Формирование импульсов высококогерентного лазерного излучения высокой мощности в УФ области спектра тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ СИЛЬНОТОЧНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Лосев Валерий Федорович

На правах рукописи

р г Б ОД

- 7 фе8 тт

ФОРМИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОКОГЕРЕНТНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ В УФ ОБЛАСТИ СПЕКТРА

01.04.05 -оптпка

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

I Томск-2000

Работа выполнена в Институте сильноточной электроники СО РАН и Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники

Оффициальныс оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор О.Б.Данилов

Доктор физико-математических наук, профессор И.В.Самохватов

Доктор физико-математических наук, профессор Т.Н.Копылова

Ведущая организация: Институт лазерной физики СО РАН

Защита состоится 24 февраля 2000 г.

В 14 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 063.53.02 в Томском государственном университете по адресу: 634050. Томск, пр. Ленина. 36. ауд.119.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ТГУ.

Автореферат разослан " января 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

С открытием в 1975 голу (Searl S.K. and Hart Q.A. //Appl. Phys. Lett.- 1975, V.27, P. 243-246; Evving J.J., Brau С.A. //Appl. Phys. Lett.- 1975, V.27, P.350-352) лазеров ira галогенидах благородных газах (названных эксимерными лазерами) появился новый класс высокоэффективных источников когерентного излучения, спектральный диапазон которых перекрыл широкую область ближнего ультрафиолета. В течение первых лет основное внимание исследователей было обращено на изучение способов возбуждения лазеров, поиск оптимальных газовых смесей, получение новых линий генерации (различные молекулы) и повышение эффективности лазеров. Для возбуждения эксимерных лазеров наиболее подходящим оказался объемный электрический разряд и пучок ускоренных электронов. Типичный уровень энергии генерации в первых лазерах составлял десятки - сотни миллиджоулей, длительность импульса излучения - десятки и сотни наносекунд. Наиболее перспективными оказались лазеры на молекулах ХеС1 (длина волны X = 308 им) и KrF (X = 248 им), эффективность генерации которых достигала - 5 и 10%, соответственно. Несмотря на меньшую эффективность XcCl лазера, он выгодно отличался от KrF лазера менее агрессивной и более долгоживущей газовой смесью; более доступными и дешевыми оптическими элементами; лучшей однородностью горения разряда накачки и, следовательно, возможностью получения большей энергии и длительности импульса генерации, более высокой степени когерентности излучения.

В результате исследований выяснилось, что излучение эксимерных лазеров имеет очень низкую степень временной и пространственной когерентности. Это было обусловлено, прежде всего, рядом особенностей самих лазеров. Слабосвязанный либо разлетный нижний терм эксимерных молекул приводит к большой ширине спектральной линни излучения в режиме свободной генерации (Av ~ 20-30 см"'). Малая длительность импульса генерации и большая длина активной области (50 - 100 см) затрудняют формирование низших мод в резонаторе. В связи с этим расходимость излучения эксимерных лазеров обычно составляет -1-10 мрад.

В тоже время для многих прикладных задач требовались лазерные пучки с различной энергией и длительностью импульса излучения, которые бы имели малую расходимость и узкую ширину спектральной линии. В связи с этим к началу 80-х годов остро встал вопрос как о повышении мощности и энергии эксимерных лазеров, так и о повышении степени когерентности их излучения.

Благодаря короткой длине волны излучения, высокой эффективности и возможности достижения большой мощности, эксимерные лазеры стали рассматриваться как наиболее перспективные источники для экспериментов по инерционному термоядерному синтезу и для проведения фундаментальных исследований по взаимодействию сверхмощного излучения с веществом. В связи с этим появилась потребность исследования, разработки и создания широкоапертурных эксимерных лазеров (усилителей) с активным объемом в десятки-сотни литров и использования их для формирования УФ излучения с высокой яркостью.

В конце 70-х годов, к моменту начала выполнения настоящей работы, в литературе существовали только краткие информативные сообщения относительно параметров первых эксимерных лазеров, и практически отсутствовала информация относительно повышения когерентности их излучения. Развитие эксимерных лазеров во всем мире с точки зрения повышения энергии и качества их излучения осуществлялось параллельно с выполнением настоящей работы. При этом основное внимание исследователей было обращено на КгГ-' лазер, с которым и были получены в дальнейшем наиболее серьезные научные и практические результаты. В конечном итоге были созданы такие уникальные KrF лазерные системы, как "Sprite" и "Titania" (Англия), "Nike" (США) и "Ashura" (Япония) с уровнем энергии излучения в импульсе 100-1000 Дж, на которых в настоящее время изучаются возможности формирования излучения с высокой яркостью к его взаимодействие с веществом.

Цель работы

Целью настоящей работы являлось исследование процессов формирования мощных импульсов излучения с высокой степенью когерентности в ХеС1 лазерах и лазерных системах для создания у льтрафиолетовых источников излучения большой яркости.

Задачи исследований

В рамках поставленной цели решались следующие задачи.

1. Создание мощных ХеС1 лазеров с энергией излучения в импульсе 10 - 100 Дж и оптимизация условий их возбуждения и генерации.

2. Изучение процессов формирования мод неустойчивою резонатора u ХеС1 лазерах с целью получения максимальной яркости излучения.

3. Исследование возможности управления пространственно-угловыми и спектральными характеристиками излучения XeCI лазеров в режиме ипжектшонной синхронизации.

4. Создание задающего генератора на молекуле ХеС'1 м исследование условий формирования п нем излучения с дифракционном расходимостью и минимально» шириной спектральной линии.

5. Исследование процессов формирования лазерного пучка I! ХеО усилительной системе с большой выходной апертурой (до 25x25 см) с целью получения в ней импульсов излучения с высокой энергией и минимальной расходимостью.

6. Использование ВРМБ и ВКР для управление параметрами излучения ХеС1 лазеров.

Основным методом исследования » работе является физический эксперимент. который включал в себя измерение >пср1с1ичсских. спектральных, временных, иолярн¡анионных и пространственных параметров лазерного излучения: используется также математическое моделирование па ')НМ и оценочные расчен.1.

{аШШИ'.К'МЫС НО.ТО'/КЧ'ШШ

1. Величина минимальной расходимости излучения в шнрокоапертурных (а > 10 см) экснмерных лазерах с неустойчивым конфокальным резонатором положительной ветви ограничивается потоками усиленного спонтанною излучения. Уменьшить влияние этих потоков и приблизиться к дифракционной расходимости излучения позволяет резонатор со сферически-выпуклыми зеркалами, в котором величина минимальной расходимости определяется оптической неоднородностью активной среды.

2. Эффективное управление (г|>40?<>) спектральными, пространственными и поляризационными параметрами излучения электроразрялкого ХеС1 лазера в режиме инжекцпонной синхронизации возможно лишь при малой длительности импульса его

генерации (< 30 не) I! полном заполнении его активной среды от моментов начала накачки ло

2

начала генерации внешним сигналом с интенсивностью более 0,1 Вт/см". В шнрокоапертурном ХеС1 лазере с длительностью импульса 250 ис в режиме ИС показана возможность эффективного управления спектральным составом излучения.

3. При усилении излучения с дифракционной расходимостью в широкоапертурной ХеС1 лазерной системе наибольшее влияние на его волновой фронт оказывают турбулентные потоки как в лазерной смеси, так и на участках его транспортировки в воздухе. Активная среда усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволила без видимых искажений волнового фронта усиливать пучок диаметров до 10 см.

4. ХеС! лазер, возбуждаемый электронным пучком, позволяет реализовать высокий КПД и энергию излучения в импульсе -100 Дж и более при накачке с удельной мощностью ~ 200 - 400 кВт/см3, с длительностью импульса на полувысоте от максимальной мощности ~ 300 нс и степенью неоднородности не более 30%.

5. При взаимодействии со средой ВРМБ излучения ХеС! лазера с низкой степенью когерентности и с интенсивностью -100 МВт/см^ стоксов сигнал имеет высокую степень когерентности. Использование этого явления в ХеС1 лазере с резонатором, образованным полупрозрачным выходным зеркалом и ВРМБ средой, позволило сформировать в нем узкополосное излучение (Лу = 0.3 см"') с высокой направленностью (30% энергии в 0Д).

6. При ВКР пучка ХеС1 лазера в парах свинца н сжатом водороде экспериментально достигнуты близкие к физическому пределу параметры излучения: квантовая эффективность преобразования в одну стоксову компоненту 92% и 95%. соответственно; расходимость преобразованного излучения, близкая к дифракционному пределу 0л в водороде и нескольких 0Д в свинце; ширина спектральной линии Ду = 0,01 см"' в водороде и Д\' = 0.05 см'1 в свинце: получено рекордное количество (около 70) одновременно наблюдаемых вращателыю-колебательных лншш в водороде.

Достоверность результатов работы

Достоверность результатов, отраженных в научных положениях и выводах, обусловлена применением различных общепринятых методик для измерения одних и тех же параметров, совпадением экспериментальных результатов с расчетными, и согласием результатов работы с данными, полученными другими авторами (.1. Mck.ee, Н.Е.Сап1агк1, Р. Каппап, М.Я.Реггопе и т. д.).

Научная новизна работы

- впервые показано, что в широкоапертурных экснмерных лазерах с неустойчивым конфокальным резонатором положительной ветви величина минимальной расходимости излучения определяется потоками усиленного спонтанного излучения, а в резонаторе со сферически-выпуклыми зеркалами оптической неоднородностью активной среды;

- впервые показано, что эффективность управления параметрами излучения ХеС1 лазера в режиме инжекционной синхронизации уменьшается при увеличении его

длительности импульса более 30 не. При длительности х\а ~ 250 не лунная управляемость реалтована для спектрального состава излучения.

- впервые показано, что высокая эффективность генерации в широкоапертурном XeCI лазере, возбуждаемом электронным пучком с длительностью импульса т 1/2 ~ 300 не. реализуется при удельной мощности накачки ~ 200 - 400 кВт/см3;

- обнаружена пространственная и спектральна селекция излучения XeCI лазера при взаимодействии его излучения интенсивностью - 100 МВт/см2 с ВРМБ средой (Патент № 2077756 от 20.04.97 г.);

- впервые показано, что активная среда ХсС1 усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволяет без нн/шмых искажений волнового фронта усиливать излучение с расходимостью ~ 0.01 мрад;

впервые эксперимептатьно показано, что преобразованное при BKt' излучение XeCI лазера в водороде может иметь расходимость близкую к дифракционному пределу а ширину спектральной линии Av = 0,01 см"1.

Научна» ценность работы

1. Активная среда XeCI усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволила без искажений волнового фронта усиливать излучение с расходимостью 0.01 мрад.

2. Использовании режима инжекционной синхронизации в XeCI лазере с энергией генерации ~ 100 Дж позволило получить на узкой спектральной линии 90% энергии излучения.

3. Взаимодействие усиленного спонтанного излучения XeCI лазера интенсивность 100 МВт/см3 со средой BI'MB позволило сформировать узкополоснос (Av - 0,3 см" ') излучение с малой расходимостью.

4. Высококогерентное излучение XeCI лазера позволило достигнуть квантовой эффективности ВКР (водород, пары свинца) на одной стоксовой компоненте более 90%.

Практическая значимость работы

1. Создана четырехкаскадная XeCI усилительная система с выходной апертурой 25x25 см и энергией излучения 200 Дж, позволяющая формировать мощные импульсы различной длительности с высокой степенью временной и пространственной

когерентности. Получен лазерный пучок с расходимостью 0.01 мрэд. чю позволило более чем на два порядка повысить гглонюсп. энергии на .мишени.

2. Показано, что использование одночастотиой накачки пучка ХеС1 лазера при ВКР в сжатом водороде позволяет получить одновременно до 70 спектральных линий излучения, что примерно в два раза превышает число линий, наблюдаемых при двухчастотной накачке.

3. Показано, что использование в качестве одного из зеркал резонатора ВРМБ среды в ХеС1 лазере позволяет более чем на два порядка уменьшить ширину его спектральной линии и на один порядок расходимость излучения.

Внедрение результатов работы

Результаты исследований по формированию минимальной расходимости излучения в эксимерных лазерах с неустойчивым резонатором использованы в Институте электрофизики УрО РАН (г. Екатеринбург) при создании установки для обработки твердотельных материалов.

Ряд созданных экспериментальных установок и их документация были внедрены в Физическом институте АН СССР (г. Москва) для научных исследований, в Институте прикладной физики АН СССР (г. Горький) для исследований ОВФ. в Институте оптики атмосферы СО АН СССР (г. Томск) для получения мощных коротких импульсов.

Полученные в работе оптимачьные условия возбуждения ХеС1 лазера электронным пучком легли в основу разработки и создания в ИСЭ СО РАН компактных и эффективных широкоапертурных эксимерных лазеров с уровнем энергии излучения в импульсе 100- 1000 Дж.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в различных организациях и НИИ (ФИ РАН, ИЭФ УрО РАН. ИГ1Ф РАН. НИИ ЭФА. ИОЛ СО РЛН. ГОИ):

- при разработке и создании широкоапертурных э.чектроразрядпых ХеС1 лазеров с энергией излучения в десятки джоулей:

- при разработке и создании ХсС1 лазеров, возбуждаемых электронным пучком, с уровнем энергии генерации в импульсе 100 Дж и более:

- при разработке и создании задающего генератора на молекуле ХеС1;

- для формирования в мощных эксимерных лазерах и лазерных системах импульсов высококогерснтного излучения;

- для управления параметрами излучения ХеС1 лазеров путем использования ВРМБ;

- для расширения спектрального диапазона высококогерентного излучения при ВКР

пучка XeCI лазера;

Вклад автора

При получении результатов настоящей работы автором внесен определяющий вклад, выраженный в постановке задачи, разработке и проектировании экспериментальной техники, выполнении расчетов и моделирования, проведении экспериментов и интерпретации их результатов.

Апробации работы

Основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались на Международных конференциях Лазеры'79 (Флорида) и Лазеры'80 (Новый Орлеан); Международной конференции по явлениям в ионизованных газах (Минск. 1981); Международной конференции и школы "Лазеры и применение"' (Бухарест. 1982); IV и VII Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электроники (Томск, 1982, 1988); II Всесоюзном совещании по физике электрического пробоя газов (Тарту, 1984); Всесоюзном семинаре '"Физика быстропротекающих процессов" (Гродно, 1986); Всесоюзном совещании "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах" (Томск, 1986); III Всесоюзной конференции по физике газового разряда (Киев, 1986); Всесоюзном семинаре "Спектроскопия активных сред газоразрядных лазеров" (Лохусалу, 1988. 1990); III Всесоюзной конференции "Взаимодействие излучения плазменных и электронных потоков с веществом" (Сухуми, 1988); XIII Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике, симпозиуме "Плазменные лазеры" (Минск, 1988); VI, VII, VIII Всесоюзных конференциях "Оптика лазеров" (Ленинград, 1990, 1993, 1995); XIV Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (Ленинград, 1991); International Workshop "High energy pulsed chemical lasers" (Paris, 1995); II, III. IV International Conferences Atomic and Molecular pulsed lasers (Tomsk, 1995, 1997, 1999); "XII International Symposium on gas flow and chemical lasers" and "High Power lasers conference" (St.- Peterburg, 1998).

Публикации

Основные результаты диссертации опубликованы в 52 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата. По материалам работы получено нить авторских свидетельств на изобретение и один патент.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения, приложения, списка цитируемой литературы и списка трудов автора. Работа содержит 191 страницу, включая 112 рисунков, 199 библиографических ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, кратко изложены предмет исследований и структура диссертации, сформулированы цель работы, защищаемые положения, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой Главе представлен краткий обзор литературы, посвященный формированию в эксимерных лазерах излучения с малой расходимостью и узкой спектральной линией. В режиме свободной генерации расходимость излучения эксимерных лазеров намного превышает дифракционный предел, а ширина спектральной линии составляет десятки обратных сантиметров. Для повышение степени временной и пространственной когерентности лазерного пучка используют методы, хорошо зарекомендовавшие себя ранее в других лазерах. К таким методам относятся: формирования излучения в задающем генераторе (ЗГ) с последующем его усилением, применение неустойчивого резонатора и режима ннжекционной синхронизации (ИС), использование нелинейных сред (ВРМБ и ВКР) для управления и преобразования излучения лазеров.

Формирование расходимости излучения в ЗГ обеспечивается за счет расположения в его резонаторе двух диафрагм, осуществляющих селекцию мод резонатора. При этом расходимость пучка ЗГ близка к дифракционному пределу 0Д = 2,44A/d, где d - диаметр отверстия диафрагмыД- длина волны излучения. Поскольку в эксимерных лазерах активная среда имеет высокий коэффициента усиления и реализуется малое число обходов резонатора излучением, то для уменьшения спектральной ширины линии ЗГ необходимо использовать резонаторы с высокой дисперсией и высоким контрастом полосы пропускания (эталон Фабри-Перо, решетки с числом штрихов > 2000 штр/мм).

К моменту начала данной работы вышло несколько публикаций, посвященных задающим генераторам на молекулах KrF (R.T. Hawkins. H.Figgcr. и др. // Appl. Phys. Lelt.-1980, V.36, P. 391-392) и XeCl (T.J.Pacala, l.S.McDermid. J.B.Laudenslager.// Appl. Phys. l.ett.-1984, V.45, P. 507-510). Тем не менее круг вопросов, требующих ответов при создании ЗГ на молекуле XeCl, оставался весьма широким, поскольку отсутствовала информация о перестройке длины волны, уровне шума, оптимальных оптических схемах и т.д.

Использование неустойчивых резонаторов лля уменьшения расходимости излучения в электроразрядных эксимерных лазерах с апертурой в единицы сантиметров показало, что они позволяют получать высокую направленность излучения (T.J.McKee, В.P. StoichelT, S.C.Wallace. Appl. Phys. Lett., 1977, V. 30, P.278). В тоже время в широкоапертурных лазерах (апертура >10 см) существовали серьезные проблемы получения высокой направленности, расходимость излучения в таких лазерах превышала 509л ( J. Goldhar, K.S. Jancatis, J. R. Murray. L. G. Schilitt. CLEO-84, Dig. Con., 1984, P. 136).

Исследования режима ИС проводились, в основном, в электроразрядных KiF лазерах с длительностью импульса 15-30 lie (J. Goldhair,J.R. Murray. // Opt. Lett. - 1977. V.l, P. 199201). При этом был» сформулированы основные принципы и условия управления параметрами излучения (I.J.Bigio, М. Slatkine. // Opt. Lett. - 1981, V.6. P. 336-338). Однако, управление параметрами излучения ХеС1 лазера до нас не исследовалось.

Управление параметрами излучения в схемах с использованием вынужденного рассеяния Мандельштамма-Бриллюэна (ВРМБ) также проводилось в основном с KrF лазерами, при этом сообщалось о реализации обращения волнового фронта (П. Armandillo. D.Prock. // Opt. Lett. - 1983, V.8, P. 523-525) и компрессии импульса излучения ( MJ.Dam/.en. and M.H R. Hutchinson. //Opt. Lett. - 1983, V.8, P. 313-315).

Преобразование излучения эксимерных лазеров в процессе вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) как в парах металлов (N. Djeu, Appl. // Phys. Lett. - 1979, V.35, P. 663-665), так и в газообразных средах (Н.Kommine, Е. A. Stappaerts. S.J.Brosnan. //Appl. Phys. Lett. - 1982, V. 40, P. 551-553), исследовалось ранее. Однако при этом, как правило, излучение накачки имело невысокую степень временной и пространственной когерентности. Поэтому такие параметры преобразованного излучения, как расходимость, ширина спектральной линии и спектральный состав, были далеки ог значений, предсказанных теорией. Исследование ВКР с высококогерентной накачкой, в связи с этим, несомненно, представляло интерес.

В целом же, проблема формирования мощных импульсов высококогерентного излучения в УФ области спектра решалась параллельно с автором данной работы, однако при этом в основном исследовались KrF и XeF лазеры. В дайной же работе решались вопросы относительно возможности повышения энергии генерации ХеС1 лазеров и формирования в них излучения с малой расходимостью и узкой спектральной линией. В заключение главы формулируются задачи исследований, направленные на решение выше упомянутой проблемы.

Во второй главе описана экспериментальная аппаратура, методики расчетов и измерений. В процессе выполнения настоящей работы было создано около десяти электроразрядных ХеС1 лазеров с энергией генерации от 1 мДж до 10 Дж и шесть ХеС1 лазеров, возбуждаемых электронным пучком, с энергией генерации от 1,5 до 200 Дж. Длительность импульсов излучения охватывала область от 20 не до 2.2 мкс. В большинстве случаев электроразрядные лазеры имели плазменные электроды (один пли два) и размер активной области ~ 1x3x70 см. Для юстировки оптических схем был создан малогабаритный ХеС1 лазер с энергией излучения в импульсе до 1 мДж при длительности тиг = 10 не, работающий с частотой следования импульсов до 50 Гц. В двух ХеС1 лазерах использовалась рентгеновская предионнзация разряда. Импульс генерации первого лазера имел энергию 1 Дж при длительности = 190 не. В нем впервые в качестве накопителя энергии была использована электрическая линия на керамических конденсаторах. Энергия генерации второго лазера (Рис.1) составляла 10 Дж при длительности импульса а ~ 80 не. Лазер работал в режиме фотоинншшрования разряда (без быстрого сильноточного коммутатора).

В лазерах, возбуждаемых электронным пучком, наиболее ответственным элементом является ускоритель электронов. При разработке мощных лазеров в данной работе рассматривались варианты ускорителей с системами накачки как от индуктивных так и от емкостных накопителей энергии. В одном из лазеров использовалась система накачки ускорителя электронов на основе индуктивного накопителя энергии с плазменным прерывателем. Данная схема Рис.1. Электроразрядный лазер использовалась нами впервые. Энергия генерации с активным объемом 6x11x80 данного лазера составила 1.5 Дж при длительности см3 и энергией генерации 10 импульса т1/2 = 50 не. Дж-

В остатьных наших установках питание ускорителей осуществлялось от генератора импульсного напряжения (ГПН) Аркадьева-Маркса. В лазере УФЛ-10 использовался восьми-ступенчатый ГИН, собранный на конденсаторах ПК-100-0.1. Электронный пучок с плотностью тока 8 А/см2, длительностью на полувысоте амплитуды -2 мкс и максимальной энергией 300 кэВ инжектировался в лазерную камеру с одной стороны через лавсановую пленку толщиной 50 мкм. Сечение пучка было 6x100 см2, активный объем лазера - 3 литра. На смеси Аг/Хе/ССЩНС!) максимальная энергия генерации лазера составляла 10 Дж.

В третьей установке (УФЛ-100) также использовался ГИН, собранный на конденсаторах ИК-100-0.4 и имеющий десять ступеней. Электронный пучок ускорителя сечением 13x150 см2 инжектировался в лазерную камеру через решетку с прозрачностью 80%, закрытую 40 мкм фольгой из сплава, 50 мкм титановой фольгой либо 50 мкм алюмшшзированным лавсаном. Выходные окна лазерной камеры имели диаметр 300 мм. Использовались также секционированные окна, состоящие из трех ячеек диаметром 90 мм. Это давало возможность работать одновременно с различной добротностью резонатора по сечешпо лазерного пучка. Энергия генерации ХеС1 лазера достигала 50 Дж при длительности импульса 1-1.5 мкс. На данной установке был проведен большой комплекс исследований, направленный как на поиск эффективных режимов формирования электронного пучка с параметрами, необходимыми для накачки лазера, так и на поиск эффективных режимов генерации ХсС1 лазера.

Возбуждение четвертого лазера, который представлял собой модернизацию третьего, осуществлялось уже двумя встречными электронными пучками. Питание каждого из ускорителей электронов осуществлялось от трех параллельно включаемых десяти ступенчатых ГИНов, собранных на малоиндуктивных конденсаторах КМИ-100-0.1. Электронный пучок сечение 13x150 см2 инжектировался в лазерную камеру с двух сторон через 50 мкм титановые фольги. Расстояние между фольгами было 12 см. Давление рабочей смеси газов Лг/Хе/НС1 составляло 3-4 атм. Энергия генерации лазера могла достигать 150 Дж при длительности импульса излучения Т|/2 -300 не.

Пятая и шестая установки представляли собой лазеры, возбуждаемые от одного либо от двух (УФЛ-100М, Рис. 2)

вШ)

ускорителен электронов с сечением электронного пучка 25x100 см". В этих установках использовался генератор импульсного напряжения с вакуумной изоляцией, который располагался с вакуумным диодом в общем металлическом баке, имеющем остаточное давление 2x10° мм рт. ст. Генератор был собран по схеме Лркадьева-Маркса и состоял из восьми ступеней. Каждая ступень имела емкость 0,5 мкФ и могла заряжаться до 100 кВ. На последней ступени генератора был расположен катод вакумного диода размером 94x16 см. В лазере с накачкой от

Рис.2 Лазер с активным объемом 25x25x100 см3.

одного ускорителя энергия генерации была 150 Дж при длительности импульса = 250 не. Использование двух ускорителей позволило улучшить однородность накачки и повысить выходную энергию излучения до 210 Дж.

На основе созданных лазеров была собрана усилительная система МЭЛС-4к, включающая в себя задающий генератор, электроразрядный усилитель, предуенлптель и основной усилитель. Сочетание ЗГ с электроразрядным усилителем в различных оптических схемах позволяло получать разные параметры излучения на его выходе (см. Гл.6, 7, 8). В качестве предусилителя использовался электроразрядный лазер с активным объемом 6x11x80 cmj. а основного усилителя - лазер с активным объемом 25x25x100 см3.

В процессе выполнения настоящей работы измерялись энергетические, спектральные, поляризационные, временные и пространственные параметры лазерного излучения. В электроразрядных лазерах энергия излучения измерялась с помощью приборов ИМО-2Н и ИКТ-1Н. Определение энергии излучения для пучка с большим сечением осуществлялось с помощью ИКТ-1Н. БКДМ (диаметр окна 160 мм) или набора калориметров ТПИ-2-7 (общей площадью 24x24 см2). Спектр излучения регистрировался спектрографом СТЭ-1, либо изготовленным нами спектрографом с обратной линейной дисперсией 0.035 нм/мм. Ширина спектратыюп линии излучения определялась с помощью интерферометра ИТ28-30. Стенепь поляризации лазерного пучка определялась путем разделения ортогонально-поляризованных компонент клином из исландского шпата. При измерении энергетической расходимости излучения использовался метод калиброванных диафрагм, при измерении расходимости по уровню половинной интенсивности применялся автокалибровочный метод. Для измерения временных характеристик лазерного излучения использовались вакуумные фотодиоды ФК-19, 20 и ФЭК-22СПУ. Измерение электрических импульсов в экспериментах осуществлялось при помощи осциллографов И2-7, С8-2, С8-14, 6J10P-4. Все экспериментальные графики, приведенные в диссертации, построены по среднему значению из 3-4 измерений.

Юстировка оптических схем производилась с использованием He-Nc-лазеров ЛГН-102, ЛГ-78. ЛГ-52-1. юстировочного эксимерного лазера, а также при помощи коллиматоров, входящих в комплект скамьи ОСК-2ЦЛ. Оптические элементы, используемые в экспериментах, обычно имели высокое качество.

Кроме экспериментальных измерений нами проводились численные расчеты параметров излучения лазеров и усилителей. Характеристики лазеров, возбуждаемых электронным пучком, рассчитывались с учетом всех основных кинетических процессов в активной среде. В расчетах параметров излучения усилителей использовалась одномерная

численная модель, которая состояла из системы нестационарных уравнений для концентрации эксимерпых молекул и потоков фотонов.

В третьей г.ишс приводя гея pciy.ii.tai ы исследований, целыо которых являлся поиск эффективных режимов возбуждения и генерации широкоапертурпых ХеС1 лазеров с накачкой электрическим разрядом и электронным пучком. При этом исследовались условия реализации однородной накачки, которая очень важна при формировании в лазере высокой степени пространственной когерентности.

В электроразрядном лазере с активным объемом 6x11x80 см1 эффективное п, генерашш и однородное! 1. шпснсивносги излучения существенно существенно зависели ог дозы рентгеновского излучения, которая в экспериментах изменялась от 1 мР до 30 мР. С малой дозой наблюдалась нитевидная структура разряда, которая хорошо была видна на автографе лазерного излучения в ближней зоне. С максимальной дозой рентгеновского излучения наблюдалось однородное горение разряда и равномерное распределение интенсивности лазерного излучения. При этом энергия излучения достигала 10 Дж. а эффективность генерации (от энергии в накопителе) ~ 2 %.

Исследование эффективности генерашш в ХеС1 лазерах, возбуждаемых электронным пучком, показало, что она существенно зависит от мощности и однородности накачки. Для пучка с длительностью импульса тока - 2,8 мке и максимальной удельной мощностью накачки < 100 кВт/см3 КПД лазера относительно вложенной в активный объем энергии был - 1.3%. Увеличение мощности возбуждения до 300 кВт/см' (при уменьшении длительности импульса тока до 1.5 мке) в шпрокоанертурном лазере повысило КПД до 1.8 %. Однако в обоих слу чаях при накачке пучком с одной стороны, за счет неоднородного распределения мощности возбуждения в лазерном объеме, невозможно было обеспечить оптимальный состав смеси и добротность резонатора для каждой области активной среды, поскольку они зависят от величины мощности накачки.

Для повышения эффективности генерации нами была увеличена мощность накачки и улучшена однородность ее распределения по активному объему. Это обеспечивалось за счет возбуждения лазера двумя встречными пучками с длительностью Т\ц = 350 не. Величина максимальной мощность накачки при этом составила 430 кВт/см3, ее изменение по активному объему в области между фольгамн не превышало 30%. При этом была пучена высокая однородность распределения энергии излучения по сечению лазерного пучка. Эффективность генерации лазера относительно вложенной энергии для данного режима с единицы объема составила 4%, а со всего объема 3.7%. Это значение близко к предельной эффективности ХеС1 лазера, предсказываемой теорией для данной длительности (Р.Каппап.

A.Suda, M.Obara, T.Fujioka// IEEE J. of Quant. Electron. - 1983, V.19, P. 1587; H.E.Cartland and T.H.Jonhson //J. Appl. Phys. 1991. V.69, P.2815).

Численные расчеты параметров генерации ХеС! лазера, возбуждаемого электронным пучком, для различных мощностей накачки в оптимальных условиях но составу смеси и добротности резонатора показали, что при длительности импульса накачки Т|/; = 300 не наибольшая эффективность генерации наблюдается в диапазоне удельных мощностей -200500 кВт/см'. Полученные оптиматьные условия возбуждения ХеС1 лазера электронным пучком легли в основу разработки и создания в ИСЭ СО РАМ лазеров с уровнем энергии генерации в импульсе 100-1000 джоулей. Использование же в ГИН вакуумной изоляции позволило повысить общий КПД этих лазеров в 1.5 раза и существенно уменьшить их габариты. Одним из таких лазеров является УФЛ-ЮОМ. Рис.2. Удельная мощность накачки в данном лазере составила 300-450 кВт/см3. КПД лазера, рассчитанный относительно всей вложенной в активный объем энергии для давления 2 атм. был равен 3%.

В лазере с активным объемом 12x16x150 см3 наряду с экспериментами нами проводилось компьютерное моделирование кинетики плазмохимических реакций и параметров излучения. Полученные результаты сравниваюсь с экспериментом. При исследовании поведения длительности импульса генерации в зависимости от концентрации HCl было найдено, что уменьшение длительности для концентраций HCl ниже оптимальных обусловлено поведением коэффициента поглощения на таких частицах, как: Агг+. Хе2+, АтХе+. Уменьшение длительности импульса при концентрациях HCl выше оптимальных было обусловлено поглощением на частицах СГ, ХегС1 и АгХе\ Влияние содержания Хе в смеси на параметры генерации также осуществлялось r основном через коэффициент поглощения. При малых концентрациях Хе увеличивался коэффициент поглощения на молекулярных ионах, особенно на Аг2 . С увеличением концентрации Хе выше оптимальной возрастала скорость тушения эксимерных молекул атомарным Хе с образованием Хс;С1, который становился доминирующим в поглощении лазерного излучения.

В четвертой главе исследуются характеристики задающего генератора (ЗГ) на молекулах ХеС1 в зависимости от оптической схемы, параметров накачки, состава и давления газовой смеси. Уменьшение ширины спектральной линии ЗГ осуществлялось с помощью дифракционных решеток и эталонов Фабри-Перо (ЭФП). При этом в резонаторе обычно располагалось две диафрагмы с диаметром 1.4 мм. что обеспечивало расходимость пучка ЗГ, близкую к дифракционному пределу, Рис.З. Исследование различных оптических схем с дифракционными решетками проводилось как при использовании расширяющего прнзменного телескопа, так и без него. Было показано, что в процессе увеличения

селективности резонатора ширина спектральной линии уменьшается пропорционально его дисперсии. При приближении к порогу генерации степень сужения линии увеличивается. Минимальная ширина линии н схеме с дифракционными решетками составила 0.15 см'1.

Использование п резонаторе эталонов Фабри-I lepo осуществлялось либо н комбинации с о.В -дифракционными решетками, либо без них. Комбинация

í

одной решетки и одного эталона позволяла получать ширину линии до 0.07 см"'. В то время как с двумя ол ■ эталонами ширина линии уменьшалась до 0.02-0.015 см" '. Лучшая ситуация в наших экспериментах была реализована при использовании двух решеток и одного твердотельного эталона. В этом случае ширина линии

Рис.3 Распределение энергии и составила 0.01 см"', что соответствует 4 продольным интенсивности в дальней зоне

„ , для пучка ЗГ.

модам резонатора. При этом оыл достигнут рекордно

высокий для ЗГ уровень энергии излучения ~ 1 мДж. Импульс излучения длительностью 50 не имел амплитудную модуляцию с периодом 12 не (время обхода резонатора), обусловленную взаимодействием полей нескольких мод.

В случае уменьшения ширины линии только за счет эталонов предварительная селекция излучения осуществлялась этатоном с базой 0.3 мм. В этом случае ширина линии была 0.015 см"', что соответствовало б продольным модам резонатора. При этом импульс излучения так же имел амплитудную модуляцию.

Дискриминация поляризации (s-компонента) излучения ЗГ осуществлялась как при отражении от грани призмы-телескопа так и от решетки. В нашем диапазоне углов падения на решетку эффективность дифракции для />поляризованного пучка была примерно в 1.3 раза выше, чем для s-компоненты. В результате, формирование линейно-поляризованного излучения в ЗГ с прнзменным телескопом происходило за 2-3 обхода резонатора. При этом степень поляризации выходного пучка составляла ~ 0.94. Несмотря на высокую скорость селекшш /?-полярпзапии. выходное излучение содержало и неполяризованное излучение, обусловленное существованием в резонаторе усиленного спонтанного излучения. Одной из важнейших характеристик ЗГ является уровень шума в выходном пучке. На уровень шума можно воздействовать, в основном, двумя способами - изменяя усиление активной среды, либо осуществляя фильтрацию шума. При снижении коэффициента усиления происходило

снижение уровня шума. Фильтрация излучения нами осуществлялась по поляризации и спектру. В качестве фильтрующего элемента использовались клин из исландского шпата и воздушные ЭФП. Наиболее сильная фильтрация осуществлялась эталоном с базой 0.1 мм, поскольку для него половина области свободной дисперсии (АХ/2 = 0.23 им) приблизительно была равна расстоянию между максимумами усиления на переходах 0-1 и 0-2. При этом энергия генерации снижалась всего па 25%. Для пучка с шириной линии Ду 0.1 см"' и мощностью импульса генерации 300 Вт уровень фона составил ~ 0.005%.

Пятая глава посвящается исследованию возможностей формирования высокой направленности излучения и определению причин ее ограничения в лазерах на молекуле ХеС1 с неустойчивым резонатором. Наиболее распространенным типом резонатора, который используется в лазерах с высоким коэффициентом усиления, является конфокальный резонатор положительной ветви. Одним из главных условий формирования в нем дифракционной расходимости 0., является обеспечение определенного количества обходов резонатора п.Л лазерным излучением в течение импульса генерации, согласно выражению

11.,= 1+[1п(0|/0..,У1пМ]. (5.1) где 0] = 0(1-1/М)/Ъ - расходимость излучения после первого обхода резонатора, М -увеличение резонатора. О - диаметр выходной апертуры. При этом желательным условием является обеспечение насыщения коэффициента усиления активной среды за счет оптимальной добротности резонатора (~1/М"|. Па практике выполнить эти два условия одновременно не всегда удастся. Тем не менее, в лазерах с апертурой в единицы сантиметров при длительности импульса генерации > ¡00 не в конфокальном резонаторе удастся сформировать пучок с долен энергии в дифракционном угле до 50%.

Наибольший интерес представляло исследование расходимости и ншрокоаиертурных лазерах. Данные исследования были проведены нами в ХеС1 лазере е активным объемом 15 х 13 х 150 см3. Эксперименты показали, что при оптимальном по энергии увеличении резонатора М = 4, основная энергия излучения содержится в угле ~1 мрад (что в 200 раз превышает дифракционный предел). При М = 8.5 наблюдатась максимальная осевая интенсивность, а при М = 18 минимальная расходимость по уровню половины энергии генерации. При значениях М > 18 расходимость излучения начинала увеличиваться. Такое поведение расходимости было совершенно не характерно для эксимерных лазеров с апертурой в единицы сантиметров, и. скорее всего, являлось особенностью мощных шпрокоапертурных лазеров. Для выяснения причин, ограничивающих достижение минимальной расходимости, было проведено исследование динамики формирования

излучения н различных углах. Эксперимент!,I показали, что формирование излучения в малом угле происходит медленнее, чем в большом. В течение импульса наблюдалась ситуация, когда интенсивность излучения в больших углах начинала увеличиваться, а в малых одновременно "уменьшаться, что прямо противоречило теории. Это могло быть связано с ростом интенсивности потоков, отраженных от вогнутого зеркала и первоначально сходящихся к центру под разными углами к осп резонатора. В результате инверсная населенность в центральной области оказывалась меньше, чем в остальном объеме, и процесс выделения основной моды резонатора замедлялся. При значениях М > 18. несмотря на высокую скорость пространственной селекции, имеющейся обратной связи, могло оказаться недостаточно, чтобы излучение основной моды эффективно снимало инверсию во всем активном объеме. Для увеличения М < 8 величина обратной связи возрастала, но вместе с этим увеличивалось и время формирования основной моды.

Уменьшить интенсивность потоков, сходящихся к центру активной области, можно

при замене заднего вогнутого зеркала на плоское (обобщенный параметр д =1 - Ь/Я = I) или

выпуклое (у > 1). В этом случае размер зеркал становится много меньше лазерной апертуры.

Для резонатора с двумя выпуклыми зеркалами в ближней зоне нами отчетливо наблюдалась

дифракция выходного излучения на зеркалах резонатора и

оптических неоднородности* в окнах лазерной камеры, что

свидетельствовало о высокой пространственной когерентности

пучка, 1'ис.4. Вместе с тем из наших измерений - 50% энергии

пучка содержалось в угле 5x10"5 рад. который соответствовал 10

дифракционным углам и был близок к предел} разрешения

нашей измерительной аппаратуры для данного размера пучка

(3x10"5 рад). В связи с этим были проведены измерения

расходимости части лазерного пучка с 0 = 75 мм, для которого

измерения можно считать более корректными. Для последнего

типа резонатора при этом отчетливо регистрировался

дифракционный керн с угловым размером 10° рад. в котором размером 15x20 см для

случая >1. ё2>1.

содержалось около 50% энергии излучения.

В Таблице 5.1 приведены характеристики излучения для исследуемых резонаторов. Видно, что наибольшая яркость излучения реализуется для последнего типа резонатора.

При использовании резонатора с дифракционным выводом выходное излучение в ближней зоне является неоднородным за счет дифракции и тени от выходного зеркала, Рис.4.

Рис.4 Автограф выходного излучения

Таблица 5.1

Тип Энергия Часть лазерного пучка Весь лазерный пучок

Резонатора генерации Е. с 0 = 75 мм

Дж Доля энергии в 0,„ % 0 сод. 0.5 Е, мрад Яркость, Вт/смЧ'р

Плоско-парал. 40 - - 2.7 9x1010

Конфокальный 20 13 0.04 0.07 6x1011

Щ<1.Ц: = 1 15 25 0.03 0.06 -

Ц,>!. Цл > 1 10 55 0.01 0.05 3x101"

Для получения лазерного пучка с однородным распределением интенсивности в ближней зоне нами использовался неустойчивый резонатор, в котором выходное зеркало было полупрозрачным и имело супергауссовый профиль коэффициента отражения. С таким резонатором в электроразрядном лазере с длительностью импульса т^ =110 не было получено излучение с распределением интенсивности близким к однородному и содержащим в дифракционном угле 60% энергии.

В шестой главе приводятся результаты экспериментального исследования режима ннжекшюннон синхронизации (ИС) в ХеС1 лазерах, возбуждаемых электрическим разрядом и электронным пучком. В качестве критерия управления выходным излучением УЛ нами был выбран спектр лазерного излучения. Для определения степени перераспределения энергии излучения между двумя сильными линиями в режиме ИС была введена энергетическая эффективность управления

Пк = 1 - А.чВоУАооВо-ь (6.1)

где Л(м и Ли.; - есть энергия излучения на переходе 0-1 и 0-2 в режиме свободной генерации. Во-: и В[>.| - энергия излучения па переходе 0-2 н 0-1 в режиме ИС. Детальное исследование условий управления в электроразрядных лазерах показало, что величина Г1н превышает 90% только при интенсивности входного сигнала выше некоторого его порогового значения, которая для неустойчивого резонатора была 1ПОр = 0,08 Вт/см2. Значение 1ПОр зависело от типа и параметров резонатора, от точности его юстировки. Степень заполнения активной области УЛ внешним сигналом влияла на эффективность ИС. Максимальная величина отношения выходной интенсивности к входной в режиме ИС была ~ !.2х107. Исследование режима ИС в шнрокоапертурпом лазере, имеющего длительность импульса т и2 = 250 не. показало возможность эффективного управления спектральным составом его излучения. Рис.5. При этом на инжектируемой линии 0-2 наблюдалось до 90% энергии. Неполное

100

200

300

400

Рис.5 Осциллограммы импульсов излучения лазера УФЛ-100 в режиме свободной генерации (пунктир, 2 В/дел) и ИС на линии 0-2.

заполнение активной среды внешним сигналом на отрезке времени от начала накачки до начала генерации в приосевой области приводило к полной потере управления спектром, а на ее периферии к снижению эффективности в течение импульса генерации.

Исследование управления расходимостью излучения в режиме ИС показало, что п электроразрядных УЛ при увеличении длительности импульса с 20 до 100 не оно уменьшается. В широкоапертурном лазере с длительностью импульса 250 не в режиме ИС в фокальном пятне исчезали '"спутники", присутствующие в режиме свободной генерации. За счет этого осевая интенсивность в дальней золе возрастала. однако крылья диаграммы направленности практически не изменялись.

Управление поляризационными

характеристиками выходного излучения электроразрядного ХеС1 лазера (длительность импульса 60 не) с неустойчивым резонатором показало, что степень линейной поляризации в начале импульса высока, но затем уменьшается к концу импульса. Анализ таких факторов деполяризации, как: генерация в УЛ фоновой компоненты, соответствующей другой спектратьной липни, деполяризация в активной среде, деполяризация на резонаюрпой оптике, показал, что основное влияние на поляризацию оказывал последний фактор.

В седьмой главе исследуется процесс формирования мощных импульсов излучения с расходимостью близкой к дифракционному пределу в ХеС1 усилителях, возбуждаемых электрическим разрядом и электронным пучком. Расходимость излучения при усилении пучка ЗГ определялась искажениями его волнового фронта в оптическом тракте и величиной УСИ. Искажения в активной среде могут быть обусловлены различной электронной плотностью, аномальной дисперсией, изменением химического состава среды, турбулентностью и т.д. Оценки таких искажений в условиях изменения накачки усилителей от максимальной ее величины (в центре среды) до нуля (на краю среды) показали, что их суммарное влияние может приводить к разнице в набеге фазы волны Аф ~ >.. Эксперименты же показали, что при однородной накачке в электроразрядных усилителях (диаметр пучка до 5 см) можно усиливать излучение практически без искажений. При неоднородной накачке (появление нитевидной структуры, стягивание в узкую область) происходило уширение диаграммы направленности в поперечной плоскости разряда. При усилении пучка ЗГ с

диаметром 1.5 мм. имеющего неоднородное распределение интенсивности за счет дифракции на выходной диафрагме, в условиях насыщения даже для однородной активной среды усилителя наблюдалось существенное увеличение энергетической расходимости выходного излучения.

Расходимость излучения на выходе усилителя с накачкой электронным пучком была исследована для различных диаметров пучка, при этом отслеживаюсь поведение дифракционного керна. Для пучка с диаметром 35 мм практически не наблюдалось каких-либо искажений волнового фронта. Рис. б.а. При диаметре 75 мм часть лазерной энергии начинала рассеиваться из дифракционного керпа в крылья диаграммы направленности, однако дифракционный керн с угловым размером 10 мкрад сохранялся. Усиление пучка е диаметром 150 мм (Рис.б.в) приводило к существенным изменениям распределения интенсивности, однако при этом основные искажения волнового франта пучка происходили не в активной среде, а в тракте регистрации (длина пути в воздухе ~ 25 м). При уменьшении длины тракта регистрации искажения были уже не столь большими н были обусловлены, в основном, аберрациями на согласующем телескопе. Рис.6 (г). Для всех исследуемых размеров пучка распределение интенсивности в дальней зоне исходного и усиленного

излучения были близки друг к другу. Это

0 35 мм

Рис.6 Денситограммы фокальных пятен исходного (1) и у силенного (2) излучения.

говорит о том, что активная среда усилителя является достаточно однородной и не влияет на волновой фронт усиливаемого излучения. Следует отметить, что расходимость излучения ЗГ. прошедшего среду усилителя через несколько секунд после его срабатывания резко увеличивалась, Рис.6,а(3), что было обусловлено искажением волнового фронта пучка на флуктуацнях плотности рабочей среды.

Для определения предварительных выходных параметров широкоапертурных

усилителей лазерной системы МЭЛС-4к проводился их расчет с учетом влияния УСИ. При этом было найдено, что для насыщения предусилителя на двух проходах необходимо обеспечивать на входе плотность мощности - 4 кВт/см2. В основном усилителе входная интенсивность (при одном проходе) должна быть не менее 10 кВт/см2. Форма импульса

усиленного излучения могла изменяться в зависимости от формы импульса накачки и от параметров активной среды.

Экспериментальные результаты, полученные при усилении пучка ЗГ с длительностью импульса т 1/2 = 80 не в лазерной системе МЭЛС-4к. приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Параметры 1 каскад 2 каскад 3 каскад 4 каскад

А. см 0 = 0.6 1.2x1.8 4x5 5x6 10x12 21x25

Е,ч. Дж - О.ООЗ 0.03 0.03 0.8 1.2

Евыч. Дж 0.005 0.08 1.0 1.5 10 25

Ел/Ешх 0.82 0.77 0.6 0.5 -0.1 -

Где: Л - размер пучка на выходе усилителя. Еи , Евт - входная и выходная энергии, Ел -энергия, содержащаяся в дифракционном угле 0л. Первый каскад представлял из себя ЗГ и однопроходный усилитель (усиление в незадействованной части той же активной среды), второй каскад - двухпроходный электроразрядный усилитель, третий каскад -предусилнтель, четвертый каскад - основной усилитель. Как видно из таблицы, расходимость излучения на выходе 1 каскада была близка к дифракционному пределу. Увеличение расходимости излучения после второго каскада по сравнению с первым было обусловлено присутствием в пучке некоторой доли УСИ. Активная среда 3 каскада не влияла на расходимость усиленного излучения, наблюдаемое же небольшое увеличение расходимости было вызвано искажениями в воздухе и на оптических элементах. Измерения расходимости пучков большого сечения осложнялись наличием турбулентных потоков в атмосфере. По этой причине величина Ед/Евю для пучка размером 10x12 см указана лишь приблизительно, более точно можно лишь сказать, что около 50% энергии содержалась в угле 5 х 10° рад. Какого-либо влияния неоднородности активной среды основного усилителя на расходимость усиленного излучения в экспериментах не наблюдалось.

В восьмой главе исследуются возможности использования ВРМБ и ВКР для управления временными, спектральными и пространственными характеристиками ХеС1 лазера. Исследование условий обращения волнового фронта (ОВФ) за счет ВРМБ проводилось с шириной линии пучка накачки Ду = (0.2 - 0.01) см"'. При этом в рассеянном сигнате при '"жесткой" фокусировке в основном наблюдалось вынужденное температурное рассеяние (ВТР), а при увеличении фокусного расстояния - ВРМБ. Наиболее высокая

точность ОВФ нами была реализована при максимальной доле в рассеянном сигнале ВРМБ. Измерение коэффициента отражения от ВРМБ-зеркала показало, что он зависит от интенсивности и ширины линии накачки, его величина может достигать 90%. Наличие в экспериментах ОВФ подтверждалось восстановлением в стоксовом пучке структуры маски, изображение которой сохранялось в диапазоне ннтенснвностей накачки 1-10 ГВт/см5,

В работе также исследовалась возможность ОВФ для пучка накачки ХеС1 лазера без спектральной селекции. При этом пучок задающего генератора имел линейную поляризацию и расходимость близкую к дифракционному пределу. Наибольший коэффициент отражения падающего пучка от ВРМБ-среды наблюдался при интенсивности !. близкой к критическому значению для наших условии !кр= 16 ГВт/см" . Однако наибольшее значение коэффициента качества ОВФ было получено при I ~ 100 МВт/см2. При этом наблюдалось частичное восстановление маски. Регистрация спектра стоксова сигнала при интенсивности накачки ~ 100 МВт/см" показала, что ширина линии на половине интенсивности составляет 0.3 - 0.5 см"1. Центр линии приходился на электронный переход 01 молекулы ХеС1. Обнаруженный эффект селекции излучения был использован для повышения когерентности излучения ХеС1 лазера согласно оптической схемы /

Рис.7. Затравочный сигнал для ВРМБ зеркала при этом формировался из спонтанных шумов за два прохода активной среды. Нелинейная среда на первом этапе выполняла функцию спектрального и пространственного селектора, а затем работала как ОВФ зеркато. Выходное излучение лазера состояло из двух пучков: сходящегося (А) и расходящегося (Б). Временная форма излучения представляла собой цуг импульсов, чередующихся для сходящегося и расходящегося пучков и отстоящих друг от друга па время обхода резонатора. Генерация наблюдалась на переходе 0-1 молекулы ХеС1 со спектральной шириной линии импульса в цуге - 0.3 см"1. Частота каждого последующего импульса в цуге была смещена относительно предыдущего на 0.3 см'1 , что соответствует спектральному сдвигу ВРМБ. Общая энергия генерации лазера составляла 10 мДж. Выходное излучение содержало в дифракционном угле 9Д = 0.07 мрад 30% энергии.

Рис.7 Оптическая схема лазера: 1 - выходное зеркато: 2 - диафрагма диаметром 1 см; 3 -просветленные окна: 4 - лазерная камера; 5 -линза с фокусным расстоянием 10 см; 6 -кювета с гептаном.

Для импульса излучения с длительностью тш = 20 не в кювете с 5Г<, исследовались условия компрессии. Минимальная длительность импульса, полученная для пучка с Д\' = 0.01 см'1 в результате компрессии, составила х\а = 1.5 не. Коэффициент передачи энергии из пучка накачки в стоксов импульс составил при этом 0.45, энергия усиленного стоксова импульса равнялась 7 мДж. Усиленный короткий стоксов импульс имел практически то же распределение энергии по углам, что и пучок накачки, за исключением меньшей доли энергии в крыльях диаграммы направленности.

ВКР в парах металлов исследовалось в парах свинца, бария и туллия. Кювета для паров металла была изготовлена из бериллиевой керамики и имела длину 45 см и диаметр 15 мм. В таблице 8.1 приведены основные физические параметры рабочих переходов атомов, оптимальные температуры паров, энергетические и квантовые эффективности, энергии излучения ВКР для используемых металлов, полученные в наших экспериментах.

Таблица 8.1

Элемент Переход д.вкг, нм Ду, см"1 Т,°С ЧЕ, % Г|ф. % Е. мДж

Ва 7р'Р] Ъг 475 50 1190 17 25 12

РЬ 3Р - 3Р, 458 2100 1320 62 92 35

Тш 2С>1/2- 2ГГ1/2 422 -4 1180 12 18 8

Плотность пучка накачки для ВКР в свинце была на 2-3 порядка выше, чем в парах других элементов. Исследование поглощения пучка накачки в парах показало, что для паров РЬ при оптимальных температурах поглощение практически отсутствует в отличие от паров Тш и Ва. Измерение энергии излучения ВКР в свинце показало, что с шириной линии Ду = 0.1 см'1 и Ду = 0.01 см"' эффективность преобразования при оптимальной температуре возрастала примерно вдвое по сравнению с широкополосной накачкой, при этом пучок накачки содержал в дифракционном угле около 60% энергии. Для пучка накачки с Ду = 0.01 см"' ширина линии ВКР на X = 458 им составляла 0.05-0.06 см'1. Расходимость преобразованного излучения увеличивалась по отношению к расходимости пучка накачки с ростом температуры и интенсивности накачки. При накачке излучением ХеС1 лазера, возбуждаемого электронным пучком, максимальная энергия излучения на выходе ВКР кюветы с парами свинца составила 1 Дж.

ВКР в водороде исследовалось для широкого набора параметров пучка накачки. Максимальная эффективность преобразования во все стоксовы компоненты наблюдалась в области давлений 2-4 атмосферы. При этом формирование высших стоксовых компонент

происходило как в процессе комбинационного преобразования, так и за счет четырехволнового параметрического взаимодействия (ЧПВ). Для устранения ЧПВ и реализации чисто каскадного механизма формирования стоксовых компонент нами была использована низкоинтенсивная коллнмированная накачка. При давлении водорода 8 атм выходе кюветы наблюдалось только излучение первой колебательной сгоксовой компоненты (А. = 353,45 нм) и накачки. Эффективность преобразования энергии в 8| составила 95%. Расходимость излучения Б] зависела от интенсивности накачки и давления водорода. Вблизи порога его расходимость была близка к дифракционному пределу.

Спектральный состав ВКР зависел, прежде всего, от интенсивности излучения накачки и состояния ее поляризации. При линейно поляризованном или деполяризованном излучении и максимальной интенсивности накачки спектр состоял из четырех стоксовых п двух антистоксовых компонент.

Вблизи каждой компоненты наблюдались интенсивные

спутники. обусловленные

рассеянием предыдущей

компоненты или волны накачки.

I (

Г» 90

г

11

Я №

Рис.8 Денситограммы спектра ВКР в водороде при циркулярной поляризации пучка накачки ХеС1 лазера.

При циркулярно-поляризованнон накачке исчезали спутники, окружающие колебательные линии, и появлялись новые вращательные линии и их спутники. Максимальное количество линий от УФ до ИК области спектра (около 70) наблюдалось при оптимальных условиях для высших колебательных стоксовых компонент, Рис.8. Минимальная ширина каждой спектральной линии ВКР повторяла спектральный профиль линии накачки. Максимальная энергия преобразованного излучения в первую и вторую стоксовы компоненты, полученная в работе, составила 2.2 и 1.7 Дж, соответственно.

В заключении формулируются основные выводы работы.

1. Для эффективной генерации ХеС1 лазера с уровнем энергии 100 Дж и более при возбуждении электронным пучком длительностью импульса на полувысоте амплитуды - 300 не необходимо обеспечивать однородную накачку (степень неоднородности менее 30%) с удельной мощностью ~ 200 - 400 кВт/см3.

2. Оптимальный состав смеси в ХеС1 лазере с накачкой электронным пучком зависит от мощности накачки и определяется в основном поглощением лазерного излучения частицами его активной среды.

3. Величина минимальной расходимости излучения в широкоапертурных эксимерных лазерах с плоскопараллельным и неустойчивым конфокальным резонатором положительной ветви определяется потоками усиленного спонтанного излучения. При использовании неустойчивого резонатора с обобщенными параметрами Б1 > I н цт > I расходимость излучения ограничивается неоднородностью активной среды .

4. Для эффективного управления параметрами излучения злектроразрядного ХеС1 лазера в режиме ИС необходимо обеспечивать в его активном объеме интенсивность внешнего сигнала не менее 0.1 Вт/см2.

5. В широкоапертурном ХеС1 лазере с длительностью импульса 250 не в режиме ИС возможно эффективное управление спектральным составом излучения. При этом неполное заполнение активной среды внешним сигналом на отрезке времени от начала накачки до начата генерации в приосевой области приводит к полной потере управления спектром, а на ее периферии к снижению эффективности в течение импульса генерации.

6. При усилении дифракционного пучка задающего генератора в ХеС1 лазерной системе с выходной апертурой 25x25 см наибольшее влияние на расходимость излучения оказывают турбулентные потоки в рабочей среде и на участках его транспортировки в воздухе.

7. Активная среда ХеС! усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволяет без искажении волнового фронта усиливать излучение с расходимостью - 10 мкрад.

8. Взаимодействие со средой ВРМБ излучения ХеС1 лазера с низкой степенью когерентности интенсивностью -100"МВт/см2 позволяет рассеивать высококогерентное излучение. Использование это явления в ХеС1 лазере с резонатором, образованным полупрозрачным выходным зеркалом и средой ВРМБ, позволяет формировать в нем узкополосное излучение (Д\,=0,3 см ') с малой расходимостью (30% энергии в 0.,).

9. При ВКР высококогерентного пучка ХеС! лазера в парах свинца и сжатом водороде экспериментально достигнута квантовая эффективность преобразования в одну стоксову компоненту 92 и 95%, соответственно. В водороде реализовано до 70 врашательно-колебательных компонент, ширина спектральной линии стоксов составила 0.01 см"1 а расходимость преобразованного излучения была близка к дифракционному пределу. В парах

свинца расходимость ограничивалась величиной в несколько 9Д, а ширина спектральной линии уровнем 0,05 см

Совокупность полученных экспериментальных и расчетно-теоретических результатов, их анашп и сделанные выводы представляют из себя новое крупное достижение в развитии физики процессов формирования мощных лазерных импульсов УФ излучения с высокой степенью временной и пространственной когерентности.

СПИСОК РАКОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ НО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. XeCl-лазср. возбуждаемый пучком электронов / Ю.И. Бычков, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.Ф. Тарасепко // Письма в Жури. техн. фнз. - 1977. - Т. 3. вып. 23. - С. 1233-1236.

2. XeCl-лазср с разрядом, поддерживаемым электронным пучком/IO.II. Бычков, И.В. Карлов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, Л.М.Прохоров, В.Ф. Тарасепко // Письма в Журн. техн. физ. -1978. - ТА вып.2. - С. 83-86.

3. Эксимерные лазеры на молекулах XeF и ХеС1 // Ю.И. Бычков, И.И.Коновалов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.В.Рыжов, В.Ф.Тарасенко // Изв. Академии Наук СССР. сер. Физическая. - 1978. - 1.42. №12. - С.2493-2498.

4. Effective ХсС! laser performance conditions with combined pumping / Yu.I.Bychkov, /1.I.Gorbalenko, V.F.Lasev, G.A.Mesyats, V.F.Tarasenko // Optics Communications. - 1979. -Vol. 30. №2. - P. 224-226.

5. Лосев В.Ф., Тарасепко В.Ф., Бычков Ю.И. Генерация на молекуле ХеС1 при возбуждении электронным пучком // Квантовая электроника. - 1979. - Т. 6, № 7. - С. 15611564.

6. Лосев В.Ф., Тарасепко В.Ф. Генерация в смеси Ar-Хе при комбинированной накачке // Квантовая электроника. - 1980. - Т. 7. вып.З. - С. 663-664.

7. Генерация на молекулах ХеС1* и XeF* при комбинированной накачке в лазере с активным объемом 28 литров/Ю.И. Бычков, ПЛ. Коновалов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, А.М. Прохоров, П.П. Сисакян, В.Ф. Тарасепко, А.Г. Филонов // Письма в Журн. техн. физики. -1980. - Т. 6. №24. -С. 1483-1487.

8. Мощная генерация в смеси АпХе при возбуждении пучком электронов микросекундпой длительности I Ю.И. Бычков, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасепко, Е.Н. Тельманов И Письма в Журн. техн. физ. - 1982. - Т.8. вып. 14. - С. 837-840.

9. Spécial features of electron-beam-excited XeCl-laser génération / Y.I. Bychkor, I'.F. Losev, G. A. Mesyats, К S. Skakiw, V. F. Tarasenko //Optics Communications. - 1982. - Vol. 42. №4. - P. 278-280.

10. Формирование сильноточных электронных пучков большой апертуры ,' ЭЛ. Аодуллчн, ИЛ. Коновалов, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасепко, С.М. Чесноков // Журн. техн. физ - 1982 - Т. 52. выи.5. - С. 929-934.

11. ХеСГлазер, возбуждаемый микросекундным электронным пучком / Ю.И. Бычков, П.Г. Иванов, ИЛ. Коновалов, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасепко, ЕЛ. Тельманов И Квантовая электроника.- 1983.-Т. 10, №7.-С. 1510-1512.

12. Характеристики генерации ХеС1-лазера с рентгеновской прсдиоштацией в квазистационарном режиме возбуждения / ЮЛ. Бычков, МЛ. Вшшик, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев // Квантовая электроника. - 1985. - Т. 12, №10. - С. 2174-2176.

13. Управление ХеС1-лазером с помощью внешнего сигнала интенсивностью менее 2 Вт/смг/ Ю.И. Бычков, МЛ. Вчнннк, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев // Квантовая электроника. - 1987.-Т.Н.№5.-С. 957-958.

14. Исследование характеристик генерации ХеС1-лазера. возбуждаемого электронным пучком мнкросекундной длительности/10.1!. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.В. Рыжов II Квантовая электроника . - 1987. - Т. 14, №5. - С. 953-956.

15. Возбуждение лазера па галогеиндах благородных газов электронным пучком мнкросекундной длительности / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, 11.11. Коновалов, В.Ф. Лосев Н Квантовая электроника. - 1987. - Т.14. №4. - С. 664-669.

16. Бычков Ю.И., Вшшик МЛ., Лосев В.Ф. Электроразрядный лазер с энергией генерации 1 Дж и к.п.д. 2,6%// Квантовая электроника, - 1987. - Т.14, №8. - С. 1582-1584.

17. ХеС1-лазер с энергией генерации 150 Дж/Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц // Письма в Жури. техн. физ. - 1988. - Т. 14, №6. - С.566-569.

18. Бычков IO.IL, Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Ускоритель электронов с индуктивным накопителем энергии и плазменным прерывателем тока, как источник накачки газовых лазеров // Жури. техн. фнз. -1989. - Т.59, вып.8. - С. 75-77.

19. Влияние состава смеси на характеристики ХеС1-лазера. возбуждаемого электронным пучком / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, В.В. Рыжов, И.10. Турчановский, А.Г. Ястремский // Квантовая электроника. - 1990. - Т.17, №3. - С. ЗОО-ЗОЗг.

20. Коваленко С.Е., Лосев В.Ф., Панченко Ю.И. Узкополосный ХеСТ-лазер с внутрпрезонаторным прнэмспным телескопом // Журн. прикл. спектр. -1990. - Т.52. №4. ~ С. 687-689.

21. Бычков Ю.И., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Пространственно - временные характеристики излучения мощного ХеС1-лазера с неустойчивым телескопическим резонатором// Квантовая электроника . - 1990. - Т.17,№12.-С. 1634-1636.

22. Бычков Ю.И., Иванов И.Г., Лосев В.Ф. Использование вынужденного рассеяния для улучшения пространственных характеристик мощного ХеС1-лазера // Квантовая электроника. - 1991. -Т. 18, №6. - С.693-694.

23. Эффективность преобразования излучения ХеС1-лазера в ВКР на парах металлов / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, В.Е. Прокопъев // Журн. прикл. спектр. - 1991. - Т.55, №1. - С. 80-83.

24. Панченко Ю.Н., Коваленко С.Е., Лосев В.Ф. Компактный электроразрядный XcCl-лачер с высоким качеством излучения // Приборы и техника эксперимента. - 1991-№3. -С. 150-152.

25. Характеристики излучения лазеров на молекулах ХеС! в режимах управления внешним сигналом I 10.И. Бычков, Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, А. И. Черников И Томск, 1991. - (Препринт / Томск, науч. цетр Сиб. Отд-ния АН СССР, №42).

26. Коваленко С.Е., Лосев В.Ф. Управление расходимостью ХеС1 лазера в режимах усиления // Томск. 1991. - (Препринт / Томск, науч. цетр Сиб. Отд-ния АН СССР. №33).

27. Режим инжекционной синхронизации в мощном ХеС1-лазере /Ю.Н. Бычков, Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко П Квантовая электроника. - 1992. -Т.19.№2.-С.133-135.

28. Задающий генератор на молекулах ХеС1 с малым уровнем фона ! Ю.Н. Бычков, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко // Жури, прикл. спектр. - 1992. -Т. 56. №3. -С. 499-502.

29. Бычков Ю.Н., Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Экспериментальное исследование эффективноеin ОВФ пучка XeCI-лазсра при ВРМБ // Квантовая электроника. - 1992. - Т.19, №7. - С. 688-690.

30. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Компрессия импульса излучения ХеС1-лазера за счет ВРМБ // Квантовая электроника. - 1994. - Т.21, №1. - С. 1-2.

31. Kovalenko S.E., Losev V.F., Perrone M.R. Super-Gaussian resonators for long-pulse XeCl lasers // J. Appl. Optics. - 1994. - Vol. 33, No. 18. - P. 4082-4086.

32. Efficiency of coversion of XeCl laser radiation for SRS in métal vapor and hydrogen gas / l'u.I. Bychkov, N.G. Ivanov,S.E. Kovalenko, V.F. Losev, Уч.S. Panchenko, V.E. Prokop'ev H J. of Russion Laser Research. - 1994. - V.15, №1. - P. 18-24.

33. Печное H.Г., Лосев В.Ф. Повышение яркости излучения XeCl лазера с апертурой 20 см // Томск. 1994, - (Препринт / Томск, науч. цетр Сиб. Отделения АП СССР, №2).

34. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Особенности вынужденного рассеяния широкополосного излучения ХеС1-лазера // Квантовая электроника. - 1995. -Т.22. №5. - С. 473-474.

35. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Формирование качественного излучения ХеС1-лазера в резонаторе с ВРМБ зеркалом // Квантовая электроника. - 1995. - Т.22, №5. - С. 475-476.

36. Лазерная система на молекулах ХеС! с высоком спектральной яркоеп.ю излучении / II.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, IO.lt. Панченко Н Оптика атмосферы и океана. -1995. - Т.8. №11. - С. 1590-1594.

37. О спектральной яркости излучения BKI' пучка ХеС1-.тазера » парах мегаллов/11.1'. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, IO.ll. Панченко, В.Е. Прокопьев // Оптика атмосферы и океана. - 1996. - Т.9. №2. - С. 211-216.

38. Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Формирование минимальной расходимости излучения к XcCI лазере с апертурой 12x16см //Квантовая электроника. - 1996. - Т.23, № 9. - С. 1-4.

39. Oil the spectral brightness of the SRS radiation excited in metal v apors by a XeCI laser N.G. Ivanav, S.E. Kovalenko, V.F. Losev, Vh.iY. Pancheuko and ¡'.1С. Prokop'ev 7 J. of Russian l.aser Research. -1996. - Vol. 17. №4. - P.401-405.

40. ХсС'1-тазср с энергией генерации 200 Дж ! П.Г. Пианов, 11.Ф. Лосев. 7.//. Паац. В.В. Рымов, П.Ю. Турчановский, А.Г. Ясшремскнп // Квантовая электроника. - 1997. Т. 24. № 8. - С. 688-690.

41.Лосев В. Ф., Панченко Ю.Н. Длительность стоксова сигнала при ВРМБ излучения XeCI лазера /У Квантовая электроника. - 1997. Т. 24. № 9. - С. 812-813.

42. Losev V.F., Pancheuko Vu.N. Spectral and spatial selection of XeCI laser radiation by an SBS mirror // Optic Communications. - 1997.-Vol. 136,- P. 31-34.

43. Ivanav N.G, Losev 1'. F„ aiul Pancheuko Yu. /V. Influence of the optical aberration type on the accuracy of wav e front inversion at stimulated Brillouin scattering of a XeC'l-laser beam // Atmos. Oceanic Opt. - 1997. - Vol. 10. № 9. - P. 646-649.

44. Панченко 10.И.. Лосев В.Ф. Способ получения узкополосного излучения с малой расходимостью в эксимерном лазере // Патент РФ. № 2077756. 1997.

45. Формирование основной моды излучения импульспо-периодпческого XeCI лазера и уменьшение его расходимости / В.В. Осиное, А.Н. Орлов, К.В. Еоянов, В.Ф. Лосев // Оптика атмосферы и океана.- 1998.- Т. 11. №2-3,- С. 100-104.

46. ХеС1-лазер с энергией генерации 200 Дж /И. Г. Иванов, В. Ф. Лосев, Э. И. Наац, В. В. Рыжов, //. Ю. Турчановский, А. Г. Ястремский // Оптика атмосферы и океана. - 1998. -Т.Н. №2-3.-С. 145-148.

47. Losev V.F., Panchenko Yu. N. Use of Brillouin scattering in excimer lasers // Proceedings of SP1E.-1998,- Vol.3403.- P. 46-54.

48. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Длительность стоксова сигнала при ВРМБ излучения XeCI лазера// Оптика атмосферы и океана.- 1998,- Т.П. №2-3,- С. 288-291.

49. Losev V. F., Ivanov N. G., Panchcnko 1'. N. High quality beam formation in wide aperture cxcimer lasers and laser systems //Proceeding SPIE. - 1998. - Vol. 3574. - P. 104-111.

50. XeCl лазерная система с выходной апертурой 25x25 см / Н. Г. Иванов, В. Ф. Лосев, Ю.Н.Панчепко, А.Г.Ястремский И Квантовая электроника. - 1999. Т. 29. № 1.-С. 15.

51. Лосев В.Ф., Иванов Н.Г., Панченко Ю.И. Формирование высококогерентного излученния в широкоапертурном эксимерном лазере // Изв. Вузов Физика. - 1999.- Т.42. -№8.- С.54-57.

52. Н.ГЛванов, В.ФЛосев, В.Е.Прокопъее. Преобразование высококогерентного излучения XeCl лазера при ВКР в газообразном водороде // Оптика атмосферы и океана. -1999. -Т. 12. № 11.-С. 1-8.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСОКОКОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭКСИМЕРНЫХ ЛАЗЕРАХ

1.1 Формирование узкополосного излучения с малой расходимостью в задающем генераторе.

1.2 Расходимость излучения в лазерах с неустойчивым резонатором.

1.3 Режим инжекционной синхронизации.

1.4 Использование в эксимерных лазерных системах ВРМБ среды.

1.5 Преобразование излучения УФ лазеров в процессе ВКР.

ГЛАВА 2 АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1 Электроразрядные лазеры.

2.2. Лазеры с накачкой электронным пучком.

2.3 Лазерная система МЭЛС-4к.

2.4 Измерение и расчет вложенной в газ энергии электронного пучка.

2.5 Измерение и расчет параметров лазерного излучения.

ГЛАВА 3 ПОИСК И РЕАЛИЗАЦИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ШИРОКО АПЕРТУРНЫХ ХеС1 ЛАЗЕРОВ

3.1 Электроразрядные лазеры с рентгеновской предионизацией.

3.2 Возбуждение лазера электронным пучком с длительностью более микросекунды.

3.3 Возбуждение ХеС1 лазера двумя электронными пучками с длительностью импульса 500 не.

3.4 Моделирование ХеС1 лазера, возбуждаемого электронным пучком.

Г Л А В А 4 ФОРМИРОВАНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ В ЗАДАЮЩЕМ ГЕНЕРАТОРЕ НА МОЛЕКУЛЕ ХеС

4.1 Уменьшение ширины спектральной линии в резонаторе с дифракционной решеткой.

4.2 Уменьшение ширины спектральной линии в резонаторе с эталоном Фабри-Перо.

4.3 Формирование расходимости и поляризации излучения.

4.4 Уменьшение уровня шума в задающем генераторе.

ГЛАВА 5 ФОРМИРОВАНИЕ РАСХОДИМОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ В ХеС1 ЛАЗЕРЕ С НЕУСТОЙЧИВЫМ РЕЗОНАТОРОМ

5.1 Использование конфокального резонатора положительной ветви.

5.2 Резонаторы положительной ветви с обобщенными параметрами ^ >1.

5.3 Резонатор с зеркалом переменного отражения.

ГЛАВА 6 УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ ХеС1 ЛАЗЕРА

В РЕЖИМЕ ИНЖЕКЦИОННОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

6.1 Исследование условий, при которых реализуется управление параметрами излучения ХеС1 лазера.

6.2 Энергетические характеристики.

6.3 Спектральные характеристики.

6.4 Расходимость излучения в режиме ИС.

6.5 Поляризация излучения.

ГЛАВА 7 ФОРМИРОВАНИЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОКОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ УСИЛЕНИЯ

7.1 Анализ возможных причин искажения волнового фронта лазерного пучка в активной среде усилителей.

7.2 Расходимость излучения при усилении пучка ЗГ в электроразрядных усилителяхШ

7.3 Расходимость излучения на выходе усилителя с накачкой электронным пучком.

7.4 Расчет режимов усиления в широкоапертурных усилителях.

7.5 Усиление пучка ЗГ в лазерной системе МЭЛС-4К. ,.130.

ГЛАВА 8 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВРМБ И ВКР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ИЗЛУЧЕНИЯ ХеС1 ЛАЗЕРА

8.1 Обращение волнового фронта за счет ВРМБ.

8.2 Компрессия импульса излучения при ВРМБ.

8.3 ОВФ широкополосного излучения ХеС1 лазера.

8.4 Повышение степени когерентности излучения ХеС1 лазера в резонаторе с ВРМБ зеркалом.

8.5 Использование ВР для улучшения пространственных характеристик широкоапертурного ХеС1 лазера.

8.6 Преобразование УФ излучения в парах металлов.

8.7 Вынужденное комбинационное рассеяние в газообразном водороде.

С открытием в 1975 году лазеров на галогенидах благородных газов (названных эксимерными лазерами) появился новый класс высокоэффективных источников когерентного излучения, спектральный диапазон которых перекрыл большую область ближнего ультрафиолета [1-5]. Данные лазеры работают на таких молекулах, как ХеС1, КгС1, ХеР, КгР, ХеВг и т.д. За счет того, что нижнее состояние лазерного перехода является слабо связанным либо разлетным, в эксимерных лазерах достаточно легко достигается инверсная населенность. В течение первых лет после их открытия основное внимание исследователей было обращено на изучение способов возбуждения лазеров, поиск оптимальных газовых смесей, получение новых линий генерации (различные молекулы) и повышение эффективности лазеров. В результате исследований выяснилось, что для эффективного возбуждения лазеров лучше всего подходит объемный электрический разряд и пучок ускоренных электронов. Наиболее перспективными оказались лазеры на молекулах ХеС1 (длина волны 1=308 нм) и КгР (Х=248 нм), эффективность генерации которых достигала 5 и 12%, соответственно [6-7]. Наряду с высокой эффективностью в данных лазерах была показана возможность для масштабирования их активного объема, что позволяет проектировать и создавать

-у £ системы с выходной энергией 10-10 Дж [8,9]. Следует отметить, что несмотря на меньшую эффективность ХеС1 лазера, он выгодно отличается от КгР лазера менее агрессивной и более долгоживущей газовой смесью, большей устойчивостью горения разряда накачки и более доступными и дешевыми оптическими элементами.

Типичный уровень энергии генерации в первых лазерах составлял десятки-сотни миллиджоулей, длительность импульса - десятки и сотни наносекунд. В результате исследований также выяснилось, что излучение эксимерных лазеров имеет очень низкую степень временной и пространственной когерентности. Это обусловлено прежде всего рядом особенностей данных лазеров. Слабосвязанный либо разлетный нижний терм эксимерных молекул приводит к большой ширине спектральной линии излучения в режиме свободной генерации (Ду ~ 20-30 см"1) [38,55,162]. Малая длительность импульса генерации (десятки наносекунд) и большая длина активной области (50 - 100 см) затрудняют формирование низших мод в резонаторе и расходимость излучения таких лазеров с плоскопараллельным резонатором обычно достаточно большая (~ 1-10 мрад) [91,93,138].

В связи с этим к началу 80-х годов остро встал вопрос о повышении в эксимерных лазерах как уровня энергии генерации, так и степени временной и пространственной когерентности выходного излучения. Это было обусловлено, прежде всего, потребностью использования лазеров в различных областях, таких как: микроэлектроника, фотохимия, разделение изотопов, зондирование атмосферы и океана и т.д. Как правило, для разных задач требовались лазерные пучки с малой расходимостью и узкой шириной спектральной линии, различной длительностью импульса и различным уровнем энергии.

Благодаря короткой длине волны излучения и возможности масштабирования эксимерные лазеры стали рассматриваться как наиболее перспективные источники для экспериментов по инерционному термоядерному синтезу и для фундаментальных исследований по взаимодействию сверхмощного излучения с веществом. В связи с этим появилась потребность исследования, разработки и создания широкоапертурных эксимерных лазеров (усилителей) с активным объемом в десятки-сотни литров.

В конце 70-х годов, к моменту начала выполнения настоящей работы, в литературе существовали только краткие информативные сообщения относительно параметров первых эксимерных лазеров, в которых отмечалась довольно низкая степень когерентности их излучения. Развитие эксимерных лазеров во всем мире с точки зрения повышения энергии и качества их излучения осуществлялось параллельно с выполнением настоящей работы. При этом если автором исследовался ХеС1 лазер, то основное внимание других исследователей было обращено на KrF лазер, с которым и были получены к настоящему времени в мире наиболее серьезные научные и практические результаты. Были созданы такие уникальные KrF лазерные системы, как "Sprite" [35] и "Titania" [193] (Англия), "Nike" [194] (США) и "Ashura" [181] (Япония) с уровнем энергии излучения в импульсе 100-1000 Дж, на которых в настоящее время изучаются как возможности формирования излучения с высокой яркостью, так и взаимодействие сверхмощных потоков излучения с веществом.

Целью настоящей работы являлось исследование процессов формирования мощных импульсов излучения с высокой степенью когерентности в ХеС1 лазерах и лазерных системах для создания ультрафиолетовых источников излучения большой яркости.

Основным методом исследования в работе является физический эксперимент, который включал в себя измерение энергетических, спектральных, временных, поляризационных и пространственных параметров лазерного излучения; используется также математическое моделирование на ЭВМ и оценочные расчеты.

Диссертационная работа состоит из восьми глав, заключения и приложения. В первой главе дан краткий обзор работ, посвященных формированию в эксимерных лазерах излучения с малой расходимостью и узкой спектральной линией за счет применения различных пространственных и спектральных селекторов, неустойчивых резонаторов, режима инжекционной синхронизации, использования нелинейных сред (вынужденное рассеяние Манделыптамма-Бриллюэна - ВРМБ и вынужденное комбинационное рассеяние - ВКР). Во второй главе описана экспериментальная аппаратура, методики расчетов и измерений. В третьей главе приводятся результаты исследований, целью которых являлся поиск эффективных режимов возбуждения и генерации широкоапертурных ХеС1 лазеров с накачкой электрическим разрядом и электронным пучком. При этом исследовались условия реализации однородной накачки, которая очень важна при формировании в лазере высокой степени пространственной когерентности. В четвертой главе исследуются характеристики задающего генератора (ЗГ) на молекулах ХеС1 в зависимости от оптической схемы, параметров накачки, состава и давления газовой смеси. Пятая глава посвящается исследованию возможностей формирования высокой направленности излучения и определению причин ее ограничения в лазерах на молекуле ХеС1 с неустойчивым резонатором. В шестой главе приводятся результаты экспериментального исследования режима инжекционной синхронизации (ИС) в ХеС1 лазерах, возбуждаемых электрическим разрядом и электронным пучком. В седьмой главе исследуется процесс формирования мощных импульсов излучения с расходимостью близкой к дифракционному пределу в ХеС1 усилителях, возбуждаемых электрическим разрядом и электронным пучком. В восьмой главе исследуются возможности использования ВРМБ и ВКР для управления временными, спектральными и пространственными характеристиками ХеС1 лазера. В Заключении кратко изложены основные результаты и выводы работы. В приложении представлены акты внедрения, полученные при выполнении настоящей работы.

Защищаемые положения

1. Величина минимальной расходимости излучения в широкоапертурных (а > 10 см) эксимерных лазерах с неустойчивым конфокальным резонатором положительной ветви ограничивается потоками усиленного спонтанного излучения. Уменьшить влияние этих потоков и приблизиться к дифракционной расходимости излучения позволяет резонатор со сферически-выпуклыми зеркалами, в котором величина минимальной расходимости определяется оптической неоднородностью активной среды.

2. Эффективное управление (г|>90%) спектральными, пространственными и поляризационными параметрами излучения электроразрядного ХеС1 лазера в режиме инжекционной синхронизации возможно лишь при малой длительности импульса его генерации (<30 не) и полном заполнении его активной среды от моментов начала 2 накачки до начала генерации внешним сигналом с интенсивностью более 0,1 Вт/см . В широкоапертурном ХеС1 лазере с длительностью импульса 250 не в режиме ИС показана возможность эффективного управления спектральным составом излучения.

3. При усилении излучения с дифракционной расходимостью в широкоапертурной ХеС1 лазерной системе наибольшее влияние на его волновой фронт оказывают турбулентные потоки как в лазерной смеси, так и на участках его транспортировки в воздухе. Активная среда усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволила без видимых искажений волнового фронта усиливать пучок диаметров до 10 см.

4. ХеС1 лазер, возбуждаемый электронным пучком, позволяет реализовать высокий КПД и энергию излучения в импульсе -100 Дж и более при накачке с л удельной мощностью ~ 200 - 400 кВт/см , с длительностью импульса на полувысоте от максимальной мощности ~ 300 не и степенью неоднородности не более 30%.

5. При взаимодействии со средой ВРМБ излучения ХеС1 лазера с низкой степенью когерентности и с интенсивностью -100 МВт/см^ стоксов сигнал имеет высокую степень когерентности. Использование этого явления в ХеС1 лазере с резонатором, образованным полупрозрачным выходным зеркалом и ВРМБ средой, позволило сформировать в нем узкополосное излучение (Ау = 0,3 см~1) с высокой направленностью (30% энергии в 9д).

6. При ВКР пучка ХеС1 лазера в парах свинца и сжатом водороде экспериментально достигнуты близкие к физическому пределу параметры излучения: квантовая эффективность преобразования в одну стоксову компоненту 92% и 95%, соответственно; расходимость преобразованного излучения, близкая к дифракционному пределу 6Д в водороде и нескольких 0Д в свинце; ширина спектральной линии Ау = 0,01 см"1 в водороде и Ау = 0,05 см"1 в свинце; получено рекордное количество (около 70) одновременно наблюдаемых вращательно-колебательных линий в водороде.

Достоверность результатов работы

Достоверность результатов, отраженных в научных положениях и выводах, обусловлена применением различных общепринятых методик для измерения одних и тех же параметров, совпадением экспериментальных результатов с расчетными, и согласием результатов работы с данными, полученными другими авторами (I. Мскее, Н.Е.СагИапс!, Р. Каппап, М.11.Реггопе и т. д.).

Научная новизна работы

- впервые показано, что в широкоапертурных эксимерных лазерах с неустойчивым конфокальным резонатором положительной ветви величина минимальной расходимости излучения определяется потоками усиленного спонтанного излучения, а в резонаторе со сферически-выпуклыми зеркалами оптической неоднородностью активной среды;

- впервые показано, что эффективность управления параметрами излучения ХеС1 лазера в режиме инжекционной синхронизации уменьшается при увеличении его длительности импульса более 30 не. При длительности Х1/2 ~ 250 не лучшая управляемость реализована для спектрального состава излучения.

- впервые показано, что высокая эффективность генерации в широкоапертурном ХеС1 лазере, возбуждаемом электронным пучком с длительностью импульса \\п -300 не, реализуется при удельной мощности накачки ~ 200 - 400 кВт/см3;

- обнаружена пространственная и спектральна селекция излучения ХеС1 лазера при взаимодеиствии его излучения интенсивностью ~ 100 МВт/см2 с ВРМБ средой (Патент № 2077756 от 20.04.97 г.);

- впервые показано, что активная среда ХеС1 усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволяет без видимых искажений волнового фронта усиливать излучение с расходимостью ~ 0.01 мрад;

- впервые экспериментально показано, что преобразованное при ВКР излучение ХеС1 лазера в водороде может иметь расходимость близкую к дифракционному пределу а ширину спектральной линии Ду = 0,01 см'1.

Научная ценность работы

1. Активная среда ХеС1 усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволила без искажений волнового фронта усиливать излучение с расходимостью 0.01 мрад.

2. Использовании режима инжекционной синхронизации в ХеС1 лазере с энергией генерации ~ 100 Дж позволило получить на узкой спектральной линии 90% энергии излучения.

3. Взаимодействие усиленного спонтанного излучения ХеС1 лазера интенсивность 100 МВт/см2 со средой ВРМБ позволило сформировать узкополосное (Av = 0,3 см~1) излучение с малой расходимостью.

4. Высококогерентное излучение ХеС1 лазера позволило достигнуть квантовой эффективности ВКР (водород, пары свинца) на одной стоксовой компоненте более 90%.

Практическая значимость работы

1. Создана четырехкаскадная ХеС1 усилительная система с выходной апертурой 25x25 см и энергией излучения 200 Дж, позволяющая формировать мощные импульсы различной длительности с высокой степенью временной и пространственной когерентности. Получен лазерный пучок с расходимостью 0.01 мрад, что позволило более чем на два порядка повысить плотность энергии на мишени.

2. Показано, что использование одночастотной накачки пучка ХеС1 лазера при ВКР в сжатом водороде позволяет получить одновременно до 70 спектральных линий излучения, что примерно в два раза превышает число линий, наблюдаемых при двухчастотной накачке.

3. Показано, что использование в качестве одного из зеркал резонатора ВРМБ среды в ХеС1 лазере позволяет более чем на два порядка уменьшить ширину его спектральной линии и на один порядок расходимость излучения.

Внедрение результатов работы

Результаты исследований по формированию минимальной расходимости излучения в эксимерных лазерах с неустойчивым резонатором использованы в Институте электрофизики УрО РАН при создании установки для обработки твердотельных материалов.

Ряд созданных экспериментальных установок и их документация были внедрены в Физическом институте АН СССР (г. Москва) для научных исследований, в Институте прикладной физики АН СССР (г. Горький) для исследований ОВФ, в Институте оптики атмосферы СО АН СССР для получения мощных коротких импульсов.

Полученные в работе оптимальные условия возбуждения ХеС1 лазера электронным пучком легли в основу разработки и создания в ИСЭ СО РАН компактных и эффективных широкоапертурных эксимерных лазеров с уровнем энергии излучения в импульсе 100 - 1000 Дж.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в различных организациях и НИИ (ФИ РАН, ИЭФ УрО РАН, ИПФ РАН, НИИ ЭФА, ИОА СО РАН, ГОИ):

- при разработке и создании широкоапертурных электроразрядных ХеС1 лазеров с энергией излучения в десятки джоулей;

- при разработке и создании ХеС1 лазеров, возбуждаемых электронным пучком, с уровнем энергии генерации в импульсе 100 Дж и более;

- при разработке и создании задающего генератора на молекуле ХеС1;

- для формирования в мощных эксимерных лазерах и лазерных системах импульсов высококогерентного излучения;

- для управления параметрами излучения ХеС1 лазеров путем использования ВРМБ;

- для расширения спектрального диапазона высококогерентного излучения при ВКР пучка ХеС1 лазера;

Вклад автора

При получении результатов настоящей работы автором внесен определяющий вклад, выраженный в постановке задачи, разработке и проектировании экспериментальной техники, выполнении расчетов и моделирования, проведении экспериментов и интерпретации их результатов.

Апробация работы

Основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались на Международных конференциях Лазеры'79 (Флорида) и Лазеры'80 (Новый Орлеан); Международной конференции по явлениям в ионизованных газах (Минск, 1981); Международной конференции и школы "Лазеры и применение" (Бухарест, 1982); IV и VII Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электроники (Томск, 1982, 1988); II Всесоюзном совещании по физике электрического пробоя газов (Тарту, 1984); Всесоюзном семинаре "Физика быстропротекающих процессов" (Гродно, 1986); Всесоюзном совещании "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах" (Томск, 1986); III Всесоюзной конференции по физике газового разряда (Киев, 1986); Всесоюзном семинаре "Спектроскопия активных сред газоразрядных лазеров" (Лохусалу, 1988, 1990); III Всесоюзной конференции "Взаимодействие излучения плазменных и электронных потоков с веществом" (Сухуми, 1988); XIII Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике, симпозиуме "Плазменные лазеры" (Минск, 1988); VI, VII, VIII Всесоюзных конференциях "Оптика лазеров" (Ленинград, 1990, 1993, 1995); XIV Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (Ленинград, 1991); International Workshop "High energy pulsed chemical lasers" (Paris, 1995); II, III, IV International Conferences Atomic and Molecular pulsed lasers (Tomsk, 1995, 1997, 1999); "XII International Symposium on gas flow and chemical lasers" and "High Power lasers conference" (St.- Peterburg, 1998).

Публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 52 печатных работах, список которых приведен в конце диссертации. По материалам диссертационной работы получено пять авторских свидетельств на изобретение и один патент.

Выводы Главы 8

1. Для пучка ХеС1 лазера с шириной спектральной линии 0,2 см"1 и 0.04 см"1 за счет ВРМБ возможна реализация ОВФ с коэффициентом качества более 90%.

2. В случае взаимодействия широкополосного (Ду=26 см"1 ) излучения ХеС1 лазера 2 интенсивностью -100 МВт/см со средой ВРМБ стоксов сигнал имеет высокую степень когерентности. Использование этого явления в ХеС1 лазере с резонатором, образованным полупрозрачным выходным зеркалом и ВРМБ средой, позволяет формировать в нем узкополосное излучение (Ду=0,3 см"1) с малой расходимостью (30%) энергии в

3. Использование метода компрессии импульса излучения ХеС1 лазера при ВРМБ позволяет получать пучок с длительностью импульса ~ 1 не и расходимостью близкой к дифракционному пределу.

4. Эффективность преобразования УФ излучения в процессе ВКР в парах металлов определяется в основном паразитными потерями излучения накачки. В парах свинца, имеющего минимальное поглощение, возможно достижение квантовой эффективности преобразования пучка ХеС1 лазера более 90%.

5. При одночастотной циркулярно-поляризованной накачке водорода излучением ХеС1 лазера в процессе комбинационно-параметрического преобразования можно получать до 70 вращательно-колебательных линий от УФ до ИК области спектра.

6. Эффективность преобразования в первую стоксову компоненту водорода может достигать 95% при использовании коллимированного высококогерентного пучка накачки ХеС1 лазера.

7. Расходимость излучения ВКР в водороде может быть близкой к дифракционному пределу а ширина спектральной линии составлять Ду = 0,01 см"1.

8. Расходимость излучения ВКР в парах металлов ограничивается величиной и (2-3)0(1 а ширина спектральной линии величиной Ду = 0,05 см*1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе, в основном экспериментально, рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с формированием мощных импульсов высококогерентного излучения в ультрафиолетовой области спектра. Основное внимание автора было обращено на решение таких задач, как: повышение энергии и мощности эксимерных лазеров, поиск эффективных режимов их работы и исследование процессов управления спектральными, поляризационными, пространственно-угловыми параметрами излучения за счет использования неустойчивых резонаторов, нелинейных сред (ВРМБ, ВКР), режимов усиления и инжекционной синхронизации.

Сформулируем основные выводы работы.

1. Для эффективной генерации ХеС1 лазера с уровнем энергии 100 Дж и более при возбуждении электронным пучком длительностью импульса на полувысоте амплитуды ~ 300 не необходимо обеспечивать однородную накачку (степень о неоднородности менее 30%) с удельной мощностью ~ 200 - 400 кВт/см .

2. Оптимальный состав смеси в ХеС1 лазере с накачкой электронным пучком зависит от мощности накачки и определяется в основном поглощением лазерного излучения частицами его активной среды.

3. Величина минимальной расходимости излучения в широкоапертурных эксимерных лазерах с плоскопараллельным и неустойчивым конфокальным резонатором положительной ветви определяется потоками усиленного спонтанного излучения. При использовании неустойчивого резонатора с обобщенными параметрами ¿1 > 1 и %г > 1 расходимость излучения ограничивается в основном неоднородностью активной среды.

4. Для эффективного управления параметрами излучения электроразрядного ХеС1 лазера в режиме ИС необходимо обеспечивать в его активном объеме интенсивность внешнего сигнала не менее 0.1 Вт/см .

5. В широкоапертурном ХеС1 лазере с длительностью импульса 250 не в режиме ИС возможно эффективное управление спектральным составом излучения. При этом неполное заполнение активной среды внешним сигналом на отрезке времени от начала накачки до начала генерации в приосевой области приводит к полной потере управления спектром, а на ее периферии к снижению эффективности в течение импульса генерации.

6. При усилении дифракционного пучка задающего генератора в ХеС1 лазерной системе с выходной апертурой 25x25 см наибольшее влияние на расходимость излучения оказывают турбулентные потоки в рабочей среде в воздухе и на участках его транспортировки.

7. Активная среда ХеС1 усилителя, возбуждаемого электронным пучком, позволяет без искажений волнового фронта усиливать излучение с расходимостью ~ 10 мкрад.

8. Взаимодействие со средой ВРМБ излучения ХеС1 лазера с низкой степенью когерентности интенсивностью -100 МВт/см позволяет рассеивать высококогерентное излучение. Использование этого явления в ХеС1 лазере с резонатором, образованным полупрозрачным выходным зеркалом и средой ВРМБ, позволяет формировать в нем узкополосное излучение (Ау=0,3 см ') с малой расходимостью (30% энергии в 9д).

9. При ВКР высококогерентного пучка ХеС1 лазера в парах свинца и сжатом водороде экспериментально достигнута рекордная квантовая эффективность преобразования в одну стоксову компоненту 92 и 95%, соответственно. В водороде реализовано до 70 вращательно-колебательных компонент, ширина спектральной линии стоксов составила 0,01 см"1 а расходимость преобразованного излучения была близка к дифракционному пределу. В парах свинца расходимость ограничивалась величиной в несколько 0Д, а ширина спектральной линии уровнем 0,05 см

Совокупность полученных экспериментальных и расчетно-теоретических результатов, их анализ и сделанные выводы представляют из себя новое крупное достижение в развитии физики процессов формирования мощных лазерных импульсов УФ излучения с высокой степенью временной и пространственной когерентности.

В заключении автор считает своим приятным долгом выразить глубокую признательность Ю.И.Бычкову за организационную поддержку выполненных работ, Н.Г.Иванову, Ю.Н.Панченко, С.Е.Коваленко, М.Л.Виннику за выполнение экспериментов и творческое участие в их обсуждении, А.Г. Ястремскому за выполнение численного моделирования, благодарит В.Е.Прокопьева, Б.М.Ковальчука, В.Ф.Тарасенко, В.В.Рыжова, И.Ю.Турчановского, Э.Н.Абдуллина и О.Б.Ладыженского за плодотворное сотрудничество при выполнении настоящей работы.

165

Справка о личном вкладе соискателя

При получении результатов настоящей работы автором внесен определяющий вклад, выраженный в постановке задачи и руководстве работой, разработке и проектировании экспериментальной техники, выполнении расчетов и моделирования, проведениии экспериментов и интерпретации их результатов.

Вклад основных соавторов опубликованных работ заключался в следующем. Н.Г.Иванов, С.Е.Коваленко, Ю.Н.Панченко выполняли основной объем экспериментальных исследований и участвовали в обсуждении полученных результатов. А.Г.Ястремский разрабатывал и создавал программы для ЭВМ и выполнял численное моделирование лазеров [19,40,46,50]. В.В.Рыжов и И.Ю.Турчановский разрабатывали и создавали программы для ЭВМ и выполняли расчеты вложенной в газ энергии от электронного пучка [19,40,46]. В.Е.Прокопьев участвовал в постановке задачи и обсуждении экспериментов по ВКР [23,32,37,39,52].

Экспериментальные результаты, отраженные в пятом положении, и полученный патент [44] по использованию ВРМБ в эксимерных лазерах являются совместными с Панченко Ю.Н. на равных правах.

1. Searles S. К., Hart G. A. Stimulated emission at 281.8 nm from XeBr // Appl. Phys. Lett. - 1975. - Vol. 27. - P. 243-246.

2. Bran C. A., Ewing J. J. 354 nm lasers action on XeF // Appl. Phys. Lett. 1975. -Vol. 27. - P. 435-437.

3. Ъ.Аик E. R., Bradford R. S., Bhaumic M. L. High-power xenon fluoride laser // Appl. Phys. Lett. 1975. - Vol. 27. - P. 413-415.

4. Ewing J. J., Bran C. A, Laser action on the 2Х+ш —» 2X+1/2 band of KrF and XeCl I I Appl. Phys. Lett. 1975. - Vol. 27. - P. 350-352.

5. Mangano J. A., Jacob J. H. Electron beam - controlled discharge pumping of the KrF laser // Appl. Phys. Lett. - 1975. - Vol. 27. - P. 495-498.

6. Champagne L.F. Efficient operation of the electron-beam-pumped XeCl laser // Appl. Phys. Lett. 1978. - Vol. 33, No 6. - P. 523-525.

7. A.E.Mandl, D.E.Klimek, and E.T.Salesky. KrF laser studies at high krypton density // J. Fusion. Technology. 1981,- Vol. 11. - P. 542-547.

8. Los Alamos Krypton fluoride Laser Program / Reed J. Jensen and et al II Laser and Particle beams.- 1986.- Vol.4.- P. 3-16.

9. Hunter A.M., II, Hunter R.O., JR., Johnson Т.Н. Scaling of KrF lasers for inertial confinement fusion // IEEE J. Quantum Electronics. 1986. - Vol. 22, No. 3. - P. 386-401.

10. Люцканов В.Л., Христов Х.Г., Томов И.В. Перестройка частоты генерации газоразрядного XeCl лазера // Квантовая электроника. 1980.- Т.7, №11.- С. 2493— 2494.

11. Бычков Ю.И., Коваленко С.Е., Лосев В.Ф. Узкополосный генератор на молекулах XeCl. // Тезисы докладов "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах". -Томск. 1986. - ч. 1. - С. 68.

12. Бураков B.C., Бохонов А.Ф., Титарчук В.А. Исследование влияния внутрирезонаторного поглощения на спектр генерации электроразрядного лазера // Доклад АН БССР. 1983. - Т. 27, №10. - С. 885-888.

13. Анохов С. П., Марусий Т. Я., Соскин М. С. Перестраиваемые лазеры // Радио и связь. 1982.

14. Исследование характеристик эксимерного лазера с узкой линией генерации // К.А. Валиев, Л.В. Великое, Г.С. Волков, Д.Ю. Зароете Н Квантовая электроника. -1990.-Т. 17, №1.-С. 43-45.

15. Djeu N. Backward Raman compression of XeCl laser pulse in Pb vapor // Appl. Phys. Letters. 1979. - vol. 35, №9. - P. 663-665.

16. Sugii M., Ando M., Sasaki K. Simple long pulse XeCl laser with narrow line output // IEEE J. of Qauntum. Electron. 1987. - Vol. 23, №9. - P. 1458-1460.

17. Singl-stage high-beam quality XeCl laser with a phase-conjugate Brillouin mirror // M. Sugii, M. Okabe, A. Watanabe, K. Sasaki И IEEE J. of Qauntum. Electron. 1988. -Vol. 24, №11.-P. 2264-2269.

18. Cates Michael C. A long pulse (5 |is), narrowband (< 300 MHz) e-beam pumped XeCl master oscillator power amplifier laser // Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1989. -Vol. 1023.-P. 80-86.

19. Управление генерационными характеристиками электроразрядного XeCl-лазера с неустойчивым резонатором / П. А. Апанасевич, А. Ф. Бохонов, В. С. Бураков и др. //Минск. 1987. - (Препринт / Институт физики АН БССР; № 470).

20. Perrone М. R., Mezzolla F. Super-Gaussian reflectivity unstable resonator for eximer lasers // J. Appl. Phys. Lett. 1991. -Vol. 59, No. 10. - P. 1153-1155.

21. Ананьев Ю. А. Оптические резонаторы, проблема расходимости лазерного излучения. М.: Наука, 1979. - 250 с.

22. Shingo Izawa, Akira Suda, Minoru Obara. Experimental observation of unstable resonator mode evolution in a high-power KrF laser // J. Appl. Phys. 1985. - Vol. 58, No. 11.-P. 3987-3980.

23. Terrence J. McKee. Optical cavity design for long pulse eximer laser // J. Appl. Optics. 1991. - Vol. 30, No. 6. - P. 635-644.

24. Dyer P. E. Unstable resonator // The Physics and Technology of Laser Resonator, D.R. Hall and P.E. Jackson, eds. IOP, Bristol, UK. - 1989. - P. 21-39.

25. Siegman A. E., Arathoon R. W. Mode in unstable optical resonator and lens waveguides // IEEE J. Quantum Electronics. 1967. - Vol. 3. - P. 156 -163.

26. Near diffraction - limited output from a multi-kilojoule xenon fluoride laser / C. Londono, M. J. Smith, D. Trainor, C. Appel, R. Berggren, S. Fulghum // Conf. Laser and Electro-Opt. OSA/IEEE. - Baltimore. - 1987. - P. 172-173.

27. Detailed optical characterization of a near diffraction limited xenon fluoride laser / C. Londono, M. J. Smith, D. Trainor, R. Berggren, S. Fulghum, I. Itzkan // IEEE J. Quantum Electronics. 1988. - Vol. 24, No. 12. - P. 2467-2476.

28. Park L, Maitland A. Unstable resonator magnification effects in a short pulse XeCl laser // J. of Modern Optics. - 1988. - Vol. 35, No. 3. - P. 587-595.

29. Goldhar J., Murray J. R. Injection locked, narrow - band KrF laser using unstable resonator // Opt. Lett. - 1977. -Vol. 1. - P. 199-201.

30. Goldhar J., Rapoport W. R., Murray J. R. An injection-locked unstable resonator rare-gas halide discharge laser of narrow linewidth and high special quality // IEEE J. Quantum Electronics. - 1980.-Vol. 16, No. 12.-P. 235-241.

31. Bigio I. J., Slatkine M. Injection locked unstable resonator eximer laser // IEEE J. Quantum Electronics. - 1983. - Vol. 19, No. 9. - P. 1426-1436.

32. Adler R. A study of locking phenomena in oscillations // Proc. IRE. 1946.- Vol. 34. -P. 351-357 (reprinted in Proc. IEEE. - 1973. - Vol. 61. -P. 1380-1385).

33. Регенеративное усиление узкополосного излучения в эксимерном лазере на XeCI / М.С. Джиджоев, С.В. Долгий, И.А. Кудиное и др.// Квантовая электроника. -1990.-Т. 17,№6.-С. 697-703.

34. Bourne O.L., AlcockA.J. A high-power, narrow linewidth XeCI oscillator // Appl. Phys. Lett.- 1983. V. 42, No. 9. - P. 777-779.

35. Diagnostic measurements on the locking efficiency of an injection locked unstable resonator KrF laser / J.M. Chiquier, R. Buff a, L. Fini, F. Pradere// Opt. commun. -1985.- V. 56, No. 4. - P. 267-271.

36. Ohwa M., Kushner M. J. The effect of ground-state dynamics on the emission spectra of electric-discharge-pumped XeCI lasers: A model for injection-locking // J. Appl. Phys. 1989. - V. 65, No.ll. - P. 4138-4149.

37. Denariez M, Bret G. Investigation of the Rayleigh wings and Brillouin-stimulated scattering in liquids // Phys. Rev. 1968. - Vol. 171, No. 1. - P. 160- 171.

38. О связи между волновыми фронтами рассеяния и излучения накачки при ВРМБ / В.П. Зельдович, В.И. Поповичев, В.В. Рагульский, Ф.С. Файзулов //Письма в ЖТФ. 1972. - Т. 15, № 3. - С. 160-164.

39. Беспалов В.И., Пасманик Г.А. Нелинейная оптика и адаптивные лазерные системы // М.: Наука, 1996. - 134 с.

40. Саго R. G., Gower M. C. Phase conjugation of KrF laser radiation // Opt. Lett.1981. Vol. 6, No. 11. - P. 557-559.

41. Phase conjugation and image-retaining reflection of KrF laser radiation at 248,6 nm //. J. Bigio, B. J. Feldman., R. A. Fisher., M. Slatkin // IEEE J. Quant. Electron. 1981. -Vol. 17, No. 12.-P. 220-223.

42. Gower M. C., Caro R. G. A phase conjugate Brillouin mirror for KrF laser // Opt. Lett. 1982. - Vol. 7, No. 4. - P. 162-163.

43. Armandillo E., Proch D. Highly Efficient, high-quality phase-conjugate reflection at 308 nm using stimulated Brillouin scattering // Opt. Lett. 1983. - Vol. 8. - P. 523-525.

44. Efficient phase conjugation of an ultraviolet XeF laser beam by stimulated Brillouin scattering / M. Slatkin, I. J. Bigio, B. J. Feldman., R. A. Fisher // Opt. Lett.1982. Vol. 7, No. 3. - P. 108-110.

45. Low-divergence operation of a long-pulse excimer laser using a SBS phase-conjugate cavity / M. R. Osborne, W. A. Shroeder, M. J. Damzen, M. H. R. Hutchinson II Appl. Phys. 1989. - Vol. 48. - P. 351-356.

46. Bersev V. V., Pastor A. A., Bulanin M. O. Stimulated scattering of the XeCl and KrF excimer laser radiation by inert gas fluids 11 Opts. Commun. 1990. - Vol. 77, No. 1. -P. 71-74.

47. Pulse shortening of KrF and ArF lasers in a process of optical breakdown on a liquid surface IS. S. Alimpiev, S. K. Vartapetov, I. A. Veselovsky, S. V. Likhansky, A. Z. Obidin II Optcs. Commun. 1993. - Vol. 96. - P. 71-74.

48. Damzen M. J., Hutchinson H. Laser pulse compression by stimulated Brillouin scattering in tapered waveguides // IEEE J. of Quantum Electronics. 1983. - Vol.19. - P. 714.

49. Fedosejev R., Offenberger A. A. Subnanosecond pulses from a KrF laser pumped SF6 Brillouin amplifier // IEEE J. of Quantum Electronics. 1985. - Vol. 21. - P. 1558-1562.

50. Укорочение импульсов излучения KrF лазера / А. А. Алимпиев, В. С. Букреев, С. К. Вартапетов, И. А. Веселовский, В. И. Кусакин, С.В. Лиханский, А. 3. Обидин//КИНО-91.-Ленинград. -1991.-Т. 3.-Р. 151.

51. Perrone M.R., Yao Y.B. I Phase-conjugated XeCl laser resonator // Opt. Lett. -1994.-Vol. 19,No. 3.-P. 1052-1054.

52. Усиление при ВКР немонохроматической накачки / Г. П. Джотян, Ю. Ф. Дьяков, И. Г. Зубарев, А. Б. Миронов, С. И. Михайлов II Журн. эксперим. и теорет. физики. 1977. - Т. 73. - С. 822-829.

53. KurnitN. A., Thomas S. I. Amplification of a phase-conjugate Brillouin mirror to generation of high-quality variable-duration KrF pulses // IEEE J. Quant. Electron. 1989. -Vol. 25, No. 3.-P. 421-429.

54. Эксимерная лазерная система с высокой спектральной яркостью / С. С. Алимпиев, B.C. Буркеев, С.К. Вартапетое и др. И Кратк. сообщение по физике. 1989. -№12. - С. 11-13.

55. Карпов В.Б. Коробкин В.В, Долголенко В.А. ОВФ излучения эксимерного ХеС1 лазера при возбуждении различных видов BP света// Квантовая электроника. -1991.-Т. 8, №11.-С. 1350-1353.

56. Глазков. Д.А, Гордеев А.А., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. Особенности ВРМБ одномодовой сфокусированной широкополосной накачки// Квантовая электроника.- 1992.-Т. 19, №3. С. 286-289.

57. Tomov I.V., Fedosejevs R., and McKen D.C.D. High-efficiency stimulated Brillouin scattering of KrF laser radiation in SF6 // Opt. Lett. 1984. - Vol. 9, No. 9. - P. 405-407.

58. Tomov J.V., Fedosejevs R., and McKen D.C.D. / Stimulated Brillouin scattering of KrF laser radiation in Dichloridifluoromethane // IEEE J. Quant. Electron. 1985. - Vol. 21, No.l. - P. 9-1

59. Djeu N., Bumham R. Efficient Raman conversion of XeCl laser output in Ba vapor // Appl. Phys. Lett. 1977. - Vol. 30, No. 9. - P. 473-475.

60. Cotter D., Zapka W. Efficient Raman conversion of XeCl excimer laser radiation in Ba vapor // Opt. Commun, 1978. - Vol. 26, No. 2. - P. 251-255.

61. Djeu N. Backward Raman compression of XeCl laser pulse in Pb vapor // Appl. Phys. Lett. 1979. - Vol. 35, No. 9. - P. 663-665.

62. Исследование ВКР излучения эксимерных лазеров на электронных переходах атомов металлов // B.C. Верховский, В. М. Климкин, В. Е. Прокопьев, В. Ф. Тарасенко, В. Г. Соковиков, А. И. Федоров / Квантовая электроника. 1982. - Т. 9, №11.-С. 2151-2155.

63. Rieger Harry. Performance evaluation of lead vapor heat-pipe as a simulated Raman converter for XeCl lasers // IEEE J. of Quantum electronics. 1986. - Vol. 22, No. 3. -P. 405-410.

64. Rieger Harry. Stimulated Raman scattering in lead vapor heat pipe for tunable and narrow-linewidth XeCl excimer laser // IEEE J. of Quantum electronics. 1989. - Vol. 25, No. 5.-P. 913-916.

65. Burnham R., Djeu N. Efficient Raman conversion of XeCl laser radiation in metal vapors // Opt. Lett. 1978. - Vol. 3. - P. 215-217.

66. Исаков И. M., Невмержицкий В. И. ВКР преобразование излучения XeCl лазера в парах свинца // Журн. техн. физики. 1988. - Т. 58, № 9. - С. 1798-1801.

67. Gain enhancement in XeCl-pumped Raman amplifier / J. Rifkin, M. L. Bernt, D. C. MacPherson, J. Carlsten //J. Opt. Soc. Am. B. 1988. - Vol. 5, No. 8. - P. 1607-1609.

68. Raman pulse compression of excimer lasers for application to laser fusion / J. R. Murray, Julius Coldhar, David Eimerl, Abraham Szoke // IEEE J. of Quantum electronics. -1979.-Vol. 15,No. 5.-P. 342-368.

69. Mel'chenko S.V., Panchenko A.N., Tarasenko V.F. High-power Raman conversion of a discharge XeCl laser // Opt. Commun. 1985. - V. 56, No. 1. - P. 51-52.

70. Simple and efficient H2 Raman conversion of a XeCl laser with a variable numerical aperture coupling geometry / P. Falsini, R. Pini, R. Salimbeni at all. // Opt. Commun. 1985. - Vol. 53, No. 6. - P. 421-424.

71. Баранов В.Ю., Борисов B.M., Виноходов А.Ю. ВКР излучение электроразрядного импульсно периодического XeCl лазера в сжатом водороде // Квантовая электроника. - 1985. - Т. 12, № 5. с. 1100-1102.

72. Малое А.Н., Ражее A.M. Эксимерный лазер с двумя одновременно накачиваемыми объемами // Квантовая электроника.-19. Т. 12, № 11. - С. 2269-2274.

73. Newton J.H., Schindler G.M. Numerical model of multiple-Raman- shifting excimer lasers to the blue-green in H2// Opt. Lett. -1981. Vol. 6, No 3. - P. 125-127.

74. Stimulated Raman scattering of XeCl laser radiation in H2-Part II /S.F. Fulghum,

75. B. Trainor, C. Duzy, H.A. Human //IEEE J. of Quant. Electron. 1984. - Vol. 20, No 3. -P. 218-223.

76. Dependence of rotational and vibrational Raman scattering on focusing geometry / M. R. Perrone, V. Piccinno, G. De Nunzio, V. Nassisi // IEEE J. of Quantum electronics. -1997. Vol. 33, No. 6. - P. 938-944.

77. КаульВ.Б., Кунц С.Э., Мельченко C.B. ВКР-преобразование излучения XeCl лазера в смещенные стоксовы компоненты // Квантовая электроника. 1998. - Т. 25, №1.- С. 65-68.

78. Imasaka Т., Kavasaki S., Ishibashi N. Generation of more than 40 laser emission lines from the ultraviolet to the visible regions by two-color stimulated Raman effect // Appl. Phys. В 1989. - Vol. 49. - P. 389-392.

79. Электроразрядный XeCl лазер / В.Ф. Тарасенко, B.C. Верховский, А.И. Федоров, E.H. Тельминов //Квантовая электроника. 1980. - Т. 7, №9. - С. 2039 - 2041.

80. Лосев В.Ф., Бычков Ю.И., Панченко Ю.Н. Экспериментальное исследование эффективности ОВФ пучка ХеС1-лазера при ВРМБ // Квантовая электроника. 1992. - Т. 19, № 7. - С. 688-690.

81. Kovalenko S.E., Losev V.F., Perrone M.R. Super-Gaussian resonators for longpulse XeCl lasers // J. Appl. Optics. 1994. - Vol. 33, No. 18. - P. 4082-4086.

82. M.Панченко Ю.Н., Лосев В.Ф., Коваленко C.E. Компактный электроразрядный ХеС1-лазер с узким спектром и малой расходимостью излучения // Приборы и техника эксперимента. 1991. - № 3. - С. 150-152.

83. Коваленко С.Е. Формирование импульсов узкополосного излучения с малой расходимостью в лазере на молекулах XeCl: Дисс. .канд. физ.-мат. наук. Томск, 1992.- 154 с.

84. Shao-Chi Lin, Levatter J. I. X-ray preionization for electric discharge lasers // Appl. Phys. Lett. 1979. - Vol. 34, No. 8 - P.505-508.

85. Levatter J.I., Robertson K.L., Shao-Chi Lin Long pulse behavior of the avalanche/self sustained discharge pumped XeCl laser // Appl. Phys. Lett. - 1981. - Vol. 39, No. 4. - P. 297-299.

86. Shields H., Alcock A.J., Taylor R.S. Preionization kinetics of an X-ray preionized XeCl discharge laser // Appl. Phys. 1983. - Vol. 31, No. 1. - P. 27-32.

87. Tallman C. R., Bigio Irving J. Determination of the minimum X-ray flux for effective preionization of the an XeCl laser // Appl. Phys. Lett. 1983. - Vol. 42, No. 2. - P. 149-151.

88. Kawa K.Midori, Obara M., Fujioka T. X-ray preionization of rare-gas-halide lasers // IEEE J. of Quant. Electron. 1984. - Vol. 20, No. 3. - P. 198-205.

89. Wexler B.L., Burnham R.L. Further studies of large aperture XeCl laser performance // Top. Meet. Eximer Laser. Dig. Techn. Pap., S. I., MB3-1. 1983. - P. 39-40.

90. Характеристики генерации ХеС1-лазера с рентгеновской предионизацией в квазистационарном режиме возбуждения / Ю.И. Бычков, М.Л. Buhhuk, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев II Квантовая электроника. 1985. - Т. 12, №10. - С. 2174-2176.

91. Бычков Ю.И., Винник M. Л., Лосев В.Ф. Электроразрядный ХеС1-лазер с энергией генерации 1 Дж и КПД 2,6 % // Квантовая электроника. 1987. - Т. 14, № 8. -С. 1582-1584.

92. ХеС1 лазерная система с выходной апертурой 25x25 см / Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, А.Г. Ястремский // Квантовая электроника. 1999. - Т. 29. -№1.-С. 1-5.

93. Witte O.D., Lacour В., Vannier С. Phototriggered gas lasers // Proc. CLEO'82. -1982.-THQ2.

94. Бычков Ю. И, Винник М.Л., Макаров M.K. Широкоапертурный электроразрядный ХеС1 лазер с энергией генерации 15 Дж, работающий в безкоммутаторном режиме // Квантовая электроника. 1992. - Т. 19, № 6. - С. 542-545.

95. Горкин С.Б., КозловБЛ., Соловьев В.И. Компактный импульсно-периодический С02 лазер с электрическим ветром // Труды конф. Оптика лазеров'93. -С-Петербург. 1993. - Ч. 1. - С. 136.

96. Бычков Ю.И., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Ускоритель электронов с индуктивным накопителем энергии и плазменным прерывателем тока как источник накачки газовых лазеров // Журн. техн. физики. 1989. - Т. 59, № 8. - С. 75-77.

97. ХеС1-лазер, возбуждаемый микросекундным электронным пучком / Ю.Н Бычков, Н.Г. Иванов, И.Н. Коновалов, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасенко, E.H. Тельминов // Квантовая электроника. 1983. - Т. 10, № 7. - С. 1510-1512.

98. Возбуждение лазера на галогенидах благородных газов электронным пучком микросекундной длительности. / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, И.Н. Коновалов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц II Квантовая электроника. 1987. - Т. 14, № 4. - С. 664-669.

99. ХеС1 лазер с энергией 150 Дж / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Г.А. Меся и// Письма в Журн. техн. Физики. 1988. - Т. 14, № 6. - С. 566-569.

100. ХеС1-лазер с энергией генерации 200 Дж / Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Э.И Наац, В.В. Рыжов, И.Ю. Турчановский, А.Г. Ястремский II Квантовая электроника. 1997. - Т. 24, №8. - С. 688-690.

101. Losev V.F., Ivanov N.G., Panchenko Yu.N. High quality beam formation in wide aperture excimer lasers and laser systems // Proc. SPIE'98. 1998. - Vol. 3574. - P. 104-111.

102. Беспалов В.И., Рыжов B.B., Ястремский А.Г. Il Деп. ВИНИТИ. Москва. -1980,- № 1144-80.

103. Влияние состава смеси на характеристики мощного ХеС1 лазера, возбуждаемого электронным пучком / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, В.В. Рыжов, И.Ю. Турчановский, А.Г.Ястремский // Квантовая электроника. 1990. - Т. 17, №3,-С. 300-303.

104. Исследование характеристик генерации ХеС1 лазера, возбуждаемого электронным пучком микросекундной длительности / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.В. Рыжов//Квантовая электроника. 1987. - Т. 14, № 5. - С. 953956.

105. Задающий генератор на молекулах ХеС1 с малым уровнем фона / Ю.И. Бычков, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.А. Панченко// Журн. прикл. спектроскопии. 1992. -Т. 56, №3.-С. 504-507.

106. Рагульский В.В., Файзуллов Ф.С. Простой метод измерения расходимости лазерного излучения // Оптика и спектроскопия. 1969. - Т. 27, №4. - С.707-710.

107. Theoretical simulation of electron-beam-excited xenon-chloride (XeCl) lasers / F.Kannari, A.Suda, M.Obara, T.Fujioka II IEEE J. of Quant. Electron. 1983. - Vol. 19, No. 10.-P. 1587-1599.

108. Беспалов В.И., Рыжов B.B., Ястремский А.Г. О пространственном распределении скорости образования частиц плазмы в газах возбуждаемых электронным пучком // Журн. техн. физики. 1980.- Т. 50. - С. 2099-2102.

109. Hunter А.М, Hunter R.O. Jr. Bidirectional amplification with nonsaturable absorption and amplified spontaneous émission // J. Quantum. Electron. 1981. - Vol. 17, No. 9.-P. 1879-1887.

110. Характеристики генерации XeCl лазера с рентгеновской предионизацией в квазистационорном режиме возбуждения // Ю.И. Бычков, М.Л. Винник, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев II Квантовая электроника. 1985. - Т. 12, № 10. - С. 2174-2176.

111. ХеС1-лазер, возбуждаемый пучком электронов / Ю.И. Бычков, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.Ф. Тарасенко II Письма в Журн. техн. физики. 1977. - Т. 3, №23. -С.1233 -1236.

112. ХеС1-лазер с разрядом, поддерживаемым электронным пучком / Ю.И. Бычков, Н.В. Карлов, В.Ф. Лосев, Г. А. Месяц, A.M. Прохоров, В.Ф. Тарасенко II Письма в Журн. техн. физики. 1978. - Т. 4, №2. - С. 83-86.

113. Edwards C.B., 0"Neill F., Shaw M.J. 60-ns e-beam excitation of rare-gas halide lasers // Appl. Phys. Lett. 1980. - Vol. 36, No. 8. - P. 617-620.

114. Tisone G.C., Hoffman J.M. Effect of rare-gas diluents on the performance of an XeCl laser pumped by a high-intensity electron beam // Appl. Phys. Lett. 1981. - Vol. 39, No. 2. - P. 145-147.

115. Белаш Б.Ч., Картазаев B.A., Наумович B.JI. Узкополосный XeCl лазер с усилителем // Квантовая электроника. 1989. - Т. 16, №6. - С. 1135-1138.

116. Формирование сильноточных электронных пучков большой апертуры/Э.Н. Абдуллин, И.Н. Коновалов, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасенко, С.М. Чесноков II Журн. техн. физики. 1982. - Т. 52, №5. - С. 929-934.

117. Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Электронный ускоритель микросекундной длительности для накачки эксимерных лазеров // Тезисы докладов Всесоюзного семинара "Физика быстропротекающих процессов". Гродно. - 1986. - С. 68.

118. Лосев В.Ф., Тарасенко В.Ф. Генерация в смеси Аг:Хе при комбинированной накачке // Квантовая электроника. 1980. - Т. 7, №3. - С. 663-664.

119. Мощная генерация в смеси Аг:Хе при возбуждении пучком электронов микросекундной длительности / Ю.И. Бычков, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасенко, E.H. Тельминов II Письма в Журн. техн. физики. 1982. - Т. 8, №14. - С. 837-840.

120. Лосев В.Ф., Тарасенко В.Ф., Бычков Ю.И. Генерация на молекуле XeCl при возбуждении электронным пучком // Квантовая электроника. 1979. - Т. 6, № 7. - С. 1561-1564.

121. Special features of electron-beam-excited XeCl-laser generation / Yu.I. Bychkov, V.F. Losev, G.A. Mesyats, V.S. Skakun, V.F. Tarasenko II Optics communications. 1982. -Vol. 42, No 4. - P. 278-280.

122. High power XeCl eximer lasers / G.A. Mesyats, Yu.I. Bychkov, B.M. Kovalchuk II SPIE 92: Proc. Intense Laser Beams. - Los -Angeles, 1992. - Vol. 1628. - P. 70-80.

123. Багратишвилли B.H., Князев И.Н., Летохов B.C. Исследование C02 лазера высокого давления с плавной перестройкой частоты // Квантовая электроника. -1976.-Т. 3,№5.-С. 1011-1026.

124. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Степанов Ю.Ю. Управление расходимостью и спектром XeCl лазера// Квантовая электроника. 1981. - Т. 8, №9. - С. 1861-1866.

125. Елизаров А.Ю. Телескоп для лазера на красителях, составленный из призмы и дифракционной решетки// Журн. техн. физики. 1985. - Т. 55, №10. - С. 2075-2077.

126. Duarte F. J., PiperJ.F. Prism preexpanded grazing-incidence grating cavity for pulsed dye lasers// Appl.Opt. 1981. - Vol. 20, No. 12. - P. 2113-2116.

127. Коваленко C.E., Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Узкополосный XeCl лазер с внутрирезонаторным призменным телескопом // Журн. прикл. спектроскопии. 1990. -Т. 52, №4. - С. 687-689.

128. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Компрессия импульса излучения XeCl лазера за счет ВРМБ // Квантовая электроника. 1994. - Т. 21, №1. - С. 1-2.

129. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. - 719 с.

130. Кудинов H.A., Платоненко В.Т., Слободчиков Е.В. Узкополосный перестраиваемый эксимерный лазер на XeCl // Квантовая электроника. 1990. - Т. 17, №5. - С. 543-545.

131. Ананьев Ю.А., Аникичев С.Г. Проблема кинетики лазеров с неустойчивыми резонаторами на средах с малым временем существования инверсии // Журн. техн. физики. 1983. - Т. 53, №10. - С. 1959-1965.

132. Бычков Ю.И., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Пространственно-временные характеристики излучения мощного XeCl лазера с неустойчивым телескопическим резонатором // Квантовая электроника. - 1990. - Т. 17, №12. - С. 1634-1636.

133. Апанасевич ПЛ., Боханов А.Ф., Бураков B.C. Управление генерационными характеристиками электроразрядного ХеС1 лазера с неустойчивым резонатором // Препринт №470 Института физики АН БССР. Минск. - 1987.

134. Shingo Izawa, Akira Suda, Minoru Obara. Experimental observation of unstable resonator mode evolution in a high-power KrF laser // J. Appl. Phys. - 1985. - Vol. 58,No. 11.-P. 3987-3990.

135. Simonis G. I. Mode-locked unstable-cavity HF laser // Appl. Phys. Lett. Vol. 29, No. l.-P. 42-44.

136. Химический DF-лазер с дифракционной расходимостью излучения / В.П. Борисов, С.Д. Великанов, Д.Д. Квачев и dp. II Квантовая электроника. 1981. - Т. 8, №6.-С. 1208-1214.

137. Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Формирование минимальной расходимости излучения в ХеС1 лазере с апертурой 12x16 см // Квантовая электроника. - 1996. - Т. 23, №9.-С. 1-4.

138. Климков Ю.А. Прикладная лазерная оптика. М.: Машиностроение, 1985.128 с.

139. McKee T.J., Fendrykowski S. Long-pulse eximer laser with a variable reflectivity mirror resonator // Appl. Opt. 1993. - Vol. 32. - P. 275-277.

140. Characterization of an unstable Gaussian-reflectivity resonator in a XeCl laser / С. Call, F. Mezzola, С. Pace, M. R. Perrone, P. Rejfir II Opt. Commun. 1991. - Vol. 81. -P. 301-305.4

141. Super-Gaussian reflectivity unstable resonator for excimer laser / M. R. Perrone, F. Mezzola, C.Cali, C. Pace//Appl. Phys. Lett. 1991. - Vol. 59. - P. 1153-1155.

142. Unstable laser resonator with super-Gaussian mirrors / S. De Silvestri, P. Laporta, V. Magni, O. Svelto II Opt. Lett. 1988. - Vol. 13. - P. 201-203

143. Shaping of the output beam in pulsed gas laser with unstable resonator / A. A. Isaev, M. A. Karayan, G. G. Petrash, A. M. Shalagin II Opt. Commun. Vol. 92. - P. 93-98.

144. Управление XeCl лазером с помощью внешнего сигнала интенсивностью менее 2 Вт/см2 / Ю. И. Бычков, М. Л. Винник, С. Е. Коваленко, В. Ф. Лосев // Квантовая электроника. - 1987. - Т. 14, №5. - С. 957-958.

145. Режим инжекционной синхронизации в мощном XeCl лазере / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, С.С. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.И. Ианченко // Квантовая электроника. - 1992. - Т. 19, №2. - С. 133-135.

146. Коваленко С.Е., Лосев В.Ф. Влияние начальных условий на спектр излучения ХеС1 лазера в режиме инжекционной синхронизации // Журн. прикладной спектроскопии. - 1992. - Т. 56, №2. - С. 301-303.

147. Перестраиваемый ХеС1 лазер с высокой спектральной яркостью // Б.Ч. Белаш,В.А. Картазаев, С.З. Липинский, В.Л. Наумович // Квантовая электроника. -1988,- Т. 15, №8.- С. 1545-1547.

148. Коваленко С.Е., Лосев В.Ф. Управление расходимостью излучения ХеС1 лазера в режимах усиления // Квантовая электроника. 1992. - Т. 19, №3. - С. 219-220.

149. Diagnostic measurements on the locking efficiency of an injection-locked unstable resonator KrF laser / J. M. Chiquier, R. Buff a, L. Fitti, F. Pradere // Opt. commun. 1985. - Vol. 56, No. 4. - P. 267-271.

150. A.Yariv. Quantum. Electronics. New York: Wiley. 1967. - P. 455-456.

151. Спектральные характеристики эксимера XeCl в диапазоне 300 311 нм. /В.А. Адамович, В.Ю.Баранов, АЛ.Дерюгин и ^.//Квантовая электроника. - 1986 . - Т. 14. - С. 80- 84.

152. Адамович В.А. Влияние релаксационных процессов на характеристики эксимерных лазеров на галогенидах ксенона: Дисс. .канд. физ. мат. наук. - Москва, 1987.- 130с.

153. Влияние неоднородности накачки и усиленного спонтанного излучения на характеристики широкоапертурного XeCl усилителя /А.В. Демьянов, А.А. Дерюгин, Н.А. Дятко и др.//Квантовая электроника. -1990. - Т. 17, №9. - С. 1150-1154.

154. Боровков В.В., Адроманов А.В., Воронов С.Л. Интерференционные иследования плазмы трехэлектродного XeCl лазера // Квантовая электроника. 1999. -Т. 26, №1,- С. 19-24.

155. Fulghum S.F., Trainor D.W., Appel C.H. Transient refractive index measurements in XeF laser gas mixtures // IEEE J. of Quant. Electronics. 1989. - Vol. 25, No. 5.-P. 955-961.

156. Активная синхронизация мод 400 не XeCl лазера/ А. 3. Грасюк, С. В. Ефимовский, А. К. Жигалкин и др. //Препринт ФИАН. Москва. - 1989. - № 18.

157. Osborne М. R., Hutchinson М. Н. R. Long pulse operation and premature termination of a high-power discharge-pumped XeCl laser // J. Appl. Phys. 1986. - Vol. 59, №3,-P. 711-715.

158. Interferometrical diagnostic of a XeCl discharge / A. De Angelis, P. Di Lazzarо, F. Garosi et al // New Laser Technol. and Appl.: 1st. GR-1 Int. Conf. Olimpia, Bologna. -1988.-P. 405-411.

159. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Особенности вынужденного рассеяния широкополосного излучения ХеС1-лазера // Квантовая электроника. 1995. -Т. 22, №5. - С. 473-474.

160. Losev V.F., Panchenko Yu.N. Spectral and spatial selection of XeCl laser radiation by an SBS mirror // Optic Communications. 1997.-Vol. 136.- P. 31-34.

161. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Формирование качественного излучения ХеС1-лазера в резонаторе с ВРМБ зеркалом // Квантовая электроника. 1995. - Т. 22, №5. - С. 475-476.

162. Лосев В. Ф., Панченко Ю.Н. Длительность стоксова сигнала при ВРМБ излучения XeCl лазера // Квантовая электроника. 1997. - Т. 24. № 9. - С. 812-813.

163. Бычков Ю.И., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Использование вынужденного рассеяния для улучшения пространственных характеристик мощного ХеС1-лазера // Квантовая электроника. 1991. - Т. 18, №6. - С. 693-694.

164. Эффективность преобразования излучения ХеС1-лазера в ВКР на парах металлов / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, В.Е. Прокопьев // Журн. прикл. спектр. 1991. - Т. 55, №1. - С. 80-83.

165. О спектральной яркости излучения ВКР пучка ХеС1-лазера в парах металлов /Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, В.Е. Прокопьев II Оптика атмосферы и океана. 1996. - Т. 9, №2. - С. 211-216.

166. Efficiency of conversion of XeCl laser radiation for SRS in metal vapor and hydrogen gas / Yu.I. Bychkov, N.G. Ivanov, S.E. Kovalenko, V.F. Losev, Yu.N. Panchenko, V.E. Prokop ev II J. of Russion Laser Research. 1994. - Vol. 15, No. 1. - P. 18-24.

167. On the spectral brightness of the SRS radiation excited in metal vapors by a XeCl laser /N.G. Ivanov, S.E. Kovalenko, V.F. Losev, Yu.N. Panchenko and V.E. Prokop'ev II J. of Russian Laser Research. -1996. Vol. 17, No. 4. - P. 401-405.

168. Лосев В.Ф., Иванов Н.Г., Панченко Ю.Н. Формирование высококогерентного излученния в широкоапертурном эксимерном лазере // Изв. Вузов. Физика. 1999. - Т. 42, №8. - С. 54-57.

169. Лосев Л. Л., Луценко А. П. Генерация излучения с дискретным спектром, ширина которого равна частоте накачки, в комбинационно-параметрических лазерах // Квантовая электроника. 1993. - Т. 20, №11.- С. 1054-1062.

170. Влияние четырехволновых параметрических процессов на динамику стоксовых компонент ВКР / Г. В. Венкин, Г. М. Крочик, Л. Л. Кулюк, Д. И. Малеев, Ю. Г. Хронопуло //Журнал эксперим. и теор. физики. 1976. - Т. 70, №5. - С. 1674-1685.

171. Иванов Н.Г., Лосев В.Ф., ПрокопьевВ.Е. Преобразование высококогерентного излучения XeCl лазера при ВКР в газообразном водороде // Оптика атмосферы и океана. 1999. -Т. 12. № 11. - С. 1-8.

172. Multiterawatt excimer-laser system / S. Watanabe, A. Endon, M. Watanable, N. Sarukura, andK. Hata//J. Opt. Soc. Am. B: 1989. - Vol. 6, No. 10. - P. 1870 - 1876.

173. Development of high-power KrF laser system, ASHURA / Y. Owadano, I. Okuda, Y. Matsumoto, M. Tanimoto, et al//Laser and Particle Beams. 1989. - Vol. 7, No. 3,-P. 383-392.

174. ХеС1-лазер, возбуждаемый пучком электронов /Ю.И. Бычков, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.Ф. Тарасенко II Письма в Журн. техн. физики. 1977.- Т. 3, №23.- С. 1233-1236.

175. ХеС1-лазер с разрядом, поддерживаемым электронным пучком / Ю.И. Бычков, Н.В. Карлов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, А.М. Прохоров, В.Ф. Тарасенко // Письма в Журн. техн. физики. 1978. - Т. 4, № 2. - С. 83-86.

176. Wavelength scannable XeCl oscillator-ring amplifier laser system / T.J. Pacala, I.S. McDermid, J.B. Laudenslager II Appl. Phys. Lett. 1982. - Vol. 40, No. 1. - P. 1-3.

177. Chaltakov I. V., Minkowski N.I., Tomov I. V. A widely tunable XeCl laser // Opt. Commun.- 1984. Vol. 65, No. 6. - P. 437-439.

178. Джиджоев M.C., Краюшкин C.B., Плапгоненко B.T. Одночастотный перестраиваемый эксимерный лазер на XeCl // Квантовая электроника. 1990.- Т. 17, №5.- С. 533-534.

179. ХеС1-лазер, возбуждаемый микросекундным электронным пучком / Ю.Н Бычков, Н.Г. Иванов, И.Н. Коновалов, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасенко, Е.Н. Тельминов II Квантовая электроника. 1983. - Т. 10, №7,- С. 1510-1512

180. D.E.Routh, J.B.West, V.L.Bhaumik. Efficient E-beam excitation of XeCl // IEEE Quantum. Electron. 1979. - Vol. 15. - P. 314-317.

181. H.E.Cartland and Т.Н. Jonson. Scaling of the electron-beam-pumped xenon chloride laser // J. Appl. Phys.-1991. Vol. 69. - P. 2815-2825.

182. Performance of a ten-liter electron avalanche-discharge XeCl laser device / S.Bolanti, P.DLLazzaro, F.Flora, G.Giordano, T.Hermsen, T.Letardi, and C.E.Zheng И Appl.Phys. B. 1990. - Vol. 50. - P. 415-423.

183. Titania а Ю20 Wcm"2 ultraviolet laser / E.D.Dival, C.B. Edwards, G.J. Hirst, C.J. Hooker, A.K.Kidd, J.M.D. Lister, R. Mathumo, at all. И J. of Mod. Optics. - 1996. -Vol. 43, No. 5. - P. 1025-1033.

184. The Nike KrF laser Facility: performance and initial target experiments/ S.P. Obenschain et al. И Physics of plasmas. 1996. -Vol. 3. - P. 2098-2102.

185. Cartland H.E. and Johnson Т.Н. Scaling of the electron-beam-pumped xenon chloride laser // J. Appl. Phys. 1991. - Vol. 69. - P. 2815-2825.

186. Pacala T.J., McDermid I.S., Laudenslager J.B. Single longitudinal mode operation of an XeCl laser // Appl. Phys. Lett. 1984. - Vol. 45, No. 5. - P. 507-510.

187. Pacala T.J., McDermid I.S., Laudenslager J.B. Ultranarrow line-width, magnetically switched xenon chloride laser // Appl. Phys. Lett. 1984. - Vol. 44. - P. 658661.

188. Эксимерная лазерная система с высокой спектральной яркостью / С.С. Алимпиев, B.C. Буркеев, С.К. Bapmanemoe и др. II Кратк. сообщение по физике. 1989. -№12.-С. 11-13.

189. Efficient spectral narrowing of XeCl laser / R. Buffa, P. Burlamacchi, R. Salimbeni, M. Matera II J. Phys. D.: Appl. Phys.- 1983. Vol. 16. - P. 125-128.

190. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

191. ХеС1-лазер, возбуждаемый пучком электронов / Ю.И. Бычков, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.Ф. Тарасенко II Письма в Журн. техн. физ. 1977. - Т. 3, вып. 23. - С. 1233-1236.

192. ХеС1-лазер с разрядом, поддерживаемым электронным пучком / Ю.И. Бычков, Н.В. Карлов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, А.М.Прохоров, В.Ф. Тарасенко II Письма в Журн. техн. физ. -1978. Т.4, вып.2. - С. 83-86.

193. Эксимерные лазеры на молекулах XeF и ХеС1 // Ю.И. Бычков, И.Н.Коновалов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.В.Рыжов, В.Ф.Тарасенко, А.И.Федоров, С.Б.Шемякина, А.Г.Ястремский // Изв. Академии Наук СССР, сер. Физическая. -1978. Т.42, №12. - С.2493-2498.

194. Effective XeCl laser performance conditions with combined pumping / YuJ.Bychkov, A.I.Gorbatenko, V.F.Losev, G.A.Mesyats, V.F.Tarasenko II Optics Communications. 1979. - Vol. 30, №2. - P. 224-226.

195. Лосев В.Ф., Тарасенко В.Ф., Бычков Ю.И. Генерация на молекуле XeCl при возбуждении электронным пучком // Квантовая электроника. 1979. - Т. 6, № 7. - С. 1561-1564.

196. Лосев В.Ф., Тарасенко В.Ф. Генерация в смеси Ar-Хе при комбинированной накачке // Квантовая электроника. 1980. - Т. 7, вып.З. - С. 663-664.

197. Мощная генерация в смеси АпХе при возбуждении пучком электронов микросекундной длительности / Ю.И. Бычков, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасенко, Е.Н. Тельминов Н Письма в Журн. техн. физ. 1982. - Т.8, вып. 14. - С. 837-840.

198. Spécial features of electron-beam-excited XeCl-laser génération / Y.I. Bychkov, V.F. Losev, G.A. Mesyats, V.S. Skakun, V.F. Tarasenko // Optics Communications. 1982. - Vol. 42, №4. - P. 278-280.

199. Формирование сильноточных электронных пучков большой апертуры / Э.Н. Абдуллин, И.Н. Коновалов, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасенко, С.М. Чесноков// Журн. техн. физ. 1982.- Т. 52, вып.5. - С. 929-934.

200. ХеС1-лазер, возбуждаемый микросекундным электронным пучком / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, И.Н. Коновалов, В.Ф. Лосев, В.Ф. Тарасенко, E.H. Тельминов II Квантовая электроника. 1983.-Т. 10, №7.-С. 1510-1512.

201. Характеристики генерации ХеС1-лазера с рентгеновской предионизацией в квазистационарном режиме возбуждения / -Ю.И. Бычков, М.Л. Винник, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев II Квантовая электроника. 1985. - Т.12, №10. - С. 2174-2176.

202. Управление ХеС1-лазером с помощью внешнего сигнала интенсивностью менее 2 Вт/см2/ Ю.И. Бычков, М.Л. Винник, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев II Квантовая электроника. 1987. - Т.14, №5. - С. 957-958.

203. Исследование характеристик генерации ХеС1-лазера, возбуждаемого электронным пучком микросекундной длительности/Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц, В.В. Рыжов II Квантовая электроника . 1987. - Т.14, №5. - С. 953956.

204. Возбуждение лазера на галогенидах благородных газов электронным пучком микросекундной длительности / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, И.Н. Коновалов, В.Ф. Лосев II Квантовая электроника. 1987. - Т.14, №4. - С. 664-669.

205. Бычков Ю.И., Винник МЛ., Лосев В.Ф. Электроразрядный лазер с энергией генерации 1 Дж и к.п.д. 2,6% // Квантовая электроника. 1987. - Т.14, №8. - С. 15821584.

206. ХеС1-лазер с энергией генерации 150 Дж/Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Г.А. Месяц // Письма в Журн. техн. физ. 1988. - Т.14, №6. - С.566-569.

207. Бычков Ю.И., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Ускоритель электронов с индуктивным накопителем энергии и плазменным прерывателем тока, как источник накачки газовых лазеров // Журн. техн. физ. -1989. Т.59, вып.8. - С. 75-77.

208. Влияние состава смеси на характеристики ХеС1-лазера, возбуждаемого электронным пучком / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, В.В. Рыжов, И.Ю. Турчановский, А.Г. Ястремский II Квантовая электроника. 1990. - Т.17, №3. - С. 300303г.

209. Коваленко С.Е., Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Узкополосный ХеС1-лазер с внутрирезонаторным призменным телескопом // Журн. прикл. спектр. -1990. Т.52, №4. - С. 687-689.

210. Бычков Ю.И., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Пространственно временные характеристики излучения мощного ХеС1-лазера с неустойчивым телескопическим резонатором // Квантовая электроника . - 1990. - Т.17, №12. - С. 1634-1636.

211. Бычков Ю.И., Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Использование вынужденного рассеяния для улучшения пространственных характеристик мощного ХеС1-лазера // Квантовая электроника. 1991. -Т. 18, №6. - С.693-694.

212. Эффективность преобразования излучения ХеС1-лазера в ВКР на парах металлов / Ю.Н Бычков, Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, В.Е. Проконьев II Журн. прикл. спектр. 1991. - Т.55, №1. - С. 80-83.

213. Панченко Ю.Н., Коваленко С.Е., Лосев В.Ф. Компактный электроразрядный ХеС1-лазер с высоким качеством излучения // Приборы и техника эксперимента.1991,- №3. С. 150-152.

214. Характеристики излучения лазеров на молекулах ХеС1 в режимах управления внешним сигналом / Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, А.И. Черников II Томск, 1991. (Препринт / Томск, науч. цетр Сиб. Отд-ния АН СССР, №42).

215. Коваленко С.Е., Лосев В.Ф. Управление расходимостью ХеС1 лазера в режимах усиления // Томск, 1991. (Препринт / Томск, науч. цетр Сиб. Отд-ния АН СССР, №33).

216. Режим инжекционной синхронизации в мощном ХеС1-лазере /Ю.И. Бычков, Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко II Квантовая электроника.1992. -Т.19, №2. С.133-135.

217. Задающий генератор на молекулах ХеС1 с малым уровнем фона / Ю.И. Бычков, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко// Журн. прикл. спектр. 1992. -Т. 56, №3,-С. 499-502.

218. Бычков Ю.И., Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Экспериментальное исследование эффективности ОВФ пучка ХеС1-лазера при ВРМБ // Квантовая электроника. 1992. - Т. 19, №7. - С. 688-690.

219. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Компрессия импульса излучения ХеС1-лазера за счет ВРМБ // Квантовая электроника. 1994. - Т.21, №1. - С. 1-2.

220. Kovalenko S.E., Losev V.F., Perrone M.R. Super-Gaussian resonators for longpulse XeCl lasers II J. Appl. Optics. 1994. - Vol. 33, No. 18. - P. 4082-4086.

221. Efficiency of coversion of XeCl laser radiation for SRS in métal vapor and hydrogen gas / Yu.I. Bychkov, N.G. Ivanov, S.E. Kovalenko, V.F. Losev, Yu.N. Panchenko, V.E. Prokop^ev II J. of Russion Laser Research. 1994. - V.15, №1. - P. 18-24.

222. Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Повышение яркости излучения ХеС1 лазера с апертурой 20 см // Томск, 1994. (Препринт / Томск, науч. цетр Сиб. Отделения АН СССР, №2).

223. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Особенности вынужденного рассеяния широкополосного излучения ХеС1-лазера // Квантовая электроника. 1995. -Т.22, №5. -С. 473-474.

224. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Формирование качественного излучения ХеС1-лазера в резонаторе с ВРМБ зеркалом // Квантовая электроника. 1995. - Т.22, №5. - С. 475-476.

225. Лазерная система на молекулах ХеС1 с высокой спектральной яркостью излучения / Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко И Оптика атмосферы и океана. 1995. - Т.8, №11. - С.1590-1594.

226. О спектральной яркости излучения ВКР пучка ХеС1-лазера в парах металлов /Н.Г. Иванов, С.Е. Коваленко, В.Ф. Лосев, Ю.Н. Панченко, В.Е. Прокопьев II Оптика атмосферы и океана. 1996. - Т.9, №2. - С. 211-216.

227. Иванов Н.Г., Лосев В.Ф. Формирование минимальной расходимости излучения в ХеС1 лазере с апертурой 12x16 см // Квантовая электроника. 1996. -Т.23, № 9. - С. 1-4.

228. On the spectral brightness of the SRS radiation excited in metal vapors by a XeCl laser/N.G. Ivanov, S.E. Kovalenko, V.F. Losev, Yu.N. Panchenko and V.E. Prokop'ev II J. of Russian Laser Research. -1996. Vol.17, №4. - P.401-405.

229. ХеС1-лазер с энергией генерации 200 Дж / Н.Г. Иванов, В.Ф. Лосев, Э.И. Наац, В.В. Рыжов, И.Ю. Турчановский, А.Г. Ястремский II Квантовая электроника. -1997. Т. 24, №8.-С. 688-690.

230. Лосев В. Ф., Панченко Ю.Н. Длительность стоксова сигнала при ВРМБ излучения XeCl лазера // Квантовая электроника. 1997. Т. 24. № 9. - С. 812-813.

231. Losev V.F., Panchenko Yu.N. Spectral and spatial selection of XeCl laser radiation by an SBS mirror // Optic Communications. 1997.-Vol. 136.- P. 31-34.

232. Ivanov N.G, Losev V. F., and Panchenko Yu. N. Influence of the optical aberration type on the accuracy of wave front inversion at stimulated Brillouin scattering of a XeCl-laser beam // Atmos. Oceanic Opt. 1997. - Vol. 10, № 9. - P. 646-649.

233. Панченко Ю.Н., Лосев В.Ф. Способ получения узкополосного излучения с малой расходимостью в эксимерном лазере // Патент РФ, № 2077756, 1997.186

234. Формирование основной моды излучения импульсно-периодического ХеС1 лазера и уменьшение его расходимости / В.В. Осипов, Л.Н. Орлов, К.В. Боянов, В.Ф. Jlocee II Оптика атмосферы и океана,- 1998.- T.l 1, №2-3.- С.100-104.

235. ХеС1-лазер с энергией генерации 200 Дж /Н. Г. Иванов, В. Ф. Лосев, Э. И. Наац, В. В. Рыжов, И. Ю. Турчановский, А. Г. Ястремский II Оптика атмосферы и океана. 1998. -Т.П. №2-3.-С. 145-148.

236. Losev V.F., Panchenko Yu. N. Use of Brillouin scattering in excimer lasers // Proceedings of SPIE.-1998.- Vol.3403.- P. 46-54.

237. Лосев В.Ф., Панченко Ю.Н. Длительность стоксова сигнала при ВРМБ излучения ХеС1 лазера // Оптика атмосферы и океана.- 1998.- T.l 1, №2-3.- С. 288-291.

238. Losev V. F., Ivanov N. G., Panchenko Y. N. High quality beam formation in wide aperture excimer lasers and laser systems II Proceeding SPIE. 1998. - Vol. 3574. - P. 104111.

239. XeCl лазерная система с выходной апертурой 25x25 см / Н. Г. Иванов, В. Ф. Лосев, Ю.Н.Панченко, А.Г.Ястремский И Квантовая электроника. 1999. Т. 29, № 1. -С.1-5.

240. Лосев В.Ф., Иванов Н.Г., Панченко Ю.Н. Формирование высококогерентного излученния в широкоапертурном эксимерном лазере // Изв. Вузов Физика. 1999.- Т.42. -№8,- С.54-57.

241. Н.Г.Иванов, В.ФЛосев, В.Е.Ирокопьев. Преобразование высококогерентного излучения XeCl лазера при ВКР в газообразном водороде // Оптика атмосферы и океана. 1999. -Т. 12. № 11.

242. Российская академия наук Сибирское отделение Институт сильноточной электроники

243. ИНСТИТУТ СИЛЬНОТОЧНОЙЭЛЕКТРОН;ИК^Г~\* Утверждаю»

244. Л = 308 нм) 0,1-0,3 Дж, длительность импульса 20*60 не.1ЭНИЯ

245. Утверждаю": ИСЭ СО АН СССРп1. Утверждаю":член^га^еспондент АН С( '¡ 'Щ)\ Г.А. Месяц1980 г.1. X/1. АКТ 5 А /НОпередачи технической документации на СО£-усилитель

246. От ЮА СО АН СССР: к.ф.-м.н. И.В.Кузиковски

247. Руководитель отдела газовых лазеров, к.т.н. ' Ю.И. Бычков