что нежелательно Неоднородность параметров возникает также из-за нелинейных эффектов взаимодействия греющего излучения при его распространении к дальним зонам канала Эти недостатки устраняются при подводе энергии к области пробоя сбоку в бесселевых пучках (Б - пучках) Такие пучки можно получить при помощи конических линз - аксиконов [27]

Решение поставленных вопросов требует комплексного экспериментального исследования с использованием оптических, электронно-оптических и лазерных методик и применением диагностической аппаратуры с микросекундным и субнаносекундным

разрешением Проведение такой работы представляется весьма актуальным

Диссертация посвящена исследованию динамики и структуры оптических разрядов в бесселевых лазерных пучках

Постановка задачи

Для реализации прикладных применений необходимы как короткоживущие (со временем существования порядка наносекунды) оптические разряды, так и долгоживущие оптические разряды (со временем существования порядка миллисекунды) Сформировать разряды с различным временем жизни можно изменяя длительность лазерного импульса и геометрические условия фокусировки греющего излучения Долгоживущие оптические разряды в бесселевых пучках были названы нами протяженными квазистационарными оптическими разрядами В свою очередь наносекундные разряда: разделяются по режимам пробоя В гл 1 диссертации выведено условие режимов пробоя

Предлагаются следующие типы режимов пробоя

- статический (досветовой) режим пробоя,

- промежуточный режим пробоя,

- динамический (сверхсветовой) режим пробоя - режим "бегущего фокуса",

Если длительность переднего фронта лазерного импульса 1 больше времени прохождения импульсом фокального отрезка аксикона X (х > 1), то формируются условия для статического режима пробоя

Динамический (сверхсветовой) режим пробоя реализуется в случае, если передний фронт импульса короче времени прохождения импульсом фокального отрезка аксикона и

Кроме того, бесселевы пучки представляют собой новый класс оптических пучков Поэтому исследование динамики и структуры протяженных оптических разрядов, сформированных в различных

б

режимах пробоя, представляет интерес не только с прикладной, но и с научной точки зрения

Цель работы

Создание и исследование сплошных протяженных оптических разрядов в бесселевых пучках лазерного излучения с различным временем существования, исследование динамики формирования и структуры оптических разрядов

Достижение этой цели потребовало решение следующих задач

1 Проведение анализа особенностей формирования лазерных бесселевых лазерных пучков, пробоя в бесселевых пучках, способов увеличения времени жизни оптических разрядов

2 Создание универсальной лазерной установки с возможностью варьирования временных и пространственных характеристик бесселевого лазерного пучка

3 Получение протяженных оптических разрядов со сплошным каналом, с различными режимами пробоя и различным временем существования, исследование динамики их формирования и структуры канала

Научная новизна

1 Впервые получен режим "бегущего фокуса" в оптическом разряде в бесселевых лазерных пучках, максимальная скорость распространения волны пробоя составила ~ 2,5 скорости света Доказана возможность управления этой скоростью

2 Впервые обнаружены три типа регулярной структуры канала разряда, расположенные вдоль его оси

мелкомасштабная, Ь\ ~ 2Я./У2, крупномасштабная, с периодом тонкая, с периодом

Установлены условия их образования Измерено время слияния соседних очагов пробоя в единый сплошной канал

3 Исследована динамика пробоя и развития оптических разрядов при изменении длительности лазерного импульса от 700 мкс до 0,8 не (с фронтом нарастания 100 пс)

4 Разработана технология изготовления формирователей бесселевого пучка с любым профилем преломляющей поверхности

5 Предложены устройства для получения сплошных протяженных квазистационарных оптических разрядов

Научная и практическая ценность работы

Использование сплошных протяженных оптических разрядов в фундаментальных и прикладных исследованиях создает новые возможности для формирования уникальной по своим характеристикам плазменной среды, регулирования их физико-технических характеристик

Уникальные электрофизические свойства канала сплошного протяженного наносекундного оптического разряда позволяют применить его для коммутации электродов (в том числе и многоканальной) в широком диапазоне напряжений и токов для передачи электроэнергии без металлического проводника (токопровода) Плазменный канал бесселевого пучка может быть использован в качестве активной среды коротковолнового плазменного лазера, протяженный квазистационарный оптический разряд - как эталонный источник света, плазменная антенна, оптический плазмотрон

Автор выносит на защиту

1 Получение сплошного протяженного оптического разряда в режиме "бегущего фокуса" и протяженного квазистационарного оптического разряда в бесселевых пучках лазерного излучения

2. Результаты исследования динамики формирования, развития и структуры сплошных протяженных оптических разрядов в бесселевых пучках при различных параметрах лазерного импульса и бесселевого пучка.

3. Технологию изготовления формирователей бесселевого пучка с любым профилем преломляющей поверхности.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы опубликованы в центральных научных журналах. Оформлено 3 изобретения. Кроме того, часть результатов изложена в препринтах ИВТАН и докладах на Всесоюзных и Международных конференциях. Материалы диссертации докладывались на YIII Всесоюзном симпозиуме по распространению лазерного излучения в атмосфере (Томск, 1986), IY Всесоюзной конференции по физике газового разряда (Махачкала, 1988), I Всесоюзном симпозиуме по радиационной плазмодинамике (Нальчик, 1989), XIY Международной конференции по явлениям в ионизованных газах (Белград, 1989), YI и YIII Всесоюзных конференциях по взаимодействию оптического излучения с веществом (Паланга, 1984; Ленинград, 1990), III Международном коллоквиуме по рентгеновским лазерам (Гаршинг, Германия, 1992).

Результаты работы неоднократно обсуждались на научных конференциях и семинарах в Институте высоких температур РАН.

В 1987 г. результаты работы экспонировались на ВДНХ СССР и были отмечены медалью.

Результаты работы использованы в Мэрилендском университете (США, проф. Г. Милчбергом), Принстонском университете (США, проф. Ш. Сукевером).

Структура и объем диссертации

Диссертация содержит введение, пять глав, заключение и список литературы Всего 101 страницы, в том числе 45 рисунков, библиография - 76 наименований

Содержание диссертации

Во Введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы проблематика и постановка задачи, приведены новые научные результаты и положения, выносимые автором на защиту

В Главе I приводится характеристика бесселевых пучков лазерного излучения, краткий обзор современного состояния физики оптических разрядов, способов их получения и диагностики состояния плазмы, результатов исследований оптических разрядов Уделено внимание методам продления времени жизни оптических разрядов в бесселевых пучках лазерного излучения

В Главе 2 описана экспериментальная база для создания и исследования сплошных протяженных оптических разрядов, формируемых лазерным импульсом различной длительности Универсальная лазерная установка на неодимовом стекле имела два одномодовых задающих генератора с различными длительностями импульса генерации и единую многокаскадную усилительную систему на неодимовом стекле, построенную по принципу последовательного усиления Длительность импульса одноимпульсного задающего генератора с пассивной модуляцией добротности резонатора составляла 15 не, затем в затворе с лазерным управлением из него вырезался импульс длительностью 1 ж Двухимпульсный задающий генератор с активной модуляцией добротности резонатора после генерации моноимпульса длительностью 20 не излучал импульс свободной генерации длительностью 700 мкс Для усиления его излучения использовались только два первых каскада усилительной системы Однако двухимпульсный генератор также мог

работать в одноимпульсном режиме генерации моноимпульса длительностью 20 не. Компоновка усилительной системы подбиралась в зависимости от задачи эксперимента и режима пробоя. Выбор неодимового стекла обусловлен возможностью получения на серийных стержневых активных элементах мощного излучения с расходимостью, близкой к дифракционной.

Таким образом, мощный лазер мог работать в следующих режимах: 1. Одноимпульсный режим:

- при длительности импульса 20 не выходная энергия лазера варьировалась от 20 до 95 Дж;

- при длительности импульса 1нс - от 20 до 50 Дж; 2. Двухимпульсный режим:

- при длительности моноимпульса 20 не и импульса свободной генерации 700 мке - энергия лазера составляет от 7 до 30 Дж;

Протяженные квазистационарные оптические разряды в бесселевых лазерных пучках могут быть сформированы двумя способами:

1. Использованием формирователя бесселева пучка (аксикона) с двумя преломляющими углами и двух лазеров: моноимпульсного поджигающего и лазера, работающего в режиме свободной генерации и поддерживающего горение разряда.

2. Использованием формирователя бесселева пучка (аксикона) с одним преломляющим углом и двухимпульсного лазера, излучающего после моноимпульса импульс свободной генерации.

Бесселев пучок формировался в каустике стеклянных аксиконов с углом фокусировки от

Зондирующий лазер генерировал моноимпульсы длительностью 40 не и 10 не на основной моде. В его генераторе и предварительном усилителе использовались активные элементы из алюмо-иттриевого граната, а в оконечном усилителе - из силикатного неодимового стекла. Это позволило реализовать частотный режим работы первых каскадов зондирующего

лазера для настройки на каустику аксикона при просвечивании оптического разряда. В кристалле КБР осуществлялось преобразование излучения в видимый диапазон для исследования структуры оптического разряда теневой методикой. Модуляция добротности генератора производилась с помощью специально разработанных для этой цели электрооптического затвора и блока управления его работой.

Универсальность установки обеспечивалась ее характеристиками:

1. Сменные фокусирующие элементы позволяли варьировать угол фокусировки лазерного излучения в пределах от 0,5° до 30°.

2. Лазерные генераторы с регулируемыми элементами определяли длительность и форму импульса излучения, а также длительность его переднего фронта от 100 пс до 10 не, задающего режим пробоя.

3. Специальная автоматизированная система дозировки накачки по каскадам обеспечивала воспроизводимость энергии излучения лазера в пределах 5%.

4. Внешняя и внутренняя синхронизация экспериментальной установки и регистрирующей аппаратуры позволяла исследовать процесс с погрешностью не более половины длительности фронта импульса.

5. Обеспечена максимальная температурная устойчивость юстировки всех оптических систем.

Для получения равномерного профиля распределения интенсивности лазерного излучения на оси фокусировки на базе а/с № 994236 (1981 г.) разработана технология изготовления формирователей бесселева пучка (аксиконов) коноидной формы.

Глава 3 посвящена описанию экспериментальных методик, примененных в данной работе. Исследования проводились фотографическими и электронно-оптическими методами. Регистрация греющего лазерного излучения, рассеянного неоднородностями плазмы оптического разряда, позволяет визуализировать структуру плазменного канала за время генерации импульса лазера.

В Главе 4 описано проведение комплексного экспериментального исследования протяженных оптических разрядов.

Оптическими методами получены изображения оптических разрядов в свете собственного излучения при статическом (досветовом) и динамическом (сверхсветовом) режимах пробоя. В первом случае энергия лазера варьировалась от 20 Дж до 95 Дж, преломляющий угол аксикона -от 23° до 10°, а длительность лазерного импульса составляла 20 на Установлено, что длина оптического разряда возрастает с увеличением энергии лазерного импульса и уменьшением преломляющего угла аксикона. Пороговая энергия пробоя составляет 17 Дж.

В промежуточном режиме пробоя (при лазерном импульсе 1 не с фронтом 100 пс и преломляющем угле аксикона 5°) пороговая энергия составляет 10 Дж, заполнение каустики такое же, как и в досветовом режиме пробоя.

В динамическом (сверхсветовом) режиме пробоя, выполняющемся при длительности лазерного импульса 1 не и преломляющем угле аксикона 2°, при энергии лазера 10 ■*• 17 Дж возникает оптический разряд длиной 1 м, имеющий вид регулярно расположенных очагов пробоя за исключением ближней к аксикону области (примерно 3 см). Для заполнения всей каустики и слияния очагов в сплошной разряд необходимо поднять энергию в 2 3 раза, т.е. до 30 Дж.

В режиме формирования протяженного квазистационарного оптического разряда при длительности поддерживающего импульса 700 мке происходит увеличение диаметра оптического разряда до нескольких сантиметров, его длина остается неизменной и равной длине каустики аксикона.

Исследования динамики развития оптических разрядов показывают, что в статическом (досветовом) режиме пробоя разряд инициируется в точке максимальной интенсивности (2/3 длины каустики от аксикона). Затем границы пробоя распространяются со скоростями от 2 • 108 см /с до

5-108 см/с навстречу лучу лазера и от 4-107 см /с до 108 см/с в противоположную сторону. Формирование разряда происходит за время от 20 до 50 нс. Скорость радиального расширения оптического разряда составляла через 5 нс - 2-108 см/с, через 18 нс - 1О6 см/с, а через 60 нс - 3 105 см/с.

В динамическом (сверхсветовом) режиме пробоя оптический разряд инициируется в точке, ближайшей к аксикону, и распространяется от него со скоростями до ~ 2,5 скоростей света (см. рис. 1). Пробой по всей длине каустики (0,5 м) происходит за время 1,5 +■ 2,3 нс.

20 I*, см

О - -

1

О 20 Ьк, см Н-1-

г, нс

Рис. 1. Мелкомасштабные развертки свечения оптических разрядов в режиме "бегущего фокуса" (а — 15 Дж, б - 30 Дж, в - 10 Дж).

В предварительных экспериментах квазистационарный оптический разряд формировался в гауссовом пучке. Средняя интенсивность поддерживающего импульса составляла при этом 105 Вт 1см2, пиковая -

10б Вт ICM2. Время свечения оптического разряда без поддержания горения составляет ~ 150 мкс, с поддержанием горения (при длительности поддерживающего импульса свободной генерации 600 мкс) ~ 750 мкс. Таким образом, была доказана принципиальная возможность формирования оптического разряда с поддержанием горения двухимпульсным лазером, излучающим после моноимпульса пичковый импульс свободной генерации. В каустике аксикона длительности свечения плазмы без поддержания и с поддержанием остались примерно те же. Однако, если наносекундный оптический разряд имеет вид плазменного цилиндра, то протяженный квазистационарный оптический разряд представляет из себя трубку с диаметром ~ 2 см.

Структура искры в статическом режиме пробоя изучалась теневым методом. Получены тенеграммы в различных стадиях развития оптического разряда до 100 мкс после пробоя. Для зондирования канала разряда с задержкой менее 150 нс после пробоя использовалась схема управления электрооптическим затвором на лазерном разряднике. На ранних стадиях оптический разряд имел вид тонкого сплошного цилиндра, диаметр которого к тридцатой нс составлял ~ 0,4 мм. К двухсотой нс канал становился прозрачным для зондирующего излучения, и выявлялась внутренняя структура канала в виде периодических поперечных дисков, диаметр которых совпадал с диаметром канала. Примерно к сороковой мкс после пробоя формировалась гофрированная форма поверхности канала оптического разряда. Ударная волна отрывалась от канала через 2 мкс после пробоя и имела цилиндрическую форму.

В динамическом режиме пробоя, когда длительность лазерного импульса составляет 1 нс и характерные времена развития оптического разряда -единицы наносекунд, теневая методика изучения структуры лазера для канала не применима из-за непрозрачности плазмы канала для зондирующего излучения. В этом случае исследования проводились методом регистрации рассеянного плазменными очагами греющего

излучения. Эксперименты показали, что структура канала разряда имеет более сложную форму, чем при статическом режиме пробоя (20 нс лазерный импульс):

1. Наблюдается мелкомасштабная структура с периодом Ц ~ 0,8 мм и имеющая вид "елочки".

2. Наблюдается "тонкая" структура с периодом

1Ъ ~ 0,1 • Ьх ~ 0,07 + 0,08 мм.

3. "Крылья" елочки имеют четочную структуру, состоящую из отдельных очагов плазмы.

4. Также как и при длинном импульсе, в динамическом режиме пробоя возникает крупномасштабная структура с периодом Ь2 ~ 10-1, ~ 8 мм.

1 мм

| 2нс I I«-

РИ

ЛИ

1 мм

Рис. 2. Фотографии оптического разряда в ИК-диапазоне (а,в) и осциллограмма импульсов (б) рассеянного (РИ) и лазерного (ЛИ).

В Главе 5 обсуждаются и сопоставляются результаты, полученные в предыдущих разделах диссертации.

Анализ возможных механизмов распространения оптического разряда проведен на основе оценок времени его формирования. Как в статическом, так и в динамическом режимах пробоя оценка времени формирования оптического разряда на основе распространения волны пробоя дает согласующийся с экспериментальными данными результат: 30 ^

нс для досветового и 1 нс для сверхсветового режима. Поэтому волну пробоя следует считать наиболее вероятным механизмом распространения

«

плазмы пробоя в продольном направлении.

По экспериментальным данным построены графики радиального расширения канала оптического разряда и создаваемой им цилиндрической ударной волны. Канал в статическом режиме достигает максимального диаметра около 1 см через 6-7 мкс после пробоя, а затем сужается до величины 0,4 см в течение 100 мкс. Для определения энерговклада в оптический разряд измеренная скорость расширения цилиндрической ударной волны в течение интервала от 0,2 до 2 мкс после пробоя сопоставлялась с расчетом по автомодельной теории сильного точечного взрыва. Оказалось, что погонный энерговклад может быть оценен усреднение в 2,2 Дж/см (0,1 ГВт/см). Это в пересчете на длину искры составляло около 50% энергии лазерного импульса. В динамическом режиме пробоя канал оптического разряда достигает максимального размера около 1 мм через 1 нс после пробоя, далее сужается до величины 130 мкм после отрыва ударной волны. Погонный энерговклад при этом оценивается в 0,5 Дж/см (0,3 ГВт/см). На основе электронно-оптической регистрации процесса формирования и развития квазистационарного 4

оптического разряда построена диаграмма его осевого сечения в фиксированные моменты времени от 120 до 300 мкс. Из сплошного плазменного цилиндра, существующего до 120 мкс, на оси разряда образуется внутренняя полость и к 200 мкс разряд приобретает вид трубки. Еще через 50 мкс внутри первой трубки образуется вторая. Скорость

расширения трубок составляет ~ 400 м/с. К 200 мкс внутренний диаметр трубчатого канала становится ~ 1 см, а внешний ~ 2 см.

R pojp , ММ R разр 9 ММ

20 120 мкс 20 150 мкс

10 10

0 < ^ 0

10 ■ 1 1 1 10 __________J—^— ——.1 i

О 10 20 30 Lh им 0 10 20 30 мм

20 10 0 10

R рсзр » мм

J.

V

V

>

300 мкс

0 10 20 30 Lh мм

Рис. 3. Газодинамика протяженного квазистационарного оптического

разряда.

По скорости радиального расширения канала произведена оценка его температуры, показавшая, что через 5 нс после пробоя в данной точке

оптического разряда в статическом режиме пробоя Т ~ 1,6 • 05 К .В динамическом режиме пробоя оценки температуры были произведены на первых двух нс после пробоя. Эти оценки дают значение Т ~ 3 • 06 К ,

На основе полученных экспериментальных результатов рассмотрены некоторые прикладные применения оптических разрядов, например коротковолновый плазменный лазер, грозозащита.

Основные результаты работы:

1. Создана универсальная автоматизированная лазерная установка, позволяющая в процессе эксперимента изменять длительность импульса от 0,8 до 20 нс и длительность его переднего фронта от 100 пс до 10 нс. Установка позволяет формировать и исследовать оптические разряды в различных режимах пробоя, проводить прикладные работы.

2. Впервые получены оптические разряды в динамическом (сверхсветовом) режиме - "бегущем фокусе". Скорость распространения волны пробоя составляла до 2,5 скоростей света.

3. Впервые получены протяженные оптические разряды с поддержанием горения при пичковой структуре поддерживающего импульса в бесселевых лазерных пучках - протяженные квазистационарные оптические разряды. Доказана возможность формирования ПКОР одним двухимпульсным лазером.

4. Впервые проведены исследования формирования, развития и структуры протяженных оптических разрядов в различных режимах их формирования.

5. Сплошные протяженные оптические разряды могут быть использованы для создания коротковолнового плазменного лазера, плазменных антенн

и волноводов, устройств для ускорения частиц на волне пробоя, транспортировки пучка заряженных частиц, оптического плазмотрона

Личный вклад соискателя Автор принимал непосредственное участие в разработке и создании экспериментального комплекса, в состав которого входит мощный многофункциональный лазер, диагностическая аппаратура и автоматизированная система управления экспериментом Им разработана и реализована методика поддержания горения разряда в бесселевых лазерных пучках, предложена и реализована методика управления структурой плазменного канала, разработана технология формирователей бесселевого пучка с любым профилем преломляющей поверхности Автор принимал непосредственное участие в организации и проведении экспериментальных работ по теме диссертации

Диссертационная работа является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение ряда задач, имеющей существенное значение для квантовой радиофизики оптического и СВЧдиапазонов

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1 Марин М Ю , Пильский В И, Полонский Л Я, Пятницкий Л Н , Рейнгольд А В Структура канала СПЛ-искры в воздухе // Труды УШ Всесоюзного симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере -Томск -1986 -т2 -с 235-239

2 Марголин Л Я , Марин М Ю , Полонский Л Я , Пятницкий Л Н Спектроскопия СПЛ-искры в атмосфере воздуха // Труды УШ Всесоюзного симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере - Томск - 1986 - т 2 - с 230 - 234

3 Марин М Ю , Полонский Л Я , Пятницкий Л H , Кузнецова Д М Увеличение времени жизни лазерной искры при ее поддержании излучением допробойной интенсивности // Труды IY Всесоюзной конференции по физике газового разряда - Махачкала - 1988 - с З4

4 Аристов А Г , Козырева Т H, Марголин Л Я , Марин М Ю , Пильский В И , Полонский Л Я , Пятницкий Л H , Тальвирский А Д Динамика спектральных характеристик излучения СПЛ-искры в аргоне и воздухе // Труды I Всесоюзного симпозиума по радиационной плазмодинамике Нальчик -1989 -М Энергоатомиздат -т1 -с 145-146

5 Marin M Yu , Pilsky VI, Polonsky L Ya, Pyatnitsky L N Electrophysical properties of CEL-sparks // Proc XIY Intern conf on phenomena in ionized gases -Belgrad -1989 -v2 -pp 508-509

6 Mann M Yu , Polonsky L Ya, Pyatnitsky L N Extended quasi - stationary optical discharge in "difraction - free" laser beams // Ibid - v 2 - p p 504 -505

7 Иванов А В, Марин М Ю, Полонский Л Я, Пятницкий Л H Оптический пробой в режиме бегущего фокуса // Труды YIII Всесоюзной конференции по взаимодействию оптического излучения с веществом -Ленинград -1990 -с 34-35

8 Марин М Ю , Пильский В И , Полонский Л Я , Пятницкий Л H Исследование сплошных протяженных лазерных искр в воздухе // в кн ^резонансное взаимодействие оптического излучения с веществом / Тезисы докладов на YI Всесоюзной конференции - Паланга - 1984

9 Коробкин В В , Марин М Ю , Пильский В И , Полонский Л Я , Пятницкий Л H, Рейнгольд А В Физические свойства и закономерности развития сплошных протяженных лазерных искр // Препринт ИВТАИ №5-179 -М -1985

10 Марин МЮ, Полонский ЛЯ, Пятницкий Л H Оптический пробой атмосферного воздуха при аксиконной фокусировке лазерного излучения // Письма в ЖТФ - т 12 -№З - 1986

11 Марголин Л Я , Марин М Ю , Полонский Л Я , Пятницкий Л Н Спектральный состав излучения сплошной протяженной лазерной искры в воздухе атмосферного давления // Физика плазмы - т 12 -в 9 -1986

* 12 Круглый СИ, Марин МЮ, Пильский В И, Полонский ЛЯ,

Пятницкий Л Н Быстродействующие регистраторы электромагнитного излучения в оптическом и рентгеновском диапазонах // Препринт

I

ИВТАН №5-121 - М -1983

13 Коробкин ВВ, Марин МЮ, Полонский ЛЯ, Пятницкий ЛН Динамика сплошного оптического разряда в воздухе // Препринт ИВТАН №5-127 -М - 1984

14 Воробев ВБ, Марин МЮ, Пильский ВИ, Полонский ЛЯ, Пятницкий Л Н Модуляторы добротности лазерного резонатора и их применение для исследования структуры сплошного оптического разряда в воздухе // Препринт ИВТАН №5-145 -М -1984

15 Марин М Ю , Пильский В И , Полонский Л Я , Пятницкий Л Н , Шейндлин А Е Электропроводность плазмы сплошной лазерной искры //Письма в ЖТФ -т 10 -в21 -с 1322 -1984

16 Коробкин ВВ, Марин МЮ, Пильский ВИ, Полонский ЛЯ, Пятницкий Л Н Формирование сплошной лазерной искры в воздухе // Квантовая электроника -т 12 -№5 -с 959 -1985

17 Марин М Ю , Пильский В И , Полонский Л Я , Пятницкий Л Н Генерация импульсной ЭДС в сплошной протяженной лазерной искре // В кн Физика быстропротекающих плазменных процессов / Тезисы докладов на Всесоюзном семинаре г Гродно - 1986

18 Марин МЮ, Пильский В И, Полонский ЛЯ, Пятницкий ЛН Изобретение "Устройство для получения оптического разряда" //а/с №1189322 -БИ №12 -с282 -1986

19 Марин М Ю , Пильский В И, Полонский Л Я , Пятницкий Л Н Изобретение "Разрядник"//а/с№3965717 -1985

20 Марин М Ю , Пильский В И , Полонский Л Я , Пятницкий Л Н Формирование плоского плазменного канала при оптическом пробое и применение его для коммутации электродов // Письма в ЖТФ - т 12 -№17 -с 1072-1075 -1986

21 Марин М Ю , Пильский В И , Полонский Л Я , Пятницкий Л Н 4 Лазерное инициирование разряда в слабом электрическом поле // ЖТФ

-т57 -№8 -с 1507-1513 -1987

*

22 Марин М Ю , Пильский В И , Пятницкий Л Н , Тальвирский А Д Экспериментальный стенд для исследования сплошных плазменных каналов // Препринт ИВТАН №5-342 - М - 34с - 1992

23 Bychkov S S , Marin M Yu, Pyatnitsky L N X-Ray Laser Medium on the Base of Long Optical Discharge // Proc of Third Intern Colloquium on X-Ray Laser - Schliersee -Germany -1992

24 Бычков С С , Марин М Ю, Пятницкий Л Н Непрерывная лазерная искра // Труды ИОФАН - т 50 - с 166 - 177 - 1995

25 Карельский В Г, Марин М Ю Модель зарождения торнадо и противодействие этому явлению // Электронный журнал "Исследовано в России", 44,1999

m

? 2 MAP 2005

Введение. Постановка задачи и краткое описание диссертации.

1. Разряды в бесселевых лазерных пучках.

2. Общая характеристика диссертации, научная значимость работы.

3. Научная новизна.

4. Положения, выносимые на защиту.

5. Апробация работы.

6. Структура и объем диссертации.

Глава 1. Физические основы создания оптических разрядов в бесселевых лазерных пучках.

1.1. Особенности бесселевых пучков.

1.2. Оптический пробой в бесселевых пучках.

1.3. Способы увеличения времени жизни оптических разрядов.

Глава 2. Экспериментальная установка.

2.1. Функциональная схема.

2.2. Мощный лазер.

2.2.1. Задающие генераторы.

2.2.2. Усилительная система.

2.3. Диагностическая аппаратура.

2.3.1. Зондирующий лазер.

2.3.2. Электронно-оптические камеры.

2.3.3. Устройство лазерного запуска электронной аппаратуры.

2.3.4. Измеритель энергии.

2.4. Автоматизированная система управления универсальной лазерной установкой.

2.5. Экспериментальная газовая камера.

2.6. Технология изготовления коноидных аксиконов.

Глава 3. Диагностические методики.

3.1. Электронно-оптическая и фотографическая регистрация процесса оптического пробоя.

3.2. Теневая съемка.

3.3. Регистрация рассеянного излучения.

Глава 4. Результаты экспериментов.

4.1. Геометрия оптических разрядов.

4.2. Динамика развития оптического пробоя.

4.2.1. Статический (досветовой) режим пробоя.

4.2.2. Динамический (сверхсветовой) режим пробоя.

4.2.3. Протяженный квазистационарный оптический разряд.

4.3. Структура канала оптических разрядов.

4.3.1. Статический (досветовой) режим пробоя.

4.3.2. Динамический (сверхсветовой) режим пробоя.

Глава 5. Обсуждение результатов.

5.1. Время формирования разрядов в бесселевых лазерных пучках.

5.2. Газодинамика оптических разрядов.

5.3. Оценка электронной плотности и температуры оптических разрядов.

5.4. Возможные применения оптических разрядов в бесселевых лазерных пучках.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. РАЗРЯДЫ В БЕССЕЛЕВЫХ ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКАХ

Оптический разряд может быть легко получен с помощью лазерного излучения. Впервые об этом сообщили в феврале 1963 г. Мейкер, Терхун и Севидж на Международной конференции по квантовой электронике в Париже, и в то время это вызвало сенсацию. Вскоре после первого сообщения об открытии лазерного пробоя появилась работа Мейерэнда и Хота [1] и Томлинсона [2], которые исследовали эффект качественно. Излучение лазера фокусировалось линзой, и в точке фокусировки возникала плазма оптического разряда. Малые размеры ограничивали практическое применение этого разряда, поэтому были предприняты попытки увеличить его протяженность, используя для фокусировки длиннофокусные линзы. Но при этом газ пробивался в хаотически расположенных точках каустики с образованием разрозненных очагов плазмы [3]. И только в бесселевых пучках (Б — пучках) лазерного излучения удалось получить оптические разряды с тонким сплошным протяженным плазменным каналом [4]. Это происходит за счет того, что в них обеспечивается боковой подвод энергии равномерно к каждой точке пробоя независимо.

Область применения таких сплошных протяженных оптических разрядов зависит от их размеров, режима формирования и других характеристик. Так, например, для плазменных лазеров [5-8] необходимо быстрое возбуждение инверсной населенности. В быстродействующей коммутационной аппаратуре с лазерным управлением [9,10] важную роль играют электропроводность и минимальное время формирования канала. Плазменное ускорение частиц [11—15] в оптическом разряде возможно реализовать только в особом режиме его распространения - бегущем фокусе. Для эталонных источников света и плазменных антенн [16,17] требуются относительно долгоживущие оптические разряды. Таким образом, одним из наиболее существенных параметров греющего лазерного излучения являются длительность переднего фронта и общая продолжительность лазерного импульса, от которых зависят режим формирования и время существования плазменного канала.

Оптические разряды представляют интерес для реализации многочисленных устройств и технологий на их базе. Среди перспективных технологий можно выделить следующие:

1. Плазменный канал для транспортировки пучка заряженных частиц к термоядерной мишени [11,15] и передачи электроэнергии без проводов [9,10].

2. Источник оптической накачки и активных сред лазерных систем [5—7].

3. Системы противодействия опасным атмосферным явлениям, таким как грозы и торнадо [18,19].

4. Ракетный двигатель, превосходящий по основной своей характеристике — величине удельного импульса — лучшие двигатели на химическом топливе [20— 22].

Для большинства перечисленных применений и технологий требуется формирование сплошных протяженных оптических разрядов (десятки сантиметров — метры). Однако, протяженные оптические разряды, создаваемые в лазерных гауссовых пучках (при фокусировке излучения длиннофокусной сферической линзой), имеют дискретную структуру, в которой очаги пробоя чередуются с областями холодного газа [9,23]. Сплошной канал формируется в этих условиях электрическим пробоем по следу лазерной искры [9,23-25]. Сплошной протяженный оптический разряд можно также сформировать при поддержании горения "затравочного" разряда импульсом свободной генерации — режим "медленного горения". Например, за 5 мс можно сформировать разряд длиной 20 см [26]. Оптический разряд примерно такой же длины создан за 10 мкс фокусированием излучения лазера на поверхность твердого тела [17].

Длительное время формирования канала приводит к остыванию первоначально возникших плазменных зон и нарушению его однородности по температуре и плотности, что нежелательно. Неоднородность параметров возникает также из-за нелинейных эффектов взаимодействия греющего излучения при его распространении к дальним зонам канала. Эти недостатки устраняются при подводе энергии к области пробоя сбоку в бесселевых пучках (Б — пучках). Такие пучки можно получить при помощи конических линз - аксиконов [27].

Применение лазерных искр в той или иной области обуславливается их физическими (Те,ст), оптическими (яркость) и геометрическими параметрами (длина, диаметр).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

L Создана уникальная экспериментальная установка, в состав которой входят:

- мощный одномодовый лазер на неодимовом стекле с длительностью лазерного импульса от 1 не до 700 мке;

- автоматизированная система управления установкой, позволяющая управлять лазером в автономном режиме и от ЭВМ, точность стабилизации напряжения на блоках питания усилителей составляет ± 3 В при напряжении до 5 кВ, система может работать по двуполярной схеме блоков питания;

- разработан и создан лазерный затвор, позволяющий в процессе эксперимента изменять длительность импульса от 0,8 до 10 не.

II. Разработан и создан макет настольного варианта лазера накачки — коммерческий образец малогабаритного (1,5 х 0,5 м) лазера с параметрами: длительность импульса - 2,0 не; энергия излучения - 10 Дж; частота — следования импульсов - 1/60 Гц.

Установка позволяет проводить эксперименты по широкому кругу вопросов:

- протяженные оптические разряды в бесселевых пучках в различных режимах пробоя;

- создание и изучение протяженных квазистационарных оптических разрядов;

- рентгеновский лазер на газовой и твердотельной мишени;

- разработка и создание быстродействующей коммутационной аппаратуры с лазерным управлением.

Оптическая схема лазера обладает большой стабильностью и надежностью. Например, без перенастройки лазер может работать не менее полугода со средней интенсивностью 150 - 200 выстрелов в месяц.

Ш. Впервые получен режим "бегущего фокуса" в оптическом разряде в бесселевых лазерных пучках, максимальная скорость распространения волны пробоя составила ~ 2,5 скорости света. Доказана возможность управления этой скоростью. IV. Впервые обнаружены три типа регулярной структуры канала разряда, расположенные вдоль его оси:

- мелкомасштабная, Ц ~ 2 Л/у2',

- крупномасштабная, с периодом L2 ~ 10-Ц;

- тонкая, с периодом L3 ~ ОД • Z,;

Установлены условия их образования. Измерено время слияния соседних очагов пробоя в сплошной канал, составляющее 0,5 не.

V. Исследована динамика пробоя и развития оптических разрядов при изменении длительности лазерного импульса от 700 мкс до 0,8 не (с фронтом нарастания 100 пс). Получены оптические разряды в бесселевых пучках с поддержанием горения импульсом свободной генерации. Проведенные эксперименты доказали, что поддержание горения оптического разряда возможно при пичковой структуре импульса свободной генерации. При этом не зарегистрировано синхронное с генерацией пичков изменение яркости разряда. Кроме того, доказана возможность осуществления режима медленного горения оптического разряда с использованием одного двухимпульсного лазера.

VI. Разработана технология изготовления формирователей бесселевого пучка (аксиконов) с любым профилем преломляющей поверхности.

УП. Предложены устройства для получения сплошных протяженных оптических разрядов в режиме медленного горения.

1. Meyerland R.G., Haught A.F., 1963, Phys. Rev. Letters, v. 11, p. 401.

2. Tomlinson R.G., 1969, IEEE J. Quantum Electronics, v. QE-5, p. 591-595.

3. Райзер Ю.П., 1970, ЖЭТФ, т. 58, с. 2127-2138.

4. Коробкин В.В., Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л. Я., Пятницкий Л.Н., 1985, Квантовая электроника, т. 12, № 5, с. 959-963.

5. Гудзенко Л.И., Яковленко С.И. Плазменные лазеры. Атомиздат, 1978, 253 с.

6. Бункин Ф.В., Держиев В.И., Яковленко С.И., 1981, Квантовая электроника, т. 8, с. 1621-1649.

7. Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., Увалиев М.И. Плазменный лазер. Б.И., 1988, № 39, с. 243.

8. Suckewer S., 1990, Trudy Int. Symposium SWLA, Samarcand, p. 1.

9. Зворыкин В.Д., Николаев Ф.А., Холин И.В., Чугунов А.Ю., Шелоболин А.В., 1979, Физика плазмы, т. 5, с. 1140—1144.

10. Ю.Полонский Л. Я. Физические основы создания и применения сплошных протяженных лазерных искр. Диссертация на соискание ученой степени д.ф.— м.н., М., 1989 г.

11. Аскарьян Г.А., Тарасова Н.М., 1974, Письма в ЖТФ, т. 20, с. 277-280.

12. Аскарьян Г.А., Манзон Б.М., 1978, Письма в ЖЭТФ, т. 27, с. 113-117.

13. Аскарьян Г.А., Манзон Б.М., 1981, Физика плазмы, т. 7,255-266.

14. Аскарьян Г.А., Манзон Б.М., 1980, Физика плазмы, т. 6, 59-63.15.01sen J.N., ZeeperRJ., 1982, J. Appl. Phys, v. 53, p. 3397-3404.

15. Аскарьян Г.А., Раевский И.М., 1981, Письма в ЖТФ, т. 8, с. 1131-1137.

16. Аскарьян Г. А., Манзон Б.М., 1982, Письма в ЖТФ, т. 8, с. 1256-1260.

17. Меркулов В.И. Электрогравидинамическая модель НЛО, торнадо и тропического урагана. Новосибирск, Издательство Института математики, 1998 г.

18. Карельский В.Г., Марин М.Ю., 1999, Электронный журнал "Исследовано в России", вып. 44.

19. Бункин Ф.В., Прохоров А.М., 1976, УФН, т. 119, с. 423-446.

20. Jeng S.M., Keefert D.K., 1987, J. Propulsion, v. 3, № 3, p. 131-139.22. "Запуск аппаратов в космос при помощи лазеров", 1990, Chemical Engineering, v. 12, p. 54-57.

21. Данилов О.Б., Тульский С.А., 1978, ЖТФ, т. 48, с. 2040-2043.

22. Greig J.D., Koopman D.W., Fernsler R.F., Pechachek R.E., Vitkovsky I.M., Ali A.W., 1978, Phys. Rev. Letters, v. 41, p. 174-177.

23. Horton L.D., Gildenbach R.M., 1982, Phys. Fluids, v. 25, p. 1702-1704.

24. Буфетов И.А., Прохоров A.M., Федоров В.Б., Фомин В.К., 1981, Квантовая электроника, т. 8, р. 751—758.

25. Зельдович Б.Я., Мульченко Б.Ф., Пилипецкий Н.Ф., 1970, ЖЭТФ, т. 58, с. 794-795.

26. Волкова Н.А., Коробкин В.В., Малышева Е.Ю., Полонский Л.Я., Попонин В.П., Пятницкий Л.Н., 1984, препринт / Институт высоких температур АН СССР, М., №5/126, 33 с.

27. Марин М.Ю., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1986, Письма в ЖТФ, т. 12, с. 146-151.

28. Dunlin J., Miceli J.J., 1987, Phys. Rev. Lett., v. 58, p. 1499-1507.

29. Бронштейн И.Н., Семендяев К.A., 1980, Справочник по математике для инженеров, М., 976 с.

30. Андреев Н.Е., Аристов Ю.А., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1991, ЖЭТФ, т. 100, с. 1801-1805.

31. Мандельштам С.Л., Пашинин П.П., Прохоров А.М., Райзер Ю.П., Суходрев Н.И., 1965, Письма в ЖТФ, т. 49, с. 127-134.

32. Alcock A.J., de Michelis С., Richardson М.С., 1969, Appl. Phys. Letters, v. 15, p. 72-73.

33. Волков B.A., Григорьев Ф.В., Калиновский B.B., Кормер С.Б., Лавров Л.М., Маслов Ю.В., Урлин В.Д, Чудинов В.П., 1975, ЖЭТФ, т. 69, с. 115-121.

34. Островская Г.В., Зайдель А.Н., 1973, УФН, т.111, с. 579-615.

35. Райзер Ю.П., 1980, УФН, т. 132, с. 549-581.

36. Басов Н.Г., Бойко В.А., Крохин О.Н., Склизков Г.В., 1967, ДАН СССР, т. 173, с. 538-541.

37. Парфенов В.А., Пахомов Л.Н., Петрунысин В.Ю., 1976, Письма в ЖТФ, т. 2, с. 731-734.

38. Tremblay R., D-Astous J., Roy G., Blanshar M., 1979, Pressure gas. Optics comm., v. 28, p. 193-196.

39. Бункин Ф.В., Коробкин B.B., Куриный Ю.А., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н.,1983, Квантовая электроника, т. 10, с. 443-444.

40. Бычков С.С., Марин М.Ю., Пятницкий Л.Н., 1995, Труды ИОФАН, т. 50, с. 166-177.

41. Андреев Н.Е., Батенин В.М., Марголин Л.Я., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., Аристов Ю.А., Зыков А.И., 1989, Письма в ЖТФ, т. 15, с. 83-88.

42. Райзер Ю.П., 1972, УФН, т. 108, с. 429-463.

43. Бункин Ф.В., Конов В.И., Прохоров А.М., Федоров В.Б., 1969, Письма в ЖТФ, т. 9, с. 609-612.

44. Буфетов И.А., Прохоров A.M., Федоров В.Б., Фомин В.К., 1985, ЖТФ, т. 55, с. 96-102.

45. Буфетов И.А., Газодинамика распространения оптического разряда по лазерному лучу в режиме медленного горения. Диссертация на соискание ученой степени кф. м.н., М., 1982 г.

46. Коробкин В.В., Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н.,1984, препринт / Институт высоких температур АН СССР, М., №5/127, 32 с.

47. Марин М.Ю., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., Кузнецова Д.М., 1988, Труды IY Всесоюзной конференции по физике газового разряда, Махачкала, с. 34—36.

48. Баландин С.Ф., Копытин Ю.Д., Литневский Л.А., 1988, Письма в ЖТФ, т. 14, с. 45-48.

49. Иванов А.В., Марин М.Ю., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1990, Труды YIII Всесоюзной конференции по взаимодействию оптического излучения с веществом, Ленинград, с. 34-35.

50. Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1986, Б.И., №12, с. 282.

51. Полонский Л.Я. Формирование сплошной протяженной лазерной искры и электрофизические свойства ее канала. Диссертация на соискание ученой степени к.ф.- м.н., М., 1984 г.

52. Marin М. Yu., Polonsky L. Ya., Pyatnitsky L. N., 1989, Ргос. XIX Intern. Conf. On Phenomena in Ionized Gases, Belgrade, p. 508-509.

53. Воробьев В.Б., Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1984, препринт / Институт высоких температур АН СССР, М., №5/145, 25 с.

54. Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л.Я., Пятницкий JI.H., Тальвирский А.Д., 1992, препринт / Институт высоких температур АН СССР, М., №5/342, 34 с.

55. Марин М.Ю., Сидоров В.М., Андрианов А.В., Лебедев Л.О. 1983, Б.И. №5, с. 54.

56. Катошин Ю.Г., Колокольцева А.Л., Назарова О.И., Оберман Ф.М., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1982, Научные приборы, № 2(25), с. 56-60.

57. Аристов А.Г., Марголин Л.Я., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1989, Оптика атмосферы, № 2, с. 1299-1304.

58. Гинзбург В.А. Распространение электромагнитных волн в плазме. М., Физматгиз, 1960, с. 552.

59. Коробкин В.В., Костиков К.А., Марголин Л.Я., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1987, препринт / Институт высоких температур АН СССР, М., №5/215, 31с.

60. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: "Наука", 1974, с. 609 -613.

61. Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., 1984, Тезисы докладов на YI Всесоюзной конференции, Паланга, с. 345-346.

62. Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., Рейнгольд А.В., 1986, Труды YIII Всесоюзного симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере, Томск, т. 2, с. 235-239.

63. Баландин С.Ф., Копытин Ю.Д., Литневский Л.А., 1988, Письма в ЖТФ, т. 14, с. 45-48.

64. Коробкин В.В., Мандельштам С.Л., Папшнин П.П., Прохиндеев А.В., Прохоров A.M., Суходрев Н.К., Щелев М.Я., 1967, ЖЭТФ, № 53, с. 116-119.

65. Замышляев Б.В., Ступицкий Е.Л., Гузь А.Г., Жуков В.Н. Состав и термодинамические функции плазмы. Справочник. Энергоатомиздат, М., 1984.

66. Bychkov S.S., Marin М. Yu., Pyatnitsky L. N., 1992, Proc. Of Third Intern. Colloquium of X-Ray Laser, Schliersee, Germany, p. 439-442.

67. Марин М.Ю., Пильский В.И., Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н., Шейндлин А.Е., 1984, Письма в ЖТФ, т. 10, вып. 21, с. 1322-1325.

68. Яньков В.В., 1991, Физика плазмы, т. 17, № 4, с. 521-530.

69. Андреев Н.Е., Бычков С.С., Котляр В.В., Марголин Л.Я., Пятницкий Л.Н., Серафимович П.Г., 1996, Квантовая электроника, т. 23, № 2, с. 130-134.

70. Бычков С.С., Горлов С.В., Марголин Л.Я., Пятницкий Л.Н., Тальвирский А.Д., Шпатаковская Г.В., 1999, Квантовая электроника, т. 26, № 3, с. 229-236.

71. Коробкин В.В., Романовский М.Ю., 1995, Труды Института общей физики РАН, т. 50, с. 3-33.

72. Рахманин В.Ф., 2003, Двигатель, вып. 7, с. 28-38.

73. G. Emanuel and D.A. Guidice, 1995, Aerospace America, 15.

74. Lt Col, T.S. Kelso et al., 1994, "Unconventional Spaclffi", SPACECRAFT 2020, briefing, Air University.