Формирование мощных импульсов CO2 лазера для исследования лазерной плазмы и эффективной генерации высокозарядных ионов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО РФ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТРОИЦКИЙ ИНСТИТУТ ИННОВАЦИОННЫХ И ТЕРМОЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

На правах рукописи УДК 623.373.826

САТОВ Юрий Алексеевич

ФОРМИРОВАНИЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ С02 ЛАЗЕРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ И ЭФФЕКТИВНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ

01.04.08 — «Физика плазмы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Троицк — 2006

Работа выполнена в ГНЦ РФ Троицком институте инновационных

и термоядерных исследований

Официальные оппоненты:

доктор физико-матеметических наук, профессор Ковальский Н.Г.

доктор физико-матеметических наук, профессор Кузьмин Г.П.

доктор физико-матеметических наук, профессор Исаков В.А.

Ведущая организация: Институт теоретической и экспериментальной

~ физики (ИТЭФ)_

Защита состоится«_ 1РЗ» 2006 г. в ч. мин,

на заседании диссертационного совета Д 520.009.02 РНЦ «Курчатовский институт» по адресу: Россия, 123182, г. Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РНЦ «Курчатовского института»

Автореферат разослан « 0Л_2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Елизаров Л.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объект исследования и актуальность темы. В последние годы а лазерной физике определился значительный прогресс, выраженный в фундаментальных разработках различных лазерных устройств и систем, предназначенных для генерации мощных и сверхмощных импульсов. Интенсивное развитие получили и прикладные задачи лазерной физики такие как исследования взаимодействия излучения с плазмой. В настоящее время актуальной является реализация научных идей в области научно-технических применений. С этой точки зрения особенно перспективно, наряду с проведением научного исследования, завершение работы изготовлением опытных образцов оборудования и получение результатов внедрения в конкретную прикладную задачу. Ценность таких НИР состоит, с одной стороны, в объективном подтверждении надежности полученных физических результатов, которые положены в основу разработки, а с другой, в полезности и технического результата работы, выполняющего роль прототипа соответствующего устройства. В частности, представляется актуальным развитие лазерно-плазменных технологий для производства сильноточных пучков высокоионизованных ионов. Реальность таких приложений основана на базе накопленных в ГНЦ ТРИНИТИ, ИТЭФ, МИФИ, ИАЭ им. И.В. Курчатова (РНЦ Курчатовский институт) НИИЭФА, ФИАН, ИОФАН и др. научно-технических данных и разработок в области генерации импульсов СОг лазера и, в частности, схемам генерации импульсов с высоким качеством пространственно-временных характеристик импульсно-периодического действия и их применениям в исследованиях лазерной плазмы [1]. Объектами исследования в диссертации являлись как научные разработки самих СО2 лазерных систем для нагрева плазмы, так и исследование эффективности лазерно-плазменного генератора высокоионизованных частиц. Следует отметить, что задача по созданию схемы генерации мощного СО2 излучения, способного работать в долговременном режиме с требуемой стабильностью воспроизведения параметров является актуальной, поскольку область применения таких генераторов не ограничивается вышеуказанной задачей и может иметь приложения в спектроскопии молекул, лазерохимии, зондировании атмосферы, нелинейных преобразователях света и т.п.

Использование лазерного излучения для концентрации энергии в малых

объемах, как было показано е рамках фундаментальных исследований лазерной плазмы в ФИАН, ВНИИЭФ, НИИФА, МИФИ, ИАЭ им. И.В.Курчатова (ТРИНИТИ) и других лабораториях мира ([2-5]), позволяет создать высокотемпературную плотную плазму (Те > 1 кэВ), которая в процессе расширения в вакуум представляет собой мощный поток заряженных частиц, занимающих малый объем в фазовом пространстве. Последующее разделение зарядов позволяет получать источник ионов рекордной яркости, превосходящий все имеющиеся к настоящему времени. Анализ такого способа создания лэзерно-плэзменного генератора ионов с точки зрения выбора длины волны излучения показывает, что для получения заданного числа частиц и их кратности ионизации принципиальной разницы между излучением с длиной волны 10.6 мкм и, например, 1.06 мкм нет. Выбор СО2 -лазера здесь в качестве драйвера для лазерно-плазменного генератора (ЛПГ) продиктован, главным образом, его техническими преимуществами на данный момент при создании мощных, частотных лазерных систем. Важно отметить, что такой генератор одновременно являлся бы и источником коротковолнового излучения, использование которого также находит широкое применение. Например, в настоящее время считается актуально его использование для развития технологий производства микроэлектроники [6] (фотолитография с помощью УФ излучения жесткой части спектра).

Исследования лазерного источника ионов велись в 60-70-е годы прошлого столетия в основном с целью диагностики лазерной плазмы. Эти работы явились, по-существу, базовыми для практического использования пучков заряженных частиц из лазерной плазмы. Одними из области практических применений были работы Ю.А.Быковского и сотрудников по лазерной масс-спектрометрии и напылении пленок металлов, полупроводников и окислов с помощью лазера. Первые опыты по применению ионного излучения иэ лазерной плазмы легких элементов при плотности мощности на мишени <2 « 109 -г 1012 Вт/см2 осуществились в ОИЯИ (Дубна) совместно с МИФИ, где СО2 лазер был впервые применен в лазерном источнике ионов на форин-жекторе синхрофазотрона [7]. В дальнейшем СО2 лазер небольшой мощности был внедрен в ускоритель ГНЦ РФ ИТЭФ [8,9]. Целенаправленное создание источника ионов для инжектора в ускорители проводились также в Институ-

те физики и лазерного микросинтеза (Варшава, Польша), Институте физики (Прага, Чехия), ЦЕРН (Женева Швейцария). Не смотря на достаточную широту исследований в этой области, имеющиеся к началу работы данные носили, в основном, общий характер и были недостаточны для инженерно-физической разработки конкретного устройства с высокой эффективностью генерации частиц заданного свойства. В частности, необходимы были данные о влиянии параметров лазерного импульса и условий облучения мишени (длительности излучения, диаметра пятна фокусировки, плотности мощности ) на эффективность лазерно-плазменного генератора высокоионизованных частиц (количество частиц заданной кратности ионизации, стабильность характеристик). Задача усложнялась тем, что одновременно требовалась разработка самой лазерной системы с необходимыми характеристиками. Аналоги такой лазерной системы также отсутствовали. В данной работе эта задача решалась в процессе создания высокоэффективного источника частиц для тяжелоионного инжектора в ускорители ЦЕРН [10] и ИТЭФ [11]. В первом случае необходимо производить пучки ионов РЬ25+ током в 10 мА и длительностью около 5 мкс с частотой повторения 1 Гц, совпадающей с тактовой частотой ускорителя. Требуемые параметры лазера для тяжелоионного инжектора ИТЭФ еще более высоки, поскольку генерируемые ионы должны обладать ионизационным состоянием близким к Не-подобному иону и более высоким средним током.

Область применения описанного лазерно-плазменного генератора, не ограничивается сильноточными источниками в инжекторах ускорителей. Можно предложить и другие эффективные применения ЛПГ:

— источник кластерных ионов и молекул, свойства которых активно исследуются в последнее время;

— источник пучков высокоионизованных атомов для измерения сечений взаимодействия в области атомной физики, экспериментальные данные необходимы в таких областях науки и техники как термоядерный синтез, физика ионосферы, астрофизика и собственно исследование самой лазерной плазмы;

— создание тонких, однородных пленок, например, для формирования тон-

кой структуры многослойных рентгеновских зеркал и алмазных пленок;

— ионная имплантация с целью легирования полупроводников или изменения свойств поверхности материалов;

— формирование пучков ионов с определенным зарядовым состоянием с целью создания активной среды для рентгеновских лазеров.

Как отмечалось, одним из важных разделов в поставленной программе исследований являлась разработка лазерной системы импульсно-периодического действия, способной генерировать импульсы необходимой мощности с требуемой стабильностью воспроизведения. По условиям исследования она, очевидно, должна была обладать известной гибкостью с точки зрения изменения её выходных характеристик для согласованной настройки параметров ионной компоненты плазмы. Оказалось, что использование в ЛПГ лазерного излучателя в режиме свободной генерации не позволяет решить проблему по ряду причин физического и технического свойства, описанных в диссертации: низкое качество пространственно-временных параметров излучения, недостаточная эффективность экстракции излучения из среды СОг лазера, неуправляемая и большая длительность импульса излучения и, соответственно, низкая удельная мощность излучения, хаотическое изменение интенсивности импульса вследствие самосинхронизации мод, недостаточно высокая воспроизводимость параметров в долговременном режиме и т.п. Все эти недостатки не позволяют успешно применить лазер такого типа в тяжелоионном инжекторе, где требования к лазерному драйверу достаточно жестки.

Высокое качество пространственно-временных характеристик лазерного излучения и, одновременно, высокая эффективность устройства достигаются, как известно, в генератор-усилительной схеме формирования короткого импульса. Однако существующие на этот момент лазерные схемы, подобные используемой и в нашей лаборатории [12], сложны для работы в импульсно-периодическом режиме и не достаточно надежны при высоких ресурсах наработки. Вместе с тем, теоретическое обоснование физических способов формирования мощных импульсов в усилительной и поглощающей среде, которые более просты технически, было дано в 60-х и 70-х годах прошлого столетия [13]. Одним из результатов этих идей явилось развитие лазерной техники уко-

рочения импульсов для твердотельных лазеров. Экспериментальные и теоретические работы по систематическому исследованию распространения света в цепочке нелинейных резонансных сред поглотителя и усилителя отсутствовали для СО2 лазеров на момент начала данной работы. Однако именно такой способ генерации мощного импульса СОг лазера для ЛПГ представляется наиболее привлекательным из-за технической простоты и актуален в данной разработке.

Целью диссертационной работы явилось исследование плазмы, создаваемой СО2 лазерными импульсами высокой мощности, для эффективной генерации высокозарядных ионов, разработка сильноточного источника тяжелых ионов. Для её достижения требовалось решить следующие конкретные задачи:

— исследование характеристик лазеров, работающими на базе самостоятельного разряда, и разработка импульсных СОг лазерных модулей с высокими удельными характеристиками;

— исследование различных физических способов и лазеро-оптических схем для генерации мощного импульса СОг лазера с высоким качеством пространственно-временных характеристик;

— исследование физических процессов, сопровождающих распространение импульсов излучения высокой мощности в резонансных поглощающих и усиливающих средах;

— измерение параметров плазмы различных элементов, нагреваемой импульсами СОг лазера при различных плотностях мощности излучения на мишени;

— определение зависимости характеристик ионной компоненты плазмы от параметров импульса излучения СО2 лазера и определение оптимальных условий облучения для получения ионов заданной кратности ионизации и потоком частиц;

— разработка и испытание лазерно-плазменный генератор ионов РЬ25+ импульсно-периодического действия;

Научная новизна.

1. Впервые получены зависимости характеристик самостоятельного разряда атмосферного давления в смеси СОг/Мг/Не от содержания СОг при высоких (>1 ГВт/л) уровнях электрической мощности, вложенной в разряд;

2. Замечено, что при удельной мощности вклада электрической энергии >1 МВт/см3 в однородный самостоятельный разряд атмосферного давления смесей с высоким содержанием СО2 происходит нарушение оптической однородности активной среды, которое может эффективно использоваться для подавления "хвоста"излучения СОг лазера в режиме свободной генерации.

3. Получен рекордный удельный лазерный выход 145 МВт/л для импульсного СОг генератора, основанного на самостоятельном разряде атмосферного давления;

4. Найдены условия надежно воспроизводимой одночастотной генерации в лазерном генераторе, построенном по гибридной схеме;

5. Экспериментально исследованы характеристики насыщения нелинейных поглощающих ячеек с гексафторидом серы в широком интервале параметров СОг лазерного импульса и определены условия их применимости для целей формирования короткого импульса;

6. Впервые получено сокращение длительности импульса СОг лазера до ~10 не при его распространении в резонансных средах нелинейного поглотителя и усилителя, экспериментально получены оптимальные условия для эффективной компрессии импульса;

7. Исследованы искажения пространственной формы пучка СОг лазера вследствие самофокусировки в БЯе, ограничивающие предельные характеристики нелинейной схемы формирования импульсов;

8. Обнаружено влияние когерентного эффекта переходной оптической нутации на форму импульса излучения СОг лазера и определены условия, при которых может наступать искажение его формы в усилителе;

9. Получены экспериментальные данные о характеристиках ионной компоненты плазмы тяжелых элементов (на примере свинца): потоках частиц в заданный телесный угол, их зарядовом составе, энергетических спектрах разлета. Такие данные обобщены для плотностей мощности СОг лазера на мишени в интервале д = 1 ■ 1012 -т- б • 10й Вт/см2 для импульсов излучения различной формы и длительности, а также разных размерах пятна фокусировки.

Научная и практическая ценность.

1. Разработан совместно с ОКРФ ФИАН и РНЦ Курчатовский институт СОг лазерный задающий генератор "Катран", позволяющий излучать импульсы длительностью 30 не на полувысоте и обладающий удельной выходной пиковой мощностью 145 МВт с литра активного объема в режиме свободной генерации;

2. Создан одномодоеый одночзстотный СОг генератор имлульсно-периодического действия с высоким качеством пространственно-временных характеристик, позволяющим эффективно использовать его в лазерно-оптических схемах формирования мощных импульсов;

3. Создан широкоапертурный СОг усилитель импульсно-периодического действия с активным объемом ~ 40 литров и полным усилением 5о Ь ~4;

4. Создана лазерная установка, состоящая из задающего генератора, поглощающих ячеек с БРв и усилителя, которая позволяет стабильно генерировать импульсы СОг лазера с пиковой мощностью 5 ГВт в импульсно-периодическом режиме с частотой 1 Гц;

5. Получено эффективное преобразование импульса СОг лазера длительностью 2 не при плотности мощности ~1 ГВт/см2 во вторую гармонику с коэффициентом конверсии по энергии —80% в нелинейном кристалле

гпСеР2;

6. Получены данные о кратности ионизации, плотности тока ионов и их энергетических распределениях для различных элементов мишени и

различных импульсов излучения, позволяющие проводить инженерно-физические расчеты по генерации ионов с помощью плазмы, создаваемой СОг лазером.

7. Показано, что для плазмы, создаваемой СОг лазером с длительностью импульса > 10 не:

(a) - увеличение кратности ионизации плазмы свинцовой мишени достигается увеличением плотности мощности излучения лазера и размера пятна фокусировки, при этом, зависимость от длительности импульса- слабая;

(b) - увеличение плотности тока ионов в нормальном к поверхности мишени направлении при постоянной энергии излучения достигается путем сокращения длительности импульса с сохранением плотности мощности на мишени за счет увеличения размера фокального пятна; средняя кратность ионизации ионов при этом меняется слабо.

8. Создан и испытан лазерно-плазменный генератор (ЛПГ) высокозарядных ионов импульсно-периодического действия с выходом частиц за выстрел:

а 7.5-1013 частиц/стерад для РЬ25+ б 2.6-1015 частиц/стерад для А111+

9. Создана установка, позволяющая исследовать лазерную плазму, создаваемую импульсами СОг лазера при плотности мощности излучения до 2 ■ 1015 Вт/см2.

На защиту выносятся следующие положения.

1. В самостоятельном разряде в смеси СОг/^/Не атмосферного давления напряженность электрического поля Е* в квазистационарной фазе зависит от содержания СОг Рсог как: £*[кВ/см]~ 14 + 7рсо2-

2. Показано, что при распространении импульса СОг лазера в цепочке нелинейных сред БРб и усилителя достигается шестикратное увеличение мощности лазера в сравнении с аналогичными условиями в режиме

свободной генерации за счет компресии импульса, достижение эффекта возможно только при условии определенного согласования параметров импульса задающего генератора, поглощающей ячейки и эффективной длины усиления.

3. Показано, что при распространении излучения СОг лазера в среде БРб из-за эффекта самофокусировки происходит пространственное искажение пучка, возрастающее с ростом давления 5Р6 и интенсивности лазера, приводящее к расслоению пучка на концентрические кольцевые области, что является ограничительным фактором при компрессии импульса в формирующей цепочке поглощающих ячеек и усилителя.

4. Усиление импульса СОг лазера, удовлетворяющего условиям > 1 /т- > 1/Тг. приводит к появлению затухающих осцилляции интенсивности с частотой Раби, что ограничивает возможность сокращения импульса излучения в процессе усиления (г-длительность фронта импульса, 7г-время релаксации поляризации, ^-дипольный момент, £— напряженность поля световой волны).

5. При воздействии на нелинейный кристалл ИпСеРг импульсами СОг лазера длительностью 2 не при плотности мощности ~1 ГВт/см2 эффективность преобразования излучения во вторую гармонику достигает ~80% по энергии.

6. При облучении мишеней импульсами СОг лазера при плотности мощности в расширяющейся в вакуум плазме наблюдаются две группы ионов: низкозарядная и высокозарядная, отличающиеся средними кратностями ионизации, распределением скоростей и угловых характеристик разлета.

7. При генерации ионов из лазерной плазмы, создаваемой импульсами СОг лазера длительностью 15 не и плотностью мощности q ~ 1-1014 Вт/см2 получена избирательность по кратности ионизации 50% для легких (А1П+) и 15% для тяжелых элементов (РЬ25+), обусловленная тем, что ионизационное состояние плазмы не устанавливается для высокозарядных ионов с потенциалом ионизации >0.5 кэВ.

8. При облучении свинцовой мишени импульсами С02 лазера длительностью 15 не при диаметре пятна фокусировки ci; 150 мкм зарядность иона максимально представленного в спектре разлета по нормали к мишени зависит от плотности мощности как: Zpb = 2.7 In q [Вт/см2] - 55.5.

9. При облучении свинцовой мишени импульсами СОг лазера длительностью 15 не при диаметре пятна фокусировки ~ 150 мкм плотность полного ионного тока пропорциональна энергии импульса и слабо зависит от его длительности: j [мА/см2] =1.5 Е [Дж] для дрейфового расстояния 1 м.

10. В результате проведенных исследований получена мощность импульса излучения СОг лазера 5 ГВТ в режиме долговременной работы с частотой повторения 1 Гц;

11. При облучении мишеней импульсами СОг лазера получен ионный выход за выстрел 2.3-10м частиц/стерад для Pb2il+ и 7.8-Ю15 частиц/стерад для А111+ при долговременной работе лазерно-плазменного генератора.

Апробация работы.

— XII Европейская конференция по взаимодействую лазерного излучения с веществом, Москва 1978;

— Конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, Звенигород-ХХ, 1983;

— Молодежная конференция по преобразованию энергии, Протвино, 1983;

— 3-е Всесоюзное совещание по высокотемпературной плазме, Дубна. 1983;

— Конференция по проблемам преобразования энергии", Москва, 1983; г., М., 1983, 12-13

— XXII Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Париж, 1993;

— б-я Национальная конференция по диагностике высокотемпературной плазмы, Санкт- Петербург, 1993;

XXIV Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Мадрид, 1996;

6-я Международная конференция по ионным источникам Вистлер, Канада, 1995;

7-я Международная конференция по ионным источникам, Термина, Италия, 1997;

9-я Международная конференция по ионным источникам, Оуклэнд, Калифорния, США, 2001;

18-я Международная конференция по линейным ускорителям, ИЫАС-96, Женева, Швейцария, 1996;

Международная конференция по физике плазмы, Нью-Орлеан, США, 2000;

30-я Ежегодная конференция по аномальному поглощению, Оушен-Сити, Мэриленд, США, 2000, ;

XXVI Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Прага, 2000;

Международная конференция: IV Харитоновские тематические научные чтения, Сэров, 2002;

XXVII Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Москва, 2002;

ЕРАС-2002 Европейская конференция по ускорению частиц, Париж, 2002;

XXX Звенигородская Конференция по физике плазмы и УТС, Звенигород, 2003;

Л1\1Р? ОиЬпа-2003 Международная конференция объединенного института ядерных исследований, Дубна, 2003;

ЕРАС-2004 Европейская конференция по ускорению частиц, Люцерна, Швейцария, 2004.

Личное участие автора в научных исследованиях, приведенных в работе, состоит в постановке задачи, выработке программы исследования, непосредственном проведении экспериментов, обсуждении результатов. В части расчетно-теоретических исследований участие автора осуществлялось при постановке задачи и сравнении результатов расчета с экспериментом и проведении отдельных расчетов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, пяти глав, Заключения и списка цитируемой литературы, включающей 415 наименований. Литературный обзор по обсуждаемым проблемам изложен в начале каждой главы. Диссертация изложена на 247 страницах, содержит 204 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во Введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулирована цель и задачи диссертационной работы, перечислены полученные в диссертации новые результаты, их практическая ценность и новизна, представлены положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации диссертационного материала и о степени личного участия автора в работе. Описана структура диссертации и её содержание.

В первой главе описаны приборы и методики для экспериментальных исследований, используемые в диссертации. В частности:

1. Описана конструкция детектора временнй формы им пульса СОг лазера на основе кристалла 1Л\|ЬОз, дана его динамическая характеристика в виде зависимости амплитуды выходного сигнала от лазерной интенсивности.

2. Описаны приборы, позволяющие измерить энергию импульсов СОг лазера в широком интервале.

3. Приведено описание интегральной во времени методики восстановления пространственного профиля лазерного пучка, основанной на сенсибилизации фотопленки ИК-излучением. Способ обладает высоким пространственным разрешением 10 мкм) и динамическим диапазоном ~ 35.

4. Описана схема измерения коэффициента усиления слабого сигнала в СОг лазерных модулях, основанная на пробном квазинепрерывном СОг

лазере малой мощности и стандартном фотодетекторе высокой чувствительности.

5. Дана схема измерения электронной концентрации в газе на выходе рентгеновской пушки, основанная на регистрации тока несамостоятельного разряда, приведены примеры измерения электронной плотности в различных газах.

6. Подробно описана время-пролетная методика, состоящая из анализатора спектра ионов, расширяющихся в плазме, и токового коллектора. Отличительной особенностью является совместная обработка данных токового коллектора и спектроанэлизатора, позволяющая восстановить энергетические характеристики ионов различной кратности ионизации, а также получить абсолютные их количества.

Во второй главе описаны способы возбуждения самостоятельного разряда в смеси СОг/^/Не атмосферного и сверхатмосферного давления. Основное внимание уделено способу создания самостоятельного разряда с пре-дыонизацией УФ излучением, разработанному при непосредственном участии автора диссертации и основанному на формировании импульса напряжения специальной формы дополнительными электрическими контурами. Схема позволяет после момента создания предварительной ионизации приложить к разрядному промежутку импульс с высокой напряженностью электрического поля, эффективно размножающий предварительную электронную концентрацию, после чего осуществляется основной вклад в разряд. Характеристики разряда хорошо описываются однородной моделью, включающей учет процессов ионизации и рекомбинации газового объема и уравнения для электрической цепи. Разработанный способ возбуждения объемного разряда отличается высокой мощностью вклада и воспроизводимостью характеристик для смесей с высоким содержанием молекулярных газов, преимущественно, С02. Это позволяет, с одной стороны, генерировать импульсы лазерного излучения с высокой удельной мощностью, а с другой-провести измерение разрядных и лазерных характеристик в широком диапазоне изменения параметров электрической схемы и состава смесей газов, которые также приведены в главе. На основе разработанного способа формирования разряда создано

семейство СО2 лазерных генераторов, внедренных в различные прикладные задачи. Описанный в главе базовый лазерный модуль, модернизированный для импульсно-периодического режима работы, успешно используется с конца 70-х годов в ИТЭФ в составе лазерного источника ионов.

Другое приложение разработанной схемы (ммогомодовый СОг генера-тор"Катран") реализовано в лаборатории ОКРФ ФИАН им. П.Н. Лебедева в экспериментах по лазерохимии. На рис. 1 приведены осциллограммы мощностей электрического вклада в разряд и лазерного излучения для этого лазера. Достигнутая средняя мощность импульса (тонкая структура на форме лазерного излучения не разрешена) составляет ~440 МВт (145 МВт/л) при длительности на полувысоте около 30 не. Импульс обладает высокой контрастностью, так что интенсивность "хвоста"не превышает 4 % от пикового значения интенсивности импульса. Такие удельные характеристики являются наилучшими из известных по литературе для (Юг-лазера в режиме свободной генерации.

Для цели, сформулированной в данной диссертации, схема формирования однородного самостоятельного разряда использована для разработки одномодового одночастотного задающего генератора, работающего в импульсно-периодическом режиме (рис. 2). Устройство обеспечивает генерацию импульса излучения гладкой формы с высокой контрастностью и стабильностью характеристик, что позволяет применять его в лазерных схемах формирования мощных импульсов, требующих высокой надежности в долговременном режиме работы. Описана схема стабилизации одномодового режима генерации, которая в сочетании с надежным методом формирования разряда гарантирует стабильную работу задающего генератора. В качестве примера, на рис. 3 представлены данные долговременного теста (5-104 выстрелов) формы импульса задающего генератора. Результатом измерений являлся размах модуляций М на форме импульса, характеризующих её нестабильность от выстрела к выстрелу и вызванных появлением второй продольной моды резонатора в спектре излучения. Видно, что 98% импульсов задающего генератора имеют не более, чем 10%-ную (±5%) модуляцию интенсивности. Разброс среднего значения интенсивности оказывается в несколько раз ниже и не превышает 1% по среднеквадратичному отклонению.

В главе описана конструкция и характеристики высокоапертурного усилителя, работающего на основе самостоятельного разряда и предназначенного для формирования мощных импульсов СОг лазера. Усилитель создан совместно с ИТЭФ по хорошо известной принципиальной схеме, основанной на предыонизации разрядного объема рентгеновским излучением мягкого спектрального диапазона. В главе приведены данные о конструктивных особенностях лазерного модуля. Предмет новизны в разработанном лазерном устройстве состоит в инженерно-физических решениях для конструкций элементов лазера, направленных на достижение необходимых выходных характеристик, способных обеспечить функционирование лазера в долговременном режиме. Такие необходимые качества как высокие выходные лазерные параметры в сочетании со стабильностью их воспроизведения были получены за счет высоких характеристик разработанных элементов лазера: высоковольтного генератора схемы питания разряда (ГИН), профилированных электродов и уникального металлокерамического сильноточного коммутатора РГУ-1м и рентгеновской пушки, обеспечивающих надежность формирования объемного разряда большой апертуры. Вид высокоапертурного модуля "Скат"с его основными элементами приведен на рис. 4. В главе даны характеристики рентгеновской пушки и результаты измерения создаваемой электронной концентрации для различных газов и их смесей. Представлены лазерные параметры модуля в режиме свободной генерации и усиления слабого сигнала. Максимальная энергия лазера в импульсно-периодическом режиме с частотой 1 Гц составляет 250-Н260 Дж, полное усиление слабого сигнала на проход даЬ ~ 4.

В третьей главе описаны результаты по разработке схем формирования мощных импульсов СОг лазера в линейке усилителей, позволяющие существенно увеличить интенсивность излучения и улучшить качество его пространственно-временных характеристик в сравнении с таковым для схемы свободной генерации. В первой схеме, считающейся традиционной, сигнал на входе в усилительную линейку формируется из импульса задающего генератора с помощью электро-оптического затвора. Схема (установка ТИР-1). включающая несколько каскадов усиления, позволяет генерировать импульсы длительностью 2 не и энергией около 100 Дж в моноимпульсном режиме. На рис. 5 представлены осциллограммы импульсов напряжения, управляюще-

го электрооптическим затвором, и выходного лазерного импульса установки. Описанная лазерная схема в дальнейшем использована для экспериментов по нагреву вещества при плотности мощности на мишени до д ~ 1 • Ю10 Вт/см2 и исследованию особенностей взаимодействия длинноволнового излучения СОг лазера с плазмой.

Вторая схема, разработанная в рамках данной диссертации, базируется на эффектах, сопровождающих распространение импульса света в нелинейных средах поглотителя и усилителя. Она позволяет реализовать условия компрессии импульса за счет самовоздействия излучения в этих средах. Схема экспериментальной установки показана на рис. б. Основными её элементами являются одномодовый одночастотный задающий генератор (1), описанный в предыдущей главе и усилительный модуль (14), в качестве которого применен разрядный модуль электроионизационного типа с полезным объемом 17 л. Пространственные характеристики пучка на входе в усилитель формируются пространственным фильтром, образованным конфокальной парой зеркал (4, 5) и диафрагмой (б), помещенной в общий фокус. Дифракционная решетка (3) обеспечивает оптическую связь задающего генератора со схемой усиления на одной (рабочей) линии генерации и, тем самым, предотвращает возникновение паразитной генерации усилительной линейки на других линиях. Система плоских зеркал (7-10) и телескопическая пара (12, 13) образуют трехпроходовую схему усиления с диаметром пучка на выходе ~150 мм. Как экспериментально показано в работе, импульс задающего генератора без предварительного формирования его фронта имеет близкий к экспоненциальному закон нарастания интенсивности. Это приводит в дальнейшем к неэффективному с точки зрения усиления импульса по мощности перемещению его пика вперед по фронту (рис. 7). Длительность импульса на выходе схемы в этом случае меняется слабо. Так в нашей телескопической схеме трехпроходово-го усиления (доЬ ~12.5) длительность импульса задающего генератора 75 не практически не изменялась, а максимум усиленного импульса перемещался на 60 не вперед. Для формирования фронта импульса, а именно его укручения, перед усилительным каскадом и после первого прохода усилителя использовались газовые ячейки (2, 11), наполненные гексафторидом серы и буферным

газом (воздух или азот) Концентрация рабочей компоненты (БРб) определяла коэффициент поглощения ячейки, а буферный газ позволял настраивать величину интенсивности насыщения поглотителя и выбирать, таким образом, "рабочую"точку по интенсивности на импульсе задающего генератора. Ячейка позволяла поглощать значительную часть предымпульса, как показывают данные измерений на рис. 8, ослабление пикового значения интенсивности незначительно. Усиление в этом случае происходит более эффективно, "убе-гание"импупьса уменьшается, импульс сокращается по длительности и его интенсивность возрастает (рис. 9). Экспериментальные данные по зависимости параметров импульса на выходе схемы (рис. б) от условий в первой ячейке (2) приведены на рис. 10 в виде энергии, мощности, длительности импульса на полувысоте и длительности его переднего фронта по уровню (0.1-0.9). Видно, что при заданных условиях усиления параметры ячейки поглотителя'имеют оптимальные для наибольшей компрессии импульса значения как по концентрации рабочей компоненты (5Р6), так и давлению буферного газа. Аналогичные данные получены и при изменении условий во второй ячейке схемы формирования. Исследования показали, что максимальная мощность импульса формируется одновременно с максимальной компрессией импульса. Эффект компрессии зависит от формы импульса задающего генератора, а именно, компрессия импульса возрастает с увеличением крутизны входного импульса. Показано также, что увеличение длины нелинейно поглощающих ячеек при сохранении полного числа частиц рабочего газа (р(5^б)'. где p(SF6)-дaвлeниe БРб, ¿-длина ячейки) позволяет получить более крутую характеристику насыщения поглотителя и, соответственно, получить более высокую мощность и компрессию импульса на выходе усилителя. Осциллограммы импульсов задающего генератора (а) и импульсов на выходе оптической схемы формирования при оптимальных условиях в одной (б) и в двух (в) ячейках поглотителя приведены на рис. 11. Данные получены при оптимальной добротности резонатора задающего генератора и длинах поглощающих ячеек. Схема, как показали измерения, обеспечивает генерацию 100 Дж излучения в импульсе длительностью 13-^-15 не и мощностью около 5 ГВт, которая, по-видимому, является

Дополнительная функция ячеек состояла г» подаплеиии паразитной генерации линейки на рабочей линии генерации Р(20) 10 мкм полосы.

близкой к предельно достижимой для заданных характеристик усилителя.

Модельные численные расчеты распространения импульса СО2 лазера в цепочке поглощающей ячейки и усилителя выполнены А.Е. Степановым. Получены зависимости характеристик импульса на выходе усилителя от длины усиления и параметров поглощающих ячеек для разных скоростей нарастания фронта импульса задающего генератора. На рис. 12 приведены данные расчета по усилению импульса излучения, имеющего экспоненциальную начальную форму нарастания интенсивности и прошедшего нелинейно поглощающую ячейку. Видно, что при заданных характеристиках ячейки поглотителя импульс в процессе усиления сокращается по длительности и, одновременно, нарастает по интенсивности до прохождения определенной длины усиления, после чего длительность импульса начинает возрастать, а интенсивность выходит на стационарное значение. Таким образом, достижение максимального сокращения импульса по длительности и достижения максимальной мощности в процессе усиления требует согласования характеристик поглощающей ячейки и характеристик усилителя (коэффициента усиления и длины усилителя). Такое согласование также зависит от скорости нарастания импульса задающего генератора.

Предельные характеристики импульса соответствуют условиям в ячейке поглотителя, после которых потери импульса становятся существенными и не могут восполнится за счет усиления. К таковым относятся как потери на поглощение, так и пространственные потери интенсивности, возникающие из-за рассогласования оптической схемы вследствие самофокусировки пучка в БРб среде. И тот и другой канал потерь возрастает с увеличением концентрации БРб. В данной оптической схеме эффект самофокусировки излучения, возникающий из-за аномальной добавки в показатель преломления, весьма существенен, поскольку формирование фронта импульса происходит как раз на нелинейном участке пропускания, где изменение оптических свойств среды БРе максимально. Качественно, эффект самофокусировки в первой ячейке иллюстрируется рис. 13, из которого видно, что фокусировка пучка в рабочих условиях параметров существенна (побеление бумаги на отпечатке (б) в центре луча вызвано разрушением чувствительного слоя и соответствует максимальной плотности энергии). Оптическая схема на рис. б адаптирована

до определенного уровня к указанному эффекту тем, что положение диафрагмы пространственного фильтра определяется экспериментально по реальному положению фокальной точки. Однако, по мере усиления эффекта, положение фокальной точки становится все более зависящем от времени и "размазыва-ется"по пространству. Искажение пространственных характеристик пучка во второй ячейке менее существенно из-за большей однородности пучка. В главе приведены экспериментальные и расчетно-теоретические результаты исследования эффекта самофокусировки СОг лазерного излучения 8 ячейке БР6. Другим эффектом, ограничивающим формирование временных характеристик лазерного импульса, является когерентный эффект оптической нутации, приводящий в определенных условиях к осцилляциям интенсивности излучения с частотой Раби. В главе приведены условия возникновения и результаты по наблюдению данного эффекта в СОг усилителе.

В заключении главы описаны оптическая схема и результаты преобразования излучения СОг лазера во вторую гармонику с помощью нелинейного кристалла 2пСеРа. Эффективность преобразования существенно зависит от интенсивности излучения на входе в кристалл и при плотности мощности лазерного пучка ~1 ГВт/см2, достигнутой в результате формирования импульса, составляет 80%.

В четвертой главе представлены исследования плазмы, нагреваемой импульсами СО2 лазера в широком интервале плотностей мощности на мишени: 5 = 3- Ю10 ч- 5 ■ Ю14 Вт/см2. Разработки мощных СОг лазеров, описанные в предыдущей главе, были использованы для создания плазмы и диагностики ее характеристик различными методами. Материал, который получен в результате этих исследований, изложен в данной главе и состоит из двух относительно независимых частей:

1. исследования лазерной плазмы с помощью импульсов длительностью т ~2 не при плотности мощности на мишени (3 ■ 1013 -т- 5 • 1014) Вт/см2;

2. исследованиям ионной компоненты плазмы тяжелых и легких элементов импульсами варьируемой в интервале г = 15 -г 80 не при плотности мощности (3 • Ю10 -н 9 • 1013) Вт/см2.

Первая группа исследований была выполнена в рамках программы по

ЛТС и носила общий характер изучения плазмы, создаваемой СОг лазером. Диагностика плазмы была направлена на выяснение особенностей взаимодействия длинноволнового излучения СОг лазера с плазмой при относительно высоких плотностях мощности на мишени (до д ~ 5 • 1014 Вт/см2). Вторая часть исследований посвящена измерениям характеристик ионной составляющей плазмы время-пролетными методами и одновременной оптимизации лазерных параметров и условий облучения для эффективной генерации высокозарядных ионов, параметры которых были обозначены в практической цели работы. Эти исследования потребовали использования импульсов СО2 лазера варьируемой длительности и, как оказалось, относительно низкой интенсивности лазера на мишени (по крайней мере для задачи генерации ионов РЬ+30). В этих приложениях эксперименты при д > -1014 Вт/см2 имеют непосредственный интерес и для задачи генерации ионов. Они, в частности, показывают возможное существенное усложнение проблемы генерации ионов более высокой кратности ионизации из-за многочисленных нелинейных эффектов взаимодействия импульсов лазера с плазмой, в первую очередь из-за существенной деформации профиля плотности плазмы.

При разработке лазерного источника высокоионизованных частиц крайне важно, насколько сильно влияние эффекта рекомбинации на масштабах дрейфа плазмы до устройства экстракции. В связи с этим проблема исследовалась экспериментальным и рэсчетно-теоретическим образом на примере плазмы магния. Определялись основные параметры плазмы, в том числе ее ионный состав, как вблизи поверхности мишени, так и на большом удалении от нее. В главе представлены результаты измерения ионного состава лазерной плазмы одновременно с помощью комбинации рентгено-спектральной диагностики с пространственным разрешением и время-пролетной методики. Проведены также расчеты по программе С(ОР?А. Было показано, что в условиях проведения эксперимента, которые близки к таковым в окончательной конфигурации источника ионов, влияние рекомбинационных процессов на разлетном расстоянии плазмы ~ 1м несущественно.

Таким образом, е процессе выполнения диссертационной работы были использованы различные методы измерения параметров плазмы. Используемые диагностики включают исследование излучения, рассеянного на основ-

ной частоте, излучения плазмы в рентгеновском диапазоне и время-пролетные измерения. Полученные данные, с одной стороны, носят общий характер исследования СОг лазерной плазмы и необходимы, в частности, для развития расчетно-теоретической модели описания процесса взаимодействия излучения с веществом, а с другой, содержат детальную информацию об ионной компоненте плазмы для широкого диапазона лазерных параметров. Такие исследования с одновременной оптимизацией лазерных характеристик позволили реализовать высокие эффективности лазерно-плазменного генератора высокозарядных ионов легких и тяжелых элементов.

Диагностика углового распределения излучения, рассеянного плазмой, на основной частоте лазера при плотности мощности ç ~ 5 • 1014 Вт/см2 показала, что в распределении имеются три максимума: центральный в направлении обратного хода луча и два боковых. Направление максимальной интенсивности рассеяния составляет ~ 37° с нормалью к мишени, что значительно отличается от угла зеркального отражения. В случае низких потоков излучения максимум распределения смещается в сторону нормали и при плотности мощности q ~ 3-1012 Вт/см2 практически совпадает с направлением зеркального отражения. Двумерное численное моделирование, проведенное Л.А. Большовым и сотрудниками по системе магнитогидродинамических уравнений, показали, что наблюдаемые результаты могут быть объяснены видоизменениями профиля плотности плазмы для пе > 1018 см-3 вследствие светового давления. В приближении геометрической оптики было показано, что подобное явление может сильно влиять на характер распределения рассеянного плазмой излучения.

Другой диагностикой, использующей рассеянное излучение основной частоты и несущей информацию о характерных особенностях взаимодействия излучения с плазмой, является измерение его спектрального состава. Как известно, в процессе взаимодействия излучения СО2 лазера с высокими потоками (q > 1013 Вт/см2) с плазмой важную роль играют нелинейные механизмы поглощения и рассеяния лазерного излучения. В этом случае наблюдается уширение спектра рассеянного излучения и наличие в нем линейчатой структуры, которое связывается с вынужденным рассеянием Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ). Световое давление при этом начинает играть существен-

ную роль, вызывая сильное укручение профиля плотности, э режим взаимодействия становится сильно нелинейным. Отражающей границей в таких условиях может служить поверхность критической плотности. В наших экспериментах, описанных в главе, генерация субгармоник и высших гармоник ионно-звуковой частоты впервые наблюдалась при плотности мощности СОг лазера на мишени q cz 5- 10й Вт/см2. "Синее"уширение спектров (ДА ~ 100 А) слабо зависело от материала мишени и соответствовало скорости разлета плазмы V ^ 107 см/с. " Красное"уширение ДА равнялось 150 А, 200 А и 700 А для мишеней из свинца, алюминия и полиэтилена, соответственно. Максимумы в "красной"части спектра, полученного при облучении полиэтилена, соответствуют гармоникам ионно-звуковой частоты вплоть до 4-й. Фурье-анализ экспериментальных данных показал наличие спектральных составляющих, соответствующих первой, второй и третьей субгармоникам ионно-звуковой частоты.

Методы рентгеновской спектроскопии многозарядных ионов позволяют более прямое измерение профилей плотности и температуры в лазерной плазме. В этой главе приводятся результаты измерений температуры и плотности закритической области плазмы алюминиевой мишени, облучаемой импульсами СОг-лазера длительностью 2 не и плотностью мощности q равной 3 • 1013 и 5 • 1014 Вт/см2. Электронная температура определялась из отношения интенсивности сателлитов к, I, j, q, г и резонансной линии He-подобного иона AI. Электронная плотность определялась из отношения резонансной и интеркомбинационной линий He-подобного иона AI XII. Измерения показали наличие плато в области пе ~ 3.7 • Ю20 см~3 = 37пст для случая высокой плотности мощности облучения. При низком значении потока облучения профиль плотности носит монотонно спадающий характер от расстояния до поверхности мишени. Характер изменения температуры от расстояния до облучаемой поверхности также существенно отличается для этих условий. В то время как при низкой плотности мощности температура в пределах точности измерений остается постоянной во всем диапазоне измерений, в случае 5 • 1014 Вт/см2 наблюдается резкий рост температуры на расстояниях г > 300 мкм.

Далее в главе приводятся результаты исследования ионной компоненты плазмы на больших разлётных расстояниях, где возможна экстракция ионных

пучков. Данные, по-существу, являются спецификацией выходных характеристик разработанного генератора ионов в различных приложениях источника. Измерения выполнены импульсами СОг лазера с параметрами: энергия до 100 Дж, длительность 15-75 не, размер фокального пятна на мишени 25-150 мкм. Для измерения характеристик ионной компоненты плазмы использовались электростатический анализатор заряженных частиц и токовый коллектор, устанавливаемые на расстоянии ~300 см от мишени. Совместная обработка данных с этих приборов позволяла восстановить зарядовый состав, энергетические спектры и парциальные токи ионов. На рис. 14 приведены усредненные по 15 измерениям осциллограммы плотности ионного тока, полученные для нормального угла разлета плазмы, при облучении мишеней из AI и РЬ импульсами плотностью мощности 3 • 1013 Вт/см2. Статистический разброс максимальных значений тока не превышает 12% (±6%) от среднего как для ионов легкого, так и тяжелого элемента. Максимальное значение тока ионов алюминия, как видно из сравнения осциллограмм, примерно втрое больше, чем для свинца. Спектры разлета ионов AI и РЬ, полученные в результате обработки экспериментальных данных, приведены на рис. 15, 16 в широком диапазоне энергий. Хорошо видно, что зависимости dN(E)/dE = f(E) существенно отличаются от Максвелловских распределений наличием высокоэнергетического "хвоста"с наклоном характеристики, значительно отличающимся от наклона для спектра ионое низкой энергии. На рисунках пунктирными линиями показаны эти наклоны для энергетических спектров ионов А111+ и РЬ27+. Число высокоэнергетических частиц существенно меньше полного их числа, основную часть ионного потока образуют ионы низких энергий. Параметры ионов А1г+ и РЬ*"1", полученные в результате время-пролетных измерений, приведены на рис. 17 в виде числа частиц в расчетный телесный угол, 2 средних скоростей разлета и их продольных дисперсий от номера кратности ионизации. Как видно, характерным является наличие двух выделенных групп ионов, отличающихся по кратности ионизации: высокозарядная (А17+-А112+, РЬ20+-РЬ30+) и низкозарядная (А11+-А16+, РЬ5+-РЬ18+). Аналогичные результаты получены и для ионов других элементов. Кроме отличий

^Расчетный телесный угол задастся условиями экстракции и составляет п нашем случае 3-2- L0-5 стерад.

по кратности ионизации ионы этих групп имеют существенно отличные скорости разлета (для высокозарядной группы она в 2-3 раза выше) и характерно различаются по продольному разбросу скоростей (рис. 17 (в,г)). Последний минимален для ионов низкой зарядности (ДУ/У и 0.54-1) и возрастает с ростом г, тогда как для высокозарядных ионов Д\//\/« 2—5 для различных элементов и уменьшается с номером кратности ионизации. Можно заключить, что, по крайней мере, существенная часть низкозарядной группы ионов не является следствием рекомбинации, а генерируется в различные моменты нагрева. Как показало численное моделирование лазерной плазмы, выполненное А.Е. Степановым и В.К. Рерихом, результаты которого также приведены в главе, группы высокозарядных и низкозарядных ионов генерируются на стадиях интенсивного нагрева (основная часть импульса излучения) и охлаждения (затухающая остаточная часть импульса), соответственно. Влияние рекомби-национных процессов в этом процессе сказывается несущественно.

Характер угловых зависимостей параметров ионов существенно отличается для указанных групп (рис. 18, рис. 19. Высокозарядная компонента ионов разлетается с достаточно острой направленностью. При этом ионы тяжелых элементов имеют меньший угол разлета в сравнении с легкими. Так для свинцовой мишени угол разлета, при котором плотность частиц высокой кратности ионизации спадает на половину, составляет « ±5°; для ионов алюминия этот угол равен яа ±10°. Разлёт низкозарядных ионов отличается большим телесным углом в сравнении с высокозарядными. Заметим также, что для некоторых ионов из низкозарядной группы (см. рис. 19, РЬТ+ и рис. 18, А11+) максимум плотности частиц наблюдается под углом, отличным от направления по нормали к поверхности мишени (оси симметрии разлета ионов). Как показали измерения в различных условиях облучения мишени, ионизационное состояние плазмы зависит как от плотности мощности, так и от формы импульса и размера пятна фокусировки. На рис. 20 собраны данные по кратности ионизации плазмы в зависимости от плотности мощности лазерного импульса на свинцовой мишени, полученные для различных условий. 3 Для сравнения приведены результаты для лазера в режиме свободной

3Кратность ионизации характеризуется величиной 7.определяемой по номеру кратности ионизации ионов, максимально представленных в разлетном спектре (вызывающим максимальный сигнал на эпергоанализаторе).

генерации. Все полученные данные хорошо описываются логарифмическими зависимостями от плотности мощности q с коэффициентами, определяемыми размерами пятна фокусировки и длительностью импульса излучения. Нагрев импульсами лазера в режиме свободной генерации имеет свои характерные отличия. Так, например, для случая облучения лазером в режиме генератора при размере пятна фокусировки d^-=65 мкм кратность ионизации Z^* аппроксимируется функцией Zpeak — 5.9 In q [Вт/см2] - 152.5, где q - средняя плотность мощности в первом пике. Как видно из сравнения результатов для пятен фокусировки размерами 150, 65 и 25 мкм (а, б, в. соответственно) эффективность ионизации (кратность ионизации при заданной плотности мощности) заметно увеличивается с ростом размера пятна фокусировки при фиксированной форме импульса излучения. В случае одиночного гладкого импульса длительностью т=15 не и фокальном пятне размером d/=135 мкм кратность ионизации описывается как Zpeak = 2.7 lnq [Вт/см2] - 55.5, где q - плотность мощности на мишени в пике импульса. Зависимость от диаметра фокального пятна, по крайней мере, для импульсов длительностью 15-^-30 не, существует, но близка к погрешности измерений (8z ±1). Такая же слабая зависимость отмечается и от длительности импульса: Z^^ возрастает при увеличении длительности импульса с 20 не (прямая г на рис. 20) до 30 не (д). Более высокая "видимая"эффективность ионизации импульсом свободной генерации связана с усреднением реальных значений мощности импульса (отмеченная на шкале плотность мощности для импульса, имеющего пичко-вую структуру, в несколько раз меньше физической ее величины). Электронная температура и разлетные скорости, как показали измерения, также имеет более высокие значения в таком пичковом режиме облучения.

Плотность токов в направлении нормального угла разлета ионов пропорциональна плотности мощности на мишени и растёт при увеличении размера пятна фокусировки при фиксированной форме лазерного импульса (см. рис. 21). Зависимость от длительности импульса, в приводимых интервалах изменения параметров, оказалась слабой, как видно из сравнения кривых (а, е) и (б, д, г). Это обстоятельство позволило при неизменной энергии лазерного импульса увеличить ток ионов с сохранением средней кратности ионизации ионного пучка. Такое увеличение достигалось за счет компрессии импульса

по длительности и одновременным увеличением размера пятна фокусировки, так что плотность мощности на мишени оставалась неизменной. Как показали измерения, полный ионный ток может быть увеличивался примерно в два раза при сохранении энергии импульса и его одновременном укорочении вдвое. Средняя зарядность пучка ионов при этом практически не менялась (сравним зависимости (д, е) на рис. 20). Это обстоятельство было положено в основу разработки источника ионов с требуемым выходом по току 1.5 мА для ионов РЬ2;>+ и позволило поднять ионный выход примерно в 6 раз в сравнении с источником ионов на основе лазера на свободной генерации. Зависимости полного ионного тока от энергии лазерного импульса также хорошо аппроксимируются линейными функциями. Так плотности ионного тока на дрейфовом расстоянии один метр для случаев облучения мишени а режиме свободной генерации и гладким коротким (т=15 не) импульсом при диаметре пятна фокусировки ~ 150 мкм можно представить функциями j [мА/см2] = 0.24 Е [Дж] и j [мА/см2] =1.5 Е [Дж], соответственно. Другие характерные особенности, отмеченные в процессе измерения ионной компоненты плазмы тяжелых и легких элементов, приведены в заключении главы. Пятая глава посвящена описанию лазерно-плазменного генератора ионов, разработанному совместно с ИТЭФ и предназначенному для внедрения в тяжелоионные инжекторы ускорителей, в частности, в рамках программы "ТВН ИТЭФ". Приведены основные характеристики ЛПГ, полученные в процессе наладки и тестовых испытаний в лабораториях ИТЭФ и ЦЕРН (Швейцария). Устройство включает в себя лазерный излучатель для нагрева вещества, оптическую схему изоляции его от отражаемого плазмой мишени излучения, вакуумную камеру для фокусировки лазерного излучения на мишень и дрейфовую трубку для расширения плазмы, высоковольтную систему экстракции и линию транспортировки пучка ионов низкой энергии с устройствами согласования для дальнейшего ускорения. В главе описана конфигурация генератора ионов, ориентированная на формирование пучка ионов РЬ25+ длительностью 5.5 мке с числом частиц ~ 2- Ю10. Результаты измерений плотности частиц п различной зарядности на дрейфовом расстоянии 1.7 м, приведены на рис. 22. На том же рисунке показано процентное содержание ионов различных кратностей ионизации т? в потоке плазмы. Цель достигнута при выходной мощности лазерного импульса

~5 ГВт и компрессии импульса до ^¿23 не. В лазерной схеме была применена четырехпроходовая схема усиления. В главе приведены результаты измерений этих параметров в импульсно-периодическом режиме с частотой повторения 1 Гц. Общий вид лазерной установки для /1ПГ, разработанного нами совместно с ИТЭФ, показан на рис. 23.

В Заключении сформулированы основные выводы из работы, перечислены результаты решения конкретных физических задач, рассмотрена область дальнейшего применения полученных данных.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

1. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Напартович А.П., Напарто-вич Е.Ш., Сатов Ю.А. Исследование характеристик импульсного СОг-лазера с предыонизацией УФ-излучением. -М., 1974. - 28 с. (Препринт ИАЭ им. И.В. Курчатова: 2398).

2. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Напартович А.П., Напартович Е.Ш., Сатов Ю.А. Исследование характеристик импульсного СОг-лазера с предыонизацией УФ-излучением // ЖТФ,- 1976,- Т. XLVI.-2.-C. 355-359.

3. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Напартович А.П., Напартович Е.Ш., Сатов Ю.А., Судаков В.В. Об усилении излучения на длине волны 9 и 10 мкм // Каантовая электроника.— 1975.—Т. 2.-4.- С. 840-842/

4. Акимов А.Е., Баранов В.Ю., Борзенко В.Л. Козочкин С.М., Кулешов В.П., Макаров К.Н., Малюта Д.Д., Петряков В.М., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П., Чалкин С.Ф. СОг лазерная установка ТИР-1. - М., 1982. - 30 с. (Препринт ИАЭ им. И.В. Курчатова: 3559/7).

5. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Напартович А.П., Напартович Е.Ш., Сатов Ю.А., Судаков В.В. Исследование характеристик объемного разряда с предварительной ионизацией

УФ-иэлучением // Физика плазмы,— 1976.—Т. 2.—3.—С. 486— 491.

6. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Ратников Е.В., Сатов Ю.А., Судаков В.В. Об изменении параметров фотоионизационного СОг-лазера при увеличении давления до 10 атм// Квантовая электроника.—1976.—Т. 3.-3.—С. 651-654.

7. Борисов В.М., Сатов Ю.А., Судаков В.В. О влиянии пре-дыонизации на разрядные характеристики СОа-лазера // Квантовая электроника.-1976.-Т. 3.-11.-С. 2460-2463.

8. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Сатов Ю.А., Степанов Ю.Ю. Получение однородного разряда для импульсного СОг-лазера большого объема // Квантовая электроника.—1975.— T. 2.-9.-С. 2086-2089.

9. Зарецкий Н.П., Лужнов В.Г., Рерих В.К., Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б., Смольский В.Н., Стародуб А.Н., Степанов А.Е., Феоктистов Л.П., Хоменко C.B., Чарушин A.B., Щепетов Н.Г. Импульсный СОг-лазер «КАТРАН» с высокой удельной выходной мощностью и стабильными характеристиками.— М., 2001.—29 с. (Физический Институт им. П.Н. Лебедева, препринт №35).

10. Baranov V.Yu., Makarov K.N., Roerich V.C., Satov Yu.A., Starostin A.N., Sharkov B.Yu., Langbein K., Sherwood T.R. Study of multi-charged heavy ion generation from C02-laser produced plasma.—Troitsk, CNIIatominform, 1995.—32 p. (Preprint TRINITI: 0015-A)

11. Сатов Ю.А., Борзенко В.Л., Козочкин С.M., Макаров К.H. Устройство для возбуждения разряда в газовом лазере.—М., 1984 — Авторское свидетельство №1103772.

12. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б., Хоменко C.B. Устройство для возбуждения разряда в газовом лазере.—М.,

1997.- Изобретения - №32.-С. 378,-Патент РФ №2096881 (RU2096881-C1, 20 Nov 1997, H01S-003/097, 199828).

13. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б. Устройство для возбуждения разряда атмосферного давления в газовом лазере.— М., 2002.— Бюллетень №36.—Патент РФ на изобретение №2195753.- (RU2195753-C2, 27 Dec 2002, H01S-003/097, 200328).

14. Макаров К.Н., Рерих В.К., Сатов Ю.А., Степанов А.Е., Хо-менко С.В. Импульсная генерация TEA СОг-лазера в условиях развития оптической неоднородности активной среды при высоких удельных энергиях накачки // Квантовая электроника.—2000.— Т. 30.-4.-С. 305-309.

15. Борисов В.М., Сатов Ю.А., Судаков В.В. Управление длительностью QQ^ лазерного излучения //ПТЭ.—1977.—1.— С. 201-203.

16. Анисимов В.Н., Баранов В.Ю., Борзенко В.Л. В.А.Бурцев, С.М.Козочкин, Малюта Д.Д., Сатов Ю.А., Себрант А.Ю., Смаковский Ю.Б., Стрельцов А.П. Формирование наносе-кундного импульса излучения мощностью 100 ГВт на СОг-лазерной установке ТИР-1 // Квант, электроника. - 1980. -Т. 7. - 7. - С. 1451-1455.

17. Baranov V.Yu., Bevov R.K., Satov Yu.A., Smakovskii Yu.B., Streltsov A.P. Pulsed COj- laser with combined high-current discharge // Appl. Opt.-1976.-T. 15.-6.-C. 1373-1376.

18 Feoktistov L.P., Charushin A.V., Louzhnov V.G., Roerikh V.C., Satov Yu.A., Shchepetov N.G., Smakovskii Yu.B., Smol-skii V.N., Starodub A.N., Stepanov A.E., Zaretskii N.P. The "Katran"C02-laser with high specific output power and stable parameters // Journal of Russian Laser Research.-2002.-v. 23.-6.-p. 503-515.

19. Макаров К.H., Нищук С.Г.. Рерих В.К. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б., Степанов А.Б., Хоменко C.B. Формирование импульсов СОг-лазера в трехпроходном телескопическом усилителе с применением насыщающихся поглощающих фильтров. -ЦНИИатоминформ М.. 2000. - 48 с. (Препринт ТРИ-НИТИ: 0069-А).

20. Макаров К.Н., Малюта Д.Д., Нищук С.Г. Рерих В.К., Сатов Ю.А.. Смаковский Ю.Б., Степанов А.Е., Хоменко C.B. Исследование динамики распространения импульсов СОг лазера в цепочке нелинейных поглощающих и усиливающих сред // Квантовая электроника. - 2001. - Т. 31. - 1. -С. 23 - 29.

21. Макаров К.Н., Нищук С.Г., Рерих В.К. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б., Степанов А.Е., Рерих В.К., Смаковский Ю.Б. Развитие численной модели SHOLAS для описания процесса усиления лазерных импульсов. - ЦНИИатоминформ М., 2000. - 8 с. (Препринт ТРИНИТИ: 0068-А).

22. Баранов В.Ю., Борзенко В.Л., Малюта Д.Д. Петруше-вич Ю.В., Сатов Ю.А., Себрант А.Ю, Смаковский Ю.Б., Старостин А.Н., Стрельцов А.П. Наблюдение когерентного взаимодействия наносекундного импульса СОг лазера с усиливающей средой // Письма в ЖЭТФ - 1979. - Т. 30. - 9. -р. 593-595.

23. Баранов В.Ю., Борзенко В.Л., Козочкин С.М. Кулешов В.П., Макаров К.Н., Малюта Д.Д.. Петрушевич Ю.В., Сатов Ю.А., Старостин А.Н., Стрельцов А.П., Чалкин С.Ф. Исследование когерентных эффектов при усилении наносе-кундных импульсов COj-лазера. - М., 1983. - 16 с. (Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова, препринт ИАЭ-3837/7).

24. Баранов В.Ю., Борзенко В.Л., Козочкин С.М. Мака-

ров К.Н., Малюта Д.Д., Петрушевич Ю.В., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. Переходные оптические нутации в СО2-усилителе // Квантовая электроника, - 1984. - Т. 11. - 2. -С. 344-348.

25. Баранов В.Ю., Большое Л.А., Кириченко Т.К. Козоч-кин С.М., Лиханский В.В, Макаров К.Н., Малюта Д.Д., Сатов Ю.А., Соколова Л.К., Стрельцов А.П. Искажения волнового фронта светового пучка при формировании мощных импульсов излучения CO¿ лазера. - М., 1984. - 23 с. (Препринт ИАЭ им. И.В.Курчатова: ИАЭ-4018/7).

26. Козочкин С.М., Макаров К.Н., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. Рерих В.К., Старостин А.П., Степанов А.Е., Шамаев О.Б., Хазерот X., Лангбайн К., Зельмаер Дж., Шервуд Т.Р. 06 использовании энергетических спектров высокозарядных ионов для диагностики параметров лазерной плазмы. // Физика плазмы,- 1994. - Т. 20. - 1. - С. 110 - 114.

27. Kozochkin S.M., Makarov K.N., Satov Yu.A., Streltsov A.P., Roerich V.C., Starostin A.N., Stepanov A.E., Shamaev O.B., Sharkov B.Yu., Haseroth H., Kuttenberger A., Langbein К., Sellmalr J., Sherwood T.R. High charge state lead ions generation in СОг-laser produced plasma. Experiments and numerical simulations.— M., ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1993.-47 p. (Препринт ИАЭ: 5635/7).

28. Макаров К.Н., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. Рерих В.К., Степанов А.Е., Шамаев О.Б., Шарков Б.Ю., Хазерот X., Лангбайн К., Шервуд Т.Р. Генерация высокозарядных ионов тяжелых элементов в СОз-лазерной плазме. // ЖЭТФ, - 1994. - Т. 106. - б. - С. 1649-1662.

29. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б., Макаров К.Н. Устройство и способ для формирования пучков многозарядных ионов,— М., 2002.-6 с. (Патент РФ на изобретение №2191441,- RU

2191441-С2, H01J-027/02, 200307).

30. Khomenko S.V., Makarov K.N., Roerich V.C., Satov Yu.A., Stepanoe A.E. Master-oscillator-power amplifier laser system for laser ion source. - ЦНИИатоминформ M., 1998. - 32 c. (Препринт ТРИНИТИ: 0045-A).

31. Krasllnikov A.V., Makarov K.N., Satov Yu.A., et a!. Time of flight electron spectrometry on T1R using natural diamond detector // Rev. Sci. Instrum. - 2001. - v. 72. - 1, - p. 1258 -1261.

32. Dubenkov V.P., Sharkov B.Yu., Golubev A.A.. Shumshurov A., Shamaev O.B., Roudskoy /., Streltsov A.P.. Satov Yu.A., Makarov K.Smakovsky Y., Hoffmann D., Laux W., Muller R. W., Spadtke P., StockI C., Wolf В., Jacoby J. Acceleration of TaI0+ ions produced by laser ion source in RFQ "MAXILAC"// Laser and Particle Beams.-1996.- V.-14.-3.- p. 385-391.

33. Khomenko S.V., Makarov K.N., Nischuk S.G., Roerich V.C., Satov Yu.A., Smakovskii Yu.B., Stepanov A.E., Kon-drashev S.A., Mescheryakov N.D., Sharkov B.Yu., Shumshurov A.V., Balabaev A.N., Logkin A.S., Konyurov K.N. Feasibility study of Pb4+ (80-100 /is, 20 mA) pulsed ion beam generation in laser ion source.- ЦНИИатоминформ M., 2001. - 48 с. (Препринт ТРИНИТИ: 0079-A).

34. Kondrashev S., Mescheryakov N., Sharkov В., Shumshurov A., Khomenko S., Makarov K., Satov Yu., Smakovskii Yu. Production of He-like light and medium mass ions in laser ion source// Rev. Sci. Instrum.—2000.—v. 71.-3.-p. 1409-1412.

35. Акимов A.E., Баранов В.Ю., Бойко В.А. Борзенко В.Л., Брюнеткин Б.А., Козочкин С.М., Макаров К.Н., Малю-та Д.Д., Письменный В.Д., Сатов Ю.А., Скобелев И.Ю., Соболев С.С., Стрельцов А.П., Фаенов А.Я. Эксперименты по нагреву плазмы излучением СОг-лазера на установке

ТИР-1 // Квантовая электроника.-1983.-Т. 10. - 8. - С. 1533 - 1538.

36. Акимов А.Е., Баранов В.Ю., Борзенко В.Л., Козоч-кин С.М., Макаров К.Н., Малюта Д.Д., Сатов Ю.А., Скобелев И.Ю.,Соболев С.С., Стрельцов А.П., Фаенов А.Я. Исследование закритической области С02-лазерной плазмы по рентгеновским спектрам многозарядных ионов // Письма в ЖЭТФ.-1985.-Т. 42.-3.-С 103-105.

37. Акимов А.Е., Баранов В.Ю., Козочкин С.М., Макаров К.Н., Малюта Д.Д-, Письменный В.Д., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. Генерация субгармоник и высших гармоник .ионно-звуковых колебаний в лазерной плазме // Письма в ЖЭТФ.-1987.-Т. 45.-8.-С. 381-383.

38. Баранов В.Ю., Большое Л.А., Кириченко Т.К., Козочкин С.М., Лиханский В.В., Макаров К.Н., Малюта Д.Д., Сатов Ю.А., Соколова Л.К., Стрельцов А.П. Резонансное самовоздействие импульсов СОг-лаэера в SFg. // Квантовая электроника,—1987.— Т. 14.-4.-С. 707-713.

39. Андреев Ю.М., Баранов В.Ю., Воеводин В.Г., Гейко П.П., Грибеников А.И., Изюмов С.В., Козочкин С.М., Письменный В.Д., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. Эффективная генерация второй гармоники наносекундного импульса излучения СОг лазера // Квантовая электроника. - 1987. - Т. 14. -11. - С. 2252 - 2254.

40. Акимов А.Е., Баранов В.Ю., Большое Л.А. Киселев В.П., Козочкин С.М., Макаров К.Н., Малюта Д.Д. Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. Юдин А.И. Влияние деформации профиля плотности в лазерной плазме на угловые характеристики рассеянного излучения основной частоты лазера. // Квантовая электроника.—1989.—Т. 16. - 8. - С. 1649 - 1651.

41. Baranov V.Yu, Makarov K.N., Roerich V.C., Satov Yu., Starost'm A.N., Sharkov B.Yu., Langbein К, Sherwood T.R. Study of multicharged heavy ion generation from C02 laser-produced plasma // Laser and Particle beams.— 1996.—v. 14,— 3,— p. 347-368.

42. Sharkov В., Kondrashev S„ Roudskoy l„ Savin S., Shumshurov A., Haseroth H., Kugler H., Langbein К., Lisi N., Magnussen И., Scrivens R., Schnuriger J. C., Tambini J., Homenko S., Makarov K., Rorich V„ Satov Yu., Stepanov A., Laser ion source for heavy ion synchrotrons: invited paper // Rev. Sei. Instrum.—1998.—v. 69.-2.-p. 1035-1044.

43. Haseroth H., Kugler H.,' Langbein К., Lisi N.. Lombardi A., Magnussen H., PirkI W., Schnuriger J. C., Scrivens R., Tambini J., Tanke E., Homenko S., Makarov K., Rorich V., Satov Yu., Stepanov A., Kondrashev S.A., Savin S., Sharkov B. Yu., Shumshurov A., Krasa J., Laska L., Pfeifer M., Woryna E. Developments at the CERN laser ion source // Rev. Sei. Instrum.- 1998.-V. 69.-2.-p. 1051-1053.

44. Fournier P., Cregoire G., Haseroth H., Khomenko S., Kondrashev S., Kugler H„ Lisi N.. Lombard'/ A., Makarov K., Meyer C„ Ostroumov P., PirkI W., Rorich V., Roudskoy I, Satov Yu., Schnuriger J. C., Scrivens R., Sharkov В., Shumshurov A., Stepanov A., Tenishev V., Varefa-Rodriguez F. Status of the C02 laser ion source at CERN I j Rev. Sei. Instrum.- 2000.-v. 71.-l-2.-p. 924-926.

45. Макаров K.H., Нищук С.Г., Рерих В.К., Сатов Ю.А., Скобелев И.Ю., Смаковский Ю.Б., Старостин А.Н., Степанов А.Е., Пикуз Т.А., Фаенов А.Я., Хоменко С.В. Исследование ионного состава плазмы магния, создаваемой излучением СОг-лазера вблизи мишени и при разлете на большое расстояние. //Письма в ЖЭТФ, - 2000. - Т. 71. - 1. - С- 13 - 17.

46. Степанов А.Е., Рерих В.К., Макаров К.Н., Сатов Ю.А., Сма-ковский Ю.Б., Малюта Д.Д., Старостин А.Н. Угловые зависимости параметров ионной компоненты плазмы, получаемой при облучении СОг-лазером мишеней из легких и тяжелых элементов. - ЦНИИатоминформ М., 2002. - 28 с. (Препринт ТРИНИТИ № 0086-А).

47. Stepanov А.Е., Volkov G.S., Zahsev V.I., Makarov K.N., Satov Yu.A., and Roerich V.C. Measurement of temperature evolution for the laser ion source plasma. // Laser and Particle Beams. - 2002. - v. 20. - p. 613 - 615.

48. Степанов A.E., Волков Г.С., Зайцев В.И. Макаров К.Н., Рерих В.К., Сатов Ю.А. Измерение температурной-динамики плазмы многозарядных ионов, создаваемой импульсами С02-лазера. // Письма ЖТФ,- 2003. - Т. 29. - 5. - С. 36 -41.

49. Смаковский Ю.Б., Сатов Ю.А., Хоменко С.В., Чарушин А.В. Газонаполненный управляемый металлокерамический разрядник повышенного давления // ПТЭ.—2003.—1,—С. 50—52.

50. Stepanov А.Е., Satov Yu.A., Makarov K.N., et al. Study of angular dependences of ion component parameters in COj laser-produced plasma // Plasma Phys. Control Fusion. - 2003. -v. 45.- p. 1261 - 1281.

51. Сатов Ю.А., K.H. Макаров, Степанов A.E. Рерих В.К., Смаковский Ю.Б. Источник многозарядных ионов тяжелых и легких элементов на основе СОг—лазера. - ЦНИИатоминформ М., 2004. - 50 с. (Препринт ТРИНИТИ: 0112-А).

52. Satov Yu., Sharkov В., Smakovski Yu., Makarov К., Stepanov A., Roerich V., Kondrashev S., Shumshurov A., and Balabaev A. The "SKATE"C0.2 gigawatt laser for a laserplasma generator of ions and nuclei // J. of Russian Laser Research.—2004.—v. 25.-6.- p. 524-534.

53. Satov Yu., Sharkov В., Haseroth H., Smakovski Yu., Makarov K., Kondrashev S., Roerich V., Stepanov A., Ku-gler H., Scrivens R., Camut O-, Shumshurov A., Balabaev A., Charushin A. High power C02 laser system with repetition rate operation for high current multicharged heavy ion generation // J. of Russian Laser Research.-2004.-v, 25.- 3. - p. 205 - 216.

Список цитируемых работ:

1. Малюта Д.Д. Взаимодействие излучения СОг-лазера с веществом при плотности мощности на мишени 105 -ь 109 и 1013-г1013 Вт/см2: Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Троицк, Филиал Института Атомной Энергии им.И.В. Курчатова 1988, №10/618 ДСП, машинопись 347 с.

2. Воловски Е., Ворына Э., Денус С. и др. Масс-спектрометрические исследования плотной плазмы на установке "Кальмар"// Труды ФИАН—1985. —т. 149.—С. 125149.

3. Honig R.E., Woolson J.R. Laser-induced emission of electrons, ions, and neutral atoms from solid surfaces //Appl. Phys. Lett.-1963.—v. 2.-7.-p. 138-139.

4. Linlor W.I. Ion energies produced by laser giant pulse // Appl. Phys. Lett.—1963.—v. 3.-ll.-p. 210-212.

5. Быковский Ю.А., Дорофеев В.И., Дымович В.И. и др. Исследование ионов, образующихся при взаимодействии излучения лазера с веществом, с помощью масс-спектрометра // ЖТФ.-1963.-Т. 37.-7.-С. 1194-1196.

6. Attwood D. Soft X-ray and Extreme Ultraviolet Radiation: principles and applications. — Cambridge: Cambridge University Press, 2000.

7. Ананьин О.Б., Быковский Ю.А., Дегтяренко Н.Н., и др. Об осуществлении ускорения ионов лазерной плазмы на фо-ринжекторе линейного ускорителя синхрофазотрона ОИЯИ // Письма в ЖЭТФ.-1972.-Т. 16.-10.-С. 543-548.

8. Golubev A.A., Latyshev S.V., Sharkov B.Yu. Formation of charge and energy spectra of multiply charged ions in an expanding laser plasma // Sov. J. Quantum Electron.—1984.— v. 14, p. 1242.

9. Latyshev S.V. and Rudskoi l.V. Effect of recombination heating on the charge composition of an expanding laser plasma // Soviet Journal of Plasma Physics.-1985.-v. ll.-10.-p. 669-672.

10. Sherwood T.R. Laser ion source for particle accelerators // 12th International Conference on Laser Interaction and Related Plasma Phenomena, Osaka, Japan, 24 - 28 Apr 1995; Geneva, 1995.—8pp. (Report CERN-PS-95-020-HI).

11. Balabaev A., Balanutsa V., Kondrashev S., et a/.. Development and operation of laser source of highly charged ions for ITEP TeraWatt accumulator facility // Rev. Sci. lnstr.-2002.-73.-2-p. 773-775.

12. Акимов A.E., Баранов В.Ю., Бойко В.А. и др. Эксперименты по нагреву плазмы излучением СОг-лазера на установке ТИР-1 // Квантовая электроника.-1983.-Т. 10. - 8. - С. 1533

- 1538.

13. Басов Н.Г., Амбарцумян Р.В., Зуев B.C., и др. Нелинейное усиление импульса света. //ЖЭТФ. - 1966. - т. 50. - 1. -С. 23-34.

14. Крюков П.Г., Летохов B.C. Распространение импульса света в резонансно усиливающей (поглощающей) средах. //УФН.

- 1969. - т. 99. - 2. - С. 169-227.

Рис. 1. Временная форма мощности электрического вклада в разряд (а, левая шкала) и осциллограмма лазерного излучения (б, правая шкала), полученные на много-модовом генераторе "Ка-тран"(ОКРФ ФИАН).

Рис. 2. Задающий генератор импульсно-периодического действия (ГНЦ РФ ТРИНИТИ, ссылка [14*]-нз приведенного списка публикаций автора). 1-секция атмосферного давления: 2- газоразрядная трубка схемы стабилизации частоты генерации; 3-блок электро- и газового питания; 4-оптическая скамья и схема стабилизации длины резонатора.

I, НС

м, %

Рис. 3. Статистические данные долговременных измерений формы импульса одномодового задающего генератора, а-процент от суммы выстрелов, имеющих на форме импульса модуляции с размахом Л/ [96 от среднего значения амплитуды]; б-распределение вероятности (точки-обработка данных, сплошная кривая- гауссовская функция).

Рис. 4. Импульсно-периодический лазер "Скат"(лаборатория ИТЭФ). 1-разрядная камера; 2-ГИН питания основного разряда; 3-охранный электрод; 4-рентгеновская пушка; 5-ГИН питания электронной пушки; б-оптический модуль; 7-газовый контур; 8-теплообменник; 9-регенератор; 10-система профилированных разрядных электродов; 11-электромагнитный экран (две передние панели демонтированы)

1(1), отн.ед. кВ

1, нс

Рис. 5. Формы импульсов напряжения У^) на электро-оптическом затворе (а) и лазерного излучения 1(ь) на выходе оптической схемы ТИР-1 (б).

14 9

Рис. б. Оптическая схема формирования импульса. 1-задающий генератор; 2,11-поглощающие ячейки с 8Р6; 3-дифракционная решетка; 4, 5-конфокальная пара сферических зеркал; 6-диафрагма пространственного фильтра; 7, 10-плоские зеркала; 12, 13-сферические зеркала телескопа; 14-усилительный модульП^Й.

I, не

Рис. 7. Осциллограммы (внизу; нормированы на единицу) и реконструированные формы импульсов (вверху) задающего генератора (а) и усиленного (б) при отсутствии ячеек поглотителя. Стрелками показаны положения вершин импульсов.

1 "5 0.1

0.01 4

I, отн.ед

120

-I—

140

I 1 I I ' 1 ' I

160 180 200 220 240

Рис. 8. Реконструированные формы переднего фронта импульса ЗГ до (а) и после (б) ячейки с нелинейным поглотителем.

260 I, НС

I, он .<И.

1 ■

0.01 • 1Е-4-

1Е-6-3-Л

21 • 0-

Ш .ЗД.

—I—

120 140

—I— 160

т

180 200 220

240 260 1, К

Рис. 9. Осциллограммы (внизу; нормированы на единицу) и реконструированные формы импульсов (вверху) на входе (а) и выходе (б) усилителя в случае формирования фронта нелинейным поглотите-

О 200 400 600 800 0 200 400 600 800 р, мбар Р. мбар

Рис. 10. Зависимости энергии (а) и мощности (б) выходного импульса, его длительности на полувысоте (в) и длительности фронта (г) от давления буферного газа (воздуха) в первой ячейке при различных давлениях БГв: 1 — давление 8Р6 0.05 мбар; 2 — 0.075 мбар; 3 — 0.2 мбар

Р, ГВт Р, МВт

Рис. 11. Осциллограммы импульсов излучения задающего генератора (а; правая шкала) и форм выходных импульсов (б-г, левая шкала) для различных условий настройки схемы, б — ячейки отсутствуют; в — условия в первой ячейке оптимизированы, вторая отсутствует; г —Условия в обеих ячейках оптимизированы.

Рис. 12. Расчетные зависимости длительности импульса после усилителя (а), его интенсивности (б) и плотности энергии (в) от длины усиления доЬ при различных условиях в ячейке поглотителя с оптической плотностью «о, интенсивностью насыщения 1$ и длиной I. Экспоненциальный показатель времени нарастания начального импульса то = 10 не. \-kqI = 0.43, /5 = 0.01, 2-к01 = 1.31, = 0.14, 3-к01 = 30, ^ = 0.02.

В

5.5 мм

Рис. 13. Изображения лазерного пучка, после первой ячейки поглотителя, полученные с помощью термобумаги, а-ячейка пуста; б-в ячейке рабочий состав смеси.

], мА/смг

Рис. 14. Усредненные осциллограммы плотности ионного тока на расстоянии 3 м при нормальном угле разлета для плазмы алюминия (а) и свинца (б). Плотность мощности на мишени 9 = 3-1013 Вт/см2.

сИМ/йЕ, отн.ед.

О 100 200 300 400 500 600 700

Е, кэВ

Рис. 15. Спектр разлета ионов алюминия в нормальном к поверхности мишени направлении при 9 = 3-1013 Вт/см2.

йЫ/с1Е, отн.ед.

-о-рьэт*

-+-РЬ!5*

-Л-РЬ23*

д А

А V оЧ.

\ Л

1-,—|--—|-.—|--—,—--1---1-

О 200 400 600 800 1000 1200

Е, кэВ

Рис. 16. Спектр разлета ионов свинца в нормальном к поверхности мишени направлении при д = 3 ■ 1013 Вт/см2.

N. частиц

N. частиц

г Э * 5 в 7 » 8 (0 11 12 п

Рис. 17. Параметры ионов алюминия (слева) и свинца (справа) в нормальном направлении разлета, д = 3 • 1013 Вт/см2, а-число частиц N в расчетный телесный угол; б-относительное число т? частиц в собственном интервале длительности; в-средняя скорость разлета V; г -дисперсия скоростей Д У/У.

Рис. 18. Угловые зависимости плотности числа частиц на расстоянии 3 м от мишени для ионов алюминия различной зарядно-сти. *-А112+ (а), 0-А111+ (б), +-А17+ (в), Л-А13+ (г), х-А11+(д).

Рис. 19. Угловые зависимости плотности числа частиц на расстоянии 3 м от мишени для ионов свинца различной зарядности. *-РЬ30+ (а), 0-РЬ25+ (б), Н—РЬ15+ (в), Д-РЬ10+ (г), х-РЬ7+ (д).

Я, Вт/см2

Рис. 20. Зависимости кратности ионизации ионов свинца 2реак от плотности мощности лазерного импульса на мишени д для различных условий облучения. Облучение лазером в режиме свободной генерации т=35 не: а - с!г=150 мкм ,6-65 мкм , в - 25 мкм . Облучение одиночными гладкими импульсами: г - с!^=65 мкм, т=20 не ; д - 65 мкм, 30 не ; е - 135 мкм, 15 не

0.0 5.0х1013

Я, Вт/см

Рис. 21. Зависимость плотности полного тока ионов свинца j на дрейфовом расстоянии 3 м от плотности мощности лазерного импульса на мишени q для различных условий облучения. Облучение лазером в режиме свободной генерации г=35 не: а - <3/-=150 мкм ,6-65 мкм . Облучение одиночными гладкими импульсами: г - (1^=65 мкм, т—20 не ; д - 65 мкм, 30 не ; е -135 мкм, 15 не.

2.5 2.01.51.0 0.5 0.0

ппП

0.16

0.14 Рис. 22. Плотности

ионов свинца п рад-

0.12

личной кратности

0.10

0.08 ионизации в потоке

плазмы и их относи-

0.06 тельное содержание г}

0.04 на дрейфовом рассто-

0.02 янии 1.7 м.

0.00

18 го 22 24 £6 28 30 32

Рис. 23. Общий вид лазерной установки для ЛПГ. 1-задающий генератор "Модуль ЗГ"; 2-блоки электро- и газового питания задающего генератора; 3-ячейка с насыщающимся поглотителем; 4-секция пространственного фильтра; 5-оптическая секция ввода излучения в усилитель; 6, 8-защитный кожух для лазерного пучка; 7-лазерный модуль "Скат"; 9-система контроля выходных лазерных параметровС^З^.

Подписано в печать 07.03.2006. Формат 60x90/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 3,5 Тираж 71. Заказ 17

Отпечат^Е в РНЦ «Курчатовский институт» 123182, гЩРква, пл. Академика Курчатова, д. 1

Введение

Глава 1 Приборы и методики измерения

1.1 Измерение характеристик лазерного излучения.

1.1.1 Измерение коэффициента усиления слабого сигнала.

1.2 Измерение электронной концентрации и экспозиционных доз, создаваемых импульсной рентгеновской пушкой

1.3 Время-пролетная методика измерений параметров плазмы

1.3.1 Анализатор энергетического спектра ионов.

1.3.2 Коллектор заряженных частиц

I Глава 2 Разработка и исследование импульсных СОг-лазеров для генерации мощных коротких импульсов

2.1 Формирование самостоятельного разряда в смеси СОг/^/Не атмосферного и сверхатмосферного давления.

2.1.1 Схемы с формированием импульса напряжения дополнительным контуром

2.1.2 Возбуждение разряда в большом объёме среды атмосферного давления с предыонизацией рентгеновским излучением. Усилительный модуль "Скат"

2.2 Характеристики разработанных ССЬ-лазеров.

2.2.1 Задающий генератор "Модуль ЗГ".

2.2.2 Многомодовый генератор "КАТРАН".

2.2.3 Широкоапертурный СОг лазерный модуль имиульсно-периодического действия "СКАТ".

Глава 3 Формирование мощных импульсов С02-лазера в линейке усилителей

3.1 Формирование импульса излучения с помощью электро-оптического затвора и линейки усилителей. Установка ТИР-1.

3.2 Формирование импульсов в цепочке нелинейных поглощающих и усиливающих сред.

3.2.1 Экспериментальные условия и описание оптической схемы

3.2.2 Проблемы самовозбуждения усилительной линейки и повторного импульса.

3.2.3 Энергия насыщения усилительной среды и просветление нелинейных фильтров.

3.2:4 Формирование временных и энергетических характеристик импульса излучения.

3.2.5 Теоретические модели и результаты расчета.

3.3 Физические процессы, сопровождающие формирование мощных импульсов

С02 лазера.

3.3.1 Влияние когерентных эффектов на формирование временного профиля импульса лазера в усилителе.

3.3.2 Влияние самофокусировки излучения в ячейке SFg на формирование импульса.

3.3.3 Преобразование излучения СОг лазера в коротковолновую область спектра в нелинейных кристаллах.

Глава 4 Исследования лазерной плазмы, создаваемой импульсами излучения СО2 лазера

4.1 Результаты исследования плазмы с помощью импульсов длительностью г не при плотности мощности на облучаемых мишенях до 5 ■ 1014 Вт/см

4.1.1 Исследование угловых характеристик рассеяния излучения основной частоты.

4.1.2 Исследование спектра и формы импульса рассеянного плазмой излучения на основной частоте

4.1.3 Измерение профилей температуры и электронной концентрации в за-критической области по спектрам многозарядных ионов.

4.2 Результаты исследования плазмы, создаваемой импульсами варьируемой в интервале г ~ 15-г80 не длительности.

4.2.1 Облучение мишени и схема время-пролетных измерений.

4.2.2 Исследование эволюции ионного состава лазерной плазмы при ее разлете

4.2.3 Характеристики ионной компоненты плазмы различных элементов при острой фокусировке излучения q = 9 • 1013 Вт/см

4.2.4 Характеристики ионной компоненты плазмы при плотности мощности <7 = 3-1013 Вт/см2.

4.2.5 Характеристики ионной компоненты плазмы свинцовой мишени при плотности мощности д = (3 -г 9) • Ю10 Вт/см2.

4.3 Обобщение и обсуждение результатов. Эффективность лазерно-плазменного генератора высокозарядных ионов.

4.3.1 Сравнение с результатами численного моделирования нагрева и разлета плазмы.

Глава 5 Лазерно-плазменный генератор высокозарядных ионов

Объект исследования и актуальность темы. В последние годы в лазерной физике определился значительный прогресс, выраженный в фундаментальных разработках различных лазерных устройств и систем, предназначенных для генерации мощных и сверхмощных импульсов. Интенсивное развитие получили и прикладные задачи лазерной физики, такие как исследования взаимодействия излучения с плазмой. В настоящее время актуальной является реализация научных идей в области научно-технических применений. С этой точки зрения особенно перспективно, наряду с проведением научного исследования, завершение работы изготовлением опытных образцов оборудования и получение результатов внедрения в конкретную прикладную задачу. Ценность таких НИР состоит, с одной стороны, в объективном подтверждении надежности полученных физических результатов, которые положены в основу разработки, а с другой, в полезности и технического результата работы, представляющего собой прототип соответствующего устройства.

Одним из перспективных направлений лазерно-плазменных технологий является генерация сильноточных пучков высокозарядных ионов. В качестве примера применения таких пучков можно привести следующие:

- источник высокозарядных ионов тяжелых элементов в форинжекторах ускорителей частиц;

- источник кластерных ионов и молекул, свойства которых активно исследуются в последнее время;

- источник пучков высокоионизованных атомов для измерения сечений взаимодействия в области атомной физики, данные необходимы в таких областях науки и техники как термоядерный синтез, физика ионосферы, астрофизика и собственно исследование самой лазерной плазмы;

- создание тонких, однородных пленок, например, для формирования тонкой структуры многослойных рентгеновских зеркал и алмазных пленок;

- ионная имплантация с целью легирования полупроводников или изменения свойств поверхности материалов;

- формирование пучков ионов с определенным зарядовым состоянием с целью создания активной среды для рентгеновских лазеров.

Использование лазерного излучения для концентрации энергии в малых объемах, как было показано в рамках фундаментальных исследований в ФИАН, ВНИИЭФ, НИИФА, МИФИ, ИАЭ им. И.В.Курчатова и других лабораториях мира, позволяет создать высокотемпературную плотную плазму (Те > 1 кэВ), которая, расширяясь в вакуум, представляет собой мощный поток заряженных частиц, занимающих малый объем в фазовом пространстве. Последующее разделение зарядов позволяет получать импульсный источник ионов рекордной яркости, превосходящий все имеющиеся к настоящему времени. На рисунке 0.1 схематически изображены основные зоны, образующиеся в лазерной плазме, создаваемой мощным импульсом при фокусировке излучения на мишень. Область I - это окрестность критической плотности плазмы, вблизи которой поглощается основная часть энергии лазерного излучения. В области I существенна теплопроводность, поэтому, как показано на рисунке, харак

Рис. 0.1. Изображение основных зон в лазерной плазме вблизи мишени. терный размер этой области больше диаметра пятна фокусировки: Ю > ¿¡. В этой области происходит ионизация плазмы до максимального уровня. Следует отметить, что, как правило, время пролета иона через горячую зону I меньше или сравнимо с характерным временем ионизации, поэтому стационарное значение ионного состава плазмы, соответствующее максимальной температуре, не достигается. Это особенно характерно для плазмы СОг лазера из-за низкой величины критической плотности для длинноволнового излучения. Что касается температуры плазмы в области критической плотности, то максимальное ее значение возрастает с ростом длины волны греющего излучения при фиксированных значениях других параметров лазерного импульса. В области II охлаждение плазмы за счет газодинамического разлета преобладает над нагревом, что приводит к рекомбинации ионов. По той же причине низкой плотности плазмы в зоне поглощения для СОг лазера рекомбинация при охлаждении плазмы в зоне II идет значительно медленнее, однако существенно меньше и исходное число ионов. В области III давление плазмы становится слишком мало, чтобы влиять на динамику разлета. Поэтому область III - это область инерционного разлета. Несмотря на малую величину температуры электронов, рекомбинация ионов не идет до конца, т.е. до нейтральных атомов, а останавливается в результате подогрева электронной компоненты в процессе трехчастичной рекомбинации, т.е. степень ионизации плазмы, как принято говорить, "замораживается". Это явление и позволяет, в сущности, проводить экстракцию ионов на значительных (до нескольких метров) расстояниях от мишени. Суммируя сказанное с точки зрения выбора длины волны излучения для лазерно-плазменного генератора ионов, можно полагать, что для получения заданного числа частиц и их кратности ионизации принципиальной разницы между излучением с длиной волны 10.6 мкм и, например, 1.06 мкм нет. Выбор СО2 -лазера в качестве драйвера для лазерно-плазменного генератора (ЛПГ) был продиктован, главным образом, его техническими преимуществами при создании мощных, частотных лазерных систем на момент начала работы. Лазерно-плазменный генератор высокоионизованных атомов и ядер является одновременно и источником коротковолнового излучения, использование которого для развития технологий производства микроэлектроники (фотолитография с помощью УФ излучения жесткой части спектра) в настоящее время интенсивно исследуется.

Исследования по генерации потоков ионов из лазерной плазмы, велись с 60-х годов 11-5] в качестве одной из диагностик лазерной плазмы. Целенаправленные же исследования по применению ионного потока лазерной плазмы из легких элементов при плотности мощности лазерного излучения /к103т 1012 Вт/см2 с использование Nd и СОг лазеров систематически проводились в ОИЯИ (Дубна), где СОг лазер был впервые применен в лазерном источнике ионов на форинжекторе синхрофазотрона [6-13], МИФИ (в том числе совместно с ИОФАН) (Москва) [14-48], ГНЦ РФ ИТЭФ (Москва) [49-53], и Мюнхенском Техническом университете (Германия) [54-56]. Предметом создания лазерного источника многозарядных ионов тяжелых элементов со средним зарядом ионов Z > 20 являются исследования, проводимые при плотности мощности I & 1013 Ч-1015 Вт/см2 с использованием N(1, СОг и йодных лазеров в Институте физики и лазерного микросинтеза (Варшава, Польша), Институте физики (Прага, Чехия) [57-71], ЦЕРН (Женева Швейцария) [72-82] и ГНЦ РФ (Троицк) (см. по тексту диссертации).

Несмотря на достаточную широту исследований в этой области, имеющихся в литературе данных к началу данной работы было недостаточно для инженерно-физические разработки мощного источника высокоионизованных частиц из лазерной плазмы. Имеющиеся до начала работы данные носили, в основном, общий характер сведений о плазме различных элементов и не были направлены на повышение эффективности самого источника ионов. В частности, актуальным для такой инженерно-физической разработки было получение данных о влиянии параметров лазерного импульса и условий облучения мишени (длительности излучения, диаметра пятна фокусировки, плотности мощности ) на эффективность лазерно-плазменного генератора высокоионизованных частиц (количество частиц заданной кратности ионизации, стабильность характеристик). В данной работе такая задача решалась на примере создания высокоэффективного источника частиц для тяжелоионного инжектора в ускорители ЦЕРН [72] и ИТЭФ [53]. В первом случае необходимо производить пучки ионов РЬ25+ током в 10 мА и длительностью около 5 мкс с частотой повторения 1 Гц, совпадающей с тактовой частотой ускорителя. Требуемые параметры лазера для тяжелоионного инжектора ИТЭФ еще более высоки, поскольку генерируемые ионы должны обладать ионизационным состоянием близким к Не-подобному иону и более высоким средним током. Учитывая существенно более высокую яркость таких источников в сравнении с ранее приводимыми в литературе лазерными источниками ионов и более совершенные их технические характеристики, обоснованно назвать такие устройства лазерно-нлазменными генераторами (ЛПГ) высокоионизованных ионов.

Одним из важных разделов в поставленной программе разработки являлась сама лазерная система импульсно-периодического действия, способная генерировать импульсы необходимой мощности, стабильности и т.п. По условиям исследования она, очевидно, должна была обладать известной гибкостью с точки зрения изменения ее выходных характеристик для согласованной настройки параметров ионной компоненты плазмы. Оказалось, что использование в ЛПГ лазерного излучателя в режиме свободной генерации не позволяет решить проблему по ряду причин физического и технического свойства, описанных в диссертации: низкое качество пространственно-временных характеристик излучения, недостаточная эффективность экстракции излучения из среды СОг лазера, неуправляемая и большая длительность импульса излучения и, соответственно, низкая удельная мощность излучения, хаотическое изменение интенсивности импульса вследствие самосинхронизации мод, недостаточно высокая воспроизводимость параметров в долговременном режиме и т.п. Все эти недостатки не позволяют успешно применить лазер такого типа в тяжелоионном инжекторе, где требования к лазерному драйверу достаточно жестки. Высокое качество пространственно-временных характеристик и, одновременно, высокая эффективность устройства достигаются, как известно, в генератор-усилительной схеме формирования короткого импульса. Однако существующие на этот момент лазерные схемы, подобные используемой и в нашей лаборатории (раздел 3.1), сложны для работы в импульсно-периодическом режиме и не достаточно надежны при высоких ресурсах наработки.

Вместе с тем, теоретическое обоснование физических способов формирования мощных импульсов в усилительной и поглощающей среде, которые более просты технически, было дано в 60-х, 70-х годах прошлого столетия [83-94] на основе двухуровневой модели. Результатом явилось развитие лазерной техники укорочения импульсов для твердотельных лазеров. В частности, была реализована схема, где нелинейный поглотитель используется для сокращения длительности импульса, а усилитель компенсирует потери, которые в этом случае существенны. В отличие от таковой, возможно реализовать схему формирования импульса в цепочке нелинейного поглотителя и усилителя, где компрессия импульса происходит в процессе усиления. Возможность такой компрессии была показана расчетно-теоретически B.C. Летоховым для импульсов специальной формы. Экспериментальные и теоретические работы по систематическому исследованию распространения света в цепочке нелинейных резонансных сред поглотителя и усилителя отсутствовали для СОг лазеров до начала настоящей работы. Однако именно такой способ генерации мощного импульса СО2 лазера для ЛПГ представляется наиболее привлекательным и актуален в данной разработке, также как и для применений в спектроскопии, лазерохимии, зондировании атмосферы, нелинейных преобразователях света и т.п.

Цель диссертационной работы. Целью диссертационной работы явилось исследование плазмы, создаваемой СОг лазерными импульсами высокой мощности, для эффективной генерации высокозарядных ионов, разработка сильноточного источника тяжелых ионов. В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

- исследование характеристик лазеров, работающими на базе самостоятельного разряда, и разработка импульсных СОг лазерных модулей с высокими удельными характеристиками;

- исследование различных физических способов и лазеро-оптических схем для генерации мощного импульса СОг лазера с высоким качеством пространственно-временных характеристик;

- исследование физических процессов, сопровождающих распространение импульсов излучения высокой мощности в резонансных поглощающих и усиливающих средах;

- исследование особенностей взаимодействия импульсов СОг лазера с создаваемой ими плазмой в широком интервале плотности мощности на мишени;

- измерение параметров плазмы различных элементов, нагреваемой импульсами СОг лазера при различных плотностях мощности излучения на мишени;

- определение зависимости характеристик ионной компоненты плазмы от параметров импульса излучения СОг лазера и определение оптимальных условий облучения для получения ионов заданной кратности ионизации и потоком частиц;

- разработка и испытание лазерно-плазменного генератора ионов РЬ25+ импульсно-периодического действия;

Научная новизна:

1. Впервые получены зависимости характеристик самостоятельного разряда атмосферного давления в смеси СОг/^/Не от содержания СО2 при высоких (>1 ГВт/л) уровнях электрической мощности, вложенной в разряд;

2. Замечено, что при удельной мощности вклада электрической энергии >1 МВт/см3 в однородный самостоятельный разряд атмосферного давления смесей с высоким содержанием СО2 происходит нарушение оптической однородности активной среды, которое может эффективно использоваться для подавления "хвоста"излучения СОг лазера в режиме свободной генерации.

3. Получен рекордный удельный лазерный выход 145 МВт/л для импульсного С02 генератора, основанного на самостоятельном разряде атмосферного давления;

4. Найдены условия надежно воспроизводимой одночастотной генерации в лазерном генераторе, построенном по гибридной схеме;

5. Исследованы характеристики насыщения нелинейных поглощающих ячеек с гексафто-ридом серы в широком интервале параметров СОг лазерного импульса и определены условия их применимости для целей формирования короткого импульса;

6. Впервые получено сокращение длительности импульса С02 лазера до ~10 не при его распространении в резонансных средах нелинейного поглотителя и усилителя, экспериментально получены условия эффективной компрессии импульса и увеличения его интенсивности на выходе трехпроходового телескопического усилителя;

7. Экспериментально исследованы искажения пространственной формы пучка СОг лазера из-за самофокусировки в БРб, ограничивающие предельные характеристики нелинейной схемы формирования импульсов;

8. Обнаружено и исследовано влияние когерентного эффекта переходной оптической нутации на форму импульса излучения СОг лазера, распространяющегося в усилителе;

9. Различными экспериментальными методами показано, что эффект деформации профиля плотности плазмы под действием импульсов СО2 лазера сильно влияет на характеристики плазмы при лазерных потоках > 1 • 1014 Вт/см2;

10. Получены подробные экспериментальные данные о характеристиках ионной компоненты плазмы тяжелых элементов (на примере свинца): потоках частиц в заданный телесный угол, их зарядовом составе, энергетических спектрах разлета. Такие данные обобщены для плотностей мощности СОг лазера на мишени в интервале <7 = 1-1012-7-6-1014 Вт/см2 для импульсов излучения различной формы и длительности, а также разных размерах пятна фокусировки.

Научная и практическая ценность.

1. Разработан СОг лазерный задающий генератор "Катран", позволяющий излучать импульсы длительностью 30 не на полувысоте и обладающий удельной выходной пиковой мощностью в 145 МВт с литра активного объема в режиме свободной генерации;

2. Создан одномодовый одночастотный СО2 генератор импульсно-периодического действия с высоким качеством пространственно-временных характеристик, позволяющим эффективно использовать его в лазерно-оптических схемах формирования мощных импульсов;

3. Создан широкоапертурный СОг усилитель импульсно-периодического действия с активным объемом ~ 40 литров и полным усилением (/о Ь ~4;

4. Создана лазерная установка, состоящая из задающего генератора, поглощающих ячеек с Б Ре и усилителя, которая позволяет стабильно генерировать импульсы С02 лазера с пиковой мощностью 5 ГВт в импульсно-периодическом режиме с частотой 1 Гц;

5. Получено эффективное преобразование импульса СОг лазера длительностью 2 не во вторую гармонику с внутренней эффективностью по энергии ~80% в нелинейном кристалле при плотности мощности ~1 ГВт/см2;

6. Получены данные о кратности ионизации, плотности тока ионов и их энергетических распределениях для различных элементов мишени и различных импульсов излучения, позволяющие проводить инженерно-физические расчеты по генерации ионов с помощью плазмы, создаваемой С02 лазером.

7. Показано, что для плазмы, создаваемой СОг лазером с длительностью импульса > 10 не: a) увеличение кратности ионизации плазмы свинцовой мишени достигается увеличением плотности мощности излучения лазера и размера пятна фокусировки, зависимость от длительности импульса- слабая; b) увеличение плотности тока ионов в нормальном к поверхности мишени направлении достигается путем сокращения длительности импульса излучения при постоянной энергии излучения с соответствующим сохранением плотности мощности на мишени за счет увеличения размера фокального пятна; средняя кратность ионизации ионов при этом меняется слабо.

8. Создан и испытан лазерно-плазменный генератор (ЛПГ) высокозарядных ионов импульсно-периодического действия с выходом частиц за выстрел: а 2.3-1014 частиц/стерад для РЬ25+ б 7.8-1015 частиц/стерад для А111+

9. Создана установка, позволяющая исследовать лазерную плазму, создаваемую импульсами СОг лазера при плотности мощности излучения до 2 • 1015Вт/см2.

Положения, выносимые на защиту:

1. В самостоятельном разряде в смеси ССЬ/^/Не атмосферного давления напряженность электрического поля Е* в квазистационарной фазе зависит от содержания СОг рСо2 как: £*[кВ/см]~ 14 + 7рсо2

2. Показано, что при распространении импульса СОг лазера в цепочке нелинейных сред БГб и усилителя достигается шестикратное увеличение мощности лазера в сравнении с аналогичными условиями в режиме свободной генерации за счет компресии импульса; достижение эффекта возможно только при условии определенного согласования параметров импульса задающего генератора, поглощающей ячейки и эффективной длины усиления.

3. Показано, что при распространении излучения СОг лазера в среде ЭРб из-за эффекта самофокусировки происходит пространственное искажение пучка, возрастающее с ростом давления БРб и интенсивности лазера, приводящее к расслоению пучка на концентрические кольцевые области, что является ограничительным фактором при компрессии импульса в формирующей цепочке поглощающих ячеек и усилителя.

4. Усиление импульса СОг лазера, удовлетворяющего условиям ц£/Н > 1/тф > 1 /Тг, приводит к появлению затухающих осцилляций интенсивности с частотой Раби, что ограничивает возможность сокращения импульса излучения в процессе усиления (тф-длительность фронта импульса, время релаксации поляризации, /г-дипольный момент, ¿-напряженность поля световой волны).

5. При воздействии на нелинейный кристалл 2пСеРг импульсами СОг лазера длительностью 2 не при плотности мощности ГВт/см2 эффективность преобразования излучения во вторую гармонику достигает ~80% по энергии.

6. При облучении мишеней импульсами СОг лазера при плотности мощности в расширяющейся в вакуум плазме наблюдаются две группы ионов: низкозарядная и высокозарядная, отличающиеся средними кратностями ионизации, распределением скоростей и угловых характеристик разлета.

7. При генерации ионов из лазерной плазмы, создаваемой импульсами СО2 лазера длительностью 15 не и плотностью мощности <7 ~ 1 • 1014 Вт/см2 получена избирательность по кратности ионизации 50% для легких (А111+) и 15% для тяжелых элементов (РЬ25+), обусловленная тем, что ионизационное состояние плазмы не устанавливается для высокозарядных ионов с потенциалом ионизации >0.5 кэВ.

8. При облучении свинцовой мишени импульсами СО2 лазера длительностью 15 не при диаметре пятна фокусировки ~ 150 мкм зарядность иона максимально представленного в спектре разлета по нормали к мишени зависит от плотности мощности как: гРЬ = 2.7 1пд [Вт/см2] - 55.5.

9. При облучении свинцовой мишени импульсами СОг лазера длительностью 15 не при диаметре пятна фокусировки ~ 150 мкм плотность полного ионного тока пропорциональна энергии импульса и слабо зависит от его длительности: так для дрейфового расстояния 1 м $ [мА/см2] =1.5 Е [Дж].

10. При облучении мишени импульсами СОг лазера длительностью 15 не при плотности мощности <7 = 3-1013 Вт/см2 в расширяющейся плазме наблюдается отклонение максимума в угловом распределении ионов некоторых кратностей ионизации от направления нормали к поверхности мишени;

11. В результате проведенных исследований получена мощность импульса излучения СОг лазера 5 ГВТ в режиме долговременной работы с частотой повторения 1 Гц;

12. При облучении мишеней импульсами СОг лазера получен ионный выход за выстрел 7.5-Ю13 частиц/стерад для РЬ25+ и 2.6-Ю15 частиц/стерад для А111+ при долговременной работе лазерно-плазменного генератора.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- XII Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Москва 1978;

Конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, Звенигород-XX, 1983;

Молодежная конференция по преобразованию энергии, Протвино, 1983;

3-е Всесоюзное совещание по высокотемпературной плазме, Дубна, 1983;

Конференция по проблемам преобразования энергии", Москва, 1983; г., М., 1983, 12-13

XXII Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Париж, 1993;

6-я Национальная конференция по диагностике высокотемпературной плазмы, Санкт-Петербург, 1993;

XXIV Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Мадрид, 1996;

6-я Международная конференция по ионным источникам Вистлер, Канада, 1995;

7-я Международная конференция по ионным источникам, Тормина, Италия, 1997;

9-я Международная конференция по ионным источникам, Оуклэнд, Калифорния, США, 2001;

18-я Международная конференция по линейным ускорителям, ЬШАС-9б, Женева, Швейцария, 1996;

Международная конференция по физике плазмы, Нью-Орлеан, США, 2000;

30-я Ежегодная конференция по аномальному поглощению, Оушен-Сити, Мэриленд, США, 2000, ;

XXVI Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Прага, 2000;

Международная конференция: IV Харитоновские тематические научные чтения, Са-ров, 2002;

XXVII Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Москва, 2002;

ЕРАС-2002 Европейская конференция по ускорению частиц, Париж, 2002;

- XXX Звенигородская Конференция по физике плазмы и УТС, Звенигород, 2003;

- ЛШ11 ОиЬпа-2003 Международная конференция объединенного института ядерных исследований, Дубна, 2003;

- ЕРАС-2004 Европейская конференция по ускорению частиц, Люцерна, Швейцария, 2004.

Личное участие автора в научных исследованиях, приведенных в работе, состоит в постановке задачи, выработке программы исследования, непосредственном проведении экспериментов, обсуждении результатов. В части расчетно-теоретических исследований участие автора осуществлялось при постановке задачи и сравнении результатов расчета с экспериментом, проведении отдельных расчетов.

Содержание работы.

Диссертация состоит из Введения, пяти глав, Заключения и обзора литературы. Во Введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулирована цель и задачи диссертационной работы, перечислены полученные в диссертации новые результаты, их практическая ценность и новизна, представлены положения, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации диссертационного материала и о степени личного участия автора в работе. Описана структура диссертации и ее содержание.

Заключение

В диссертационной работе проведено исследование плазмы, создаваемой импульсами СОг лазера при плотностях мощности излучения на мишени до 5-1014 Вт/см2. Особое внимание уделено изучению характеристик ионной компоненты плазмы и их зависимостью от параметров лазерного импульса. В результате НИР получены условия эффективной генерации высокоионизованных атомов из лазерной плазмы и разработан сильноточный лазерно-плазменный генератор ионов. Успех в разработке ЛПГ опирался на результаты создания и исследования лазерных систем, способных генерировать мощные импульсы СОг лазера с хорошей воспроизводимостью характеристик в импульсно-периодическом режиме с высоким ресурсом наработки. Формирование таких импульсов длительностью ~10 не и мощностью до 5 ГВт достигнуто в цепочке поглотителя и усилителя за счет нелинейного взаимодействия излучения с резонансными средами. Эта задача, в свою очередь, была решена на базе разработки и исследования мощных СОг лазеров, возбуждаемых импульсным самостоятельным разрядом атмосферного давления, проведенных в рамках данной диссертации. В результате работы достигнуты высокие физические характеристики лазерных систем, такие как, выходная пиковая мощность и энергия излучения, его спектральная плотность, высокое качество пространственно-временных параметров (отсутствие низкоинтенсивных "хвостов"на временной форме интенсивности, высокая расходимость излучения и т.д.).

Полученные в диссертации данные позволили сконструировать, изготовить и испытать прототип лазерно-плазменного генератора частиц (ЛПГ), способного работать в режиме реального времени на действующих тяжелоионных ускорителях в схеме инжектора частиц. Разработанный генератор высокоионизованных атомов, созданный совместно ТРИНИТИ и ИТЭФ, предназначен, в частности, для выполнения программы "ТВН ИТЭФ" [415]. Этот научный проект позволит создать в России уникальный исследовательский инструмент, представляющий собой пучок тяжелых ионов с энергией до 100 кДж и длительностью около 100 не. Реализация проекта в ГНЦ РФ ИТЭФ происходит в настоящее время с участием ГНЦ РФ ТРИНИТИ1.

Наряду с этой основной задачей применения ЛПГ в тяжелоионных ускорителях можно отметить и другие возможные перспективы использования разработанного источника ионов. данный момент сильноточный лазерно-плазменный генератор ионов, также как и начальные ускорительные модули находятся на стадии монтажа и наладки.

Так, во многих странах интенсивно развиваются исследования по взаимодействию пучков I заряженных частиц с поверхностью твердого тела-исследование взаимодействия с полупроводниковыми материалами и воздействие на поверхностные и приповерхностные слои различных конструкционных материалов. Пучки ионов широко используются в технологических целях для улучшения физико-химических, физико-механических, электрофизических и магнитных свойств поверхности и всего объема материалов, создания в поверхностных и приповерхностных слоях структур, которые невозможно получить традиционными методами химико-термической обработки. Ионная имплантация (легирование) позволяет ввести в любой материал различные легирующие примеси с целью улучшения усталостной прочности, износостойкости, коррозионной и радиационной стойкости. Важно, что использование ЛПГ в таких приложениях не требует применения дорогостоящего ускорителя частиц-схема экспериментов, во многих случаях, может включать только ЛПГ в комбинации с высоковольтной импульсной системой экстракции, что позволяет генерировать сильноточные пучки частиц с энергиями до ~5 ГэВ.

Следует отметить, что лазерно-плазменный генератор частиц является одновременно и генератором излучения УФ и рентгеновского диапазона. Такие исследования также широко | проводятся в настоящее время [416].

Суммируя основные научные и научно-практические результаты диссертационной работы можно отметить успешное решение следующих физических задач:

• Развиты методы формирования однородного разряда атмосферного и сверхатмосферного давления, сохраняющего объемную фазу вплоть до высоких (1 МВт/см3) уровней электрической мощности, вложенной в разряд; такие способы, в частности, позволили впервые измерить важную характеристику самостоятельного разряда- зависимость величины напряжения на квазистационарной стадии разряда от содержания СОг в широком диапазоне концентрации газовых компонент.

• Найдены условия устойчиво воспроизводимой одночастотной генерации в одномодо-вом лазерном генераторе, построенном по гибридной схеме, которые обеспечивают высокую стабильность излучения и его спектральную плотность. На базе этих исследований создан одночастотный задающий генератор импульсно-периодического действия.

• Впервые, за счет эффекта нелинейного распространения импульса света в резонансных средах поглотителя и усилителя получено сокращение импульса СОг лазера по длительности до ~10 не при его энергии до 120 Дж.

• Исследовано явление самофокусировки пучка С02 лазера в нелинейной среде 8Р6, получены условия, ограничивающие предельные мощности импульса из-за искажения пространственной формы пучка СО2 лазера, получаемого в цепочке нелинейного поглотителя и усилителя.

• Обнаружен и исследован эффект когерентного взаимодействия импульса С02 лазера в усилителе, который может ограничивать формирование импульса заданной формы в усилительной линейке.

• Получено преобразование импульса СОг лазера длительностью 2 не при плотности мощности 1 ГВт/см2 во вторую гармонику с внутренней эффективностью по энергии 80% в нелинейном кристалле 2пСеР2.

• Исследованы характеристики пучков высокозарядных ионов тяжелых и легких элементов, генерируемых плазмой, создаваемой импульсами СО2 лазера. Получены зависимости кратностей ионизации ионов свинца, данные об их энергетических спектрах, количествах ионов в различных направлениях разлета для различных параметров лазерного импульса и плотности мощности на мишени до <7 ~ 1014 Вт/см2.

• Создана лазерная установка, состоящая из задающего одночастотного генератора, поглощающих ячеек с БР6 и широкоапертурного усилителя, которая позволяет стабильно генерировать импульсы СО2 лазера с пиковой мощностью 5 ГВт в импульсно-периодическом режиме с частотой 1 Гц.

• Совместно с ОКРФ ФИАН и РНЦ Курчатовский институт создан многомодовый С02 лазер "Катран", позволяющий излучать в режиме свободной генерации импульсы длительности 30 не на полувысоте с высокой контрастностью, обладающий рекордной удельной выходной пиковой мощностью 145 МВт с литра активного объема.

• Создан, испытан и внедрен в лаборатории ЦЕРН (Женева, Швейцария) лазерно-плазменный генератор (ЛПГ) высокозарядных ионов импульсно-периодического действия с выходом частиц за выстрел: а. 7.5-1013 частиц/стерад для РЬ25+; б. 2.6-Ю15 частиц/стерад для А1п+.

Генератор ионов в настоящее время внедряется в инжектор тяжелоионного ускорителя ИТЭФ в рамках программы "ТВН ИТЭФ".

В заключении автор приносит искреннюю благодарность сотрудникам ТРИНИТИ, ис-\ следования которых явились фундаментом приведённых здесь разработок. Автор благодарен сотрудникам ТРИНИТИ и техническим работникам, оказавшим помощь и организационно-техническую поддержку при проведении экспериментов и измерений, обработке данных измерений, в том числе с помощью расчетно-теоретических методов.

Высказываю искреннюю благодарность член.корреспонденту РФ профессору В.Ю. Баранову, благодаря инициативе и активной деятельности которого в ГНЦ РФ ТРИНИТИ было создано соответствующее подразделение, разработаны прототипы С02 лазеров как импульсного, так и импульсно-периодического действия, открывшие возможности использования их не только в специфических физических экспериментах, но и в реальных народно-хозяйственных задачах. Будучи первым моим научным наставником и руководителем кандидатской диссертации, он сформулировал многие цели и научные задачи, которые явились предметом настоящей диссертации.

Благодарю член.корреспондента профессора В.Д. Письменного за помощь в создании установки ТИР-1, постоянную поддержку исследовательской работы и внимание к ее результатам.

Выражаю искреннюю благодарность директору ГНЦ РФ ТРИНИТИ профессору

В.Е. Черковцу, постоянное внимание которого к проекту и его финансовая поддержка позволили довести работу до завершающей фазы, а именно, создания комплекса, реализующего возможности лазерно-плазменной технологии.

С большим удовольствием автор приносит благодарность директору ОИП профессору Д.Д. Малюте, под руководством и с непосредственным участием которого выполнена большая часть исследований в данной диссертации. Постоянное его участие в обсуждении текущих результатов исследований и помощь в нахождении возможностей для их эффективного проведения явились одними из существенных факторов поддержки работы.

Считаю приятной обязанностью отметить плодотворную совместную работу с профессором В.М.Борисовым по разработкам мощных импульсных С02 лазеров, в соавторстве с которым созданы одни из первых мощных С02 лазеров в СССР.

Непосредственные участники описанных разработок и во многом соавторы работы заслуживают особой моей благодарности и специального упоминания. Это ведущий научный сотрудник ОИП Ю.Б. Смаковский, начальник группы К.Н. Макаров, начальник лаборатории А.П. Стрельцов, начальник лаборатории B.C. Межевов, начальник лаборатории В.И. Зайцев, старший научный сотрудник Г.С. Волков и другие соавторы исследований из ТРИНИТИ, ФИАН, РНЦ Курчатовский Институт и др. Автор признателен сотрудникам

ТРИНИТИ, проводившим расчетно-теоретические исследования и обсуждение результатов экспериментов, описанных здесь: профессору А.П. Напартовичу, профессору А.Н. Старостину, начальнику лаборатории А.Е. Степанову, старшему научному сотруднику В.К. Рериху, профессору В.В. Лиханскому, в.н.с Ю.В. Петрушевичу.

С глубокой признательностью отмечаю особую роль, которую сыграл в данной работе профессор Б.Ю. Шарков (ныне директор ГНЦ РФ ИТЭФ). Его давние и настойчивые усилия в развитии самой схемы лазерного источника ионов обеспечивали внимание к ней начиная с 70-х годов прошлого столетия. Выполненные им в эти годы исследования источника ионов в соавторстве с коллективами МИФИ, ФИАН, ТРИНИТИ (ФИАЭ им. И.В.Курчатова) и другими лабораториями давали материал для обоснования и развития лазерно-плазменного генератора ионов. Что касается материалов данной диссертации, его заслугой, помимо непосредственного участия в научных исследованиях в качестве соавтора многих работ, являлась организация самого проекта по разработке ЛПГ и его внедрения в тяжелоионные ускорители (проект МНТЦ 495, проект ТВН). Бюджетные средства именно этих проектов, в основном, обеспечили возможность конструирования, изготовления и внедрения действующего образца ЛПГ.

Автор благодарен также коллегам из ГНЦ РФ ИТЭФ с.н.с A.B. Шумшурову, с.н.с С.А. Кондрашеву, н.с. А.Н. Балабаеву и др., приложившим немало усилий в рамках деятельности по изготовлению и внедрению лазерного источника ионов; сотруднику ЦЕРНа P.M. Скривенсу за помощь во внедрении разработки в отделении протонного синхротрона ЦЕРН; сотрудникам ВНИИФТРИ профессору А.Я. Фаенову, с.н.с Т.А. Пикуз и с.н.с И.Ю. Скобелеву за участие в разработке спектральных рентгеновских диагностик и обработке результатов рентгеновских измерений.

1. Воловски Е., Ворына Э., Депус и др. Масс-снектрометрические исследования нлот-ной нлазмы на установке "Кальмар"// Труды ФИАН.—1985. —т.149.—С. 125-149.

2. Honig R.E., Woolson J.R. Laser-induced emission of electrons, ions, and neutral atoms from solid surfaces // Appl. Phys. Lett.-1963.-v. 2.-7.-p. 138-139.

3. Linlor W.I. Ion enegies produced by laser giant pulse // Appl. Phys. Lett.-1963.-v. 3.- ll.-p. 210-212.

4. Выковский Ю.А., Дорофеев В.И., Дымович В.И. и др. Исследование ионов, об- разующихся при взаимодействии излучения лазера с веществом, с помощью масс-спектрометра // ЖТФ.-1963.-Т. 37.-7.-C. 1194-1196.

5. Bykovsky Y.A., Tsybin A.S., Kozlovsky K.I. and Shikanov A.E. Intense ion beams from laser plasma: production and application// Appl. Radiat. Isot.-1995.-v. 46.-6/7.-p.723-724.

6. Ананьин O.B., Выковский Ю.А., Воробьев Е.Д., и др. -Дубна, 1973.-15 с. (Препринт ОИЯИ: № Р7-7368).

7. Ананьин О.В., Выковский Ю.А., Дегтяренко Н.Н., и др. Об осуществлении ускоре- ния ионов лазерной плазмы на форинжекторе линейного ускорителя синхрофазотронаОИЯИ // Письма в ЖЭТФ.-1972.-Т. 16.-10.-C. 543-548.

8. Ананьин О.В., Валдин A.M., Везпогих Ю.Д., и др. Об осуществлении ускорения ионов лазерной плазмы на форинжекторе линейного ускорителя синхрофазотрона ОИЯИ //Письма в ЖЭТФ.-1974.-Т. 19.-1.-C. 19-23.

9. Ананьин О.В., Валдин A.M., Везногих Ю.Д. и др. Об осуществлении ускорения ядер углерода, полученных в лазерном инжекторе, на синхрофазотроне ОИЯИ // Квантоваяэлектроника.-1977.-Т. 4.-7.-С. 1547-1549.

10. Beznogikh Yu.D., Govorov A.I., Zinovev L.P., и др. Acceleration of lithium, carbon and magnesium nuclei in JINR synchrophasotron from CO2 laser ion source.-Дубна., 1984.-30 c.(Препринт ОИЯИ: JINR-P9-84-246).218

11. Monchinsky V.A., Kalagin I.V., and Govorov A.I. Laser ion source of Synchrophasotron > and Nuclotron in Dubna // Laser and Particle Beams.-1996.- v. 14.-3.-p. 439-444.

12. Kalagin I.V., Monchinsky V.A., Salimov E.K. The pulse CO2 laser for laser ion source.- Дубна, 1992.-7 с. (Препринт ОИЯИ: JINR-P9-92-37).

13. Gangrskii Yu.P., Zhemenik V.L, Zuzaan P., et al. Ion guide system for laser spectrometer.- Дубна, 1995.-5 с. (Препринт 0ИЯР1: JINR-P13-95-349).

14. Аполлонов В.В., Быковский Ю.А., Дегтярепко Н.Н., и др. Образование многозарядных ионов при взаимодействии мощного лазерного импульса с твердым телом // Письма вЖЭТФ.-1970.-Т. ll.-8.-C. 377-381.

15. Bykovskii Yu.A., Basova Т.А., Belousov V.L, et al. Quantitative analysis of solids in a mass spectrometer with a laser ion source without independent calibration // ЖТФ.-1976.-T. 21.-6.-C. 761-763.

16. Bykovskii Yu.A., Sil'nov S.M., Sharkov B.Y71., et al. Effect of initial dimension of laser- produced plasma on ionization and recombination // Физика нлазмы.-1976.- Т. 2.-2.-^ 136-138.

17. Berezovskii V.V., Bykovskii Yu.A., Sil'nov S.M., et al. Ion composition in the plasma pro- duced by a CO2 laser // Письма в ЖТФ.-1977.-Т. 3.-4.-C. 126-127.

18. Bykovskii Yu.A., Sil'nov S.M., Sharkov B.Yu., ct al. Laser-produced plasma of two- component mixtures // Физика илазмы.-1977.-у. 3.-5.-р. 639-641.

19. Berezovskii V.V., Bykovskii Yu.A., Sil'nov S.M., et al. Ion composition of a plasma formed by CO2 laser radiation // Письма в ЖТФ.-1977.-у. 3.-12.-р. 310-313.

20. Anan'in О.В., А. М. Baldin, Beznogikh Yu. D., et al. , Realization of acceleration of laser- injector-generated carbon nuclei in the synchrophasotron at the Joint Institute for NuclearResearch// Квантовая электроника.-1977.-у. 4.-p.l547-1549.

21. Bykovskii Yu.A., Zhuravlev G.I., Belousov V.L, et al. Yield of various ions from a laser- produced plasma, Физика илазмы.-1978.-у. 4.- 2.-p. 180-184.

22. Yu. A. Bykovski, Yu. P. Kozyrev, K. L Kozlovski, and A. S. Tsybin. Infiuence of collisions between laser plasma jets in conical targets on the plasma parameters in the final stages ofexpansion // Физика илазмы.-1978.- v. 8.-2.-p. 195-198.219

23. Altudov Iu.K., Basova T.A., Bykovskii Iu.A., et al. Laser-plasma source for ion implantation in solids // ЖТФ.-1979.-Т. 4 9 - С 1913-1917.

24. Bykovskii Iu.A., Kozyrev Iu.P., Suslov A.L, et al. Emission of multiply charged ions from a plasma produced by a CO2 laser// Pis'ma v Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki.-1979.-v. 5.-12.-p. 46-50.

25. Al'tudov Yu.K., Bykovskii Yu.A., and Nevolin V.N. Miniature apparatus for direct ion implantation with a laser ion source // Soviet Physics - Technical Pliysics.-1980.-v. 25.-1.-p. 105-106.

26. Bykovskii Yu.A., Kozyrev Yu.P., Kozlovskii K.I., et al. Ion diode with a laser-plasma anode // Soviet Journal of Plasma Physics.-1981.-v. 7.-5.-p. 561-565.

27. Arzumanian G.M., Bogdanov D.D., Bykovskii Yu.A., et al. Laser ion source for a mass- spectrometer.-Dubna, 1981.-5 p. (Preprint JINR-P7-81-744).

28. Anan'in O.B., Bykovskii Yu.A., Gusev V.P., et al. Multiply charged ions from a laser plasma in a magnetic field // Soviet Physics - Technical Physics.-1982.-v. 27.-7.-p. 903-904.

29. Basova T.A., Al'tudov Yu.K., Bykovskii Yu.A. Properties of ion beams formed from a nonstationary plasma //Sov. Phys. Tech. Phys..-1982.-v. 27.-p. 1088-1091.

30. Bykovskii Yu.A., Sheroziya G.A. Multiply charged plasma-point ions // Sov. Phys. JETP.- 198.-V. 56.-P. 304-307.

31. Anan'in O.B., Bykovskii Yu.A., Gusev V.P., et al. Laser plasmas as sources of multiply charged Li, Be, С ions for use in cyclotrons // Soviet Physics - Technical Physics.-1983.-V. 28.-1 .-p. 54-57.

32. Anan'in O.B., Bykovskii Yu.A., Gikal B.N., et al. Acceleration of Cf} ions from a laser plasma in a cyclotron // Soviet Technical Physics Letters.-1983.-v. 9.-3.-p. 112-113.

33. Gikal B.N., Kolesov I.V., Pasyuk A.S., et al. Investigation of heavy ion acceleration from laser plasma at the U-200 cyclotron.-Dubna, 1983.-7p. (Preprint ,nNR-9-83-416).

34. Bykovskiy Y.A., Mironov V.Y., Sarantsev V.P. et al. Laser source of neutral atoms for collective-field particle accelerator // Zh. Tekhn. Fiz..-1984.-v. 54.-3.-p. 527-533.

35. Basova T.A., Bykovskii Yu.A., and Nevolin V.N. Ion sources with high-current-density ion beams formed from an unsteady plasma // Soviet Physics - Technical Physics.-1984.-v. 29.-8.-p. 953-954.220

36. Bykovskii Yu.A., Kozyrev Yu.P., Peklenkov V.D., et al. Application of magnetic barrier for increasing the efficiency of laser ion source.- Dubna, 1987.-8p. (Preprint JINR-R-9-87-365).

37. Bykovski Yu.A., Sil'nov S.M., Sotniehenko E.A., and Shestakov B.A. Mass-spectrometric investigation of the neutral particles of a laser plasma // Soviet Physics - JETP.-1987.-V. 66.-2.-p. 285-289.

38. Bykovskii Yu.A., Kozyrev Yu.P., Kolesov LV. Physical aspects of the use of laser plasmas as sources of multicharged ions for // Sov. J. Plasma Phys.-1987.-v. 13.-p. 716-719.

39. Bykovskii Yu.A., Gusev V.P., Kozyrev Yu.P., et al. Laser-produced plasmas as a source of multiply charged ions for cyclotrons // Soviet Physics - Technical Physics.-1988.-v. 33.-7.-p. 768-772.

40. Bykovskii Yu.A., Romanyuk V.L, Sil'nov S.M. Negative ions of a laser plasma // Sov. Tech. Phys. Lett.-1988.-v. 14.-p. 410-416.

41. Bykovski Yu.A., Gusev V.P., Kozyrev Yu.P., et al.I.V. Expansion of a laser plasma in a transverse magnetic fieldSoviet Physics - JETR-1989.-V. 69.-5.-p. 959-964.

42. Bykovskii Yu.A., Sil'nov S.M. Ion recombination in a laser plasma // Sov. J. Plasma Phys.- 1989.-V. 15.-P. 632-635.

43. Bykovskii Yu.A., Sil'nov S.M. Ionization of atoms and ions in a laser plasma // Sov. .1. Plasma Phys.-1989.-v. 15.-p. 422-425.

44. Bykovskii Iu.A., Kondrashev S.A., Koshkarev D.G. Laser source of high-intensity beams of cluster carbon ions // Письма в ЖТФ.-1991.-Т. 17.-C. 95-98.221

45. Kutner V.B., Bykovsky Yu.A., Gusev V.P., et al. The laser ion source of multiply charged ions for the U-200 LNR JINR cyclotron // Rev. Sci. Instr.-1992.-v. 63.-4.-p. 2835-2837.

46. Bykovsky J.A. Laser-plasma ion sources Rev. Sci. Instr.-1992.-v. 63.-4.-p. 2788-2791.

47. Golubev A.A., Latyshev S.V., Sharkov B.Yu. Formation of charge and energy spectra of multiply charged ions in an expanding laser plasma // Sov. J. Quantum Electron., v.l4,p.1242 (1984)

48. Latyshev S. V. and Rudskoi I. V. Effect of recombination heating on the charge composition of an expanding laser plasma // Soviet Journal of Plasma Physics.-1985.-v. ll.-lO.-p. 669-672.

49. Sharkov B.Yu. and Heinrich Нота Laser-ion sources // Laser and Particle Beams.-1996.- V. 14.-3.-p. 275-278.

50. Roudskoy I. V. General features of highly charged ion generation in laser-produced plasmas // Laser and Particle Beams.-1996.-v. 14.-3.-p. 369-371.

51. Balabaev A., Balanutsa V., Kondrashev S., et al, Development and operation of laser source of highly charged ions for ITEP TeraWatt accumulator facility // Rev. Sci. Instr.-2002.-73.-2.-p. 773-775.

52. Korschinek G., Sellmair J. Acceleration of laser-produced ions in a small Van de Graaff //Rev. Sci. Instrum..-1986.-v. 57.-p. 745-747.

53. Henkelmann Т., Korschinek G. The Munich laser-ion-source for use of negative ions //AIP Conf. Proc.-1992.-v. 287.-P. 471-474.

54. Henkelmann Т., Korschinek G. Paul M. Dense negative ion currents from laser produced plasma // Rev. Sci. Instrum.-1994.-v.65.-4.-p. 1182-1184.

55. Mroz W., Wolowski J., Woryna E., et al. Laser plasma as a source of highly ionized ions // Rev. Sci. Instrum.-1994.-v. 65.-4.-p. 1272-1274.

56. Mryz W., Parys P., Woowski J., et al. Experimental studies of laser-created plasma as a source of highly charged ions // AIP Conference Proceedings.-1996.-v. 369.-1 .-p. 1029-1034.

57. Mryz W., Parys P., Woowski J., et al. Au49+, Pb "^"*", and Ta'*^ + ions from laser-produced plasmas // Appl. Phys. Lett.-1996.-v. 69.-ll.-p. 1547-1549.222

58. Woowski J., Parys P., Woryna E., et al. Properties of high-Z laser-produced plasma deter- mined by means of ion diagnostics // AIP Conf. Proc.-1996.-v. 369.-p. 521-524.

59. Woowski J., Kasperczuk A., Pisarczyk T. External magnetic field influence on properties of high-power laser-produced plasma // AIP Conf. Proc.-1996.-v. 363.-p. 214-216.

60. Rohlena K., Kralikova В., Krasa J., et al. Ion production by lasers using high-power densities in a near infrared region // Laser and Particle Beams.-1996.-v. 14.-3.-p. 335-338.

61. Laska L., Krasa J., Maek K., et al. Multiply charged ion generation from NIR and visible laser-produced plasma // Rev. Sci. Instrum.-1996.-v. 67.-3.-p. 950-952.

62. Mryz W., Parys P., Wolowski J., et al. Thomson parabola ion spectrograph with the mi- crochannel plate image converter in investigations of high-Z laser plasma ion sources // Rev.Sci. Instrum.-1996.-v. 67.-3.-p. 1272-1274.

63. Laska L., Kralikova В., Krasa J., et al. Laser-produced highly-charged ions of heavy elements //AIP Conference Proceedings.-1997.-v. 406.-1 .-p. 586-593.

64. Masek K., Krasa J., Laska L., et al. Laser plasma as an effective ion source // Proceedings of High-Power Laser Ablation, Claude R. Phipps; Ed. Proc. SPIE.-1998.-v. 3343.-p. 254-264.

66. Laska L., Krasa J., Maek K, et al. Multiply charged ions of heavy elements produced by an iodine laser with subnanosecond pulses // Rev. Sci. Instrum.-1998.- v. 69.-2.-p. 1072-1074.

67. Krasa J., Laska L., Rohlena ., et al. The effect of laser-produced plasma expansion on the ion population //Appl. Phys. Lett.-1999.-v. 75.-17.-p. 2539-2541.

68. Laska L., Krasa J., Maek K., et al. Properties of iodine laser-produced stream of multiply charged heavy ions of different elements // Rev. Sci. Instrum.-2000.- v. 71.-2.-p. 927-930.

69. Woryna E., Wolowski J., Kralikova В., et al. Laser produced Ag ions for direct implantation //Rev. Sci. Instrum.-2G00.-v. 71.-2.-p. 949-951.

70. Sherwood T.R. Laser ion source for particle accelerators // 12-th International Conference on 1.aser Interaction and Related Plasma Phenomena, Osaka, Japan, 24 - 28 Apr 1995; Geneva,1995.-8pp. (Report CERN-PS-95-020-HI).223

71. Kondrashev S., Sharkov В., Hall G., et al. Highly charged ion beam transport by space charge compensation conditions // 5th European Particle Accelerator Conference EPAC'96,Barcelona, Spain, 10-14 June 1996

72. Haseroth H., Kugler H, Langbein K., et al. Laser ion source development for heavy ions // XVIII International Linac Conference, LINAC 96, Geneva, Switzerland, 26-30 August 1996.

73. Bourgeois M., Hall G., Haseroth H., et al. High charge-state ion beam production from a laser ion source // XVIII International Linac Conference, LINAC 96, Geneva, Switzerland,26-30 August 1996.

74. Haseroth H.D. Pb injector at CERN // XVIII International Linac Conference, LINAC 96, Geneva, Switzerland, 26-30 August 1996.

75. Gollier J., Hall G., Haseroth H., et al The CERN laser-ion source // Laser and Particle Beams.-1996.-v. 14.-3.-p. 283.

76. Kondrashev S.A., Gollier ./., Sherwood T.R. Space-charge compensation of highly charged ion beam from laser ion source // Laser and Particle Beams.-1996.-v. 14.-3.-p. 323-326.

77. Haseroth H., Kugler H., Langbein K., et al. Developments at the CERN laser ion source // Rev. Sci. Instrum.- 1998.-V. 69.-2.-p. 1051-1053.

78. Sharkov В., Kondrashev S., Roudskoy I., et al. Laser ion source for heavy ion synchrotrons: invited paper // Rev. Sci. Instrum.-1998.-v. 69.-2.-p. 1035-1044.

79. Foumier P., Gregoire G., Haseroth H., et al. Status of the CO2 laser ion source at CERN // Rev. Sci. Instrum.- 2000.-V. 71.-l-2.-p. 924-926.

80. Foumier P., Haseroth H., Kugler H., et al. Novel laser ion sources // Rev. Sci. Instrum.- 2000.-V. 71.-p. 1405-1408.

81. Таланов В.И. Распространение коротких электромагнитных импульсов в активной среде. //Радиофизика.-1964.-Т. VII-3.-C. 491-496.

82. Илъинова Т.М., Хохлова Р.В. О нелинейных свойствах лазера как усилителя. // Ра- диофизика. - 1965. - т. VIII - 5. - 899-908.

83. Ривлин Л.А. Отрицательное резонансное поглощение электромагнитного сигнала в сре- де с двумя нарами эквидистантных уровней. // Радиотехника и электроника. - 1965. -4. - 665-672.224

84. Крюков П.Г., Летохов В. Распространение импульса света в резонансно усиливающей (поглощающей) среде. // УФН. - 1969. - Т. 99 - 2. - 169-227.

85. Васов Н.Г., Амбарцумян Р.В., Зуев B.C., и др. Пелинейное усиление импульса света. //ЖЭТФ. - 1966. - т. 50. - 1. - 23-34.

86. Амбарцумян Р.В., Васов Н.Г., Зуев B.C., и др. Распространение импульса света в нелинейно усиливающей и поглощающей среде. // Письма в ЖЭТФ. - 1966. - т. 4. -С. 19-22.

87. Васов Н.Г., Летохов B.C. Измепепие формы импульса света при пелинейном усилении. // Доклады Академии наук СССР. - 1966. - т. 167. - 1. - 73-76.

88. Летохов B.C. Нелинейное усиление света. //ЖТФ. - 1968. - ЖТФ. - т. XXXVHI. - 5. - 856-864.

89. Амбарцумян Р.В., Васов Н.Г., Зуев B.C., Крюков П.Г., Летохов B.C. Распространение импульса света в нелинейно усиливающей и поглощающей среде. //Письма в ЖЭТФ.-1966. - 4. - 19-22.

90. Васов Н.Г., Крюков П.Г., Летохов B.C., Матвеец Ю.А. Исследование формирова- ния ультракороткого импульса света при распространении в двухкомпонентной среде.//ЖЭТФ. - 1969. - т. 56. - 5. -С. 1546-1556.

91. Летохов В. С Формирование ультракоротких импульсов когерентного света. // Письма в ЖЭТФ. -1968. -Т. 7. - 1. - 35-38.

92. Харциев В.Е., Стаселько Д.И., Овчинников В.М. О сокращении длительности импуль- са в резонансно поглощающей среде с большой оптической плотностью. // ЖЭТФ. -1967. -Т. 52. - 6. - 1457-1463.

93. Cibson A.F., Kimmitt M.F., and Walker A.С. Photon drag in germanium. // Appl. Phys. 1.ett.- 1970.-17.-2.-P. 75-77.

94. Daneu V. Fast deectors in the infrared // Proc. of the Int. Scool of Quantum Electronics- Sicily, 1972.

95. Кулешов В.П., Малюта Д.Д. Быстрый детектор на основе LiNbO3 // ПТЭ— 1981.-4.— 205-207.225

96. Акимов А.Е., Баранов В.Ю., Борзеико В.Л. и др. СОг лазерпая установка ТИР-1. - М., 1982. - 30 с. (Препринт ИАЭ им. И.В. Курчатова: 3559/7).

97. Camut О., Fournier Р., Heising S. et al. X-ray Measurements at the CERN Laser Ion Source. - Geneva, CERN, 2001.- 18p. (CERN PS/PP/Note: Л'^ 2001-001).

98. Attelan-Langlet S., Etlicher В., Volkov G.S., et al. Multifunction x-ray spectrograph // Proc. of the 12th International Conference on High-Power Particle Beams: Rep. thesises— Haifa,Israel, 1998.- v.l.- P. 49-52.

99. Ахсахалян А.Д., Бобашев СБ., Волков Г.С. и др. // Физика плазмы.— 1992.—Т. 18.-4.— 509-513.

100. Бобашев СВ., Волков Г.С, Голубев А.В. и др. // Письма Ж Т Ф . - 1988.-Т. 14.-7.- 634-636.

101. Chantler СТ., Olsen К., Dragoset R.A. et al. X-Ray Form Factor, Attenuation and Scat- tering Tables // http://physics.nist.gov/ffast

102. Сысоев A.A., Чупахин M.C Введение в масс-спектрометрию // М.: Атомиздат, 1977.

103. Афанасьев В.П., Явор СЯ. Электростатические энергоанализаторы для пучков заря- женных частиц // М.: Паука, 1978.

104. Кельмап В.М., Родникова И.В., Секунов Л.М. Статические масс-спектрометры // Алма-Ата: Наука, 1985.

105. Воловски Е., Ворына Э., Денус и др. Масс-снектрометрические исследования плот- ной плазмы на установке "Кальмар"// Труды ФИАП.-1985. ^.149.-С. 125-149.

106. Amdidouche Y., Haseroth Н., Kuttenberger А. et al. The laser ion source test facility at CERN // Rev. Sci. Instr. -1992.- v. 63, №4.-P. 2838-2840.

107. T.R. Sherwood Laser ion source for highly charged ions // Rev. Sci. Instr. —1992.-V. 63.- 4.-p. 2789-2793.

108. Henkelmann Т., Korschinek G. Charge state distribution of tantalum ions produced si- multaneously by CO2 and Nd : YAG laser from a laser ion source // Rev. Sci. Instr.-1992.-V. 63.-4.-p. 2828-2830.

109. Kang H., Waki M., Yoshida K. et al. Heating of high Z plasma by laser // J. Phys. Soc. Jap.-1973.-v. 34.-2.-p. 504-512.226

110. Denus S., Dzwigalski Z., Famy J. et. al. Interaction of a high-power C02-laser radiation with expanding aluminium and polyethylene plasma // J. Tech. Phys.-1977.-v. 18.-2.-p. 151-161.

111. Phaneuf R.A. Production og high-q ions by laser bombardment method // IEEE Trans. Nucl. Sci.-1981.-v. NS-28.-2.-p. 1182-1185.

112. Sharkov B.Yu., Shumshurov A.V., Dubenkov V.P. et al. Laser ion source for heavy ion accelerators // Rev. Sci. Instr. —1992.-V. 63.-4.-p. 2841-2843.

113. Бедилов M.P., Холбаев A. Влияпие угла падепия лазерного излучения на выход мно- гозарядных ионов из нлазмы // Физика плазмы. —1989.— т. 15.-l.-p. 114-117.

114. Mroz W., Nowak-Goroszczenko А., Wolowski ,1., Woryna Е. Investigations of laser interac- tion with high-Z targets // Laser and Particle Beams.-1992.-v. 10.-4.-p. 689-696.

115. Mroz W. Inertial confinement fusion corpuscular diagnostics in experiments of spherical laser compression of plasma // J. Tech. Phys.-1992.-v. 33.-3-4.-p. 331-350.

116. Ohlizin A.N., Bykovsky Yu.A., Sil'nov S.M. Features of spatial emission of laser-plasma jet multiply charged ions for mass-spectrometry // Las. Phys.-1992.-v. 2.-3.-p. 306-317.

117. Ldska L., Masek K., Krdlikova B. et. al. Highly charged Та ions produced by photodissocia- tion iodine laser with subnanosecond pulses // Appl. Phys. Lett.-1994.-v. 65.-6.-p. 691-693.

118. Djakin V.M., Faenov A.Ya., Magunov A.I. et al. Investigation of ionic composition during expansion of laser-produced plasma by means of x-ray emissive spectroscopy and mass-spectroscopy methods // Phys. Scripta.-1995.-v. 52.-2.-p. 201-207.

119. Denus S., Famy J., Wereszczynski Z., et al, Application of ion diagnostics for the study of plasma produced by a laser beam focused on Z > 5 targets // J. Tech. Phys.-1977.-v. 18.-l.-p. 25-43.

120. Tonon G. Spectres de l'energie des ions emis par le beryllium, le carbone et le molybdene sous l'action du faisceau d'un laser // C. R. Acad. Sc. Paris.-1966.-t. 262.-B.- 7 mars.-p. 706-709.

121. Langer P., Tonon G., Floux F., Ducauze A. Laser induced emission of electrons, ions, and X rays from solid targers // IEEE J. Quant. Electr.-1966.-v. QE-2.-9.-p. 499-502.

122. Макаров K.H., Сатов Ю.А., Смаковскип Ю.В. Анализ временной формы ников вре- мянролетиого масс-снектра ионов лазерной нлазмы. - ЦНИИатоминформ М., 2005. -102 с. (Пренринт ТРИНИТИ: А-120).227

123. Hughes A., Rojansky V. On the analysis of electronic velocities by electrostatic means // \ Phys. Rev. -1929. - v. 34.-2.-p. 284-290.

124. Крупник Л.И., Демченко А.П., Шулико Х.Г. О возможности проведения масс- спектральных исследований плотных плазменных потоков // Сборник статей "Диа-гностика плазмы".- М., Атомиздат.-1974.- вып. З.-С. 240.

125. Apostol I., Cojocaru Е., Mihailescu I.N., et al. Charge collection measurements of TEA CO2 laser produced plasma on metallic targets // Rev. Roum. Physique.-1976.-v. 21.-10.-p. 1009-1015.

126. Pelah J. Diagnostics of laser produced with charge collectors // Phys. Lett. — 1976.— V. 59 A.-12.-P. 348-350.

127. Pearlman J.S. Faraday cups for laser plasma // Rev. Sci. Instrum.-1977.—v. 48.-8.-p. 1064- 1067.

128. Басов Н.Г. n dp. Энергетический спектр и направленность разлета ионов плазмы сфе- рических мишеней, облучаемых мощным лазерным излучением.-М., 1978.-27 с. (Пре-принт ФИАН: 094).

129. Форрестер А. Т. Интенсивные ионные пучки.-М., МИР, 1992.-353 с.

130. Осипов В.В. Самостоятельный объемный разряд // УФН.— 2000.—Т. 170.-3.-C. 225.

131. Варанов В.Ю., Ворисов В.М., Напартович А.П., и др. Исследование характеристик импульсного СОг-лазера с предионизацией УФ-излучением. - М., 1974. - 28 с. (ПрепринтИАЭ им. И.В. Курчатова: 2398).

132. Варанов В.Ю., Ворисов В.М., Напартович А.Н., и др. Исследование характеристик импульспого СОг-лазера с предионизацией УФ-излучением // ЖТФ.- 1976.- Т. XLVI.-2.-С. 355-359.

133. Варанов В.Ю., Ворисов В.М., Напартович А.Н., и др. Исследование характеристик объемного разряда с предварительной ионизацией УФ-излучением // Физика плазмы.-1976.-Т. 2.-3.-С. 486-491.228

134. Баранов В.Ю., Борисов Б.М., Ратников Е.Б., и др. Об изменении нараметров фо- тоионизационного СОг-лазера при увеличении давления до 10 атм// Квантоваяэлектроника.-1976.-Т. З.-З.-С. 651-654.

135. Борисов Б.М., Сатов Ю.А., Судаков Б.Б. О влиянии нредионизации на разрядные характеристики СОг-лазера // Квантовая электроника.-1976.-Т. З.-П.-С. 2460-2463.

136. Баранов Б.Ю., Борисов Б.М., Сатов Ю.А., Степанов Ю.Ю. Получение однородного разряда для импульсного СОг-лазера больнюго объема // Квантовая электроника.-1975.-Т. 2.-9.-С. 2086-2089.

137. Багапоу V.Yu. , Бегоу R.K., Satov Yu.A., et al. Pulsed CO2- laser with combined high- current discharge // Appl. Opt.-1976.-T. 15.-6.-C. 1373-1376.

138. Зарецкий Н.П., Луоюнов Б.Г., Рерих Б.К., и др. Импульсный СОг-лазер «КАТРАН» с высокой удельной выходной мощностью и стабильными характеристиками.-М., 2001.-29 с. (Физический Институт им. П.Н. Лебедева, препринт №35).

139. Feoktistov L.P., Charushin A.V., Louzhnov V.G., et al. The "Katran"C02-laser with high specific output power and stable parameters // J. of Russian Laser Research.-2002.-v. 23.-6.-p. 503-515.

140. Satov Yu., Sharkov Б., Smakovski Yu., et al. The "SKATE"C02 gigawatt laser for a laser- plasma generator of ions and nuclei // J. of Russian Laser Research.-2004.-v. 25.-6.- p. 524-534.

141. БеаиНеи A.I. Transversely exited atmospheric pressure C02-lasers. Appl. Phys. Lett., 1970.- T. 16.-C. 504-505.

142. Баранов Б.Ю., Борисов Б.М., Стрельцов A.П. Импульсный СО2-лазер повышенного давления с нредионизацией на катоде // ПТЭ.-1973.-Т. 5.-С. 188-189.

143. Wood O.R. High pressure pulsed molecular lasers //Proc. IEEE.-1974.-T. 62.-3.-C. 355-397.

144. Dumanchin R., Farcy J.C., Michon M., and Rossa-Serra J. High power density pulsed molecular laser. VI Int. Quantum Electr. Conf., Kyoto, Japan, 1970.

145. Dumanchin R., Michon M., Farcy J.C, et al. Extension of CO2-TEA laser capabilities // IEEE J. of Quant. Electr.-1972.-v. QE-8.-p. 163-165.229

146. Лафламм Возбуждение лазеров на СО2 двойным разрядом нри атмосферном давлении //Приборы для научных исследований.-1970.-Т. 41.-11.-C. 48-51.

147. Lamberton Н.М., and Pearson P.R. Improved exitation techniques for atmospheric CO2 lasers // Electron Lett.-1971.-v. 7.-p. 141-142.

148. Pearson P.R., and Lamberton H.M. Atmospheric pressure C02-lasers giving high output energy per unit volume // IEEE J. of Quant. El.-1972.-v. QE-8.-p. 145-149.

149. Ernst Gerard J. A 10 cm aperture, high quality TEA CO2 laser // Opt. Communs.-1982.- V. 44.-2.-p. 125-129.

150. Burnett N.H. and Offenberger A.A. Simple electrode configuration for UV initiated high- power TEA laser discharges // J. Appl. Phys.-1973.-v. 44.-8.-p. 3617-3618.

151. Richardson M.C., Alcock A.J., Leopold K., and Burtyn P. A 300-J multigigawatt CO2 laser//IEEE Quant. Electr. - 1973. - v. QE-9. -2. - p. 236-243.

152. Richardson M.C., Leopold K., and Alcock A.J. Large aperture CO2 laser discharge//IEEE Quant. Electr. -1973. - v. QE-9. -9. - p. 934-939.

153. Павловский A.M., БосамыкипВ.С, В.И. Карелин, B.C. Никольский Электроразрядный ОКГ с инициированием в активном объеме // Квантовая электроника.-1976.-Т. З.-З.-С. 601-604.

154. Mitchell R.R., Denes L.J., and Kline E. Electrode surface field and preionization effects on the spatial distribution of arcs in C02-laser discharges // Л. Appl. Phys.-1978.-T. 49.-4.-C. 2376-2379.

155. Басманов В.Ф., Босамыкип B.C., Горохов В.В., и др. Высокоэфффективный электро- разрядный С02-лазер с энергией излучения 500 Дж // ЖТФ.-1982.-1.-С. 128-130.

156. Suzuki Sh.-i, Ishibashi Y., Obara M., Fujioka T. Discharge energy loading characteristics of a UV-preionized TEA CO2 laser. // Rev. Sci. Instr.-1982.-v. 53.-2.-p. 184-186.

157. Аполлонов В.В., Байцур Г.Г., Мипепков В.Р. и др. С02-усилитель с большой апертурой // Квантовая электроника.-1987.-Т. 14.-1.-C. 220-221.

158. Месяц Р.А., Ю.Н. Бычков, В.В. Кремнев Импульсный наносекундный электрический разряд в газе // •уФН.-1972.-Т. 107.-2.-C. 201-228.230

159. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Бедеиов А.А. и др. Получение распределенного элек- ) трического разряда в импульсном СОг-лазере и некоторые особенности лазерногонзлучения.-М., ЦПИИатоминформ-1972.-18 с. (Препринт ИАЭ-2248).

160. Palmer A.J. А physical model on the initiation of atmospheric-pressure glow discharges // Appl. Phys. Lett.-1974-v. 25.-3.-p. 138-140.

161. Sumida S., Obara M., Fujioka T. X-ray-preionized high-pressure KrF laser //Appl. Phys. 1.etts.-1978.-v. 33.-p. 913-916.

162. Lin S.-C, Levatter J.I. X-ray preionization for electric discharge lasers //Appl. Phys. Letts.- 1979.-V. 34.-8.-p. 505-508.

163. Levatter J.L, Robertson K.L., Lin S.-C. Appl. Phys. Letts.-1981.-v. 39.-p. 279-281.

164. Sumida S., Kunitomo K., Kaburagi M., et al. Effect of preionization uniformity on a KrF laser // J. Appl. Phys.-1981.-v. 52.-p. 2682-2684.

165. Shields H., Alcock A.J. Short pulse, x-ray preionization of a high pressure XeCl gas discharge laser // Optics Comms.-1982.-v. 42.-p. 128-130.

166. Chon-Yi W., Schwab C, Fuss W. et al. A selfsustained discharge multiatmospheric CO2 laser with electron-beam preionization. // Opt. comms. - 1983. - v. 46. - 5,6. - p. 311-314.

167. Козырев A.Б., Королев Ю.Д., Месяц F.A. и др. // Квантовая электроника.-1984.- Т. П.-З.-С. 524-529.

168. MidorikavaK., OkadaM., Tashiro Н., and Namba S. Measurements ofx-raydos required for multiatmospheric pressure CO2 laser discharge. Appl. Phys. Lett., 1986, 49 (19),1237-1239.

169. Павловский A.M., Басманов Б.Ф., Басамыкин Б. и др. Электроразрядный СОг-лазер с объемом активной области 0.28 м^ // Квантовая электр.-1987.-Т. 14.-2.-C. 428-430.

170. Аполлонов Б.Б., Кононов И.Г., Прохоров A.M. и др. Мощный СОг-лазер с накачкой объемным самостоятельным разрядом, инициируемым пучком электронов // Письма вЖТФ.-1986.-Т. 12.-7.-C. 401-405.

171. Shields Н., Giannelli J., Smith A.L.S. X-ray preionized C02-laser // Appl. Phys..-1985.- V. B37.-P. 219-221.231

172. Гордейчик А.Г., Масленников А.Г., Кучипский А.А. и др. Импульсный СОг-лазер с на- ) качкой объемным самостоятельным разрядом и предыонизацией мягким рентгеновскимизлучением // Квантовая электроника.-1991.-Т. 18.-10.-C. 1173-1175.

173. Harrison J.A. А computer study of uniform-field electrodes // Brit. J. AppL Phys..-1967.- V. 18.-P. 1617-1627.

174. Chang T. Y. Improved uniform-field electrode profiles for TEA laser and high-voltage appli- cations // Rew. Sci. Instrum.-1973.-v. 44.-p. 405-407.

175. Flora F. and Mezi L New technique for compact discharge electrodes design // Rev. Sci. Instrum.-1994.-v. 65.-12.-p. 3639-3642.

176. Robinson A.M. Laser gain profile with uniform-field electrodes // J. of Appl. Phys.-1976.- V. 47.-2.-p. 608-613.

177. Mathieu P. and Otis G. Higt efficiency, tail-free pulses from TEA-CO2 lasers // Laser Radar Technology and Applitions SPIE.-1986.-v. 663.

178. Manes K.R. and Sequin H. Analisis of the CO2 laser // J. Appl. Phys..-1972.-v. 43.-12.- p. 5073-5078.

179. Адамович B.A., Баранов В.Ю., Смаковскип Ю.Б., Стрельцов A.П. Излучение наносе- кундных импульсов СО2-лазером в режиме свободной генерации //Квантовая электро-ника. - 1978. - Т. 5. - 4. - 918 - 919.

180. J.-L. Lachambre, J. Gilbert, F. Rheault, R. Fortin, and M. Blanchard Performance char- acteristics of a TEA double-discharge grid amplifier // IEEE Journal of Quantum Electr.-1973.-T. QE-9.-4.-C. 459-461.

181. Lowke J.J.,Phelps A. V., and Irwin B. W. Predicted electron transport coefficient and operat- ing characteristics of CO2-N2-He laser mixtures // J. Appl. Phys.-1973.-v. 44.-10.-p. 4664-4669.232

182. Laurence E. Kline, Denes L.J. Investigations of glow discharge formation with volume preionization //.I. Appl. Phys.-1975.-46.-9.-p. 1567-1574.

183. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992. 190. in: Advances in Atomic and Molecular Physics.-Academic, N.Y. (ed. D.R. Bates.)-1970.-6.-p. 1.

184. Ernst G.J., Boer A.G. A 5 cm single-discharge CO2 laser having high power output// Optics Comms.-1980.-v. 34.-2.-p. 221-222.

185. Camoe Ю.А., Борзенко В.Л., Козочкин СМ., Макаров К.Н. Устройство для возбуж- дения разряда в газовом лазере.-М., 1984.- Авторское свидетельство №1103772.

186. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б., Хоменко СВ. Устройство для возбуждения раз- ряда в газовом лазере.-М., 1997.- Изобретения.- №32.-С. 378.-Патент РФ Л"^ 2096881(RU2096881-C1, 20 Nov 1997, H01S-003/G97, 199828).

187. Горячкин Д.А., Иртуганов В.М., Калинин В.П., и др. СОг-лазеры атмосферного и сверхатмосферного давления с самостоятельным разрядом // Изв. АН СССР серияфиз.-1982.-Т. 46.-10.-C. 1877-1887.

188. Васов Н.Г., Велепов Э.М., Данилычев В.А., Сучков А.Ф. Электроионизацио1П1ые ла- зеры на сжатом углекислом газе // УФН.-1974.-Т. 114.-С. 213-247.

189. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.В. Устройство для возбуждения разряда атмосферного давления в газовом лазере.-М., 2002.- Бюллетень №36.-Патент РФ на изобретениеЛ• 2^195753.- (RU2195753-C2, 27 Dec 2002, HOlS-003/097, 200328).

190. Смаковский Ю.В., Сатов Ю.А., Хоменко СВ., Чарушин А.В. Газонаполненный управ- ляемый металлокерамический разрядник новьпненного давления // ПТЭ.-2003.-1.-С. 50-52.

191. Василевский М.А., Родичкин В.А., Ройфе И.М., Янкин Е.Г. Создание нотока рентге- новского излучения с использованием взрывоэмиссионпого катода большой плош;ади //ЖТФ.-1985.-Т. 55.-6.-C. 1118-1121.

192. Варкалов А.Д., Колесников Ю.А., Котов А.А. К вопросу об измерении электронной концентрации слабоионизованных лазерных сред датчиком электронов // Теплофизикавысоких температур.-1988.-Т. 26.-2.-C. 342-344.233

193. Макаров К.Н., Рерих В.К., Сатов Ю.А., и др. Имнульсная генерация TEA СОг-лазера в условиях развития оптической неоднородности активной среды при высоких удельныхэнергиях накачки // Квантовая электроника.-2000.- Т. 30.-4.-C. 305-309.

194. Verreault М. et ТгетЫау R., Сап. J. Phys.-1977.-v. 55.-р. 1289-1299.

195. Бурцев В.А., Зеленое Л.А., Камарип И.Л. и др. Развитие неоднородностей в среде импульсного самостоятельного разряда. // Квантовая электроника.-1988.-Т. 15.-1.-С. 167-172.

196. Ковалев И.О., Кораблев А.В., Кузмип Г.П., и др. // Письма в ЖТФ.-1989.-^. 15.-9.- с. 17-20.

197. Ворн М., Вольф Э. Основы оптики.-Пер. с англ.-2-е изд., доп.- Москва: Наука, 1973.- 712 с.

198. Girard А. The effects of the insersion of a CW, low pressure CO2 laser into a TEA CO2 laser cavity. // Opt. comms. - 1974. - T. 11. - 4. - С 346 - 351.

199. Chin S.L. Various techniques for producing a single longitudinal mode TEA-CO2 laser. // Opt. and Laser Techn. 1980. - v. 12.-2.-p. 85-88.

200. Мгкаэлян А.Л., и др. Оптические квантовые генераторы.-М., Сов. Радио, 1967, 384 с.

201. Master-oscillator for LIS. //home page: http://cliswww.cern.ch/home.html.

202. Александров A.О., Зарецкий Н.П., Луоюнов В.Г., и др. Экспериментальное обоснова- ние физических основ химических лазеров с самоинициированием. - М., 2000. - 35 с.(препринт Л"^ 56, ФР1АН им. П.Н. Лебедева).234

203. Aleksandrov A. О., Vasin B.L., Zaretskii N.P., et al. Experimental setup for studying chem- ical laser with IR initiation. - M., 2003. - 44 c. (Физический Ииститут им. П.Н. Лебедева,препринт №4).

204. Карлов Н.В., Конев Ю.Б., Кочетов Н.В., Певгов В.Г. Генерация наносекундпых им- пульсов излучения в СОг лазерах высокого давления // Письма в ЖЭТФ.-1977.-Т. 3.-4.-С. 170-172.

205. Houston P.L., Sutton H.J., and Steinfield Bevaviour of a pulsed-discharge laser with an intracavity absorber // J. Appl. Phys.-1972.-v. 43.-4.-p. 2014-2015.

206. Laurie K.A. and Hale M.M. Folded-path atmospheric pressure СОг laser // IEEE J. Quant. Electr.-1970.-v. QE-6.-p. 530-532.

207. Lyon D.L. Comparison of theory and experiment for a transversely exited high pressure СОг-laser //IEEE J. Quant. Electr.-1973.-v. QE-9.-p. 139-153.

208. Bopucoe B.M., Camoe Ю.А., Судаков В.В. Управление длительностью /1 лазерного излучения //ПТЭ.-1977.-1.-С. 201-203.

209. Карлов Н.В., Комисаров В.М., Кузьмин Г.П., Прохоров A.M. Эффект плазменного зер- кала при пробое воздуха в резонаторе СОг лазера // Письма в ЖЭТФ.-1972.-Т. 1G.-2.-С. 95-96.

210. Tulip J., Manes К., and Seguin H.J. Intracavity radiation-induced air breakdown in TEA СОг laser // Appl. Phys. Lett.-1971.-v. 19.-p. 433-435.

211. Figueira J.F., Reichelt W.H., Singer S. Single nanosecond pulse generation at 10.6 цт using Brewster angle modulator //Rev. Sci. Instrums. - 1973. - v. 44. - 10. - p. 1481-1484.

212. CompagneL.F., O'NeilF., and Whithey W.T. Reliable halfwave operation of a GaAsPockels cell //Opt. Comms. - 1974. - v. 11. - 1. - p. 48-51.

213. Stamatakis Т., Selden A. С An electro-optical shutter for producing variable duration CO2 laser pulses with sub-nanosecond rise-time. - Abington, Unated Kindom, 1977. - 21 p.(UKAEA Culham Laboratory CLM-R168).

214. Rheault F., Lachambre J.-L., Lavigne P. One nanosecond СОг-laser chain for laser-target interaction studies //Rev. Sci. Instrums.-1975.-v. 46.-9.-p. 1244-1247.235

215. Little V.I., Selden A. С, and Stamatakis T. A gigawatt CO2 laser with telescopic amplifier //J. Appl. Phys.-1976.-v. 47.-4.-p. 1295-1298.

216. Матпоба M. Мощная электроионизационная лазерная система на СОг для термоядер- ных исследований // Квантовая электроника. - 1976. - Т. QE-3. - 4. - 56 - 60.

217. Tan К.О., James D.J., Hilson J.A., et al. Compact 0.1 TW CO2 laser system //Rev. Sci. Instrums. - 1980. - v. 51. - p. 1184-1188.

218. Carlson R.L., Carpenter J.P., Casperson D.E., et al. Helios: A 15 TW Carbon dioxide laser- fusion facility. //IEEE Jornal of Quantum Electrons - 1981. - v. QE-17. - 9. - p.1662-1677.

219. Yamanaka C, Nakai S., Matoba M., et al. The LEKKO-VII CO2 gas laser system //IEEE Jornal of Quantum Electrons. - 1981. - v. QE-17. - 9. - p. 1678-1688.

220. Анисимов B.H., Баранов В.Ю., Ворзепко В.Л. и ^.Формирование наносекундного им- пульса излучения мощностью 100 Гвт на СО2-лазерной установке ТИР-1 //Квант.Электр. -1980. - Т. 7. - 7. - 1451-1455.

221. Adamovich V.A., Anisimov V.N., Afonin Е.А., et al. TIR-1 carbon dioxid laser system for fusion //Appl. Opt. - 1980. - v. 19. - 6. - p. 918-923.

222. Акимов A.E., Баранов В.Ю., Борзепко В.Л. и др. СО2-лазерная установка ТИР-1.- М., 1982. - 31 с. (Институт атомной энергии им. И.В.Курчатова, препринт ИАЭ-3559/7).

223. Fortin R., Reault R., Cilbert J., et al. Powerful nanosecond pulses by stable passive mode- locking of TEA CO2 lasers. //Can. J. Phys. - 1973. - v. 51. - p. 414-417.

224. Gilber J., and LaChambreJ.-L. Self-locking of modes in a high-pressure CO2 lasers with transverse pulse exitation //Appl. Phys. Lett. - 1971. - v. 18. - p. 187-189.

225. Smith D.C. and Berger P.J. Mode-locking of an atmospheric pressure cross-exited electri- cally pulsed CO2 laser //IEEE Л. Quant. Electr. -1971. - v. QE-7. - p. 172-174.

226. Nurmikko A., De Temple Т.Е., and Sehvarz S.E. Single-mode operation and mode-locking of high-pressure CO2 lasers by means of saturable absorbers //Appl. Phys. Lett. - 1971. - v.18. - p. 130-132.

227. Lyon D.L., Ceorge E.V., and Hans H.A. Observation of spontaneous mode locking in a high pressure CO2 laser. //Appl. Phys. Lett. -1970. - v. 17. - p. 474-476.236

228. Верегулин Е.В., Валов П.М. Галичев Д. и др. Низкопороговое устройство для пас- сивной синхронизации мод имнульсного ИК-лазера //Квантовая электроника. -1982. -Т. 9. -2. - р. 327-329.

229. Davis D.T., Peressini E.R., and Koval J.S. Generation of single 1-ns pulses at lO.Gfim //IEEE J. Quant. Electr. - 1972. - v. QE-8. - p. 846-848.

230. Alcock A.J. and Walker A.С Generation and detection of 150-psec mode-locked pulses from a multi-atmospheric CO2 laser //Appl. Phys. Lett. - 1974. - v. 25. -5. - p. 299-301.

231. Feldman D.J. and Figueira J.F. Generation of subnanosecond CO2 laser pulses at 10.6/im by pulse compression technique //Appl. Phys. Lett. - 1974. - v. 25. -5. - p. 301-303.

232. Seigman A.E. and Kuizenga D.J. Simple analitic expressions for AM and FM mode-locked pulses in homogenious lasers //Appl. Phys. Lett. - 1969. - v. 14. - p. 181-182.

233. Abrams R.L. Broadening coefficients for the P(20) CO2 laser transition //Appl. Phys. Lett. - 1974. - V. 25. -10. - p. 609-611.

234. Yablonovich E., Goldhar J. Short CO2 laser pulse generation by optical free induction decay //Appl. Phys. Lett. - 1974. - v. 25. -10. - p. 580-582.

235. Kwok H.S. and Yablonovich E. 30-psec CO2 laser pulses generated by optical free induction decay // Appl. Phys. Lett. - 1977. - v. 30. -3. - p. 158-161.

236. Kasserling R., Kalin A.W., Schozau H.J., and Kneubuhl K. Picosecond CO2 laser-pulse generation and amplification //IEEE J. Quant. Electr. - 1993. - v. 29. -3. - p. 997-1005.

237. Elaesser Т., Selmeier A. and Kaiser W. Parametric generation of tunable picosecond pulses in proustite between 1.2 and 8 lira //Opt. Commun. - 1983. - v. 44. -4. - p. 293-296.

238. Alcock A.J., Corkum P.В., James D.J., et al. Selection of single, mode-locked CO2 laser pulses by semiconductor reflection switching //Opt. Commun. - 1976. - v. 18. -4. - p. 543-545.

239. Jamison S.A., Nurmikko A.V., and Gerritsen H.J. Fast transient spectroscopy of the free- carrier plasma edge in Ge // Appl. Phys. Lett. - 1976. - v. 29. -10. - p. 640-643.

240. Jamison S.A. and Nurmikko A.V. Generation of picosecond pulses of variable duratio at 10.6/im // Appl. Phys. Lett.. - 1978. - v. 33. -7. - p. 598-600.237

241. Alcock A.J. and Corkum P.B. Ultra-fast switching of infrared radiation by laser-produced > carriers in semiconductors //Can. J. Phys. - 1979. - v. 57. - p. 1280-1290.

242. Corcum P.B. High-power, subnanosecond 10 fim pulse generation //Opt. Lett. - 1983. - v. 8. - 10. p. 514-516.

243. Rolland С and Corcum P.B. Generation of 130-fsec midinfrared pulses //J. Opt. Soc. Am. B. - 1986. - V. 3. - p. 1625-1629.

244. Pogorelsky I.V., Fisher J., Kusche K.P., et al. Subnanosecond multi-gigawatt CO2 laser I //IEEE J. Quant. Electr. - 1995. - v. 31. - p. 556-566.

245. Tochitsky S. Ya., Narang R., Filip C, et al. Generation of 160-psec terawatt-power CO2 laser pulses //Opt. Lett. - 1999. - v. 24. -23. - p. 1717-1719.

246. Tochitsky S. Ya., Filip C, Narang R., et al. Efficient shortening of self-chiped picosecond pulses in a high-power CO2 amplifier //Opt. Lett. - 2001. - v. 26. -11. - p. 813-815.

247. Крюков П.Г. Лазеры ультракоротких импульсов //Квантовая электроника. - 2001. - Т. и 31. -2. - р. 95-119.

248. Schappert G.T. Rotational retaxation effects in short-pulse CO2 amplifiers //Appl. Phys. 1.ett. - 1973. - V. 23. - 6. - p. 319-321.

249. Stark E.E., Reichelt Jr.,W.H., and Schappert G.T. Comparison of theory and experiment for nanosecond-pulse amplification in high-gain CO2 amplifier system //Appl. Phys. Lett. -1973. - V. 23. - 6. - p. 322-324.

250. Rheault F., Lachambre J.L., Gilbert J., et al. Saturation properties of TEA-CO2 amplifiers in the nanosecond pulse regime //Opt. Commun. -1973. - v. 8. - 2. - p. 132-135.

251. Figueira J.F., Ladish J.S., Schappert G.T., and Thomas S.J. Amplification of multi- line/multiband CO2 laser pulses // Appl. Phys. Lett. - 1975. - v. 27. -11. - p. 591-592.

252. Jacobs R.R., Pettipiece K.J., Thomas S.J. Rotation relaxation rate constants for CO2 //Appl. Phys. Lett. -1974. - v. 24. - p. 375-377.

253. Arizonis P. and Groibeck R. // J. Appl. Phys. - 1966. - v. 37. - p. 687-690.

254. Schappert G. T. and Herbst M.J. Anomalous dispersion effects on pulse propagation in high- pressure CO2 amplifiers //Appl. Phys. Lett. - 1975. - v. 26. - 6. - p. 314-315.238

255. Montgomery M.D., Carlson R.L., Casperson D.E., et al. Stabilization of high-power am- ^ plifiers using saturable absorbers:experience on the LASL eight-beam system //Appl. Phys.1.ett. - 1978. - V. 32. - 5. - p. 324-326.

256. Woskoboinikow P., Praddaude H.C., and Milligan W.J. Saturable gas absorber for a 9-fim- band C02-laser amplifier //Optics. Letters. - 1979. - v. 4. - 7. - p. 199-201.

257. Haglund R.F., Nowak A. V., and Czuchlewski S.J. Gaseous saturable absorbers for the Helios CO2 laser system // IEEE J. Quant. Electr. - 1981. - v. QE-17. -9. - p. 1799-1808.

258. Figueira J.F. and Novak A. V. Carbon dioxide laser system with zero small signal gain // Appl. Optics. - 1980. - V. 19. - 3. - p.p. 420-421.

259. Lavigne P., Lachambre J.L., and Gilbert J. Gaseous saturable isolator for a high-gain CO2 amplifier chain //Appl.Phys. Lett. - 1976. - v. 28. -5. - p. 265-267.

260. Rung R.T. and Sirchis M. Optical saturation characteristics of СН-ЗОСН3 and CCL3F // Appl. Phys. Lett. - 1978. - v. 32. -1. - p. 38-41.

261. Lavigne P. and Pascale D. Saturable absorbers for multiband operation of a high-gain short-pulse C02-laser chain //Appl. Opt. -1984. - v. 23. -1. - p. 40-47.

262. Janulewicz K. Transmission of broadband saturable absorbing mixture for 10.6/im nanosec- ond pulses //Infrared Phys. - 1990. - v. 30. -1. - p. 1-7.

263. James R.B. and Smith D.L. Saturation characteristics of p-type semiconductors over the CO2 laser spectrum //.I. Appl. Phys. - 1980. - v. 51. -5. - p. 2836-2839.

264. Ahrenkiel R.K., Figueira J.F., Phipps C.R., et al. A new saturable absorber for the CO2 laser using doped KCl // Appl. Phys. Lett. - 1978. - v. 33. -8. - p. 705-707.

265. Butcher J.M. and Rutt H.N. Band-stop absorption filters for use with CO2 lasers //J. Phys. E: Sci. Instrum. - 1983. - v. 16. - p. 1026-1027.

266. Khomenko S.V., Makarov K.N., Roerich V.C, et al. Master-oscillator-power amplifier laser system for laser ion source. - ЦНИИатоминформ M., 1998. - 32 c. (Препринт ТРИНИТИ:0045-A).

267. Макаров K.H., Нищук Г., Рерих В.К. и др. Формирование импульсов С02-лазера в трехпроходном телескопическом усилителе с применением насыщающихся ноглощаю-щих фильтров. -ЦНИИатоминформ М., 2000. - 48 с. (Препринт ТРИНИТИ: 0069-А).239

268. Макаров К.Н., Малюта Д.Д., Нищук Г. и др. Исследование динамики распростра- нения импульсов СОг лазера в цепочке нелинейных ноглощающих и усиливающих сред// Квантовая электроника. - 2001. - Т. 31. - 1. - 23 - 29.

269. Satov Yu., Sharkov В., Haseroth Н., et al. High power CO2 laser system with repetition rate operation for high current multicharged heavy ion generation // J. of Russian LaserResearch.-2004.-v. 25.- 3. - p. 205 - 216.

270. Адамович В.A., Варанов В.Ю., Вевов P.K., и др. Коэффициент усиления слабого сиг- нала импульсного СОг-усилителя больщого обьема // Квантовая электроника. - 1979. -Т. 6. - 12. - 2621-2622.

271. Girard А. and Pepin Н. Performance characteristics of a TEMoo mode TEA CO2-osciIlator- amplifier system //Opt. Commun. - 1973. - v. 8. - 1. - p. 68-72.

272. Макаров K.H., Нищук Г., Рерих В.К. и др. Развитие численной модели SHOLAS для описания процесса усиления лазерных импульсов. - ЦНИИатоминформ М., 2000. - 8 с.(Препринт ТРИНИТИ: 0068-А).

273. Smith К. and Thompson R.M. Computer Modeling of Gas Lasers. - New York: Plenum Press, 1978. - 247 p.

274. Варанов В.Ю., Кириченко Т.К., Клавдиев В.В. и др. Пространственные и временные изменения наносекундных импульсов излучепия в СОг усилителях // Квантовая элек-троника. - 1978. - Т. 5. - 3. - 568-579.

275. Witteman W.J. The СОг-laser - Berlin: Springer-Verlag, 1987. - 320 p.

276. Маныкин Э.А. Спиновое и фотонное эхо// Соросовский образовательный журнал - 1998. - 8. - 88-94.

277. Kurnit N.A., Abella I.D., Hartmann S.R. Observation of a photon echo // Phys. Rev. Lett. - 1964. - V. 13. - 19. - p. 567-573.

278. Abella ID., Kurnit N.A., Hartmann S.R. Photon echoes // Phys. Rev. - 1966. - v. 141. - 1.- p. 391-406.240

279. Копвиллем У.У., Нагибаров В.Р. Световое эхо па парамагнитных кристаллах // ФММ ^ - 1963. - Т. 15. - 2. - р. 313-315.

280. McCall S.L., Hahn E.L. Self-induced transperancy by pulsed coherent light // Phys. Rev. 1.ett. - 1967. - V. 18. - 21. - p. 908-911.

281. McCall S.L., Hahn E.L. Self-induced transperancy // Phys. Rev. - 1969. - v. 183. - 2. - p. 457-485.

282. Patel C.K.N., Slusher R.E. Photon echoes in gases // Phys. Rev. Lett. -1968. - v. 20. - 20. , - p. 1087-1089.

283. Bolger В., Diels J.C. Photon echoes in Cs vapour // Phys. Lett. - 1968. - v. 28A. - 6. - p. 401-402.

284. Treaaj E.B., DeMaria A.J. Adiabatic inversion in the infra-red // Phys. Lett. - 1969. - v. 29A. - 7. - p. 369-370.

285. Hocker G.B., Tang G.L. Observation of the optical transient nutation effect // Phys. Rev. . Lett. - 1968. - V. 21. - 9. - p. 591-594.

286. Brewer R.G., Shoemaker R.L. Photo echo and optical nutation in molecules // Phys. Rev. 1.ett. -1971. - V. 27. -10. - p. 631-634.

287. Варанов В.Ю., Ворзенко В.Л., Малюта Д.Д. и др. Наблюдение когерентного взаимодей- ствия наносекундного импульса СОг лазера с усиливающей средой // Письма в ЖЭТФ- 1979. - Т. 30. - 9. - р. 593-595.

288. Варанов В.Ю., Ворзенко В.Л., Козочкин СМ. и др. Исследованне когерентных эффек- тов при усилении наносекундных имнульсов СОг-лазера. - М., 1983. - 16 с. (Институтатомной энергии им. И.В. Курчатова, препринт ИАЭ-3837/7).

289. Варанов В.Ю., Ворзенко В.Л., Козочкин СМ. и др. Переходные онтическне нутации в г- усилителе // Квантовая электроника, - 1984. - Т. И. - 2. - 344-348.

290. Аллен Л., Эберли Док.. Оптический резонанс н двухуровневые атомы. - М.: Мир, 1978. - 250 с.

291. Карлов Н.В., Карпов И.А., Петров Ю.Н., Стелъмах О.М. Самофокусировка излуче- ния СОг лазера в резонансно-поглощающих газах // Письма в ЖЭТФ. - 1973. - Т. 17.- 7. - 337-340.241

292. Ackerhalt J.R., Galbraith H.W., Goldstein J.C. Self-focusing in SFe // Opt. Lett. - 1981. - V. 6. - 8. - C. 377-379.

293. Novak A.V. and Ham D.O. Self focusing of 10-/im laser pulses in SFe // Opt. Lett. - 1981. - V. 6. - 4. - C. 185-187.

294. Аскарьян Г.А. Воздействие градиента поля интенсивного электромагнитного луча на электроны и атомы // ЖЭТФ. - 1962. - Т. 42. - 6. - 1568-1570.

295. Гармайр Е., Чао Р., Таунс Ч. Динамика и характеристики самофокусировки интен- сивного светового луча // Phys. Rev. - 1966. - Т. 16. - р. 347-350.

296. Ахманов А., Сухорукое А.П., Хохлов Р.В. Самофокусировка и дифракция света в нелинейной среде // УФН. - 1967. - Т. 93. - 1. - 19-70.

297. Kelly P.L. Self-focusing of optical beams // Phys. Rev. Lett. - 1965. - v. 15. -26. - p. 1005-1008.

298. Дышко A.Л., Луговой B.H., Прохоров A.M. Самофокусировка интенсивных световых нучков // Письма в ЖЭТФ. - 1967. - Т. 6 - 655-659.

299. Амосов А. А., Бахвалов Н.С., Жилейкин Я.М. и др. Самофокусировка волновых пучков с платообразным распределением интенсивности // Письма в ЖЭТФ. - 1979. - Т. 30. -2.- 119-122.

300. Аскарьян Г.А., Мухомаджмнов М.А. Экспериментальное исследование схлонывания пучка при самофокусировке в нелинейной среде // Письма в ЖЭТФ. - 1979. - Т. 29. -5. - 276-281.

301. Датыейко Ю.К., Лебедева Т.К., Маненков А.А. и др. Самофокусировка лазерных пучков при различных прострапственных профилях падающего излучения // ЖЭТФ.- 1981. - Т. 80. - 2. - 487-496.

302. Баранов В.Ю., Большое Л.А., Кириченко Т.К. и др. Искажеиия волнового фронта светового пучка при формировании мощных имнульсов излучения СОг лазера. - М.,1984. - 23 с. (Препринт ИАЭ им. И.В.Курчатова: ИАЭ-4018/7).

303. Баранов В.Ю., Большое Л.А., Кириченко Т.К. и др. Резонансное самовоздействие им- нульсов СОг-лазера в SF6 // Квантовая электроника, - 1987. - Т. 14. - 4. - 707-713.242

304. Ackerhalt J.R., Ham D., Nowak A., et al. CoUisionless self-focnsing of CO2 10 mum P(20) laser light in SFe. // IEEE Л. Quantum Electronics.-1983.-v. QE-19.-p. 1120-1128.

305. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И. и др. Эффективная генерация второй гармоники излучения перестраиваемого СОг лазера в ZnGeP2. // Квантовая электро-ника, -1984. - Т. 11. - 1511 - 1514.

306. Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Грибепюков А.И. и др. // В сб.: Спектроскопические методы зондирования атмосферы, - 1985. Новосибирск: Наука - 113.

307. Kildal Я., Iseler G. W. Higher-order nonlinear processes in CdGeAs2. // Phys. Rev. B. - 1979. - V. - 19. - p. 5218 -.

308. Андреев Ю.М., Ведерникова T.B., Ветип A.A. и др. Преобразование излучения СО2 и СО лазеров на кристалле ZnGeP2 в область спектра 2.3-3.1 мкм. // Квантовая элек-троника. -1985.- Т. 12. - 1535 -1539.

309. Андреев Ю.М., Варанов В.Ю., Воеводин В.Г., и др. Эффективная генерация второй гармоники наносекундного имнульса излучения СО2 лазера // Квантовая электроника,- 1987. - Т. 14. - 11. - 2252 - 2254.

310. Нога Н. Nonlinear confining and deconfining forces associated with the interaction with plasma// Phys.FIuids.- 1969.-v.12.-l.- P.182-191.

311. Lindl J.D. and Kaw P.K. Pondermotive force on laser-produce plasmas// Phys. Fluids.— 1971.-V. 14.-2.- P. 371-377.

312. Lee K., Forslund D. W., Kindel J.M. et al. Theoretical derivation of laser induced plasma profiles // Phys.FIuids.- 1977.-V. 20.-1.- P. 51-54.

313. Андреев H.E., Силин В.П. Динамика нелинейного поглощения интенсивного излучения движущейся плазмой // Физ. плазмы.— 1978.— Т.4.-4.— 908-913.

314. Mulser Р., van Kessel Profile modifications and plateau formation due to light pressure in laser-irradiated targets // Phys. Rev. Lett.— 1977.-V. 38.-16.— P. 902-905.243

315. Max C.E., МсКее C.F. Effects of flow on density profiles in laser-irradiated plasmas // Phys. Rev. Lett .- 1977.-V. 39.-21.- P. 1336-1339.

316. Chen H.H., Liu C.S. Soliton generation at resonance and density modifuation in laser- inradiated plasmas // Phys. Rev. Lett .- 1977.-V. 39.-18.- P. 1147-1151.

317. Басов Н.Г., Захаренков Ю.А., Зорев Н.М. и др. Нагрев и сжатие термоядерпых мише- ней, облучаемых лазером.- М.: ВИНИТИ, 1982.-188 с.-(Итоги пауки и техники, сер.Радиотехника"под ред. Басова Н.Г.-Т. 26.-2).

318. Захарепков Ю.А., Зорев Н.Н., Крохпн О.Н. и др. Пространственная вариация плотно- сти в коропе лазерпой плазмы при потоках 10^ ^ -г 10^ ^ Bт/cм^ // Письма в ЖЭТФ.—1975.-Т. 21.-9.- 557-561.

319. Рупасов А.А., Склизков Г.В., Басов Н.Г. и др. Аномальное взаимодействие мощного лазерного излучения с плотной плазмой // ЖЭТФ.— 1974.—т. 67.-1.—С. 118-133.

320. Azechi Н., Oda S., Тапака К. et al. Measurement of density modification of laser-fusion plasmas // Phys.Rev.Lett.— 1977.-V. 39.-18.— p. 1144-1147.

321. Attwood D.T., Sweeney D.W., Auerbach J. et al. Interferometric confirmation of radiation- pressure effects in laser-plasma interactions // Phys.Rev.Lett.— 1978.—v. 40.-3.—p. 184-187.

322. Басов Н.Г., Шиканов A.С, Склизков Г.Б. и др. Численная обработка интерферограмм сильно неоднородных фазовых объектов // Физ. нлазмы.—1990.— Т. 6.-5.-С. 1167-1173.

323. Benattar R., Popovics С, Sigel R. et al. Transport inhibition implied by density profile flattening in the corona of laser-heated microspheres // Phys. Rev. Lett.- 1979.-V. 42.-12.-p. 766-769.

324. Raven A., Willi 0. Electron-density structures in laser-produced plasmas at light irradiances // Phys.Rev.Lett.-1979.-v. 43.-4.-P. 278-282.

325. Donaldson T.P., Spalding I.J. Density cavitons and X-ray filamentation in C02-laser- produced plasmas // Phys. Rev. Lett.— 1976.—v. 36.-9.-P. 467-470.

326. Fedosejevs R., Tomov I.V., Burnett N.H. et al. Self-steepening of the density profile of a CO2 laser-produced plasma // Phys. Rev. Lett.-1977.-v. 39.-15.-P. 932-935.

327. Fedosejvs R., Burdess M.D.J., Enright CD. et al. Supercritical density profiles of CO2- laser-irradiated miroballoons // Phys. Rev. Lett.- 1979.-V. 43.-22.-p. 1664-1667.244

328. Benattar R., Popovics C, Sigel R. et al. Interferometric measurements of density profiles in laser-target interaction // Л. de Physigue.-1979.-v. 40.-7.-P. 767-768.

329. Fedosejevs R., Tomov I.V., Burnett N.H. et al. Self-steepening of the density profile of a CO2 laser-produced plasma//Phys. Rev. Lett.— 1977.-V. 39.- 15.- p. 932-935.

330. BouKo B.A.. Виноградов A.В., Пикуз A. и др. Рентгеновская спектроскопия лазерной плазмы.-М.: ВИНИТИ, 1980.— 264 с.-( Итоги науки и техники, сер. Радиотехника",Т. 27).

331. Акимов А.Е., Варанов В.Ю., Войко В.А. и др. Экснерименты но нагреву нлазмы из- лучением СОг-лазера на установке ТИР-1 // Квантовая электроника.-1983.-Т. 10. - 8.- 1533 - 1538.

332. Акимов А.Е., Варанов В.Ю., Ворзенко В.Л. и др. Исследование закритической области СОг- лазерной плазмы по рентгеновским спектрам многозарядных ионов. // Письма вЖЭТФ, - 1985. - Т. 42. - 3. - 103 - 105.

333. AKtiMoe А.Е., Варанов В.Ю., Козочкин СМ. и др. Генерация субгармоник и высших гармоник ионно-звуковых колебаний в лазерной плазме // Письма в ЖЭТФ, - 1987. -Т. 45. - 8. - 381 - 383.

334. Акимов А.Е., Варанов В.Ю., Вольтов Л.А. и др. Влияние деформации профиля плот- ности в лазерной нлазме на угловые характеристики рассеянного излучения основнойчастоты лазера // Квантовая электроника.-1989.-Т. 16. - 8. - 1649 - 1651.

335. Козочкин СМ., Макаров К.Н., Сатов Ю.А. и др. Об использовании энергетических снектров высокозарядных ионов для диагностики нараметров лазерной плазмы. // Фи-зика плазмы.- 1994. - Т. 20. - 1. - ПО -114.

336. Макаров К.Н., Сатов Ю.А., Стрельцов А.П. и др. Генерация высокозарядных ионов тяжелых элементов в СОг-лазерной плазме. // ЖЭТФ, - 1994. - Т. 106. - 6. - 1649-1662.

337. Baranov V.Yu, Makarov K.N., Roerich V.C, et al. Study of mnlticharged heavy ion gen- eration from CO2 laser-produced plasma // Laser and Particle beams.— 1996.—v. 14.-3.—p. 347-368.245

338. Макаров К.Н., Нищук Г., Рерих В.К. и др. Исследование ионного состава плазмы магпия, создаваемой излучением СОг-лазера вблизи мишени и при разлете на большоерасстояние. //Письма в ЖЭТФ, - 2000. - Т. 71. - 1. - 13 - 17.

339. Степанов А.Е., Рерих В.К., Макаров К.М. и др. Угловые зависимости параметров иои- ной компоненты плазмы, получаемой при облучении СОг-лазером мишеней из легкихи тяжелых элементов. - ЦНИИатоминформ М., 2002. - 28 с. (Преиринт ТРИНИТИ №0086-А).

340. Степанов А.Е., Волков Г.С., Зайцев В.И. и др. Измерение температурной динамики плазмы многозарядных ионов, создаваемой импульсами СОг-лазера. // Письма ЖТФ.-2003. - Т. 29. - 5. - 36 - 41.

341. Stepanov А.Е., Satov Yu.A., Makarov K.N., et al. Study of angular dependences of ion component parameters in CO2 laser-produced plasma // Plasma Phys. Control Fusion. -2003. - V. 45. - p. 1261 -1281.

342. Cus'kov S.Yu, Demchenko N.N., Makarov K.N., et al. Influence of Angles of Incidence of 1.aser Radiation on the Generation of Fast Ions // JETP Lett. - 2001. - v. 73. - 12, - p. 655-660.

343. Rosmej F.B., H.Hoffmann D.H., Sush W., et al. The generation of fast particles in plasmas created by laser pulses with different wavelengths // JETP. - 2002. - v. 94. - 1.- p. 60 - 72.

344. Krasilnikov A.V., Makarov K.N., Satov Yu.A., et al. Time of flight electron spectrometry on TIR using natural diamond detector // Rev. Sci. Instrum. - 2001. - v. 72. - 1, - p. 1258 -1261.

345. Stepanov A.E., Volkov C.S., Zaitsev V.I., et al. Measurement of temperature evolution for the laser ion source plasma. // Laser and Particle Beams. - 2002. - v. 20. - p. 613 - 615.

346. Villeneuv D.M., Enright G.D., Richardson M.C., Isenor N.R. Energy absorption in plasmas produced by intense 10-/im laser radiation // J. Appl. Phys. - 1979. - v. 50. -6.- p. 3921 -3927.

347. Campbell E.M., Max C.E., Rosen M.D., et al. // Laser Interaction and Related Plasma Phenomena. - N. Y.: Ldn, Plenum Press, 1984. - v. 6.

348. Вольтов Л.A., Киселев В.П., Таран М.Д., Юдин А.И. . - М., 1985. - 30 с. (Преиринт ИАЭ: Л'5 4185).246

349. Mitchell К.В., Stratton Т.Е., Weiss P.В. Backscatter measurements from laser-produced plasmas at 10.6 /^ m // Appl. Phys. Lett. - 1975. - v. 27.-1.- p. 11-13.

350. Горбунов Л.М., Касьянов Ю.С., Коробкин В.В. и др. Исследование рассеяния света в лазерной плазме. - М., 1979. - 40с. ( Препринт ФИАН; № 126).

351. Turner R.E., Goldman L.M. Evidence for multiple Brillouin modes in laser-plasma backscat- ter experiments// Phys. Fluids.- 1981.-V. 24.-1 - p. 184-185.

352. Baldis H.A., Walsh C.J. Time-resolved Brillouin spectra in a C02 laser plasma interaction// Phys. Fluids. - 1983. - v. 26.-11 - p. 3426-3430.

353. Walsh C.J., Baldis H.A. Nonlinear ion-wave development and saturation of stimulated Brillouin scattering// Phys. Rev. Lett.— 1982.-V. 48.-21- p. 1483-1486.

354. Randal C. J, Albritton J.R. Chaotic nonlinear stimulated Brillouin scattering// Phys. Rev. 1.ett. -1984. - V. 52.-21 - p. 1887-1890.

355. Фейгенбаум M. Универсальное поведение нелинейных систем // УФН. -1983. -Т. 141.- 3 . - 343-374.

356. Casanova М., Laval G., Pellat R. et al Self-generated loss of coherency in brillouin scat- tering and reduction of reflectivity // Phys. Rev. Lett.- 1985.-V. 54.-20- p. 2230-2233.

357. Бойко В.A., Скобелев И.Ю., Фаенов A.Я. Метод определения параметров плазмы с неравновесным ионизационным состоянием но относительным интенсивностям К-спектров многозарядных ионов // Квантовая электроника.—1984.—Т. 10.-1.— 143-150.

358. Kidder R.E. Interaction of intense photon beams with plasmas // In Proceedings of Japan- US. Seminar : "Laser Interaction with Matter"(Tokio,Sept. 24-29, 1972).- Tokyo: TokyoInter. Book Company, 1973.- P. 331-353.

359. Estabrook K.C., Valeo E.J., Kruer W.L. Two-dimensional relativistic simulations of reso- nance absorption // Phys. Fluids.— 1975.—v. 18.-9.— p. 1151-1159.

360. Lee K., Forslund D.W., Kindel J.M. et al. Theoretical derivation of laser induced plasma profiles // Phys. Fluids.-1977.-v. 2O.-l.-p. 51-54.

361. Roerich V.C. and Stepanov A.E. Code package GIDRA-2 for simulation of hydrodynamics and population kinetics of nonequilibrium plasma (2D model).—Troitsk, CNIIAtomlnform,1994.- 44p. ( Preprint TRINITI: 0003-A).247

362. Faenov A.Ya., Pikuz T.A., Erko A., et al. High-performance X-ray spectroscopic devices for \ plasma microsources investigations // Phys. Scr.-1994.-v. 50.-4.— p. 333-339.

363. Pihiz T.A., Faenov A.Ya., Pikuz S.A., et al. Bragg X-ray optics for imaging spectroscopy of plasma microsources // J. X-ray. Sci. Techn.- 1995.-V. 5.-33.-p. 323-340.

364. Bollanti S. et al. Na-like autoionization states of copper ions in plasma, heated by excimer laser. // Phys. Scripta.- 1995.-V. 51.-3.-p. 326-329.

365. Годунов А.Л., Махров В.A., Cenwi А.Ю., и др. Исследование влияния реадсорбции излучения в спектральных линиях на величину коэффициента усиления на переходах1.i-подобных ионов // ЖЭТФ.-1965.-Т. 109.-6.-C. 2064-2077.

366. Stepanov А.Е., Starostin A.N., Roerich V.C. et al. Modeling of the He-like magnesium spec- tral lines radiation from the plasma created by XeCl and Nd-glass lasers //JQSRT.-1997.-V. 58.-4-6.-p. 937-952.

367. Abdallah J., Faenov A.Ya., Hammer D. et al. Electron beam effects on the spectroscopy of satellite lines in aluminium X-pinch experiments // Physica Scripta.-1996.-v. 53.-6.-p. 705-711.

368. Abdallah J., Faenov A. Ya., Pikuz T.A., et al. Hot electron effects on the satellite spectrum of laser-produced plasmas // JQSRT.- 1999.-V. 62.-l.-p. 1-11.

369. Abdallah J., Clark R.E.H., Faenov A.Ya., et al. Electron beam effects on the spectroscopy of multiply charged ions in plasma focus experiments // JQSRT.- 1999.—v. 62.-l.-p. 85-90.

370. Rosmej F.B. Diagnostic properties of Be-like and Li-like satellites in dense transient plasmas under the action of highly energetic electrons//JQSRT.— 1994.-V. 51.-1-2.— p. 319-334.

371. Tan Т.Н., McCall C.H., Williams A.H. Determination of laser intensity and hot-electron temperature from fastest ion velocity measurement on laser-produced plasma // Phys.Fluids.-1984.-v. 27.-l.-p. 296-301.248

372. Быковский Ю. А., Дегтяренко Н. Н., Елесин В. Ф., и др. Масс-спектрометрическое исследование лазерной нлазмы // ЖЭТФ.-1971.-Т. 6 0 - 1306-1319.

373. Быковский Ю.А., Козырев Ю.П., Сильное СМ., Шарков Б.Ю. Пространственная структура разлета лазерной нлазмы, состоящей из ионов и ядер алюминия // Квант.Электр.- 1974.-Т. 1.-3.- 709-711.

374. Gupta P.D., Tsui Y. Y., Popil R., et ai.KrF-laser-produced plasma // Phys. Rev. A.-1986.- V. 33.-5.-p. 3531-3534.

375. Gupta P.D., Tsui Y.Y., Popil R., et al. Experimental study of KrF-laser-high-Z-plasma interaction dominated by radiation transport // Phys. Rev. A.— 1986.— v. 34.-5.-p. 4103—4109.

376. Rupp A., Rohr K. Energy efficiency of laser produced C- and T-ion sources // J. Phys. D: Appl.Phys.- 1991.- V. 24.-12.-p. 2229-2231.

377. Thum A., Rupp A., Rohr K. Two-component structure in the angular emission of a laser- produced Та plasma // J. Phys. D: Appl. Phys.-1994.-v. 27.-8.-p. 1791-1794.

378. БиШт E., Thum-Jager A., Rohr K. The mass dependence of the jet formation in laser- produced particle beams // J. Phys. D: Appl. Phys.-1998.-v. 31.-17.-p. 2165-2169.

379. Thum-Jager A., Rohr K. Angular emission distributions of neutrals and ions in laser ablated particle beams // J. Phys. D: Appl. Phys.-1999.-v. 32.-21.-p. 2827-2831.

380. Kozochkin S.M., Makarov K.N., Satov Yu.A., et al. High charge state lead ions generation in C02-laser produced plasma. Experiments and numerical simulations.— M., ИАЭ им.И.В. Курчатова, 1993.-47 p. (Препринт ИАЭ: 5635/7).

381. Багапоу V.Yu., Makarov K.N., Roerich V.C., et al. Study of multi-charged heavy ion gen- eration from C02-laser produced plasma.-Troitsk, CNIIatominform, 1995.-32 p. (PreprintTRINITI: 0015-A)

382. Dubenkov V.P., Sharkov Б.Yu., Golubev A.A., et al. Acceleration of Ta^''^ ions produced by laser ion source in RFQ "MAXILAC'.-Postfach 110552, D-64220, Darmstadt, Germany,1995.-13 p.-(Preprint GSI: GSI-95-02).

383. Gollier J., .Hall G, Haseroth H., et aZ.Laser Ion Source Development at CERN // Rev. Sci. Instrum.- 1996.-V. 67.-3.-p. 1337-1339.249

384. Dubenkov V.P., Sharkov B.Yu., Golubev A.A., et al. Acceleration of Ta^ ""*" ions produced by laser ion source in RFQ "MAXILAC"// Laser and Particle Beams.-1996.- V.-14.-3.-p. 385-391.

386. Хора X. Физика лазерной нлазмы.-М.: Энергоатомиздат, 1986.

387. Kelly R.L. Atomic and Ionic Spectrum Lines below 2000 Angstroms: Hydrogen through Krypton // Journal of Physical and Chemical Reference Data.-1987.-v. 16.- Suppl 1.

388. Питаевский Л.П. // ЖЭТФ.-1962.-Т. 42.-C.1326-1331.

389. Tsui Y.Y., Fedosejevs R., Offenberger A. A., et al. Numerical simulations of charge state distribution from a KrF laser-produced plasma// Phys. Fluids B.-1993.- v. 5.-ll.-p. 4115-4122.

390. Camoe 10.A., K.H. Макаров, Степанов A.E. и др. Источник многозарядных ионов тя- желых и легких элементов на основе СОг-лазера. - ЦНИИатоминформ М., 2004. - 50 с.(Препринт ТРИНИТИ: 0112-А).

391. Khomenko S.V., Makarov K.N., Nischuk S.G., et al. Feasibility study of Pb^+ (80-100 fis, 20 mA) pulsed ion beam generation in laser ion source.- ЦНИИатоминформ M., 2001. -48 c. (Препринт ТРИНИТИ: 0079-A).

392. Kondrashev S., Mescheryakov N., Sharkov В., et al. Production of He-like light and medium mass ions in laser ion source// Rev. Sci. Instrums.-2000.-v. 71.-3.-p. 1409-1412.

393. Balabaev A., Camut 0., Charushin A., et al. Laser ion source based on 100 J/l Hz C02-laser system//JINR: Proceedings of the 10-th International Conference on ion source.-Dubna.-2003 September 8-13.

394. Camoe Ю.А., Макаров K.H., Малюта Д.Д., и др. Нагрев плазмы импульсами СО2- лазера для эффективной генерации многозарядных ионов// IV Харитоновские темати-ческие научные чтення: Тезисы докладов.-Саров.- 18-21 февраля 2002.250

395. Сатов Ю.А., Макаров К.Н., Малюта Д.Д. Plasma heating by C02-laser pulses for efficient multy-charged ion generation// ECLIM 2002: Proceedings of XXVII European Conferenceon Laser Interaction with Matter.- Moscow, Russia.-7-8 October 2002.

396. Макаров K.H., Сатов Ю.А., Рерих В.К. и др. Генерация многозарядных ионов нри нагреве плазмы импульсами СОг лазера с плотностью мощности 4-10^ ^ Вт/см^ //ТрудыXXX Звенигородской Конференции по физике плазмы и У Т С - 24-28 февраля 2003.

397. Копдрашев А., Быковский Ю.А., Голубев А.А. и др. Способ получения пучков ионов //Авторское свидетельство Л*^ 1795812.- 1990 г.

398. Сатов Ю.А., Смаковский Ю.Б., Макаров К.Н. Устройство и способ для формирования нучков многозарядных ионон.-М., 2002.-6 с. (Патент РФ на изобретение Л"^2191441.- RU2191441-С2, H01J-027/02, 200307).

399. Scrivens R.M. Extraction of an Ion Beam from a Laser Ion Source: thesis of candidature for the degree of Doctor of Philosophy.-Department of Physics University of Wales Swansea,Ingland.-May 1999.

400. Sharkov B. Yu., Koshkarev D.C., Churazov M.D., et al, Heavy-ion fusion activities at ITEP // Nucl. Instr.& Meth. A.- 1998.-415.-1-2.- p. 20-26.

401. Attwood D. Soft X-ray and Extreme Ultraviolet Radiation: principles and applications. — Cambridge: Cambridge University Press, 2000.