Газоразрядные источники спонтанного и вынужденного излучения с рабочими средами на основе инертных газов и галогенов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

Ломаев Михаил Иванович

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СПОНТАННОГО И ВЫНУЖДЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С РАБОЧИМИ СРЕДАМИ НА ОСНОВЕ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ И ГАЛОГЕНОВ 01.04.05-оптика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

1 9 НОЯ 2010

Томск-2010

004613387

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, лаборатория оптических излучений и в ГОУ ВПО «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники», кафедра физики.

Научный консультант:

доктор физико-математических наук, профессор Тарасенко Виктор Федотович Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Латуш Евгений Леонидович доктор физико-математических наук, профессор Лисицын Виктор Михайлович доктор физико-математических наук, профессор Солдатов Анатолий Николаевич

Ведущая организация:

ФГУП НПК «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова» (г. С.-Петербург).

Защита состоится 13 января 2011 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.267.04 при ГОУ ВПО «Томский государственный университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, ауд. 119.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан^ ¿октября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного

Общая характеристика работы. Диссертационная работа посвящена исследованию физических процессов в газофазных рабочих средах источников спонтанного и вынужденного излучения в оптической части спектра, а также определению выходных характеристик данных источников при возбуждении/накачке различными типами самостоятельного разряда в газе. Основное внимание в работе уделено поиску новых и изучению наиболее перспективных из известных рабочих сред, исследованию протекающих в них физических процессов, определению выходных параметров газоразрядных источников излучения, в том числе, при использовании режимов возбуждении, ранее не применявшихся для этой цели.

Актуальность темы. Источники спонтанного и вынужденного оптического излучения широко используются в научных экспериментах, технике, медицине, оборонной промышленности и многих других областях. Соответственно, они привлекают заметное внимание и интенсивно исследуются.

Индуцированное излучение было получено при использовании различных способов и систем накачки активных сред, которые могут находиться в различных агрегатных состояниях, в том числе, в газофазном'. Одной из возможностей для создания инверсной заселенности в газофазной среде является использование переохлажденной рекомбинирующей плазмы2. Успешный запуск плазменного лазера высокого давления в видимой области спектра на X = 585.3 нм атома неона с накачкой электронным пучком, осуществленный в 1985 г.3, привлек повышенное внимание к данному классу лазеров. Вследствие решающей роли реакции Пеннинга в разгрузке нижнего, а процессов рекомбинации - в заселении верхнего лазерного уровней этот тип лазеров получил название пеннинговских плазменных лазеров (ППЛ)1.

По механизму расселения нижнего лазерного уровня (НЛУ) ППЛ относятся к многочисленному классу столкновительных лазеров, в которых акты девозбуждения осуществляются в процессах столкновения рабочей частицы с тяжелыми частица-ми-"тушителями"4. Конкретные механизмы столкновительного тушения НЛУ дос-

' Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Серия Б. Справочные приложения, базы и банки данных. Том Х1—4. Газовые и плазменные лазеры / Отв. ред. С.И. Яковленко. -М.: Физматлит, 2005. -820 с.

2 Гудзенко Л.И., Яковленко СИ. Плазменные лазеры. - М.: Атомиздат, 1978. - 256 с.

3 Плазменный лазер на длине волны 585.3 нм с пеннинговской очисткой на плотных смесях с неоном, возбуждаемый электронным пучком / В.Ф. Бункин, В.И. Держиев, Г.А. Месяц и др.// Квантовая электроника. -1985. Т.12. № 2. - С. 245-246.

4 Беннет В. Механизмы возбуждения газовых лазеров / Газовые лазеры: Пер. с англ. — М.: Мир, 1968.-С. 27-136.; Гу.чд Г. Столкновительные лазеры / Газовые лазеры: Пер. с англ. - М.: Мир, 1968. - С. 137-158.

таточно разнообразны - радиационная очистка НЛУ, девозбуждение электронами или ионизующейся примесью. Как отмечалось в2, перспективна также очистка НЛУ посредством химических реакций, в частности, с участием молекул галогенов. Экспериментальная реализация данного типа столкновительного девозбуждения НЛУ была впервые осуществлена в5 при проведении исследований ППЛ, накачиваемых самостоятельным поперечным разрядом с ультрафиолетовой предыонизацией. В работе5 были предложены и экспериментально реализованы новые активные среды электроразрядных лазеров на основе бинарных смесей инертных газов с трифтори-дом азота Я - (Я = Не, N6, Аг), позволившие получить индуцированное излучение на ряде лазерных переходов, реализуемых в ППЛ. Амплитудно-временные и энергетические характеристики полученного лазерного излучения, а также условия накачки указывали на иной (по отношению к ППЛ) механизм достижения инверсной населенности в данных активных средах. Возможность увеличения мощности лазерного излучения в видимой области спектра, а также реализации режима многоволновой генерации обусловили актуальность дальнейших исследований кинетики процессов, определяющих накачку и инверсию населенностей в активных средах Я-ОТз.

Наряду с лазерами широко используются искусственные источники спонтанного излучения - лампы6. Области их применения не менее разнообразны: создание новейших технологий обработки полупроводников, синтез новых материалов и модификация их свойств, фотостимулирование различных химических процессов, фотобиология, фотомедицина, новейшие технологии обеззараживания промышленных отходов, воды, воздуха, создание осветительных установок и многие другие применения.

В течение последних 15-20 лет наблюдается интенсивное развитие источников спонтанного излучения ультрафиолетового (УФ) и вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) диапазонов, в которых используется неравновесное излучение экси-мерных и эксиплексных молекул - димеров и галогенидов инертных газов7. Такие источники излучения были названы эксилампами8. Удельные энергетические параметры излучения эксиламп существенно превышают характеристики традиционных источников излучения в данной области спектра - водородных и дейтериевых ламп,

5 Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация в инертных газах при накачке поперечным разрядом // Квантовая электроника.-1988. Т. 15.№ 10.-С. 1978-1981.

6 Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. - М.: Энергоатомиздат, 1991.-720 с.

' Эксимерные лазеры / Под ред. Ч. Роудза. - М.: Мир. 1981. - 245 е.; Смирнов Б. М. Эксимерные молекулы // УФН. — 1983. Т. 139. Вып. 1. - С. 53-81.

8 Cylindrical excilamp pumped by a barrier discharge I A. M. Boichenko, V.S. Skakun, V.F. Tarasenko et al. //Laser Physics. - 1994. V.4. № 3. - P. 635-637.

ламп низкого давления на резонансных переходах инертных газов.

К началу исследования эксиламп в рамках диссертационной работы как отечественными, так и зарубежными научными группами был проведен цикл работ по созданию, исследованию и применению эксиламп8' 9. В этих, а также последующих работах10 были зарегистрированы спектральные, амплитудно-временные и энергетические характеристики излучения, показаны преимущества эксиламп и перспективность их применения при решении ряда научных и технологических задач, в том числе, междисциплинарных. Дальнейшее совершенствование эксиламп актуально в силу растущих потребностей в мощных и недорогих источниках УФ и ВУФ излучения в различных областях науки и техники". В научной и технологической практике все чаще требуются источники коротковолнового излучения с заданным спектральным составом, изменяемыми временными и энергетическими параметрами излучения, высоким уровнем эффективности и ресурсом. В то же время, многообразие возможных условий возбуждения эксиламп, влияние на их выходные характеристики многих, часто взаимозависимых, факторов, трудности с созданием теоретических моделей, описывающих в целом, как процессы возбуждения, так и плазмохимические реакции12, существенно осложняют создание эксиламп с необходимыми для практических применений выходными параметрами. Так, например, в литературе отмечалась перспективность возбуждения люминесценции эксимеров сильноточным тлеющим разрядом повышенного давления13. Однако, в силу трудностей зажигания объемного самостоятельного разряда в тяжелых инертных газах при повышенном давлении вследствие его контракции при использовании традиционных схем зажигания разряда до проведения настоящей работы такой способ не был реализован на практике. Для ряда наиболее востребованных на практике эксиламп (KrCl-, XeCl-, XeBr-эксилампы барьерного разряда) были актуальны также

9 Г.А. Волкова, H.H. Кириллова, Е.Н.Павловская и др. ВУФ лампы на барьерном разряде в инертных газах // ЖПС. - 1984. Т. 41. Вып. 4. - С. 691-695.; Eliasson В., Kogelschatz U. Modeling and Applications of Silent Discharge Plasmas // IEEE Trans, on Plasma Science. - 1991. V. 19. No. 2.- P. 309-323.

10 Zhang J.Y., Boyd I.W. Efficient excimer ultraviolet sources from a dielectric barrier discharge in rare-gas/halogen mixtures // J. Appl. Phys. - 1996. V. 80. No. 2. - P. 633-638.; Carman R.J. and Mildren R.P. Computer modeling of a short-pulse excited dielectric barrier discharge xenon excimer lamp (X = 172 nm) // J. Phys. D: Appl. Phys.-2003. V. 36.-P. 19-33.

" Kogelschatz U. Excimer Lamps: History, Discharge Physics, and industrial Applications // Proc. of SPIE. -2004. V. 5483. - P. 272 -286; Oppenlander T. Mercury-free sources of VUV-UV radiation application of modern excimer lamps (excilamps) for water and air treatment // J. Environ. Eng. Sei. - 2007. V. 6. — P. 253-264. "Автаева C.B. Барьерный разряд. Исследование и применение. - Бишкек: Изд-во Киргизско-Российского Славянского Университета, 2009. — 152 с.

11 Протасов Ю.С. Плазменные источники излучения высокой спектральной яркости. Энциклопедия низ-

котемпературной плазмы. Вводный том IV / Под ред. В.Е. Фортова. -М.: Наука, 2000. -С. 232-262.

исследования влияния на их выходные характеристики режима возбуждения (формы и амплитуды импульса напряжения, частоты следования импульсов), а также состава и давления рабочих сред.

Одним из преимуществ эксиламп по отношению к ряду других источников спонтанного излучения, в частности, разрядных ламп с парогазовым наполнением, является малое время выхода на рабочий режим после включения лампы. Тем не менее, вопрос о динамике формирования барьерного разряда, наиболее часто используемого для возбуждения эксиламп и, соответственно, временном ходе мощности излучения при включении лампы оставался открытым.

Традиционно актуальными с точки зрения создания газоразрядных источников оптического излучения были также поиск новых газофазных рабочих сред, обеспечивающих эффективное преобразование введенной в газоразрядную плазму электрической энергии в энергию оптического излучения, а также оптимизация режимов возбуждения, включая режимы, ранее не применявшиеся для этой цели.

Таким образом, к началу выполнения настоящей работы с точки зрения изучения и создания газоразрядных источников оптического излучения были актуальны следующие направления исследований. Во-первых, поиск новых рабочих сред, энерговвод в которые осуществляется посредством газового разряда. Во-вторых, исследование физических процессов в данных средах и повышение выходных характеристик газоразрядных источников излучения с рабочими средами на основе инертных газов и их смесей с галогенами при использовании различных режимов возбуждения, включая ранее не использовавшиеся для этой цели. В связи с этим, тематика настоящей диссертационной работы, связанная с поиском новых и изучением наиболее перспективных из известных рабочих сред, исследованием протекающих в них физических процессов, а также с оптимизацией выходных параметров газоразрядных источников излучения представляется актуальной.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью работы было изучение физических процессов, протекающих в рабочих средах газоразрядных источников спонтанного и вынужденного излучения при их возбуждении, в том числе при использовании ранее не применявшихся режимов возбуждения; расширение класса газофазных рабочих сред данных источников излучения, повышение их выходных характеристик. При этом основное внимание было уделено рабочим средам источников спонтанного и вынужденного излучения на основе инертных газов и их смесей с галогенами.

Достижение цели работы предполагало решение следующих задач:

1). Определение механизма достижения инверсной населенности в активных средах Я - ЫИз (Я = Не, N6, Аг) при накачке поперечным разрядом с УФ предыониза-цией; исследование амплитудно-временных и спектральных характеристик лазерного излучения в активных средах Я - №3, Я - ЫР3 - Ы2 в одно - и многоволновом режимах.

2). Определение эмиссионных свойств плазмы высоковольтного наносекундного разряда в инертных газах повышенного давления в условиях неоднородного электрического поля, а также плазмы емкостного и коронного барьерного разрядов.

3). Исследование эксиламп с известными рабочими средами, возбуждаемыми тлеющим, одно- и двухбарьерным разрядами, в частности, исследование зависимости эффективности излучения эксиламп тлеющего разряда от удельной мощности возбуждения и давления рабочей смеси; определение влияния частоты следования и формы импульсов напряжения, а также однородности горения разряда на эффективность работы эксиламп барьерного разряда; выявление факторов, определяющих условия формирования однобарьерного разряда в ксеноне и величину эффективности излучения димеров ксенона

4). Исследование режимов возбуждения и эмиссионных свойств плазмы сильноточного искрового разряда в тяжелых инертных газах в УФ области спектра.

5). Исследование закономерностей формирования разряда и динамики мощности излучения в эксилампах, возбуждаемых барьерным разрядом.

6). Разработка методик расчета:

а) мгновенных значений мощности и энергии возбуждения в емкостном, барьерном, коронном барьерном разрядах;

б) спектрального распределения энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах.

Основным методом исследований являлся физический эксперимент, направленный, во-первых, на поиск новых газофазных рабочих сред с энерговводом посредством электрического разряда, обеспечивающих расширение спектрального состава, а также увеличение энергетических характеристик и эффективности излучения; во-вторых, на оптимизацию режимов возбуждения рабочих сред, включая режимы, ранее не использовавшиеся для этой цели, исследование физических процессов в рабочих средах и определение выходных характеристик источников излучения. При проведении экспериментов использовались стандартные методики регистрации тока и напряжения на газоразрядном промежутке, определения спектраль-

ных и энергетических характеристик излучения с использованием современных измерительных приборов. В ряде случаев были использованы оригинальные методики и способы регистрации: расчет мгновенных значений мощности и энергии возбуждения в емкостном, барьерном, коронном барьерном разрядах; расчет спектрального распределения энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах. Для регистрации импульса тока в наносекундном импульсном разряде был использован датчик тока, собранный на полосковых линиях. Для регистрации временного хода мощности импульса излучения в ВУФ области спектра применялся оригинальный коаксиальный фотоэлемент с медным катодом, собранный на базе серийного прибора ФЭК-22.

Положения, выносимые на защиту:

1). В активных средах на основе смесей инертных газов (Не, >1е, Аг) с трифторидом азота (полное давление смеси 90-150 Тор; содержание №3 15-30 %) при накачке самостоятельным разрядом инверсная населенность достигается, во-первых, за счет заселения верхнего лазерного уровня в процессе прямого электронного возбуждения, во-вторых, за счет столкновительной разгрузки нижнего лазерного уровня в реакциях с участием ЫБз. Электроотрицательная добавка-трифторид азота не только опустошает нижний лазерный уровень, но и увеличивает мощность накачки. Режим многоволновой генерации достигается в активных средах: Ые - №3 - N2 (линии X - 585.3 нм Ые I и X = 337.1 нм N2); Не - - N2 (линии X = 706.5 нм Не I\Х = 703 нм Р1, X = 337.1 нм Ы2); Ие - №3 (линии X = 540.1 нм и X = 585.3 нм N61).

2). В лампах емкостного разряда использование в качестве рабочей среды:

- смесей паров йода с ксеноном и гелием позволяет увеличить в несколько раз мощность и эффективность излучения атомарной линии йода X = 206.2 нм;

- смеси аргона с азотом позволяет, в отличие от электроразрядного ^-лазера, увеличить до двух раз удельную мощность и эффективность излучения на (2+) системе азота;

- природного газа обеспечивает свечение полос (4+) системы СО в области 150-200 нм с мощностью до 5 мВт/см2 при эффективности до 2 %.

3). В двухбарьерных КгС1- и ХеС1-эксилампах возбуждение короткими импульсами напряжения (длительность по основанию ~ 2 мкс, длительность нарастания и спада ~ 0.2 мкс) обеспечивает формирование микроразрядов конусообразной формы - пространственных зон разряда с высокой (доли-единицы кВт/см3) удельной мощностью возбуждения, что является необходимым условием полу-

8

чения высокой (до 12%) эффективности излучения. Равномерное распределение той же вводимой мощности возбуждения по всему объему в условиях однородного разряда приводит к снижению, как удельной мощности возбуждения, так и эффективности излучения.

4). В KrCl-, XeCl- и XeBr-эксилампах, возбуждаемых барьерным разрядом, переход к установившейся стадии разряда происходит за время около одной секунды, в течение которого имеет место последовательность нескольких стадий развития разряда. Перед формированием установившейся стадии регистрируется искровая стадия, при которой наблюдаются яркие ветвистые каналы (искры). Использование «дежурного» разряда позволяет избежать искровой стадии при включении эксилампы и, соответственно, уменьшения мощности излучения эксилампы в этот промежуток времени.

5). Плазма высоковольтного наносекундного разряда в тяжелых инертных газах атмосферного давления является источником мощного узкополосного (АХ ~ 1 нм) и широкополосного (АХ ~ 20 нм) спонтанного излучения в ВУФ области спектра. В эмиссионном спектре газоразрядной плазмы чистых инертных газов в спектральном диапазоне от 120 до 850 нм до 90 % энергии излучения сосредоточено в полосах переходов димеров инертных газов, а удельная мощность излучения достигает 500, 350 и 100 кВт/см3 в ксеноне, криптоне и аргоне, соответственно. При возбуждении бинарных смесей аргона и криптона с малыми (-0.01%) добавками ксенона формируется узкополосное излучение на X ~ 147 нм гетероядерных димеров АгХе* и КгХе*.

6). В источнике оптического излучения УФ диапазона с использованием азота, возбуждаемого высоковольтным наносекундным разрядом, достигается мощность излучения на переходах (2+) системы азота 120 кВт. Низкая (менее 0.03 %) эффективность излучения азота при данных условиях возбуждения является следствием малой (не более 3 не) длительности фазы эффективной наработки молекул азота в состоянии С3П„. Динамика населенности данного состояния на спаде импульса излучения определяется радиационным распадом и столкнови-тельным тушением состояния С3Пи.

7). В искровом разряде в ксеноне режим с импульсом тока без осцилляции обеспечивает увеличение пиковой мощности излучения на ~ 30 %. В режиме свободного расширения плазмы достигается плотность мощности УФ излучения

плазмы разряда до ~1 МВт/см2 на внешней границе плазменного образования. Форсирование возбуждения газа на начальном этапе искрового разряда обострением (менее 1 мкс) фронта импульса тока и ограничение расширения токового канала стенками колбы обеспечивают увеличение плотности мощности излучения на внешней поверхности колбы лампы до 400 кВт/см2 за счет снятия ограничения, накладываемого эффектом обратимой непрозрачности кварца. В искровом разряде в ксеноне при удельной мощности ~ 100 МВт/см3 основной вклад в эмиссионный спектр излучения вносят фоторекомбинационные переходы из квазиконтинуальных состояний одно- и двухкратных ионов ксенона.

Достоверность защищаемых положений и выводов диссертации обеспечивается:

Комплексным характером исследований при взаимном соответствии результатов экспериментов и теоретического анализа исследуемых явлений:

- зависимости эффективности излучения Хе2- XeCl-эксиламп барьерного разряда от удельной мощности возбуждения;

- спектрального состава и мощности излучения искровых источников;

- использования высоковольтных наносекундных разрядов для накачки лазеров и возбуждения эксиламп с рабочими средами, в которых излучающие частицы возникают в стадии рекомбинации плазмы;

- величин мощности излучения на димерах криптона в плазме диффузных разрядов атмосферного давления.

Воспроизводимостью результатов измерения величин тока и напряжения, а также их временной формы (погрешность калибровки и время нарастания переходной характеристики делителей напряжения и токовых шунтов не превышали 10 % и ~ 250 пс, соответственно).

Воспроизводимостью результатов измерения мощности и энергии как лазерного, так и спонтанного излучения:

- погрешность измерения мощности и энергии лазерного излучения не превышала 10 % при использовании приборов ИМО-2Н, ИКТ-1Н (положение 1);

- получением равноценных данных в пределах доверительного интервала (18 %) при использовании различных методик при измерении энергии полихроматического излучения [71] (положения 2, 6, 7);

- погрешность измерения величины плотности мощности с помощью фотоприемника С8026 Hamamatsu Photonics составляла от 8 до 10 % в зависимости от выбора фотоприемной головки (положение 3)\

10

- погрешность измерения величины энергии излучения фотоприемником «OPHIR» (Ophir Optronics LTD, Inc.) не превышала 5 % (положение 5).

4). Совпадением в пределах ~ 5 % измерений величины средней мощности возбуждения в эксилампах барьерного разряда тремя независимыми способами [49] (положения 2, 3).

5). Однотипностью регистрируемой закономерности развития барьерного разряда во всех исследованных рабочих средах (положение 4).

6). Согласием полученных результатов с данными других авторов при близких экспериментальных условиях, в частности, согласием по основным закономерностям зажигания диффузных разрядов в газах повышенного давления при высоком перенапряжении'4, величине эффективности излучения в ксеноне при возбуждении коронным разрядом15, условиям достижения максимальной эффективности KrCl-эксилампы барьерного разряда16.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

1). Определен механизм достижения инверсной населенности в активных средах Не (Ne, Ar) - NF3 при накачке сильноточным объемным разрядом. Экспериментально реализован режим многоволновой генерации в активных средах Ne - NF3, Не (Ne) - NF3 - N2, Не - NF3 - НС1 (Авторские свидетельства: № SU 1455962, приоритет от 29.06.87; №SU1748599, приоритет от 19.01.90) {положение 1).

2). Предложены и экспериментально реализованы более эффективные по сравнению с ранее использовавшимися рабочие среды газоразрядных источников спонтанного излучения ([положение 2):

а) смеси Хе - 12, Не - 12, Хе - Не - 12 йод-содержащих ламп, обеспечивающих увеличение мощности излучения в УФ области спектра (Патенты: №RU 2151442 С1, приоритет от 18.02.98; № RU 2154323 С1, приоритет от 1.06.98.);

б) смесь Аг - N2, позволяющая увеличить мощность и эффективность излучения на (2+) системе азота при возбуждении емкостным и барьерным разрядами по

4 Бабич Л.П., Лойко Т.В., Цукерман В.А. Высоковольтный наносекундный разряд в плотных газах при

больших перенапряжениях, развивающийся в режиме убегания электронов // УФН. -1990. Т. 160. В. 7.- С. 49-82.

15 Salvermoser М., Mwmck D.E. Efficient, stable, corona discharge 172 nm xenon excimer light source // J. of

Appl. Physics. - 2003. V. 94. No. 6. - P. 3722 -3731.

16 Rahmani В., Bhosle S„ Zissis G. Dielectric-Barrier-Discharge Excilamp in Mixtures of Krypton and Molecular

Chlorine // IEEE Trans, on Plasma Science. - 2009. V. 37. No. 4. - P. 546-550.

сравнению с результатами, получаемыми в чистом азоте; в) природный газ для получения свечения полос (4+) системы СО в области 150 - 200 нм с мощностью до 5 мВт/см2 и эффективностью до 2 %.

Определено влияние формы, частоты импульсов возбуждения и степени однородности барьерного разряда на эффективность работы KrCl-, ХеС1-эксиплексных барьерных ламп. Установлено, что наличие микроразрядов является необходимым условием получения высокой эффективности излучения в данных эксилампах (положение 3).

Установлена динамика формирования барьерного разряда и мощности излучения в KrCl-, XeCl-, XeBr-эксилампах (положение 4).

Для возбуждения источников спонтанного излучения предложены и экспериментально реализованы:

а) высоковольтный наносекундный разряд в инертных газах повышенного давления для получения мощного ВУФ излучения гомо- и гетероядерных ди-меров инертных газов (положение J);

б) емкостной и коронный барьерный разряды для получения спонтанного излучения эксимерных и эксиплексных молекул.

В диффузном разряде атмосферного давления получена интенсивная люминесценция на переходах димеров тяжелых инертных газов и на X ~ 147 нм гетероядерных димеров АгХе* и КгХе*. Обоснована перспективность использования плазмы данного разряда в качестве активной среды лазера в ВУФ области спектра на переходах димеров криптона и молекул АгХе* и КгХе" (положение 5). В плазме высоковольтного наносекундного разряда спектральными методами проведены измерения концентрации электронов и оценки температуры электронов (положение 6).

Реализован режим искрового разряда с импульсом тока без осцилляций, что обеспечило более высокие энергетические параметры излучения искровой лампы (Patent No. US 7, 221,100 В2, опубл. US 2007/0035256 A1 15.02.2007; патент на полезную модель № RU46402 U1, приоритет от 22.02.2005). Установлены оптические переходы, ответственные за формирование спектра излучения плазмы искрового разряда в ксеноне (положение 7).

Научная ценность полученных результатов состоит в том, что:

Разработаны физические основы создания электроразрядных лазеров на атомарных переходах инертных газов, в том числе в многоволновом режиме. Эксперимен-

тально продемонстрирована возможность столкновительной очистка НЛУ в плазмохимических реакциях с участием галогеноносителя ^з (положение 1).

2). Расширен класс излучательных сред газоразрядных источников излучения -предложен ряд новых рабочих сред, обеспечивающих увеличение выходных характеристик источников спонтанного излучения в УФ и ВУФ областях спектра (положение 2).

3). Установлена физическая причина зависимости эффективности излучения КгС1-, ХеС1-эксиламп барьерного разряда от формы, частоты импульсов возбуждения, а также степени однородности горения разряда (положение 3).

4). Установленная закономерность формирования разряда в КгС1-, ХеС1-, ХеВг-эксилампах барьерного разряда может проявляться для барьерного разряда и в других газовых средах (положение 4).

5). Экспериментально реализовано возбуждение ряда рабочих сред некоторыми типами самостоятельного разряда, ранее не использовавшимися для этой цели: высоковольтным наносекундным разрядом, емкостным и коронным барьерным разрядами (положение 5).

6). Экспериментально показана возможность зажигания диффузного разряда в тяжелых инертных газах при повышенных давлениях без источника предварительной ионизации. На этой основе получено мощное спонтанное излучение, а также указана возможность получения индуцированного излучения на димерах криптона и молекул АгХе* и КгХе* с электроразрядной накачкой (положение 5).

7). Экспериментально продемонстрирована возможность увеличения эффективности энерговвода и эффективности излучения димеров инертных газов при возбуждении коронным барьерным разрядом по сравнению с режимом возбуждения коронным разрядом постоянного тока.

8). Спектральными методами получена информация о концентрации и температуре электронов плазмы высоковольтного наносекундного разряда в гелии и азоте (положение 6).

9). Ряд экспериментальных результатов, полученных в рамках настоящей работы, стимулировал выполнение теоретических исследований нескольких проблем, актуальных с точки зрения создания газоразрядных источников излучения:

- моделирование процесса развития разряда в неоднородном электрическом поле в однобарьерных Хе2-эксилампах;

- моделирование Ь-эксилампы тлеющего и емкостного разрядов;

- исследование влияния удельной мощности возбуждения на эффективность KrCI-, XeCI- и Хе2-эксиламп барьерного разряда;

- определение физической причины формирования микроразрядов наблюдаемой в эксперименте конусообразной формы;

- определение основных физических процессов, приводящих к формированию спектра излучения искровой ксеноновой лампы;

- анализ возможности получения лазерной генерации в криптоне и ксеноне повышенного давления при накачке высоковольтным наносекундным разрядом.

Практическая значимость работы состоит в том, что: Существенно улучшены выходные параметры эксиламп:

а) в KrCI- и Хег-эксилампах барьерного разряда достигнута средняя плотность мощности излучения до 100 мВт/см2 и 120 мВт/см2, соответственно; созданы KrCI-, Хе2-эксилампы барьерного разряда с мощностью излучения до 100 Вт, 50 Вт, соответственно;

б) в йодных лампах емкостного разряда при плотности мощности до 10 мВт/см2 достигнут ресурс работы не менее 500 часов;

в) созданы эксилампы тлеющего разрйда мощностью на молекулах KrCI* —1.5 кВт, XeCI* -1.1 кВт.

Созданы конструкции эксиламп барьерного разряда, пригодные для практического применения (Патенты: № RU 2195044 С2, приоритет от 01.02. 2001; № RU 2281561 С1, приоритет от 23.12.2004; № RU 2291516 С2, приоритет от 18.03.2005; Patents: Application number FR 20040006018 20040603, publication number FR3871290, publication date 09. 12. 2005; Application number W02005FR01361 20050602, publication number W02006000697, publication date 05.01.2006; Japanese Patent No. 3887641, issued on 1.12.2006); создана эффективная воздушная система охлаждения барьерных эксиламп (Патент на изобретение № 2310947, приоритет от 28.03.2006).

Созданы импульсные источники спонтанного излучения с повышенной плотностью мощности излучения:

а) на димерах инертных газов при возбуждении высоковольтным наносекундным разрядом - до 1МВт/см3;

б) на основе искрового разряда в ксеноне - до 700 кВт/см2 на внутренней и до 400 кВт/см2 на внешней поверхности колбы;

в) на основе однобарьерного разряда - до 1.1 кВт/см2.

4). Разработанные источники излучения были использованы на практике:

а) Хег-, KrCl-, XeCl-эксилампы барьерного разряда применялись: при разработке технологических процессов по изготовлению полупроводниковых приборов; при воздействии на поток природного газа и для облучения мета-нольных растворов (ООО «Томскнефтехим», г. Томск); при разработке высоковольтных коммутаторов на основе кристаллов алмаза (компания Alameda Applied Science, г. Сан-Леандро, США); при создании облучателей, используемых в медицине (компания DermOptics SAS, г. Ницца, Франция);

б) импульсная искровая ксеноновая лампа применялась при исследовании процессов формирования наночастиц железа и углерода в результате фотолиза пентакарбонила железа и недокиси углерода;

в) созданный на основе однобарьерной ксеноновой эксилампы фотореактор был использован для воздействия на жидкости и газы.

5). Разработанные методики расчета мгновенных величин мощности и энергии возбуждения как функций времени в безэлектродных типах разрядов, а также расчета спектрального распределения энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах применимы при проведении исследований не только эк-силамп, но и других объектов, в которых требуется определение указанных параметров.

Сведения о внедрении результатов и предложения по их использованию.

При участии автора созданы и внедрены лазеры ДИЛАН, ЛИДА-Т, импульсная ксеноновая лампа, а также различные эксилампы, которые были переданы в научные и коммерческие организации, как в России, так и за рубежом (всего более 200 шт.). Так, лазер ДИЛАН был внедрен: в отделе высоких плотностей энергии ИСЭ СО АН СССР, г. Томск, (1988 г.), в Институте кардиологии ТНЦ АМН СССР, г.Томск, (1989 г.), на кафедре физики плазмы Томского государственного университета, г. Томск, (1988 г.). Лазер ЛИДА-Т был внедрен в Институте общей физики АН СССР, г. Москва, (1990 г.). Импульсная ксеноновая лампа внедрена в Институте теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, г. Москва, (2004 г.). Импульсные одно- и двухбарьерные KrCl-эксилампы переданы в компанию Alameda Applied Science (CA USA) в рамках контракта в 2000 г. Эксилампы барьерного и емкостного разряда переданы в компанию DermOptics SAS (г. Ницца, Франция) в 2003 г., в ЗАО «ИЦ Эксимер», г. Санкт-Петербург (2007 г.), в компании USHIO Inc.,

Япония (2004 г.), Sen Engineering CO., LTD, Япония (2003 - 2009 гг.). Акты внедрения включены в Приложение диссертации.

Созданные при проведении настоящей работы эксилампы были также использованы в НИИ полупроводниковых приборов (г. Томск) при разработке технологических процессов по изготовлению полупроводниковых приборов на основе GaAs17. Результаты работы были также востребованы компаниями Heraeus Noble Light GmbH, Германия (1999 г.) и USHIO Inc., г. Хиого, Япония (2004 г.) - мировыми лидерами по производству светотехнической продукции, включая эксилампы. Созданные образцы KrCl-и Хе2-эксиламп были успешно использованы для воздействия на поток природного газа и для облучения метанольных растворов18. Созданные установки использовались также в учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных работ студентами Томского государственного университета.

Полученные результаты могут быть использованы при создании электроразрядных лазеров на атомарных переходах инертных газов, мощных эффективных эк-силамп непрерывного и квазинепрерывного действия, а также газоразрядных источников спонтанного излучения повышенной импульсной мощности.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетных НИР, проводившихся в Лаборатории оптических излучений (ЛОИ) ИСЭ СО РАН в период 1986 - 2009 гг., а также в ходе проведения ряда работ в области фундаментальных и прикладных исследований, поддержанных:

1). Проектами РФФИ: «Эффективное излучение эксиплексных молекул в электроразрядной плазме низкого давления», № 96-02-16668-а (1996-1998 гг.); «Исследование и создание эффективных газоразрядных источников спонтанного излучения в ВУФ области спектра», № 05-08-33621-а (2005-2007 гг.);

2). Проектом INTAS № 96-0351 (1997 - 1999 гг.);

3). Проектами МНТЦ (ISTC): № 1270 (2001-2003 гг.), № 2706 (2004-2006 гг.), № 3583р (2007-2010 гг.);

4). Проектами IPP-CRDF № В506095 (2000-2001 гг.); CRDF № RP2-538-TO-02 (2002-2005 гг.);

" Tarasenko V.F., Kagadei V.A., Lomaev M.I. et at. Application of KrCl excilamp for cleaning GaAs surfaces using atomic hydrogen // Proc. SPIE. -1998. V. 3274. - P. 323-330.

18 Воздействие мощного ультрафиолетового излучения на поток природного газа в проточном фотореакторе / Ю.В. Медведев, В.Г. Иванов, Н.-И. Середа и др.// Наука и техника газовой промышленности. - 2004. № 3. - С. 83-87; Облучение метанольных растворов Хе2- и KrCI-эксилампами барьерного разряда / Ю.В. Медведев, Ю.И. Полыгапов, В.И. Ерофеев и др.// Газовая промышленность. - 2005. № 2. — С. 63-65.

5). Средствами по контрактам с зарубежными компаниями: Heraeus Noblelight GmbH, Германия (2 контракта, 1999 г.); Alameda Applied Sciences Corporation, США (3 контракта, 1999-2000 гг.); DermOptics SAS, Франция (2 контракта, 2003-2005 гг.); USHIO Inc., Япония (2004 г.); Sen Engineering CO., LTD, Япония (12 контрактов, 2003-2009 гг.);

6). Средствами по хоздоговорам с российскими партнерами: Институтом теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, г. Москва (2003-2004 гг.); Физическим Институтом РАН в рамках программы "Фундаментальные проблемы нано- и пикосекундной электроники большой мощности", г. Москва (2005 г.); ЗАО «ИЦ Эксимер», г. Санкт-Петербург (2007 г.)

Личный вклад автора. В исследованиях, представленных в диссертации, автору принадлежит выбор направлений исследования в рамках общего направления и постановка задач, анализ и интерпретация полученных результатов. Результаты исследований получены автором лично или при его определяющем участии. На различных этапах в работе принимали участие сотрудники ЛОИ ИСЭ СО РАН: А.Н. Панченко, B.C. Скакун, Д.В. Шитц, М.В. Ерофеев, Э.А. Соснин - при исследовании эксиламп барьерного, емкостного и тлеющего разрядов; Е.Х. Бакшт, Д.В. Рыбка - при проведении исследований искровой лампы, а также эксиламп при возбуждении высоковольтным наносекундным разрядом при большом перенапряжении. B.C. Скакун и автор настоящей работы предложили в 1998 г. использовать емкостной разряд для возбуждения эксиламп. Моделирование ряда эксиламп УФ и ВУФ диапазонов, а также источника излучения на основе искрового разряда было выполнено A.M. Бойченко, С.И. Яковленко, А.Н. Ткачевым (сотрудники Института общей физики РАН, г. Москва). Моделирование усилительных свойств плазмы ОРИПЭЛ в криптоне было выполнено Г.Н. Зверевой (ГОИ им. С.И. Вавилова, г. С.-Петербург). Автор работы получил полезные консультации от С.Д. Коровина (ИСЭ СО РАН, г. Томск) при разработке методики определения энерговвода в барьерном разряде, а также от A.M. Янчариной (СФТИ им. В.Д. Кузнецова, г. Томск) при освоении методики измерений концентрации и температуры электронов спектральными методами. В разработке методики расчета спектральной плотности мощности в абсолютных единицах автору принадлежат идея и вывод используемых аналитических выражений. Решающее влияние на выбор общего направления исследований и возможность проведения большинства исследований, результаты которых представлены в настоящей работе, было оказано заведующим ЛОИ ИСЭ СО РАН В.Ф. Тарасенко.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и симпозиумах: Всесоюзном совещании «Инверсная населенность и генерация на переходах в атомах и молекулах» (г. Томск, Россия, 1986 г.); Всесоюзном семинаре «Процессы ионизации с участием возбужденных атомов» (г. Ленинград, Россия, 1988 г.); VI Всесоюзной конф. «Оптика лазеров» (г. Ленинград, Россия, 1990 г.); Международной конф. «Laser Optics» (С.-Петербург, Россия, 1993 г.); I—IX Международных конф. «Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул» (г. Томск, Россия, 1992, 1995, 1998, 1999, 2001, 2003, 2005, 2007, 2009 гг.); IX конф. по физике газового разряда (г. Рязань, Россия, 1998 г.); 10-й международной конф. по радиационной физике и химии неорганических материалов (г. Томск, Россия, 1999 г.); the 5m (2000 г.) and 7~ (2004 г.) Russian-Chinese Symp. on Laser Physics and Laser Technologies (Tomsk, Russia); международной конф. «LASE 2003» (Photonics West, San Jose, CA USA, 2003 г.); XIV (Liverpool, UK, 2002 г.), XV (Toulouse, France, 2004 г.), XVI (Xi'an, China, 2006 r.) Intern. Confer, on Gas Discharges and their Applications; the VIII (Greifswald, Germany, 1998 г.), IX (Ithaca, NY, USA, 2001 r.) and XI (Shanghai, China, 2007 r.) Intern. Symp. of Science and Technology of Light Sources; 13- - 15ш Intern. Symp. on High Current Electronics (Tomsk, Russia, 2004, 2006, 2008 гг.); 13ш Intern. Conf. on Radiation Physics and Chemistry of Inorganic Materials (Tomsk, Russia, 2006 г.); X Intern. Conf. on Gas Discharge Plasma and Their Technological Applications (Tomsk, Russia, 2007 г.); XVI IEEE Intern. Pulsed Power and Plasma Science (PPPS) Conf. (Albuquerque, New Mexico, 2007 г.); 9й Intern. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows (Tomsk, Russia, 2008 г.); the 35a IEEE Intern. Conf. on Plasma Science (ICOPS) (Karlsruhe, Gennany, 2008 г.); 24th Summer School and Intern. Symp. on the Physics of Ionized Gases (SPIG) (Novi Sad, Serbia, 2008 г.); на X Харитоновских чтениях - международной конф. «Мощные лазеры и исследования физики высоких плотностей энергии», РФЯЦ-ВНИИЭФ (г. Саров, Россия, 2008 г.); на Симпозиуме «Лазеры на парах металлов» (ЛПМ - 2008) (г. Лоо, Россия, 2008 г.); the VII Intern. Conf. on High - Power Laser Ablation (Taos, NM, USA, 2008 г.); the 11- Intern. Symp. on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry (Hakone XI) (Oleron Island, France, 2008 г.); the 36-Intern. Conf. on Plasma Science (ICOPS) (San Diego, CA, USA, 2009 г.); the 17- IEEE Intern. Pulsed Power Conf. (PPC) (Washington, USA, 2009 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 100 работ, включая более 90 в журналах из списка ВАК и 17 патентов, из них 4 международных.

Структура и объём диссертации. Диссертация включает Введение, 6 глав, Заключение, Приложение, список литературы из 377 наименований, из них 73 - работы автора. Объём диссертации составляет 346 страниц, включая 149 рисунков и 12 таблиц.

Краткое содержание работы.

Во Введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цель, задачи работы, научная ценность и практическая значимость работы, а также положения, выносимые на защиту. Приводятся сведения об апробации, внедрении и практической реализации работы, демонстрируется место и значимость работы в решении крупной научно-технической задачи - исследовании и создании газоразрядных источников спонтанного и вынужденного излучения с рабочими средами на основе инертных газов и их смесей с галогенами.

В первой главе приводится анализ основных экспериментальных и теоретических работ по исследованию генерации в ППЛ при накачке электронным пучком и электрическим разрядном (п. 1.1), источников спонтанного УФ и ВУФ излучения на основе рабочих сред, состоящих из инертных газов или их смесей с галогенами (п. 1.2), а также источников спонтанного излучения с повышенной импульсной мощностью (п. 1.3); приведен анализ литературных данных по преимуществам и недостаткам методик определения параметров энерговвода в газоразрядную плазму, измерению энергетических характеристик излучения, а также измерению концентрации пе и температуры Те электронов в плазме спектральными методами (п. 1.4). В заключении главы обосновывается постановка основной задачи исследования (п. 1.5).

Во второй главе описаны используемые в работе методики измерения тока разряда и напряжения на разрядном промежутке, спектральных, энергетических и амплитудно-временных параметров лазерного и спонтанного излучения, определения пе и Тс электронов плазмы разряда спектральными методами, оригинальные методики расчета параметров возбуждения в безэлектродных лампах [49], а также расчета спектрального распределения мощности и энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах [71] (п. 2.1), использованные экспериментальные установки (п. 2.2), анализируются источники и оцениваются основные погрешности измерений (п. 2.3).

Методика расчета параметров возбуждения в безэлектродных лампах [49] основана на определении падения напряжения Uc (t) и активной составляющей тока в разрядном промежутке /¿(t). UG(t) рассчитывается с учетом падения напряжения на диэлектрическом барьере, a IA(t) может быть определена с использованием эксперимен-

тально регистрируемого полного тока в разрядном контуре /(С):

Ш = = (1)

где С0,Сс, соответственно, емкости диэлектрического барьера(ов) и газового промежутка, I/- напряжение на электродах лампы.

При расчете спектрального распределения мощности и энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах [71] используются экспериментально регистрируемое спектральное распределение энергии излучения в относительных единицах А(Х) и расчетный размерный коэффициенту, связывающий величины и>(А.) и А(к):

\»(Х) = уА(Х) (2)

Коэффициент у рассчитывается с использованием сигнала с фотоэлектрического приемника с известной в абсолютных единицах кривой спектральной чувствительности, не выходящей за границы регистрируемого спектра.

В третьей главе изложены результаты исследования механизма достижения инверсной населенности в активных средах Я - ЫР3 (Я = Не, Ые, Аг), предложенных и экспериментально реализованных в5, а также исследования генерации в активных средах II-№3-N2, Не-№з-НС1 при накачке самостоятельным разрядом

в одно- и многоволновом режиме (п. 3.1, п.3.2). Упрощенная диаграмма энергетических уровней и лазерных переходов в гелии, неоне и аргоне приведены на рис. 1.

Из анализа амплитудно - временных и спектральных характеристик люминесценции и лазерной генерации, импульсов возбуждения в смесях Я - №3 и Ые - Н2 [19-23], результатов измерений пе и Те газоразрядной плазмы [24], а также результатов экспериментов по влиянию добавок N2 в смеси Не СЫе)-ЫРз, способа накачки и литературных данных определен механизм достижения инверсной населенности в активных средах Я - №3 [29]. Установлено, что девозбуждение НЛУ в смесях К - №3 осуществляется столкновительно, посредством гарпунных реакций (3) и пеннин-

Рис. 1. Упрощенная диаграмма энергетических

уровней и лазерные переходы в гелии, неоне и ГОВСКОЙ ионизации (4)

аргоне.

(за исключением смеси Аг - с участием молекул №3, а накачка ВЛУ происходит преимущественно в процессах электронного возбуждения при накачке самостоятельным разрядом:

/Г + Л^з КР* + (3)

Я* + Л^з -» Я + + е, (4) где Я, Я*- атом инертного газа в основном состоянии и в состоянии НЛУ, соответственно.

Показано, что при добавках N2 в смесь N6 -№3 имеет место генерация не только на линии 1 = 585.3 нм неона, но и на А. = 337.1 нм (2+) системы ^(рис. 2), а в смеси Не - N7 на линиях X = 706.5 нм гелия, X = 337.1 нм N2, а также линии атомарного фтора X = 703.7 нм Р I [6]. Многоволновый режим с изменением спектрального состава импульса излучения при столкновительной разгрузке НЛУ был реализован также в активной среде Не - №3 с добавками НС1 [7]. Регистрация излучения одновременно на X = 585.3 нм неона (X = 706.5 нм гелия) и X = 337.1 нм (2+) системы азота подтверждает вывод о доминирующей роли процессов возбуждения в заселении ВЛУ при накачке активных сред №(Не) - №3 самостоятельным разрядом, поскольку известно, что в азотном лазере накачка ВЛУ осуществляется посредством электронного возбуждения.

В четвертой главе приведены результаты исследования рабочих сред и источников спонтанного излучения в УФ диапазоне спектра, а также динамики развития разряда и, соответственно, излучения в эксилампах барьерного разряда, обобщенные нами в обзорах [54, 3, 72, 4]. В п. 4.1 приведен анализ особенностей возбуждения эксиламп электродными и безэлектродными типами разрядов. В п. 4.2 представлены результаты исследований КгС1-, ХеС1-эксиламп тлеющего и барьерного разрядов. При исследовании эксиламп тлеющего разряда эффективность излучения молекул ХеСГ (~ 10 %) была достигнута при давлении 0.5 - 2 Тор и удельной мощности возбуждения 0.3 Вт/см3 [35]. Анализ основных процессов, ответственных за образование молекул ХеСГ, показал, что основным каналом их образования является гарпунная реакция. Вклад ион-ионной рекомбинации не превышает нескольких процентов. На основе данных результатов были созданы эксилампы тлеющего разряда с мощностью излучения на молекулах КгС1 1.6 кВт и на молекулах ХеС1 1.1 кВт [53, 56].

При использовании барьерного разряда были проведены исследования влия-

Рис. 2. Осциллограммы импульсов напряжения (1), лазерного излучения на 337.1 нм (2) и X = 585.3 нм (3) в смеси = 6:5:2 при полном

давлении 130 Тор.

ния частоты повторения и формы импульсов возбуждения, состава и давления рабочей смеси на выходные параметры эксиламп. Установлено, что при возбуждении КгСГ-эксилампы одно - и двухполярными импульсами напряжения длительностью по основанию ~ 2 мкс при частотах повторения 10 - 100 кГц имеет место некоторое преимущество по эффективности излучения (на ~ 30 % для одинаковых величин удельной мощности возбуждения) относительно режима возбуждения при синусоидальной форме импульсов напряжения [50, 54]. При исследовании влияния давления на эффективность излучения установлено, что в условиях однородного горения разряда при полном давлении 100 Тор в смеси Кг/С12 = 400/1 эффективность излучения в 2-3 раза ниже относительно режима работы, при котором в разрядном объеме наблюдаются диффузные микроразряяды. Физической причиной наблюдаемых отличий эффективности излучения, как в зависимости от режима возбуждения, так и давления среды является разница в степени однородности горения разряда, определяющая пространственное распределение мощности и энергии возбуждения. Величина удельной энергии УКуд, вложенной за один период в единицу объема плазмы в барьерном разряде, определяется удельной емкостью диэлектрических барьеров лампы С0, зазором газового промежутка <2 и амплитудой напряжения питания иМАХ:

И^уд < (5)

При характерных для барьерных ламп имдх ~ 5 кВ, (I ~ 5 мм величина №уд составляет ~ 20-40 мкДж-см"3. При длительности протекания тока в отдельном микроразряде ~ 50 не средняя мощность в течение отдельного импульса возбуждения составляет ~ 400-800 Вт-см"3 для условий равномерного распределения вводимой мощности по объему. Однако, в случае наличия микроразрядов энерговклад осуществляется преимущественно в зонах, занимаемых микроразрядами. Объем данных зон составляет единицы - десятки процентов от общего разрядного объема. Соответственно, в объеме микроразрядов удельная мощность возбуждения может достигать единиц-десятков кВт-см'3. Моделирование влияния величины мощности возбуждения на эффективность работы барьерных эксиламп на рабочих средах Хе и Хе-С12, близкой по свойствам к смеси Кг-СЬ, также показало, что оптимальная мощность возбуждения чистого ксенона составляет 16-160 Вт/см3, в то время как для смеси Хе -С12 ее величина приблизительно в 50 раз больше [59], что совпадает с результатом анализа полученных нами экспериментальных данных.

Одним из факторов, влияющих на условия формирования отдельного микроразряда, эффективность и мощность излучения эксилампы, является частота

разряды появляются в плазме разряда при частоте следования импульсов возбуждения ~ 1 кГц. Наиболее вероятной причиной формирования ярко светящего отдельного микроразряда (кадр 2 на рис. 3) можно считать влияние остаточной концентрации электронов. При частоте ~ 1 кГц и, соответственно, временном интервале между импульсами возбуждения ~ 1 мс остаточная концентрация электронов в зоне микроразряда достаточна для того, чтобы очередной пробой газового промежутка с последующим формированием микроразряда осуществлялся вновь в данной зоне. Изменение внешнего вида, плотности микроразрядов,

Рис. 3. Внешний вид разряда барьерной ХеС1- эксилампы при различных частотах повторения импульсов возбуждения: 1 - 500 Гц; 2 - 1.1 кГц; 3-20 кГц; 4 - 200 кГц.

следования импульсов. С целью определения влияния данного фактора на характеристики лампы частота повторения однополярных импульсов при возбуждении

ХеС1-эксилампы варьировалась нами от 10 Гц до 200 кГц [54]. Явно выделенные микро-

ч ■ %

интенсивности свечения отдельного микроразряда и, соответственно, изменение удельной мощности возбуждения при варьировании частоты следования импульсов влияет на эффективность работы эксилампы (рис. 4).

Одним из достоинств эксиламп, в том числе возбуждаемых барьерным разрядом, по отношению к широко используемым источникам спонтанного излучения на основе парогазовых рабочих сред является отсутствие зависимости зажигания разряда от температуры колбы лампы, а также короткое время разжигания разряда. При изучении динамики формирования установившегося режима (установившейся стадии разряда) нами было установлено (и. 4.3), что характерный временной масштаб выхода эксилампы барьерного разряда после включения на стационарный режим функционирования составляет порядка 0.5-1 с [55, 58, 73]. В течение данного интервала времени имеет место последовательность нескольких стадий развития барьерного разряда (стадии 1-4, рис. 5), сопровождаемая модуляцией средней мощности

/, Гц

Рис. 4. Зависимости мощности возбуждения Рш и эффективности 7 от частоты следования импульсов возбуждения / для ХеС1-эксилампы барьерного разряда.

излучения эксилампы. Смена стадий развития разряда сопровождается немонотонным изменением максимальных значений падения напряжения на лампе и пробивного напряжения газоразрядного промежутка в зависимости от времени после включения [73]. Экспериментально установлено, что использование «дежурного» разряда обеспечивает выход эксилампы на номинальный режим работы без перехода в режим контрагирования и уменьшения средней мощности излучения в первые 100-200 мс после включения эксилампы.

Основной задачей исследований йодсодержащих рабочих сред и источников излучения на их основе в рамках настоящей работы являлось увеличение мощности излучения (п. 4.4). При проведении экспериментов были установлено, что в отличие от традиционных йодсодержащих рабочих сред - паров йода или их смесей с аргоном, наибольшие величины мощности и эффективности (до ~ 12%) излучения при возбуждении емкостным и тлеющим разрядами достигаются в смесях Хе - Ь, Не - Ь, Не - Хе - 12 вследствие предис-социации молекулы Хе1 , а также увеличение температуры электронов в смесях с гелием. При использовании рабочей среды Аг - 12 или только паров йода мощность излучения была значительно ниже. Величина эффективности при этом не превышала ~ 2 -4% [41-43, 8, 9].

При исследовании азотных ламп было установлено, что, в отличие от электроразрядных азотных лазеров, в лампах емкостного и однобарьерного разрядов разбавление азота аргоном позволяет существенно увеличить мощность излучения на (2+) системе азота (п. 4.5). При малом (~ 1.5 %) содержании азота в используемой смеси N2 - Аг основная доля введенной в плазму энергии расходуется на возбуждение атомов аргона, а также на его ионизацию. В этих условиях заселение уровня С3П„ молекулы азота осуществляется преимущественно в реакции резонансной передачи возбуждения: Аг* + N2 —» N2* + Аг, что и является причиной увеличения мощности и эффективности излучения [61].

В пятой главе изложены результаты исследования рабочих сред и газоразрядных источников спонтанного излучения ВУФ диапазона спектра при возбуждении

(а) (б)

(в) (г)

Рис. 5. Внешний вид барьерного разряда в смеси Кг-СЬ для стадий 1 (а), 2 (б), 3(в) и 4(г).

инертных газов одно- и двухбарьерным разрядом, коронным барьерным разрядом, а также при возбуждении пластового газа емкостным разрядом. Поскольку характер и степень однородности разряда во многом определяют эффективность излучения Хе2-эксиламп, то при их исследовании основное внимание было уделено выявлению, как в эксперименте, так и при моделировании, различных факторов, влияющих на формирование разряда (п. 5.1) [51, 57]. При использовании результатов проведенных исследований были созданы мощная двухбарьерная лампа на димерах ксенона с плотностью мощности до 120 мВт/см2 и излучающей поверхностью 480 см2, однобарьернаые лампы с плотностью мощности до 10-30 мВт/см2, а также фотореактор на их основе [11, 66, 70]. Облучаемые жидкая или газофазная среды могут подаваться в фотореактор при высоком (до 40 атм) давлении.

Одним из эффективных способов возбуждения ксенона является коронный разряд. В п. 5.2 представлены результаты исследования энергетических, спектральных и разрядных характеристик источника излучения на основе импульсной барьерной короны в тяжелых инертных газах. Основной особенностью коронного барьерного разряда с точки зрения возбуждения эксиламп является возможность использования схемы питания без традиционно используемого для коронного разряда постоянного тока ограничительного резистора. Отсутствие потерь на ограничительном резисторе позволяет практически вдвое увеличить значение технической эффективности устройства в целом [82]. В случае одноострийной короны эффективность излучения в ксеноне при давлении 380 Тор составила -45 %. На основе результатов, полученных для одноострйной эксилампы коронного барьерного разряда, была создана эксилампа безоконной конструкции с размером излучающей поверхности 23x23 см2, пригодная для практического применения [67] (п. 5.3).

В п. 5.4 изложены результаты исследования рабочей среды, интенсивно излучающей в ВУФ области спектра на переходах (4+) системы молекулы СО (переход А'П - Х'£+) [105]. Было проведено исследование мощности и спектра излучения на переходах молекулы СО в плазме емкостного разряда в природном газе, окиси углерода, а также в смеси СО и буферных газов Не, N6, Аг. При возбуждении окиси углерода мощность и эффективность излучения ВУФ составляющей спектра не превышали, соответственно, 250 мкВт/см2 и 0.1 %. Добавки инертных газов - Не, Аг не приводили к увеличению данных характеристик. Существенно более высокие энергетические параметры излучения в ВУФ области спектра были получены при использовании в качестве рабочей среды природного (пластового) газа, включавшего метан - 92.34 %, диоксид углерода - 0.39 %, этан - 3.48 %, воду - 0.27 %,

0,5

Р 1.00.50,0

140 150 160 170 180 190 200 . отн. ед. j Длина волны, им

/

jt.

150 200 250 300 350 400 450 500 550

Длина волны, нм

Рис. 6. Обзорный (а) и детальный в ВУФ области (б) эмиссионные спектры излучения емкостного разряда в природном газе при давлении 15 Тор.

пропан - 2.1 %, и-бутан - 0.57 %, н-бутан - 0.52 %, и-пентан - 0.11 %, гексан - 0.04 %. На рис. 6 приведен спектр излучения плазмы разряда. Наибольший уровень плотности мощности излучения в ВУФ области спектра до 5 мВт/см2 при эффективности излучения до 2 % был получен при частоте следования импульсов 100 кГц, средней мощности возбуждения 30 Вт и давлении 15 Тор. Необходимо отметить, что сразу после включения ВУФ излучение практически отсутствовало, а стационарный уровень мощности излучения достигался через ~ 25 минут после включения лампы.

В шестой главе приведены результаты исследования рабочих сред и источников спонтанного излучения повышенной импульсной мощности на основе высоковольтного наносекундного разряда при повышенном давлении, искрового разряда в инертных газах, барьерного разряда с повышенной мощностью и энергией излучения, обобщенные нами в обзоре [5]. В п. 6.1 описаны особенности формирования излучения при повышенных давлении и удельной мощности возбуждения, а также используемые при этом рабочие среды. В п. 6.2 рассмотрены три типа разряда - высоковольтный наносекундный разряд, барьерный, а также сильноточный искровой разряд при высоком давлении, использованные в настоящей работе для возбуждения рабочих сред источников мощного импульсного излучения в УФ и ВУФ областях спектра. Результаты исследования амплитудно-временных и спектральных характеристик излучения при использовании данных разрядов для возбуждения газов повышенного давления приведены в п. 6.3.

В п. 6.3.1 рассмотрены особенности формирования высоковольтного наносекундного разряда, а также характеристики источников спонтанного излучения на их основе. При данном способе возбуждения имеется ряд особенностей, весьма привлекательных с точки зрения создания мощных газоразрядных источников излучения. Среди них следует выделить, во-первых, генерацию пучков убегающих электронов и рентгеновского излучения, что обеспечивает предыонизацию газа и, соответственно, формирование диффузного разряда при повышенных давлениях, в том

числе, в тяжелых инертных газов, что не было реализовано ранее при иных способах зажигания разряда. Во-вторых, удельная мощность возбуждения достигает сотен МВт/см3, что перспективно с точки зрения их использования для получения мощных импульсных потоков излучения в контролируемых и относительно просто повторяемых условиях. Условия формирования разряда данного типа, использованного для возбуждения тяжелых инертных газов, азота и других газов при повышенном давлении были исследованы нами в работах [91-93, 100-102, 104]. В [104] показано, что пиковые величины мощности возбуждения достигают 200 - 300 МВт/см'\ В то же время, длительность фазы возбуждения на данном уровне мощности составляет не более ~ 0.5 не. Это обеспечивает короткую длительность фазы эффективного энерговвода в плазму, после которой уровень мощности возбуждения снижается. По оценкам на основе осциллограмм тока и напряжения на промежутке, приблизительно 50 % от полного энерговклада в плазму осуществляется в течение короткого интервала времени - не более 5-8 не после пробоя газового промежутка. Таким образом, разряды данного типа, формируемые в газах повышенного давления, характеризуются короткой ~ 10-15 не фазой энерговвода и продолжительной - десятки не фазой рекомбинации. Поэтому, в источниках спонтанного излучения с возбуждением данными разрядами наиболее целесообразно использовать рабочие среды, в которых излучающие частицы образуются в стадии рекомбинации плазмы. К ним, в том числе, относятся инертные газы, а также их смеси с галогенами, в которых в данных условиях эффективно нарабатываются, соответственно, димеры и галоиды инертных газов. Короткая длительность импульса возбуждения обеспечивает также возможность получения коротких мощных импульсов излучения в тех рабочих средах, в которых излучающие частицы образуются преимущественно в течение стадии ионизационной неравновесности плазмы, например, азоте.

При возбуждении тяжелых инертных газов - ксенона, криптона и аргона при давлении 0.3 - 2 атм был получен диффузный разряд без источника предварительной ионизации. Разряд формируется в виде совокупности диффузных струй, распределенных по внешней границе усеченного конуса. На электродах, прежде всего на катоде, видны яркие пятна, размер которых не превышает ~ 1 мм. При этом во всех газах было зарегистрировано мощное широкополосное излучение В'£'и —> X g, А 2 и —^ X Е в переходов димеров в ВУФ области спектра, рис. 7. Спектральная плотность мощности широкополосного излучения в УФ и видимой областях спектра составляет единицы-доли процентов от ее пикового значения для вторых

Р, отн. ед.

1,00 0,75 0,50 0,25 0,00

Хе 1.2 ати Кг 1.2 атм Ar 1.2 атм

150

200 250 Я, нм

континуумов инертных газов. Энергия излучения димеров ксенона, криптона и аргона составляла не менее 90 % от всей энергии излучения в диапазоне от 120 до 850 нм. Измерения энергии излучения димеров ксенона калориметром OPHIR в полный телесный угол дали величину ~ 40 мДж и импульсную мощность излучения ~500 кВт. При увеличении давле-

Рис. 7. Эмиссионные спектры излучения в ксе- ния в ксеНоне уже при давлениях 3-4 атм ионе, криптоне, аргоне при давлении 1.2 атм.

наблюдаются каналы контракции. Тем не менее, при давлении 12 атм мощное излучение полосы димера ксенона также фиксируется. При этом, несмотря на уменьшение энергии излучения, мощность ВУФ излучения увеличивается с ростом давления ксенона. Максимальная мощность излучения ~ 1 МВт/см3 и наименьшая длительность импульса излучения на полувысоте Г//2 ~ 8 не в ксеноне были получены при давлении 12 атм (рис. 8) [74]. Сокращение длительности и увеличение мощности излучения с ростом давления ксенона связано с увеличением, как скорости формирования димеров ксенона Хе| в реакции трехчастичной ассоциации, так и скорости их безызлучательного тушения. Оценки показывают, что увеличение давления с 1 до 12 атм приводит к увеличению вероятности ухода Хе* в реакцию ассоциации с ~ 3.3-107 с"1 до ~ 5-Ю9 с"1.

Перспективно применение разряда данного типа и для накачки лазеров на димерах инертных газов. Результаты моделирования показывают [75], что при накачке криптона при давлениях 6-7 атм коэффициент усиления может составить

W, МВт

2 4 6 8 10 12 р, атм

Рис. 8. Зависимость мощности и длительности импульса излучения димеров ксенона от давления.

~0.1 см , достаточный для получения генерации. Весьма важные с этой точки зрения результаты были получены также при возбуждении ОРИПЭЛ бинарных смесей аргона и криптона с малыми (-0.01%) добавками ксенона [106]. Проведенные исследования показали, что кроме мощного излучения димеров аргона и криптона регистрируется узкополосное излучение на X ~ 147 нм, которое

принадлежит полосам гетероядерных димеров АгХе и КгХе . Полученные результаты перспективны с точки зрения получения генерации в ВУФ области спектра на X - 147 нм молекул АгХе'и КгХе*.

При возбуждении азота были исследованы временные, энергетические и спектральные характеристики излучения плазмы импульсного наносекундного разряда в азоте в широком (от 0.1 до 12 атм) диапазоне давлений, а также проведено измерение пе и оценка Те электронов плазмы в различных частях разрядного промежутка спектральными методами [96].

Изменение давления р приводило к изменению, как эмиссионных характеристик, так и характера разряда. Как правило, при р > 5-6 атм наблюдается контракция разряда, а при меньших давлениях реализуется диффузный разряд. В случае диффузного разряда максимальная мощность излучения ~ 120 кВт при удельной мощности излучения ~ 50 кВт/см3 достигается при р ~ 0.8 атм.

Основываясь на экспериментальных данных, можно предположить, что основными процессами, определяющими динамику населенности состояния С3Пи молекулы азота N2(0 после спада напряжения являются столкновительное тушение на нижележащие энергетические уровни (6) и радиационный распад (7):

N2 (С) + Щ (X) 2 N2 (X)

N2 (С) + JV2 {X) N2 (В) + N2 (X)

(6)

Л/2(С)(0 = Л?2(С)(0).ехР(-7тЭфф.расч> гдетэфф.расч. = (8)

1гТ "

N2 (С) + N2 (X) -> N2 (а') + N2 СX)

N2 (С) -^U N2 (ß) + hv (7)

Из (6) и (7) следует, что N2(C) после спада напряжения экспонициально уменьшается, а эффективное время жизни хэфф данного состояния зависит от давления газа:

^ ^^ 1эфф.расч.-" "эфф.расч. - i

кт

В (6) - (8) тс„, к/, к3 - радиационное время жизни и константы скоростей реакций столкновительного тушения состояния С3Пи; £г= к, + к2 + к3; N2(JQ, N2(a), N2(B) -населенности Х'Е^, cilЕи\ B3ilg состояний соответственно; к - постоянная Больцма-на; Т, р - температура и давление газа. В то же время, аппроксимация части осциллограммы, соответствующей спаду импульса излучения, функцией вида: P(t) = Р(0) ■ ехр(— %фф жспер) позволяет определить величину тзфф ЗКСпер как

функцию давления. На основе удовлетворительного количественного совпадения значений тэфф.Расч. и тэфф экспер. (рис. 9), можно заключить, что населенность N2(Q

12

■е-

о

О) (2)

0,3 0,6

3,5 4,0

0,9 3,0 р, атм

Рис. 9. Зависимость экспериментальных г„/„/,.ж™,,. (1) н расчетных г„/„/,(2) величин эффективного времени жизни состояния С'П„ от давления азота.

на спаде импульса излучения в диффузном разряде определяется радиационным и столкновительным тушением.

Увеличение энергетических параметров излучения может быть достигнуто и при использовании барьерного разряда (п. 6.3.2). В частности, в [48] за счет применения диэлектрического барьера из керамики с диэлектрической проницаемостью -1000 и импульсов напряжения с амплитудой от 30 до 100 кВ в смеси Ne:Kr:Cl2=50:l:l Тор удельная импульсная мощность в плоскости выходного окна лампы составила ~ 1.1 кВт/см2. При этом длительность импульса излучения на полувысоте достигала ~ 100 не.

При исследовании источников спонтанного излучения на основе искрового разряда (п. 6.3.3) основное внимание в работе было уделено увеличению мощности и энергии излучения в УФ области спектра, а также выявлению основных процессов, определяющих спектр излучения плазмы разряда [12, 60, 62-64, 80]. Для зажигания искры использовались, как традиционный LC-генератор с варьируемыми величинами емкости и индуктивности, так и генератор с промежуточным индуктивным накопителем энергии, а также LC-генератор с включением параллельно нагрузке - искровому разряду SOS-диодов (SOS - аббр. от англ. «semiconductor opening

switch»). Это позволяло варьировать режим и энергию возбуждения, а также обеспечило возможность обострения фронта импульса тока и, соответственно, форсирования возбуждения газа на начальном этапе развития искрового разряда. Величина энергозапаса W0 изменялась в разных режимах от 4 до 900 Дж. При оптимальном межэлектродном расстоянии 4 мм в режиме свободно расширяющегося разряда поперечные (600-7оо) ns (1.2-1.3) us (2.7-2.8) us размеры плазменной области в конце

Рис. 10. Фотографии разряда в различные моменты фазы расширения ТОКОВОГО канала СО-времени. С0= 233 пФ, U0= 12 кВ.

ставляли, согласно данным, полученным при фотографировании канала с помощью скоростной камеры SensiCam (рис. 10) [62], также ~ 4 мм. Соответственно, объем возбуждаемой области не превышал ~ 0.05 см3, а удельная мощность возбуждения могла достигать - 100 МВт/см3 и более. Спектр излучения при данных условиях возбуждения характеризуется наличием двух максимумов, границы которых, соответственно, лежат от ~ 200 до ~ 320 нм и от ~ 370 до — 580 нм. Использование генератора с индуктивным накопителем энергии, а также LC-генератора с включением параллельно нагрузке SOS-диодов [12] обеспечило отсутствие пульсаций тока разряда и выделяемой в разряде электрической мощности, что привело к увеличению пиковой мощности и сокращению длительности импульса излучения на полувысоте. Максимальная плотность мощности излучения на поверхности плазмы (~1.3 МВт/см2) вследствие расширения канала разряда достигается раньше, чем пиковая энергетическая сила света разряда. При использовании разряда, ограниченного стенками колбы, и форсировании возбуждения газа на начальном этапе развития искрового разряда обострением (менее 1 мкс) фронта импульса тока достигнуто увеличение плотности мощности излучения на внутренней и внешней поверхностях колбы лампы, соответственно, до ~700 кВт/см2 и ~ 400 кВт/см2 [80]. Увеличение мощности достигнуто за счет снятия ограничения, накладываемого эффектом обратимой непрозрачности кварца.

Оценки температуры, зарядового состава, а также спектра излучения, проведенные с учетом реализующихся в экспериментальных условиях величин удельной мощности и энергии возбуждения, показали, что основной вклад в энергопотери среды в рассматриваемых условиях дают фоторекомбинационные переходы из квазиконтинуальных высоковозбужденных состояний ксенона [80]. В хорошо различимые в экспериментально регистрируемых спектрах континуумы в областях ~ 200 - 300 нм и ~ 390 - 600 нм основной вклад, согласно расчетам, дают фоторекомбинационные переходы одно- и двухкратных ионов ксенона.

В Заключении приведены основные результаты работы.

В Приложении приведено техническое описание и акты внедрения разработанных и созданных электроразрядных лазеров ДИЛАН, ЛИДА, лампы искрового разряда, эксиламп барьерного и емкостного разряда, а также копии дипломов, полученных при экспонировании на российских и международных выставках ряда эксиламп, разработанных при проведении настоящей работы.

Основные результаты работы заключается в следующем:

1). Определен механизм достижения инверсной населенности в активных средах Не (Ые, Аг) - №3 при накачке сильноточным объемным разрядом. Экспериментально реализована столкновительная очистка нижнего лазерного уровня в реакциях гарпунного типа; в активных средах Не (N6) - - N2, N0 - №3 реализован многоволновой режим генерации.

2). Расширен класс излучательных сред газоразрядных источников излучения -предложены и экспериментально реализованы более эффективные по сравнению с ранее использовавшимися рабочие среды, обеспечивающие увеличение выходных характеристик источников спонтанного излучения в УФ и ВУФ областях спектра:

а) к смеси Хе - Ь, Не - 12, Хе - Не - 12 йод-содержащих ламп, обеспечивающих

существенное увеличение мощности излучения на атомарной линии йода X = 206.2 нм;

б) смесь Аг - N2, позволяющая существенно увеличить мощность и эффективность излучения на (2+) системе азота при газоразрядном возбуждении по сравнению с результатами, получаемыми в чистом азоте;

в) при возбуждении емкостным разрядом природного газа обнаружено свечение полос (4+) системы СО в области 150-200 нм с мощностью до ~ 5 мВт/см2 при эффективности до ~ 2 %.

3). Для возбуждения источников спонтанного излучения предложено использовать:

а) высоковольтный наносекундный разряд в инертных газах повышенного давления для получения мощного ВУФ излучения гомо- и гетероядерных ди-меров инертных газов;

б) емкостной и коронный барьерный разряды — для возбуждения люминесценции эксиплексных и эксимерных молекул, соответственно.

Установлено, что возбуждение тяжелых инертных газов высоковольтным на-носекундным разрядом, а также коронным барьерным разрядами имеет ряд преимуществ с точки зрения получения оптического излучения в ВУФ области спектра. В первом случае удается существенно (в ксеноне - до 1 МВт/см3) увеличить мощность излучения. Во втором случае имеется возможность зажигания коронного разряда без ограничительного сопротивления, что практически вдвое (до ~ 40 % в случае возбуждения ксенона) увеличивает величину технического КПД устройства по отношению к ранее полученным результатам при использовании коронного разряда постоянного тока.

Эксилампы емкостного разряда обладают рядом преимуществ по отношению к лампам на иных типах разряда. Так, в отличие от ламп тлеющего разряда, в лампах емкостного разряда отсутствует контакт рабочей среды с металлическими электродами; в емкостном разряде по сравнению с барьерным разрядом реализуются меньшие удельные мощности возбуждения. Оба фактора обеспечивают увеличение - до нескольких тысяч часов ресурса эксиламп емкостного разряда. Экспериментально показана возможность зажигания диффузного разряда в газах при повышенных давлениях (в гелии - до 15 атм) без источника предварительной ионизации при использовании высоковольтных наносекундных импульсов с удельной мощностью и энергией возбуждения, соответственно, до сотен МВт/см3 и~1 Дж/см3. При данных условиях возбуждении в аргоне, криптоне, ксеноне атмосферного давления удельные мощности излучения в полный телесный угол достигают ~ 100, ~ 350, ~ 500 кВт/см3 соответственно. В эмиссионном спектре газоразрядной плазмы в спектральном диапазоне от 120 до 850 нм до ~ 90 % энергии излучения сосредоточено в полосах переходов димеров инертных газов с полушириной не более ~ 20 нм. При увеличении давления ксенона до 12 атм достигнуто увеличение мощности излучения до ~ 1 МВт/см3 и сокращение длительности импульса излучения на полувысоте до ~ 8 не в ВУФ области спектра. При возбуждении бинарных смесей аргона и криптона с малыми добавками ксенона кроме излучения димеров аргона и криптона зарегистрировано узкополосное излучение на X ~ 147 нм гетероядерных димеров АгХе* и КгХе*.

Экспериментально обоснована перспективность использования плазмы разряда данного типа в качестве активной среды лазера ВУФ диапазона спектра на переходах димеров криптона, молекул АгХе* и КгХе .

В плазме высоковольтного наносекундного разряда спектральными методами проведены измерения концентрации и оценки температуры электронов. Установлено, что при возбуждении азота высоковольтным наносекундным разрядом низкая эффективность излучения является следствием короткой (не более ~ 3 не) длительности фазы эффективной наработки молекул азота в состоянии С3ПЦ за счет прямого электронного удара из основного состояния, а динамика населенности состояния С3Пи молекулы азота на спаде импульса излучения определяется радиационным и столкновительным тушением. Реализован режим искрового разряда с импульсом тока без осцилляций, что обеспечило увеличение пиковой мощности излучения. Плотность мощности излучения в диапазоне от 200 до 400 нм на внешней границе плазменного об-

разования в режиме свободного расширения плазмы разряда составила ~1 МВт/см2. Установлено, что форсирование возбуждения газа сокращением фронта импульса тока (менее I мкс) и ограничение энергозапаса на уровне -30-40 Дж при возбуждении искровой ксеноновой лампы (внутренний диаметр 3 мм, межэлектродный зазор 4 мм, давление ксенона 550 Тор) позволяет избежать "запирания" УФ излучения и достичь плотности мощности излучения в УФ области спектра ~ 400 кВт/см2 на внешней и - 700 кВт/см2 на внутренней поверхностях колбы лампы. На основе экспериментальных данных и результатов моделирования определено, что в искровом разряде в ксеноне при удельной мощности и энергии возбуждения, соответственно, ~ сотни МВт/см3 и ~ десятки Дж/см3 спектр излучения формируется в основном за счет фоторекомбинационных переходов из квазиконтинуальных состояний одно- и двухкратных ионов ксенона.

8). Проведен цикл исследований эксиламп с известными рабочими средами и возбуждением тлеющим, одно- и двухбарьерным разрядами:

а) определена зависимость эффективности излучения XeCl-эксилампы тлеющего разряда от удельной мощности возбуждения и давления рабочей смеси. Показано, что при возбуждении тлеющим разрядом эффективность излучения молекул ХеС1 -10 % реализуется при давлениях рабочей смеси 0.5 - 4 Тор;

б) экспериментально исследованы зависимости выходных характеристик Кг(Хе)С1-эксиламп барьерного разряда, как от режима возбуждения - формы и амплитуды импульса напряжения, частоты следования импульсов, так и состава и давления рабочей среды, геометрии разрядного промежутка, режима теплоотвода. Установлено, что наличие микроразрядов является необходимым условием получения высокой эффективности работы Кг(Хе)С1-эксиламп на основе барьерного разряда. Равномерное распределение той же вводимой мощности возбуждения по объему в условиях однородного разряда приводит к снижению эффективности излучения;

в) проведен комплекс исследований, направленных на изучение факторов, определяющих условия формирования однобарьерного разряда в ксеноне и величину эффективность излучения димеров ксенона. В результате моделирования однобарьерного разряда в ксеноне при условиях, близких к реализованным в эксперименте, установлено, что слой плотной плазмы вблизи катода выполняет роль плазменного катода, а развитие разряда характеризуется наличием волны ионизации, направленной от катода с малым радиусом кривизны к аноду. Накопление заряда электронов на диэлектрическом барьере

при токопрохождении приводит к запиранию электронного тока. При снятии внешнего напряжения накопленный заряд обеспечивает протекание тока в обратном направлении.

9). Установлено, что переход к установившейся стадии разряда в эксилампах барьерного разряда происходит за время около одной секунды в четыре стадии с разными формами разряда. Перед формированием установившейся стадии регистрируется искровая стадия, при которой наблюдаются яркие ветвистые каналы (искры). Экспериментально установлено, что в этот временной интервал эффективность излучения эксилампы принимает минимальные значения. Показано, что использование «дежурного» разряда позволяет избежать искровой стадии при включении эксилампы и, соответственно, уменьшения мощности излучения в этот временной интервал.

10). Разработаны методики расчета мгновенных величин мощности возбуждения и энерговвода как функций времени в эксилампах емкостного, барьерного и барьерного коронного разрядов, а также расчета спектрального распределения энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах, которые могут быть использованы при проведении исследований в других областях.

11). При проведении работы разработаны и созданы:

а) электроразрядные лазеры ДИЛАН и ЛИДА;

б) модульные эксилампы тлеющего разряда с мощностью излучения 1.6 кВт (KrCl-эксилампа) и 1.1 кВт (ХеС1-эксилампа);

в) эксилампы барьерного разряда: KrCl-эксилампа с мощностью излучения -100 Вт; Хе2-эксилампа с мощностью излучения до 50 Вт с размером излучающей области 20 х 24 см2 и плотностью мощности излучения до 120 мВт/см2;х

г) эксилампы аксиально-симметричной и плоской безоконной (с размером излучающей области 23 х 23 см2) конструкций для получения излучения на димерах аргона и криптона, излучение которых не пропускается кварцевыми стенками эксиламп традиционных конструкций;

д) импульсная искровая ксеноновая лампа с пиковой мощностью излучения в диапазоне от 190 до 250 нм до ~ 200 кВт;

е) на основе однобарьерной ксеноновой эксилампы создан фотореактор для воздействия на жидкости или газы при давлении до 40 атм.

Таким образом, можно заключить, что при проведении настоящей работы решена крупная научно-техническая задача исследования и создания газоразрядных источников с улучшенными выходными параметрами излучения в видимой, УФ и

ВУФ областях спектра. Расширен класс газофазных рабочих сред источников спонтанного излучения, возбуждаемых различными типами самостоятельного разряда в газе, включая ранее не применявшиеся для данной цели; исследованы физические процессы в наиболее перспективных рабочих средах газоразрядных источников спонтанного и вынужденного излучения и определены их выходные характеристики; создан ряд мощных эффективных эксиламп непрерывного и квазинепрерывного действия, а также газоразрядных источников спонтанного излучения повышенной импульсной мощности в УФ и ВУФ областях.

Результаты научно-исследовательской работы внедрены в Институте общей физики АН РАН (г. Москва), Институте теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, (г. Москва), Томском государственном университете (г. Томск), Институте сильноточной электроники СО РАН (г. Томск), Институте кардиологии ТНЦ РАМН, (г. Томск), в ЗАО «ИЦ Эксимер», (г. Санкт-Петербург), а также в зарубежных компаниях: Alameda Applied Science (США), DermOptics SAS (Франция), USHIO Inc. (Япония), Sen Engineering CO LTD (Япония).

Основные публикации автора по теме диссертации: Главы в монографиях:

1. Tarasenko V.F., Lomaev M.I., Panchenko A.N., Skakun KS., Sosnin E.A. High-power UV excilamps // In Book: High power lasers - science and engineering (Ed. by R. Kossovsky, M. Jelinek and R.F. Walter). 1996. NATO ASI Series 3. High Technology. V. 7. P. 331-345. ISBN 0-7923-3959-2.

2. Газоразрядные источники спонтанного ультрафиолетового излучения: Физика процессов и экспериментальная техника. Эксилампы. Учебное пособие. I Ломаев М.И., Панченко А.Н., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. / Под ред. д.ф.-м.н. проф. В.Ф. Тарасенко. Томск: Томский государственный университет, 1999. - 108 с.

3. Ломаев М.И., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Эксилампы - эффективные источники спонтанного УФ-и ВУФ-излучения / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. / Гл. ред. В.Е. Фортов. Серия Б. Том XI-A Газовые и плазменные лазеры. / Под ред. С.И. Яковленко., -М.: Физматлит. -2005.-С. 522-546.

4. Ломаев М.И., Э.А. Соснин, Тарасенко В.Ф. Оптические свойства плазмы барьерного и емкостного разрядов в смесях инертных газов с галоидами и в инертных газов / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. / Гл. ред. В.Е. Фортов. Серия Б. Справочные приложения, базы и банки данных. Том III-2. Оптика низкотемпературной плазмы. / Под ред. В.Н. Очкина., -М.: ЯНУС-К. - 2008. С. 526-555.'

5. Ерофеев М.В., Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Источники мощного спонтанного излучения на основе разрядов в газах повышенного давления / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. / Гл. ред. В.Е. Фортов. Серия Б. Справочные приложения, базы и банки данных. Том Ш-2. Оптика низкотемпературной плазмы. / Под ред. В.Н. Очкина., -М.: ЯНУС-К. -2008. С. 557-590.

Патенты:

6. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Рабочая среда двухчастотного электроразрядного лазера // Авторское свидетельство № SU1455962. Приоритет 29.06.87. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 1 октября 1988 г.

7. Тарасенко В.Ф., Панченко А.Н., Ломаев М.И., Букатый Е.В. Рабочая среда электроразрядного газового лазера // Авторское свидетельство № SU1748599. Приоритет 19.01.90. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 15 марта 1992 г.

8. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Панченко А.Н. Рабочая среда лампы тлеющего разряда // Патент № 2151442 С1. Приоритет 18.02.98. Per. 20.06.00. Опубл. 20.06.2000. Бюл. № 17.

9. Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Рабочая среда лампы высокочастотного емкостного разряда // Патент № RU 2154323С1. Приоритет 1.06.98. Опубл. 10.08.2000. Бюл. № 22.

10. Тарасенко В.Ф., Ерофеев М.В., Ломаев МИ., Шитц Д.В., Соснин Э.А. Лампа для получения импульсов излучения в оптическом диапазоне спектра // Патент RU 2195044 С2. - Приоритет 01.02. 2001. Per. 20.12.2002. Опубл. 20. 12. 2002. Бюл. № 35.

11. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Скакун В С. Газоразрядный источник излучения. Патент на изобретение № 2310947. Per. 20.11.2007. БИ № 32 от 20.11.2007.

12. Baksht Е.Н., Lomaev M.I., Rybka D.V., Tarasenko V.F., Krishnan M., Thompson J.R. Gas discharge lamp power supply //Patent No. US 7, 221,100 B2. Data: May 22, 2007. Per. № заявки 11/203,599 от 12.08.2005. Опубл. US 2007/ 0035256 A, 15.02. 2007.

13. Lomaev M.I., Lisenko A.A., Skakun VS., Shitz D.V., Tarasenko V.F., Matsumoto Y. Dielectric Barrier Discharge Excimer Light Source// Japanese Patent No. 3887641. Issued on 1.12.2006.

14. Erofeev M. V. (Ru); Lomaev M.I. (RU); Tarasenko V.F. (RU); Skakun VS. (Ru); Sosnin E.A. (Ru); Shitz D. V. (Ru); Mercey T. (FR); Meilhac L. (FR). Ultraviolet radiation emitting method for barrier excimer lamp, involves preparing bulb by configuring its wall to place working fluid in two paths that permit heating and cooling of fluid for leading to convection circulation of fluid // Application number FR 20040006018 20040603. Publication number FR3871290. Publication date 09. 12. 2005.

15. Erofeev M. V. (Ru); Lomaev M.I. (RU); Tarasenko V.F. (RU); Skakun VS. (Ru); Sosnin E.A. (Ru); Shitz D.V. (Ru); Mercey T. (FR); Meilhac L (FR). Barrier discharge lamp // Application number W02005FR01361 20050602. Publication number W02006000697. Publication date 05.01.2006.

16. Соснин Э.А., Ерофеев M.B., Тарасенко В.Ф.. Скакун B.C. Шитц Д.В., Ломаев М.И. Источник излучения. // Патент RU 2 258 975 С1. Приоритет 22.12.2003. Per. № заявки 2003136959/09 от 22.12.2003. Опубл. 20.08.2005. Бюл. №. 23.

17. Ломаев М.И., Лисенко А.А., Скакун B.C., Шитц Д.В., Тарасенко В.Ф. Источник спонтанного излучения // Патент RU 2 281561 С1. Приоритет 23.12.2004. Per. № заявки 2004137766/09 от 23.12. 2004. Опубл. 10.08.2006. Бюл. № 22.

18. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Лисенко А.А., Скакун B.C. Лампа вакуумная ультрафиолетового диапазона спектра // Патент RU 2 291 516 С2 . Приоритет 18. 03. 2005. Per. № заявки 2005107651/09 от 18.03.2005. Опубл. 10.01.2007. Бюл. № 1.

Статьи в рецензируемых журналах:

19. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация на длинах волн 585.3, 540.1 нмина428 нм иона азота при накачке поперечным разрядом//Оптика и спектроскопия.-1986.-Т. 61. Вып.5.-С. 1102-1105.

20. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Исследование генерации в неоне при накачке самостоятельным разрядом с УФ предыонизацией // Квантовая электроника. -1987. - Т. 14. № 5. - С. 993-996

21. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация в инертных газах при накачке поперечным разрядом // Письма в журнал технической физики.-1988.-Т. 14. Вып. 11.-С. 1045-1048.

22. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация в инертных газах при накачке поперечным разрядом // Квантовая электроника.-1988.-T. 15.№ 10.-С. 1978-1981.

23. Ломаев М.И., Нагорный Д.Ю., Тарасенко В.Ф., Феденев A.B., Кириллин Г.В. Генерация на атомарных переходах инертных газов в смесях с NF3 // Квантовая электроника. -1989. - Т. 16. № 10.-С. 2053-2056.

24. Лоуаев М.И., Тарасенко В.Ф., Янчарина A.M. Спектроскопия активных сред на основе смесей инертных газов с NF3 // Известия Сибирского Отделения АН СССР, сер. технич. наук. -1989.-Т. 53. №8.-С. 125-132.

25. Держиев В.И., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И. Генерация на переходе X = 585.3hm в смеси Ne-NF3 // Оптика и спектроскопия. -1989. - Т. 67. Вып. 5. - С. 1188-1189.

26. Баранов C.B., Ваулин В.А., Ломаев М.И., Слинко В.Н., Сулакшин С.С., Тарасенко В.Ф. О применяемости мощной СВЧ-накачки для плазменных лазеров // Квантовая электроника. -1989. -Т. 16. №3,-С. 452-456.

27. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Электроразрядный многоволновой лазер ДИ-ЛАН. //Приборы и техника эксперимента. -1990. № 1.-С. 179-181.

28. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф.. Верховский B.C. УФ-генерация в азоте и смесях N2-He (Ne, Ar, NF3) при накачке поперечным разрядом // Электронная техника. Лазерная техника. -1991. Вып. 1(57).-С. 58-62.

29. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. О механизме возникновения инверсии населенностей в смесях He(Ne, Ar)-NF3 при накачке самостоятельным разрядом // Квантовая электроника. -1992. -Т. 19. №2.-С. 146-150.

30. Ломаев М.И., Мельченко C.B., Тарасенко В.Ф., Феденев A.B. Увеличение коэффициента усиления на X = 585,3 нм плазменного неонового лазера в четырехкомпонентной смеси // Письма в журнал технической физики. -1992. - Т. 18. Вып. 24. - С. 63-68.

31. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Импульсный лазер на плотных газах с накачкой самостоятельным разрядом // Известия АН СССР, сер. физическая. -1994. - Т. 58. № 6. - С. 55-59.

32. Баранов А.И., Гурков К.В., Ломаев М.И., Патругиев Д.П., Тарасенко В.Ф. Импульс-но-периодический электроразрядный лазер с управляемым разрядником низкого давления РУ-75/0,5 // Приборы и техника эксперимента. -1994. № 4. - С. 108-111.

33. Верховский B.C., Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Универсальные импульсные лазеры серии "Фотон"//Квантоваяэлектроника.-1995.-Т. 22. № 1.-С. 9-11.

34. Панченко А.H., Соснин Э.А., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Ломаев М.И. Мощные коаксиальные эксилампы со средней мощностью более 100 Вт // Письма в журнал технической физики. -1995. -Т. 21. Вып. 20. - С.77-80.

35. Ломаев М.И., Полякевич A.C., Тарасенко В.Ф. Влияние давления смеси на эффективность излучения молекул ХеС1 при накачке продольным тлеющим разрядом // Оптика атмосферы и океана. -1996. - Т. 9. № 2. - С. 207-210.

36. Ломаев М.И., Панченко А Н., Скакун B.C., Соснин Э.А.. Тарасенко В.Ф. Мощные источники спонтанного излучения с накачкой импульсными и непрерывными разрядами // Оптика атмосферы и океана. -1996. - Т. 9. № 2. - С. 199-206.

37. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Спектры излучения тлеющего разряда в смесях инертный газ - СНзВг и I?// Оптика атмосферы и океана. -1997. - Т. 10. № 11. - С. 1271-1273.

38. Lomaev M.I., Panchenko A.N., Skakun V.S., Sosnin Е.А., Tarasenko V.F., Adamson M.G., Myers B.R., and Wang F. T. Excilamp producing up to 130 W of output power and possibility of its applications // Laser and Particle Beams. -1997. - Vol. 15. No. 2. - P. 339-345.

39. Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Эксилампы с накачкой барьерным разрядом // Оптика атмосферы и океана. -1998. - Т. 11. № 2-3. - С. 277-285.

40. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Цилиндрические эксилампы с накачкой тлеющим разрядом // Журнал технической физики. -1998. - Т. 68. № 2. - С. 64-68.

41. Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., ШитцД.В. Отпаянные эффективные эксилампы, возбуждаемые емкостным разрядом // Письма в журнал технической физики. - 1999. -Т. 25. Вып. 21.-С. 27-32.

42. Ерофеев М.В., Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., ШитцД.В. Эксилампы, возбуждаемые емкостным разрядом // Оптика атмосферы и океана. -1999. - Т. 12. № 11. -С. 1047-1049.

43. Tarasenko V.F., Chernov Е.В., Erofeev M. V., Lomaev MA., Panchenko A.N., Skakun V.S., Sosnin E.A., Shitz D. V. UV and VUV excilamps excited by glow, barrier and capacitive discharges // Appl. Phys. -1999. - Vol. 69A. - P. 327-329.

44. Скакун B.C., Кривоносенко A.H., Ломаев М.И., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Источник!} мощного УФ излучения с малой длительностью импульса // Оптика атмосферы и океана. - 2000. -Т. 13. № 3.- С. 309-315.

45. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Импульсные лазеры на атомарных переходах инертных газов при накачке самостоятельным поперечным разрядом // Изв. вузов. Физика. -2000. № 5. -С.60-63.

46. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Мощные источники спонтанного ультрафиолетового излучения // Изв. вузов. Физика. - 2000. № 5. - С. 70-72.

47. Ерофеев М.В., Ломаев М.И., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., .ШитцД.В. KrCl -эксилампы емкостного разряда с малой длительностью импульса излучения // Оптический журнал. - 2001. - Т. 68, № 10.-С. 75-77.

48. Ерофеев М.В., Ломаев М.И., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Импульсная KrCl эксилампа с плотностью мощности 1 кВт/см2//Журнал технической физики.-2001. -Т.71. Вып. 10. -С. 137-140.

49. Ломаев М.И. Определение энерговвода в эксилампах с возбуждением барьерным разрядом Н Оптика атмосферы и океана. -2001.- Т. 14. № 11.-С. 1091-1095.

50. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., ШитцД.В. Мощная и эффективная KrCI-эксилампа барьерного разряда // Письма в журнал технической физики. - 2002. - Т. 28. Вып. 1. - С. 74-80.

51. Arnold Е„ Lomaev М.1., Skakun V.S., Tarasenko V.F., Tkachev A.N., Shitts D.V. and Yakovlenko S.I. Formation of a Volume Discharge in a Xenon Single - Barrier Excilamp with a Low - Curvature Cathode // Laser physics. - 2002. - Vol. 12. No. 5. - P. 1-7.

52. Лисенко А.А., Ломаев MM. Спектры излучения эксиплексных ламп емкостного, барьерного и тлеющего разрядов в смесях Kr-Clj, Xe-Clj, Xe-Brj, Xe-I2 // Оптика атмосферы и океана. -2002.-Т.-15. № 3. - С. 293-297.

53. Скакун B.C., Ломаев ММ., Тарасенко В.Ф. Кг~С1 и Хе-С1 эксилампы с мощностью излучения 1.5 кВт, возбуждаемые тлеющим разрядом // Письма в журнал технической физики. - 2002. - Т. 28. Вып. 21. - С. 42-47.

54. Ломаев ММ., Скакун B.C., Соснин А.Э., Тарасенко В.Ф., ШитцД.В., Ерофеев М.В. Эксилампы -эффективные источники спонтанного УФ - и ВУФ - излучения // Успехи физических наук. -2003.-Т. 173. №2.-С. 201-217.

55. Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Ломаев М.И. О формировании барьерного разряда в KrCl-эксилампе // Изв. вузов. Физика. - 2003. - Т. 46. № 7. - С. 94-96.

56. Skakun V.S., Lomaev M.I., Tarasenko V.F., Shitts D. V., Johnson G.L, and Wang F. T. High-Power UV Excilamps Excited by a Glow Discharge // Laser and Particle Beams. - 2003. No. 21.-P. 115-119.

57. Arnold E., Lomaev Ml., Lisenko A.A., Skakun V.S., Tarasenko V.F., Tkachev A.N., Shitts D. V., and Yakovlenko S.l. Volume discharge formation in a one-barrier xenon excimer lamp // Laser Physics. - 2004. - Vol. 14. No. 6. - P. 809-8 J 7.

58. Ломаев MM., Тарасенко В.Ф., Ткачев A.H., ШитцД.В., Яковленко СМ. О формировании конусообразных микроразрядов в KrCI и ХеС1 эксилампах // Журнал технической физики. -2004. -Т. 74. Вып. 6.-С. 129-133.

59. Boichenko A.M., Lomaev M.I., Tarasenko V.F., and Yakovlenko S.I. The effect of the excitation power on the emission efficiency of barrier-and glow discharge pumped exciplex and excimer lamps // Laser Physics. - 2004. - Vol. 14. No. 8. - P. 1036-1049.

60. Рыбка Д.В., Бакшт EX., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Импульсный источник мощного спонтанного излучения в ультрафиолетовой области спектра // Приборы и техника эксперимента. -2004. №6.-С. 136-137.

61. Лисенко А.А., Ломаев ММ., Тарасенко В.Ф. УФ излучение в азоте при возбуждении безэлектродным разрядом // Изв. вузов. Физика. - 2004. № 12. - С. 83-S4.

62. Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И. Тарасенко В.Ф., Криишан М., Томпсон Дж. Характеристики излучения импульсного разряда в ксеноне // Журнал технической физики. -2005. - Т. 75. Вып. 2.-С. 131-134.

63. Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф., Кришнан М., Томпсон Дж. Мощный источник спонтанного излучения в области 200+350 нм, возбуждаемый однополяр-ным импульсом тока // Письма в журнал технической физики.-2005.-Т. 31. Вып. 10.-С. 70-75.

64. Бакшт Е.Х., Ломаев ММ., Панченко А.Н., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф., Кришнан М., Томпсон Дж. Мощный источник спонтанного излучения в УФ области спектра: режимы возбуждения // Квантовая электроника. - 2005. - Т. 35. № 7. - С. 605-610.

65. Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Излучение плазмы объемного нано-секундного разряда в ксеноне, криптоне и аргоне при повышенном давлении // Квантовая электропика. -2006. - Т. 36. № 6. - С. 576-580.

66. Ломаев М.И., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., ШитцД.В. Мощная лампа на димерах ксенона II Письма в журнал технической физики. - 2006. - Т. 32. Вып. 11. - С. 68-73.

67. Ломаев М.И., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Лисенко A.A. Безоконная эксилампа вакуумного ультрафиолетового диапазона И Письма в журнал технической физики. - 2006. -Т. 32. Вып. 13.-С. 74-79.

68. Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Излучение димеров ксенона, криптона и аргона в послесвечении объемного наносекундного разряда при повышенных давлениях // Письма в журнал технической физики. -2006. - Т. 32. Вып. 19. - С. 52-57.

69. Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. О формировании субнаносекундных импульсов тока пучка большой плотности в газовом диоде при низких давлениях // Письма в журнал технической физики. - 2006. - Т. 32. Вып. 21.-С. 69-75.

70. Алексеев S.A., Кувшинов В.А., Лисенко A.A., Ломаев М.И. и др. Фотореактор на основе Хег-эксилампы И Приборы и техника эксперимента. -2006. № 1.-С. 142-146.

71. Ломаев М.И., Рыбка Д.В. Определение спектральной плотности энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах // Приборы и техника эксперимента. - 2006. № 3. - С. 111-114.

72. Ломаев М.И., Соснин Э.А., Тарасенко В. Ф„ ШитцД.В., Скакун В. С., Ерофеев М.В., Лисенко A.A. Эксилампы барьерного и емкостного разрядов и их применение (обзор) II Приборы и техника эксперимента. - 2006. № 5. - С. 5-26.

73. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф.. ШитцД.В. О формировании барьерного разряда в эксилампах // Журнал технической физики. - 2007. - Т. 77. Вып. 8. - С. 86-92.

74. Ломаев М.И., Месяц Г.А., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х. Мощный короткоим-пульсный источник спонтанного излучения на димерах ксенона // Квантовая электроника. - 2007. - Т. 37. № 6. - С. 595-596.

75. Зверева Г.Н., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. О возможности применения объемного разряда, инициируемого пучком электронных лавин, для создания лазера на димерах криптона // Оптика и спектроскопия. - 2007. - Т. 102. № 1. - С. 46-53.

76. Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Ток разряда и ток сверхкороткого пучка электронов при объемном наносекундном разряде в неоднородном электрическом поле // Письма в журнал технической физики. - 2007.-Т. 33. Вып. 5. -С. 71-78.

77. Бакшт Е.Х., Тарасенко В.Ф., Ломаев М.И., Рыбка Д.В. Сверхкороткий лавинный электронный пучок в азоте и гелии, генерируемый на плоской части импульса напряжения // Письма в журнал технической физики. - 2007. - Т. 33. Вып. 9. - С. 29-36.

78. Айзетитат Г.И., Бакшт Е.Х., Костыря И.Д., Лелеков М.А., Ломаев М.И. и др.Регистрация коротких импульсов рентгеновского излучения при наносекундном разряде в воздухе атмосферного давления // Приборы и техника эксперимента. - 2007. № 5. С. 125-129.

79. Бакшт Е.Х., Балзовский Е.В., Климов А.И., Куркан И.К, Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В. Ф. Коллекторный узел для измерения тока пучка электронов субнаносекундной длительности // Приборы и техника эксперимента. - 2007. № 6. - С. 100-103.

80. Baksht E.Kh., Boichenko A.M., Galakhov I.V., Zolotovskii V.I.. Lomaev M.L, Osin V.A., Rybka D.V., Tarasenko V.F., Tkachev A.N., Yakovlenko S.I. Spectra] characteristics of a high-current pulsed discharge in xenon // Laser Physics. - 2007. - Vol. 17. No. 6. - P. 782-797.

81. Baksht E.Kh., Tarasenko V.F., Lomaev М.1., Rybka D.V., Tkachev A.N., and Jakovlenko S.I. Generation regimes for the runaway-electron beam in gas//Laser Physics.-2007.-Vol.l7. No.9.- P. 1124-1128.

82. Lisenko A.A., Lomaev M.I., Skakun V.S. and Tarasenko V.F. Effective emission of Хег and Kr? bounded by a dielectric barrier // Physica Scripta. - 2007. - Vol. 76. No. 2. - P. 211-215.

83. Бакшт E.X., Бураченко А.Г., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Генерация субнаносе-кундных импульсов убегающих электронов в азоте и гелии при напряжении на промежутке 25 кВ // Журнал технической физики. - 2008. - Т. 78. Вып. 1. - С. 98-103.

84. Ломаев М.И., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., ШитцД.В. Одно- и двухбарьерные эксилампы ВУФ диапазона на димерах ксенона // Журнал технической физики. -2008. - Т. 78. Вып.2. -С. 103-107.

85. Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Сорокин Д.А., Тарасенко В.Ф. О влиянии давления гелия на амплитуду и длительность тока пучка электронов в газовом диоде // Журнал технической физики. - 2008. - Т. 78. Вып. 12. - С. 29-34.

86. Бакшт Е.Х, Бураченко А.Г., Костыря И.Д., Ломаев М.И., Панарин В.А., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Датчики для измерения нано - и субнаносекундных импульсов тока // Известия ТПУ. -2008.-Т. 313. №4.-С. 69-71.

87. Тарасенко В.Ф., Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Костыря И.Д., Ломаев М.И. Генерация и измерение субнаносекундных пучков электронов в газонаполненных диодах // Приборы и техника эксперимента. - 2008. № 2. - С. 62-68.

88. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Костыря И.Д., Ломаев М.И., Петин В.К., Рыбка Д.В., Шляхтун С.В. Распределение по энергиям убегающих электронов пучка, генерируемого при наносекундном разряде в воздухе атмосферного давления // Физика плазмы. - 2008.

- Т. 34. № 12.-С. 1110-1119.

89. Baksht E.Kh., Burachenko A.G., Erofeev M.V., Lomaev M.I., RybkaD.V., Sorokin D.A., andTarasenko V.F. Nanosecond discharge in sulfur hexafluoride and the generation of an ultrashort avalanche electron beam // Laser Physics. - 2008. - Vol. 18. No. 5. - P. 1-6.

90. Boichenko A.M., Lomaev M.L, and Tarasenko V.F. The nature of emitting microdischarges in barrier

- discharge lamps // Laser Physics. - 2008. - Vol. 18. No. 6. - P. 738-748.

91. Tarasenko V.F., Baksht E.H., Burachenko A. G., Kostyrya I.D., Lomaev M.I., and Rybka D.V. Supershort avalanche electron beam generation in gases // Laser and Particle Beams. - 2008. - Vol. 26. No. 4.-P. 605-617.

92. Baksht E.Kh., Kostyrya I.D., Lomaev M.L, Rybka D. V, and Tarasenko V.F. Electron flux distribution in an ultrashort avalanche electron beam generated at atmospheric air pressure // Physics of Wave Phenomena. - 2008. - Vol. 16. No! 3. - P. 199-206.

93. Tarasenko V.F., EX. Baksht, A.G.Burachenko, I.D. Kostyrya, Lomaev M.L, andD. V. Rybka / Generation of supershort avalanche electron beams and formation of diffuse discharges in different gases at high pressure // Plasma Devices and Operation. - 2008. - Vol. 16. No. 4. - P. 267-298.

94. Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И., Бойченко А.М., Костыря И.Д., Ломаев М.И., Ткачев А Н. О накачке лазеров и ламп разрядами на основе волны размножения электронов фона // Труды ИОФАН. - 2008. - Т. 63. - С. 148-182.

95. Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Козырев А.В., Костыря И.Д., Ломаев М.И., Петин В.К., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф., Шляхтун СВ. Спектры электронов и рентгеновских квантов при диффузном наносекундном разряде в воздухе атмосферного давления // Журнал технической физики. - 2009. - Т. 79. Вып. 1. - С. 51-59.

96. Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Сорокин Д.А., Тарасенко В.Ф., Кривоногова К.Ю. Излучателъные характеристики азота при возбуждении объемным разрядом, инициируемым пучком убегающих электронов // Оптика и спектроскопия. -2009. - Т. 107. № 1. - С. 40-47.

97. Костыря И.Д., Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Ломаев М.И., Рыбка Д.В. Генерация субнаносекундных пучков электронов в воздухе атмосферного давления // Письма в журнал технической физики. - 2009. - Т. 35. Вып. 21. - С. 79-87.

98. Тарасенко В.Ф., Бураченко А.Г., Бакшт Е.Х., Костыря И.Д., Ломаев М.И.. Рыбка Д.В. Коаксиальный срезающий разрядник, заполненный воздухом атмосферного давления, с длительностью спада импульса напряжения < 100 пс // Приборы и техника эксперимента. -2009. № 3. - С. 59-62.

99. Tarasenko V., Avdeev S., Erofeev M., Lomaev M., Sosnin E., Skakun V., Shilz D. High power UV and VUV excilamps and their Applications // Acta Physica Potonica A. -2009. -Vol. 116. No.4. -P. 333-335.

100. Tarasenko V., Baksht E., Burachenko A., Kostyrya /., Lomaev M., and Rybka D. Optical properties of runaway electron preionized diffuse discharges and their applications for excilamps and lasers // Acta Physica Polonica A. - 2009. - Vol. 116. No. 4. - P. 460-463.

101. Tarasenko V.F., Baksht E.Kh., Burachenko A.G., Kostyrya I.D., Lomaev MA., and Rybka D.V. Supershort avalanche electron beams in discharges in air and other gases at high pressure // Transactions on Plasma Science. - 2009. - Vol. 37. No. 6. - P. 832-838.

102. Baksht E.Kh., Burachenko A.G., Kostyrya ¡.D., Lomaev М.1.. Rybka D.V., Shulepov M.A. and Tarasenko V.F. Runaway - electron - preionized diffuse discharge at atmospheric pressure and its application Il J. Phys. D: Appl. Phys. - 2009. - Vol. 42. 185201. - P. 1-9.

103. Креков Г.М., Крекова M.M., Лисенко A.A., Суханов А.Я., Ерофеев М.В., Ломаев М.И>, Тарасенко В. Ф. Потенциальные возможности импульсных эксиламп для дистанционного зондирования загрязненной атмосферы //Оптика и спектроскопия. -2009. - Т. 107. № 5. - С. 736-744.

104. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Костыря И.Д., Ломаев М.И., Рыбка Д.В. Диффузные разряды в неоднородном электрическом поле при повышенных давлениях, инициируемые убегающими электронами // Журнал технической физики. -2010. -Т. 80. Вып. 2. - С. 51-59.

105. Ломаев М.И., Лисенко А.А., Тарасенко В.Ф. Излучение окиси углерода в вакуумной ультрафиолетовой области спектра при возбуждении природного газа емкостным разрядом // Оптика и спектроскопии.-2010.-Т. 108.№6.-С. 795-798.

106. Гкрасимое Г.Н., Крылов Б.Е., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Излучение в аргоне и криптоне на длине волны 147 нм при возбуждении диффузным разрядом, инициируемым убегающими электронами// Квантовая электроника. -2010. - Т. 40. № 3. - С. 241-245.

Тираж 100. Заказ 1497. Институт сильноточной электроники. 634055, г. Томск, пр. Академический, 2/3.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Механизмы достижения инверсной, заселенности в газофазных средах при накачке электрическим разрядом^.

1.1.1. Инверсная заселенность в режимах ионизационной и рекомбинационной неравновесности.

1.1.2. Столкновительная очистка нижнего лазерного уровня

1.1.3. Пеннинговские плазменные лазеры.

1.2. Эксилампы - эффективные источники спонтанного УФ и ВУФ излучения.

1.2.1. Анализ работ по исследованию и применению эксиламп

1.2.2. Спектроскопия, механизмы образования эксимерных и эксиплексных молекул.

1.2.3. Особенности различных способов возбуждения эксиламп

1.3. Источники спонтанного УФ и ВУФ излучения с повышенной импульсной мощностью

1.3.1. Тепловые импульсные источники излучения

1.3.2. Люминесцентные импульсные источники излучения.

1.4. Преимущества и недостатки методик определения, некоторых параметров газоразрядной плазмы

1.4.1. Определение параметров энерговвода в газоразрядную плазму барьерного разряда.

1.4.2. Измерения энергетических характеристик оптического излучения.

1.4.3. Измерения концентрации и температуры электронов газоразрядной плазмы спектральными методами.

1.5. Постановка задачи.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ,

МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТОВ

2.1. Методики измерений и расчетов.

2.1.1. Способы и экспериментальные установки для определения пе и Те газоразрядной плазмы спектральными методами.

2.1.2. Определение тока разряда и падения напряжения на разрядном промежутке

2.1.3. Определение мощности и энергии возбуждения в безэлектродных лампах.

2.1.4. Определение спектральных, временных и энергетических характеристик излучения

2.1.5. Расчет мощности и энергии излучения в случае широкополосного спектра излучения

2.2. Экспериментальные установки.

2.2.1. Источники питания и конструкция электроразрядных лазеров.

2.2.2. Источники питания и конструкции эксиламп импульсно-периодического и непрерывного действия.

2.2.3. Источники питания и конструкции импульсных ламп высокой плотности мощности излучения.

2.3. Условия проведения экспериментов, оценки погрешности измерений.113>

2.3.1. Система откачки и напуска газов

2.3.2. Оценки погрешностей измерений

ГЛАВА 3; АКТИВНЫЕ СРЕДЫ ЛАЗЕРОВ НА- АТОМАРНЫХ ПЕРЕХОДАХ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ. МНОГОВОЛНОВОЙ РЕЖИМ ГЕНЕРАЦИИ.

3.1. Активные среды для получения генерации на атомарных переходах инертных газов в смесях с NF3.

3.1.1. Получение и оптимизация генерации в смесях R - NF3.

3.1.2. Определение концентрации и температуры электронов плазмы лазера спектральными методами.

3.1.3. Механизм достижения инверсной населенности в смесях R - NF

3.2. Многоволновой режим генерации.

3.2.1. Получение одновременной генерации на X = 540.1 нм и

Х = 585.3 нм Nel.

3.2.2. Получение одновременной генерации на А, = 337 нм N21 и

X = 585.3 нм Nel; на X = 337 нм N2 и X = 706.5 нм Не1.

3.2.3. Влияние добавок НС1 на спектр генерации в смеси Не - NF3.

3.3. Выводы

ГЛАВА 4. ЛАМПЫ УФ ДИАПАЗОНА.

4.1. Особенности электродных и безэлектродных ламп.

4.1.1. Особенности барьерного и емкостного разрядов

4.1.2. Особенности тлеющего разряда

4.2. KrCl- XeCl-эксилампы барьерного и тлеющего разряда.

4.2.1. KrCl- XeCl-эксилампы тлеющего разряда.

4.2.2. KrCl- XeCl-эксилампы барьерного разряда

4.3. Динамика формирования барьерного разряда в смесях инертный газ

- галоген

4.4. Характеристики ламп с рабочими средами на основе паров

4.5. Характеристики ламп с рабочими средами N2, Ar - N2, возбуждаемых емкостным и барьерным разрядами

4.6. Ресурс KrCl- XeCl-эксиламп

4.7. Выводы

ГЛАВА 5. ЛАМПЫ ВУФ ДИАПАЗОНА.

5.1. Ксеноновые одно - и двухбарьерные лампы.

5.1.1. Формирование объёмного разряда и эффективность излучения в ксеноновой однобарьерной эксилампе

5.1.2. О причинах формирования объёмного разряда в однобарьерных лампах.

5.1.3. Ксеноновая двухбарьерная эксилампа с эффективной системой охлаждения

5.2. ВУФ эксилампы, возбуждаемые коронным барьерным разрядом.

5.3; Аг2- Кг2-эксилампы лампы открытого разряда

5.4. Рабочая среда для получения излучения на переходах (4+) системы СО

5.5. Выводы

ГЛАВА 6. ЛАМПЫ ПОВЫШЕННОЙ ИМПУЛЬСНОЙ МОЩНОСТИ.

6.1. Особенности источников повышенной импульсной мощности излучения.

6.1.1. Рабочие среды.

6.1.2. Формирование излучения при повышенных давлениях и высоких мощностях возбуждения.

6.2. Импульсные разряды в газах повышенного давления.

6.2.1. Объемные разряды, инициируемые пучком электронов лавин.

6.2.2. Одно- и двухбарьерные разряды.

6.2.3. Искровой разряд в инертных газах.

6.3. Амплитудно-временные и спектральные характеристики излучения при сильноточном разряде в газах повышенного давления.

6.3.1. Характеристики излучения при возбуждении ОРИПЭЛ.

6.3.2. Эксилампы с возбуждением барьерным разрядом с повышенной энергией и мощностью излучения.

6.3.3. Характеристики излучения при возбуждении искровым разрядом.

6.4. Выводы

Источники спонтанного и вынужденного оптического излучения - устройства, преобразующие энергию какого - либо вида (как правило, электрическую)-в энергию электромагнитных волн в оптическом диапазоне длин волн, находят все большее применение в науке, технике, медицине, обороннош промышленности и многих других областях. Соответственно, они привлекают заметное внимание и интенсивно исследуются.

Вынужденное излучение получено при использовании различных способов и систем накачки активных сред, которые могут находиться в различных агрегатных состояниях, в том числе, в газофазном [1, 2]. Одной из возможностей для создания инверсной заселенности в газофазной среде является использование переохлажденной рекомбинирующей плазмы. Успешный запуск плазменного лазера высокого давления в видимой области спектра на X = 585.3 нм атома неона с накачкой электронным пучком, осуществленный в 1985 г [9, 10], привлек повышенное < внимание к данному классу лазеров. Вследствие решающей роли реакции Пеннинга в разгрузке нижнего, а процессов рекомбинации - в заселении верхнего лазерного, уровней этот тип лазеров получил название пеннинговских плазменных лазеров (ГТГТЛ).

По механизму расселения нижнего лазерного уровня (НЛУ) ПГТЛ относятся к достаточно многочисленному классу столкновительных лазеров, в которых акты девозбуждения осуществляются в процессах столкновения рабочей частицы с тяжелыми частицами—"тушителями" [18]. Конкретные механизмы столкновительного тушения НЛУ достаточно разнообразны - радиационная очистка НЛУ, девозбуждение электронами или ионизующейся примесью. В литературе отмечалась также возможность очистки НЛУ посредством химических реакций, в частности, с участием молекул галогенов [I]. Экспериментальная реализация данного типа столкновительного девозбуждения НЛУ была впервые осуществлена в электроразрядных лазерах с активными средами на основе смесей инертных газов (Не, Аг) с трифторидом азота №3 [32]. Амплитудно-временные и энергетические характеристики полученного лазерного излучения, а также условия накачки указывали на иной (по отношению к ППЛ) механизм достижения инверсной населенности в данных активных средах. Возможность увеличения мощности лазерного излучения в видимой области спектра, а также реализации режима многоволновой генерации обусловили актуальность дальнейших исследований кинетики процессов, определяющих накачку и инверсию населенностей в активных средах Я - №3 (Я = Не, N6, Аг).

Наряду с лазерами не менее широко используются искусственные источники спонтанного излучения - лампы [147]. Они применяются при создании новейших технологий обработки полупроводников, синтеза новых материалов и модификации их свойств, фотостимулирования различных химических процессов, в фотобиологии, фотомедицине, в новейших технологиях обеззараживания промышленных отходов, воды, воздуха, при создании осветительных установок и многих других областях.

В" течение последних 15-20 лет наблюдается интенсивное развитие источников спонтанного излучения ультрафиолетового (УФ) и вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) диапазонов, в которых используется неравновесное излучение эксимерных и эксиплексных молекул - димеров и галогенидов инертных газов [14, 62]. Удельные энергетические параметры излучения таких источников, названных эксилампами, существенно превышают характеристики традиционных источников спонтанного излучения в данных областях спектра, таких, как водородные и дейтериевые лампы, лампы низкого давления на резонансных переходах инертных газов.

К началу исследования эксиламп в рамках диссертационной работы как отечественными, так и зарубежными научными группами был проведен цикл работ по созданию, исследованию и применению эксиламп [254, 69, 49, 50]. Их дальнейшее совершенствование актуально в силу растущих потребностей в мощных и недорогих источниках УФ и ВУФ излучения в различных областях науки и техники [73, 303]. В научной и технологической практике все чаще требуются источники коротковолнового излучения с заданным спектральным составом, изменяемыми временными и энергетическими параметрами излучения, высоким уровнем эффективности и ресурсом. В то же время, многообразие возможных условий возбуждения эксиламп, влияние на их выходные характеристики многих, часто взаимозависимых, факторов, трудности с созданием теоретических моделей, описывающих в целом как процессы возбуждения, так и плазмохимические реакции, существенно осложняют создание эксиламп с необходимыми для практических применений выходными параметрами [171]. Так, например, в литературе отмечалась перспективность возбуждения люминесценции эксимеров сильноточным тлеющим разрядом повышенного давления [40]. Однако, вследствие контрагирования самостоятельного разряда в тяжелых инертных газах повышенного давления при использовании традиционных схем возбуждения разряда до проведения настоящей работы такой способ не был реализован на практике. Для ряда наиболее востребованных на практике эксиламп (КгС1-, ХеС1-, ХеВг-эксилампы барьерного разряда) были актуальны также исследования" влияния на "их выходные характеристики режима возбуждения (формы и амплитуды импульса напряжения, частоты следования импульсов), а также состава и давления рабочих сред.

Одним из преимуществ эксиламп по отношению к ряду других источников спонтанного излучения, в частности, разрядных ламп с парогазовым наполнением, является малое время выхода на рабочий режим после включения лампы. Тем не менее, вопрос о динамике формирования барьерного разряда, наиболее часто используемого для возбуждения эксиламп и, соответственно, временном ходе мощности излучения при включении лампы оставался открытым.

Традиционно актуальными с точки зрения создания газоразрядных источников оптического излучения были также поиск новых газофазных рабочих сред, обеспечивающих эффективное преобразование введенной в газоразрядную плазму электрической энергии в энергию оптического излучения, а также оптимизация режимов возбуждения, включая режимы, ранее не применявшиеся для этой цели.

Таким образом, к началу выполнения настоящей работы с точки зрения изучения и создания газоразрядных источников оптического излучения были актуальны следующие направления исследований. Во-первых, поиск новых рабочих сред, энерговвод в которые осуществляется посредством самостоятельного газового разряда. Во-вторых, исследование физических процессов в данных средах и повышение выходных характеристик газоразрядных источников излучения с рабочими средами на основе инертных газов и их смесей с галогенами при использовании различных режимов возбуждения, включая ранее не использовавшиеся для этой цели. В связи с этим, тематика настоящей диссертационной работы, связанная с поиском новых и изучением наиболее перспективных из известных рабочих сред, исследованием протекающих в них физических процессов, а также с оптимизацией выходных параметров газоразрядных источников излучения представляется актуальной.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью работы было изучение физических процессов, протекающих в рабочих средах газоразрядных источников спонтанного и вынужденного излучения при их возбуждении, в том числе при использовании ранее не применявшихся режимов возбуждения; расширение класса газофазных рабочих сред данных источников излучения; повышение их выходных характеристик. При этом основное внимание "было уделено рабочим^ средам-источников спонтанного и вынужденного излучения на основе инертных газов и их смесей с галогенами.

Достижение цели работы предполагало решение следующих задач:

1). Определение механизма достижения1 ииверсной населенности в активных средах К - №3 (К = Не, Аг) при накачке поперечным разрядом с УФ предыонизацией; исследование амплитудно-временных и спектральных характеристик лазерного излучения в активных средах Я - №з;„ Я - №3 - N2 в одно - и многоволновом режимах.

2). Определение эмиссионных свойств плазмы высоковольтного наносекундного разряда в инертных газах повышенного давления в условиях неоднородного электрического поля, а также плазмы емкостного и коронного барьерного разрядов.

3). Исследование эксиламп с известными рабочими средами, возбуждаемыми тлеющим, одно- и двухбарьерным разрядами, в частности: исследование зависимости эффективности излучения эксиламп тлеющего разряда от удельной мощности возбуждения и давления рабочей смеси; определение влияния частоты следования и формы импульсов напряжения, а также однородности горения разряда на эффективность работы эксиламп барьерного разряда; выявление факторов, определяющих условия формирования однобарьерного разряда в ксеноне и величину эффективности излучения димеров ксенона.

4). Исследование режимов возбуждения и эмиссионных свойств плазмы сильноточного искрового разряда в тяжелых инертных газах в УФ области спектра.

5). Исследование закономерностей формирования разряда и динамики мощности излучения в эксилампах, возбуждаемых барьерным разрядом.

6). Разработка методик расчета: а) мгновенных значений* мощности и энергии возбуждения в емкостном, барьерном, коронном барьерном разрядах; б) спектрального распределения энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах.

Научная новизна работьгзаключается в том, что впервые:

1). Определен механизм достижения инверсной населенности в активных средах Не (Ые, Аг) - при накачке сильноточным объемным разрядом. Экспериментально реализован режим многоволновой генерации в активных средах № - №3, Не (Ие) - №3 - N2, Не - №3 - НС1 (Авторские свидетельства: № 8Ш455962, приоритет от 29.06.87; № 8Ш748599, приоритет от 19.01.90).

2). Предложены и экспериментально реализованы более эффективные по сравнению с ранее использовавшимися рабочие среды газоразрядных источников спонтанного излучения: а) смеси Хе - 12, Не - 12, Хе - Не - 12 йод-содержащих ламп, обеспечивающих увеличение мощности излучения в УФ области спектра (Патенты: № 1Ш 2151442 С1, приоритет от 18.02.98; №БШ 2154323 С1, приоритет от 1.06.98.); б) смесь Аг - N2, позволяющая увеличить мощность и эффективность излучения на (2+) системе азота при возбуждении емкостным и барьерным разрядами по сравнению с результатами, получаемыми в чистом азоте; в) природный газ для получения свечения полос (4+) системы СО в области л

150 - 200 нм с мощностью до 5 мВт/см и эффективностью до 2 %.

3). Определено влияние формы импульса возбуждения и степени однородности барьерного разряда на эффективность работы КгС1-, ХеС1-эксиплексных барьерных ламп. Установлено, что наличие микроразрядов является необходимым условием получения высокой эффективности излучения в данных эксилампах.

4). Установлена динамика формирования барьерного разряда и мощности излучения в КгС1-, ХеС1-, ХеВг-эксилампах.

Для возбуждения источников спонтанного излучения предложены и экспериментально реализованы: а) высоковольтный наносекундный разряд в инертных газах повышенного давления для получения мощного ВУФ излучения гомо- и гетероядерных димеров инертных газов; б) емкостной и коронный барьерный разряды для получения спонтанного излучения эксимерных и эксиплексных молекул.

В диффузном разряде атмосферного давления получена интенсивная люминесценция на переходах димеров тяжелых инертных газов и на А, - 147 нм гетероядерных димеров АгХе* и КгХе*. Обоснована перспективность использования плазмы данного разряда в качестве активной среды лазера в ВУФ $ * области спектра на переходах димеров криптона и молекул АгХе и КгХе . В плазме высоковольтного наносекундного разряда спектральными методами проведены измерения концентрации электронов и оценки температуры электронов.

Реализован' режим искрового разряда с импульсом тока без осцилляций, что обеспечило более высокие энергетические параметры излучения искровой лампы (Patent No. US 7, 221,100 В2, опубл. US 2007/0035256 A1 15.02.2007; патент на полезную модель № RU46402 U1, приоритет от 22.02.2005). Установлены оптические переходы, ответственные за формирование спектра излучения плазмы искрового разряда в ксеноне.

Научная ценность полученных в работе результатов состоит в том, что:

Разработаны физические основы создания электроразрядных лазеров на атомарных переходах инертных газов, в том числе в многоволновом режиме. Экспериментально продемонстрирована возможность столкновительной очистка НЛУ в плазмохимических реакциях с участием галогеноносителя NF3. Расширен класс излучательных сред газоразрядных источников излучения -предложен ряд новых рабочих сред, обеспечивающих увеличение выходных характеристик источников спонтанного излучения в УФ и ВУФ областях спектра.

Установлена физическая причина зависимости эффективности излучения КгС1-ХеС1-эксиламп барьерного разряда от формы,, частоты импульсов возбуждения; а также степени однородности горения разряда.

Установленная, закономерность формирования, разряда в КгС1-, ХеС1-, ХеВг-эксилампах барьерного разряда может проявляться; для барьерного разряда и в других газовых средах.

Экспериментально реализовано возбуждение ряда рабочих сред некоторыми типами самостоятельного разряда,. ранее не использовавшимися < для этой цели: высоковольтным наносекундным разрядом, емкостным и .коронным барьерным разрядами.

Экспериментально показана возможность зажигания диффузного разряда в тяжелых инертных газах при повышенных давлениях без источника предварительной: ионизации. На этой основе указана возможность получения * индуцированного излучения на димерах криптона и; молекул АгХе и КгХе с электроразрядной накачкой.

Экспериментально продемонстрирована возможность увеличения эффективности энерговвода и эффективности излучения димеров инертных« газов при возбуждении коронным барьерным разрядом по сравнению с режимом возбуждения коронным разрядом постоянного тока.

Спектральными методами получена информация о концентрации и температуре' электронов плазмы ¡высоковольтного наносеку ндного разряда в гелии и азоте. Ряд экспериментальных результатов, полученных в рамках настоящей работы, стимулировал выполнение теоретических исследований нескольких проблем, актуальных с точки зрения создания газоразрядных источников излучения:

- моделирование процесса развития разряда в неоднородном электрическом поле в однобарьерных Хе2-эксилампах;

- моделирование 12-эксилампы тлеющего и емкостного разрядов;

- исследование влияния удельной мощности возбуждения на эффективность КгС1-, ХеС1- и Хе2-эксиламп барьерного разряда;

- определение физической причины формирования микроразрядов наблюдаемой в эксперименте конусообразной формы;

- определение основных физических процессов, приводящих к формированию спектра излучения искровой ксеноновой лампы;

- анализ возможности получения лазерной генерации в криптоне и ксеноне повышенного давления при накачке высоковольтным наносекундным разрядом.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

1). Существенно улучшены выходные параметры эксиламп: а) в KrCl- и Хе2-эксилампах барьерного разряда достигнута средняя плотность мощности излучения до 100 мВт/см2 и 120 мВт/см2, соответственно; созданы KrCl-, Хе2-эксилампы барьерного разряда с мощностью излучения до 100 Вт, 50 Вт, соответственно; б) в йодных лампах емкостного разряда при плотности мощности до 10 мВт/см" достигнут ресурс работы не менее 500 часов; в) созданы эксилампы тлеющего разряда мощностью на молекулах KrCl* -1.5 кВт, ХеСГ -1.1 кВт.

2). Созданы конструкции эксиламп барьерного разряда, пригодные для практического применения (Патенты: №RU 2195044 С2, приоритет от 01.02. 2001; № RU 2281561 С1, приоритет от 23.12.2004; №<RU 2291516 С2, приоритет от 18.03.2005; Patents: Application number FR 20040006018 20040603, publication number FR3871290, publication date 09. 12. 2005; Application number, W02005FR01361 20050602, publication number W02006000697, publication date 05.01.2006; Japanese Patent No. 3887641, issued on 1.12.2006); создана эффективная воздушная система охлаждения барьерных эксиламп, значительно упрощающая конструкцию и уменьшающая стоимость прибора (Патент на изобретение № 2310947, приоритет от 28.03.2006).

3). Созданы импульсные источники спонтанного излучения с повышенной плотностью мощности излучения: а) на димерах инертных газов при возбуждении высоковольтным о наносекундным разрядом - до 1 МВт/см ; б) на основе искрового разряда в ксеноне - до 700 кВт/см2 на внутренней и до 400 кВт/см" на внешней поверхности колбы; в) на основе однобарьерного разряда-до 1.1 кВт/см2.

4). Разработанные источники излучения были использованы на практике: а) Xe2-, KrCl-, XeCl-эксилампы барьерного разряда применялись: при разработке технологических) процессов «по изготовлению полупроводниковых приборов; при воздействии на поток природного- газа и для облучения метанольных растворов (ООО «Томскнефтехим», г. Томск); при разработке высоковольтных коммутаторов на основе кристаллов алмаза (компания-Alameda Applied Science, г. Сан-Леандро, США); при создании облучателей, используемых в медицине (компания DermOptics SAS, г. Ницца, Франция)г б) импульсная искровая ксеноновая лампа применялась при исследовании процессов формирования наночастиц железа и углерода в результате фотолиза пентакарбонила железа и недокиси углерода (Институт теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, г. Москва). в) созданный на основе однобарьерной ксеноновой эксилампы фотореактор был использован для воздействия на жидкости и газы.

5). Разработанные методики' расчета мгновенных величин) мощности и энергии возбуждения как функций времени в безэлектродных типах разрядов, а также расчета спектрального распределения энергии полихроматического излучения в? абсолютных единицах применимы при проведении исследований не только эксиламп, но и других объектов, в которых требуется определение указанных параметров.

Достоверность защищаемых положений и выводов диссертации обеспечивается:

1). Комплексным характером исследований при взаимном соответствии результатов экспериментов и теоретического анализа исследуемых явлений:

- зависимости эффективности излучения Хе2-, XeCl-эксиламп барьерного разряда от удельной мощности возбуждения;

- спектрального состава и мощности излучения искровых источников;

- использования высоковольтных наносекундных разрядов для накачки лазеров и возбуждения эксиламп с рабочими средами, в которых излучающие частицы возникают в стадии рекомбинации плазмы;

- величин мощности излучения на димерах криптона в плазме диффузных разрядов атмосферного давления.

2). Воспроизводимостью результатов измерения величин тока и напряжения, а также их временной формы (погрешность калибровки и время нарастания переходной характеристики делителей напряжения и токовых шунтов не превышали 10 % и ~ 250 пс, соответственно).

3). Воспроизводимостью результатов измерения мощности и энергии как лазерного, так и спонтанного излучения:

- погрешность измерения мощности и энергии лазерного излучения не превышала 10 % при использований приборов ИМО-2Н, ИКТ-1Н;~

- получением равноценных данных в пределах доверительного интервала (18%) при использовании различных методик при измерении полихроматического излучения [71];

- погрешность измерения величины плотности мощности с помощью фотоприемника С8026 Hamamatsu Photonics составляла от 8 до 10 % в зависимости от выбора фотоприемной головки;

- погрешность измерения величины энергии излучения, фотоприемником «OPH1R» (Ophir Optronics LTD, Inc.) не превышала 5 %.

4). Совпадением в пределах ~ 5 % измерений величины средней мощности возбуждения в эксилампах барьерного разряда тремя независимыми способами [49].

5). Однотипностью регистрируемой закономерности развития барьерного разряда во всех исследованных рабочих средах.

6). Согласием полученных результатов с данными других авторов при близких экспериментальных условиях, в частности, согласием по основным закономерностям зажигания диффузных разрядов в газах повышенного давления при высоком перенапряжении [336], величине эффективности излучения в ксеноне при возбуждении коронным разрядом [313], условиям достижения максимальной эффективности KrCl-эксилампы барьерного разряда [374]. Сведения о внедрении результатов и предложения по их использованию.

При участии автора созданы и внедрены лазеры ДИЛАН, ЛИДА-Т, импульсная ксеноновая лампа, а также различные эксилампы, которые были переданы в научные и коммерческие организации как в России, так и за рубежом (всего более 200 шт.). Так, лазер ДИЛАН был внедрен: в отделе высоких плотностей энергии ИСЭ СО АН СССР, г. Томск, (1988 г.), в Институте кардиологии ТНЦ АМН СССР, г. Томск,

1989 г.), на кафедре физики плазмы Томского государственного университета, г. Томск, (1988 г.). Лазер ЛИДА-Т был внедрен в Институте общей физики АН СССР, г. Москва, (1990 г.). Импульсная ксеноновая лампа внедрена в Институте теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, г. Москва, (2004 г.). Импульсные одно- и двухбарьерные KrCl-экси лампы. переданы, в компанию Alameda Applied Science (CA USA) в рамках контракта в 2000 г. Эксилампы барьерного и емкостного разряда переданы в компанию DermOptics SAS (Ницца, Франция) в 2003 г., в ЗАО «ИЦ Эксимер», Санкт-Петербург (2007 г.), в компании USHIO Inc., Япония (2004 г.), Sen Engineering CO., LTD, Япония (2003 - 2009 гг.). Акты внедрения включены в Приложение диссертации.

Созданные при проведении настоящей работы эксилампы были также использованы в НИИ полупроводниковых приборов (г. Томск) при разработке технологических процессов по изготовлению полупроводниковых приборов на основе GaAs [375]. Результаты работы были также востребованы компаниями Heraeus

Noble Light, Германия (1999 г.) и USHIO Inc., Хиого, Япония (2004 г.) - мировыми^ лидерами по производству светотехнической продукции, включая» эксилампы. Созданные образцы KrCl-и Хеч-экснламп были успешно использованы для воздействия на поток природного газа и для облучения метанольных растворов [376, 377]. Созданные установки использовались также в учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных работ студентами Томского государственного университета.

Полученные результаты могут быть использованы при создании электроразрядных лазеров на атомарных переходах инертных газов, мощных эффективных эксиламп непрерывного и квазинепрерывного действия, а также газоразрядных источников спонтанного излучения повышенной импульсной мощности.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетных НИР, проводившихся в Лаборатории оптических излучений (ЛОИ) ИСЭ СО РАН в период 1986 - 2009 гг., а также в ходе проведения ряда работ в области фундаментальных и прикладных исследований, поддержанных: 1). Проектами РФФИ: «Эффективное излучение эксиплексных молекул в электроразрядной плазме низкого давления», № 96-02-16668-а, (1996-1998 гг.);

Исследование и создание эффективных газоразрядных источников спонтанного излучения в ВУФ области спектра», № 05-08-33621-а, (2005 - 2007 гг.).

2). Проектом INTAS № 96-0351 (1997 - 1999 гг.).

3). Проектами МНТЦ (ISTC): № 1270 (2001-2003 гг.), № 2706 (2004-2006 гг.), № 3583р (2007-2010 гг.).

4). Проектами IPP-CRDF: № В506095 (2000-2001 гг.); CRDF № RP2-538-TO-02 (2002-2005 гг.).

5). Средствами по контрактам с зарубежными компаниями: Heraeus Noblelight

GmbH, Германия (2 контракта, 1999 г.); Alameda Applied Sciences Corporation, США (3 контракта, 1999-2000 гг.); DermOptics SAS, Франция (2 контракта, 2003-2005 гг.); USHIO Inc., Япония (2004 г.); Sen Engineering CO., LTD, Япония (12 контрактов, 2003-2009 гг.).

6). Средствами по хоздоговорам с российскими партнерами: с Институтом теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, г. Москва (2003-2004 гг.); с Физическим Институтом РАН в рамках программы "Фундаментальные проблемы нано- и пикосекундной электроники большой мощности", г. Москва (2005 г.); с ЗАО «ИЦ Эксимер», г. Санкт-Петербург (2007 г.). Личный вклад автора. В исследованиях, представленных в диссертации, автору принадлежит выбор направлений исследования в рамках общего направления и постановка задач, анализ и интерпретация полученных результатов. Результаты исследований получены автором лично или при его определяющем участии. На различных этапах в работе принимали участие сотрудники ЛОИ ИСЭ СО РАН: А.Н. Панченко, B.C. Скакун, Д.В. Шитц, М.В. Ерофеев, Э.А. Соснин - при исследовании эксиламп барьерного, емкостного и тлеющего разрядов; Е.Х. Бакшт, Д.В. Рыбка - при проведении исследований искровой лампы, а также эксиламп при возбуждении высоковольтным наносекундным разрядом при большом перенапряжении. B.C. Скакун и автор настоящей работы предложили в 1998 г. использовать емкостной разряд для возбуждения эксиламп. В работе использовался s токовый шунт на полосковых линиях, изготовленный по предложению И.В. Пегеля

1 (ИСЭ СО РАН, г. Томск). Моделирование ряда эксиламп УФ и ВУФ диапазонов, а также источника излучения на основе искрового разряда было выполнено

A.M. Бойченко, С.И. Яковленко, А.Н. Ткачевым (Институт общей физики им. A.M. Прохорова РАН, г. Москва). Моделирование усилительных свойств плазмы ОРИПЭЛ в криптоне было выполнено Г.Н. Зверевой (ГОИ им. С.И. Вавилова, г. С.Петербург). Автор работы получил полезные консультации от С.Д. Коровина (ИСЭ СО РАН, г. Томск) при разработке методики определения энерговвода в барьерном разряде, а также от A.M. Янчариной (СФТИ им. В.Д. Кузнецова, г. Томск) при освоении методики* измерений концентрации и температуры электронов спектральными методами. В pa3pä6ÖTKe методики расчета спектральной плотности мощности в1 абсолютных единицах автору принадлежат идея и вывод используемых аналитических выражений. Решающее влияние на выбор общего направления исследований и возможность проведения большинства исследований, результаты которых представлены» в настоящей работе, было оказано заведующим ЛОИ ИСЭ СО РАН В.Ф. Тарасенко.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 100 работ, включая более 90 публикаций в журналах из списка ВАК и 17 патентов, из них 4 международных.

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях и симпозиумах: Всесоюзном совещании «Инверсная населенность и генерация на переходах в атомах и молекулах» (г. Томск, Россия, 1986 г.); Всесоюзном семинаре «Процессы ионизации, с участием возбужденных атомов» (г. Ленинград, Россия, 1988 г.); VI Всесоюзной конф. «Оптика лазеров» (г. Ленинград, Россия, 1990 г.); Международной конф. «Laser Optics» (С.-Петербург, Россия, 1993 г.); I—IX Международных конф. «Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул» (г. Томск, Россия, 1992, 1995, 1998, 1999,2001, 2003, 2005, 2007, 2009 гг.); IX конф. по физике газового разряда (г. Рязань, Россия, 1998 г.); 10-й международной конф. по радиационной физике и химии неорганических материалов (г. Томск, Россия, 1999 г.); the 5- (2000 г.) and 7й (2004 г.) Russian-Chinese Symp. on Laser Physics and Laser Technologies (Tomsk, Russia); международной конф. «LASE 2003» (Photonics West, San Jose, CA USA, 2003 г.); XIV (Liverpool, UK, 2002 г.), XV (Toulouse, France, 2004 г.), XVI (Xi'an, China, 2006 r.) Intern. Confer, on Gas Discharges and their Applications; the VIII (Greifswald, Germany, 1998 г.), IX (Ithaca, NY, USA, 2001 r.) and XI (Shanghai, China, 2007 r.) Intern. Symp. of Science and Technology of Light Sources;

13ш — 15— Intern. Symp. on High Current Electronics (Tomsk, Russia, 2004, 2006, 2008 гг.); 13^ Intern. Conf. on Radiation Physics and Chemistry of Inorganic Materials (Tomsk, Russia, 2006 г.); X Intern. Conf. on Gas Discharge1 Plasma and Their Technological Applications (Tomsk, Russia, 2007 г.); XVI IEEE Intern. Pulsed Power and Plasma Science (PPPS) Conf. (Albuquerque, New Mexico, 2007 г.); the 35ш IEEE Intern. Conf. on Plasma Science (ICOPS) (Karlsruhe, Germany, 2008 г.); 24th Summer School and Intern. Symp: on the Physics of Ionized Gases (SPIG) (Novi Sad, Serbia, 2008 г.); на X Харитоновских чтениях - международной конф. «Мощные лазерьь и исследования физики высоких-плотностей энергии», РФЯД-ВНИИЭФ (г. Саров, Россия, 2008 г.); на Симпозиуме «Лазеры на парах металлов» (ЛПМ - 2008) (г. Лоо, Россия, 2008 г.); the VII Intern. Conf. on High - Power Laser Ablation (Taos, NM, USA, 2008 г.); the 11~ Intern. Symp. on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry (Hakone XI) (Oleron Island, France, 2008 г.); the 36- Intern. Conf. onPlasma Science (ICOPS) (San Diego, CA, USA, 2009 г.); the 17- IEEE Intern. Pulsed Power Conf. (PPC) (Washington, USA, 2009 г.).

Структура, и« объем работы. Диссертация состоит из Введения, шести глав, Заключения и Приложения. Она содержит 346 страниц, включая Л 49 рисунков, 12 таблиц и список литературы из 377 наименований, из них 73 - работы автора.

Основные результаты диссертационной работы заключается ,в следующем: (

1). Определен' механизм достижения инверсной населенности в активных средах Не (Ые, Аг) - №3 при накачке сильноточным объемным разрядом. Экспериментально реализована столкновительная очистка нижнего лазерного уровня в реакциях гарпунного типа; в активных средах Не (№) - №3 - N2, N6 - №3 реализован многоволновой режим генерации.

2). Расширен класс излучательных сред газоразрядных источников излучения — предложены и экспериментально реализованы более эффективные по сравнению с ранее использовавшимися рабочие среды, обеспечивающие увеличение выходных характеристик источников спонтанного излучения в УФ и ВУФ областях спектра: а) смеси Хе - 12, Не - 12, Хе - Не - 12 йод-содержащих ламп, обеспечивающих существенное увеличение мощности излучения на атомарной линии* йода в УФ области спектра; б) смесь Аг~ - N2, позволяющая существенно увеличить мощность и эффективность излучения на (2+) системе азота при газоразрядном возбуждении по сравнению с результатами, получаемыми в чистом азоте; в) при возбуждении емкостным разрядом природного газа обнаружено свечение полос (4+) системы 60 в области 150—200-нм с мощностью до 5 мВт/см? при эффективности ~ 2 %.

3). Для возбуждения источников спонтанного излучения предложено использовать: а) высоковольтный наносекундный разряд в инертных газах повышенного давления для получения мощного ВУФ излучения димеров инертных газов; б) емкостной и коронный барьерный разряды - для возбуждения люминесценции эксиплексных и эксимерных молекул, соответственно.

Установлено, что возбуждение тяжелых инертных газов высоковольтным наносекундным, а также коронным барьерным разрядами имеет ряд преимуществ с точки' зрения генерации оптического излучения в ВУФ области спектра. В первом случае удается существенно (в ксеноне - до 1 МВт/см?) увеличить мощность излучения. Во втором случае имеется возможность зажигания коронного разряда без ограничительного сопротивления, что практически вдвое (дс~ 40 % в случае возбуждения ксенона) увеличивает величину технического КПД устройства по отношению к ранее полученным результатам при использовании коронного разряда постоянного тока.

Эксилампы емкостного разряда обладают рядом преимуществ по отношению к лампам на иных типах разряда. Так, в отличие от ламп тлеющего разряда, в лампах емкостного разряда отсутствует контакт рабочей среды с металлическими электродами; в емкостном разряде по сравнению с барьерным разрядом реализуются меньшие удельные мощности возбуждения. Оба фактора обеспечивают увеличение - до нескольких тысяч часов ресурса эксиламп емкостного разряда.

4). Экспериментально показана возможность зажигания диффузного разряда в газах при повышенных давлениях (в гелии - до 15 атм) без источника

280 предварительной ионизации при использовании высоковольтных наносекундных импульсов с удельной мощностью и энергией возбуждения, соответственно, до л л сотен МВт/см и ~1 Дж/см-. При данных условиях возбуждении в аргоне, криптоне, ксеноне атмосферного давления удельные мощности излучения в полный телесный угол достигают ~ 100, ~ 350, ~ 500 kBt/cmj соответственно. В эмиссионном спектре газоразрядной плазмы в спектральном диапазоне от 120 до 850 нм до ~ 90 % энергии излучения сосредоточено в полосах переходов димеров инертных газов с полушириной не более ~ 20 нм. При- увеличении-давления ксенона до 12 атм достигнуто увеличение мощности' излучения до ~ 1МВт/см3 и сокращение длительности импульса излучения на полувысоте до ~ 8 не в ВУФ области спектра.

При возбуждении бинарных смесей аргона и криптона с малыми добавками ксенона кроме излучения димеров аргона и криптона зарегистрировано узкополосное излучение на X ~ 147 нм гетероядерных димеров* АгХе* и КгХе*. Экспериментально обоснована перспективность использования плазмы разряда данного типа в качестве активной среды лазера ВУФ диапазона спектра на переходах димеров криптона, молекул АгХе* и КгХе*.

В плазме высоковольтного наносекундного разряда спектральными методами проведены измерения концентрации электронов и оценки температуры. Установлено, что при возбуждении азота высоковольтным наносекундным разрядом низкая эффективность излучения является следствием короткой (не более ~ 3 не) длительности фазы эффективной наработки молекул азота в состоянии С3Пи за счет прямого электронного удара из основного состояния, а динамика населенности состояния С3Пи молекулы азота на спаде импульса излучения определяется радиационным и столкновительным тушением. Реализован режим искрового разряда с импульсом тока без осцилляций, что обеспечило увеличение мощности излучения искровой лампы. Плотность мощности излучения в диапазоне от 200 до 400 нм на внешней границе плазменного образования в режиме свободного расширения плазмы разряда составила ~1 МВт/см2.

Установлено, что форсирование возбуждения газа сокращением фронта импульса тока (менее 1 мкс) и ограничение энергозапаса на уровне ~ 30 - 40 Дж при возбуждении искровой ксеноновой лампы (внутренний диаметр 3 мм, межэлектродный зазор 4 мм, давление ксенона 550 Тор) позволяет избежать "запирания" УФ излучения и достичь плотности мощности излучения в УФ области спектра ~ 400 кВт/см2 на внешней и ~ 700 кВт/см2 на внутренней поверхностях колбы лампы. На основе экспериментальных данных и результатов моделирования определено; что в искровом-разряде в-ксеноне при удельной мощности и энергии возбуждения, соответственно, ~ сотни МВт/см3 и ~ десятки Дж/см3 спектр излучения формируется в основном за счет фоторекомбинационных переходов из квазиконтинуальных состояний одно- и двухкратных ионов ксенона.

Проведен цикл исследований эксиламп с известными рабочими средами и возбуждением тлеющим, одно- и двухбарьерным разрядами: а) определена зависимость эффективности излучения ХеС1-эксилампы тлеющего разряда от удельной, мощности возбуждения и давления рабочей смеси. Показано, что при возбуждении тлеющим разрядом эффективность излучения молекул ХеСГ 10 % реализуется при давлениях рабочей смеси 0.5-4 Тор; б) экспериментально исследованы зависимости выходных характеристик КгС1-, ХеС1-эксиламп барьерного разряда как от режима возбуждения - формы и амплитуды импульса напряжения, частоты следования импульсов, так и состава и давления рабочей среды, геометрии разрядного промежутка, режима теплоотвода. Установлено, что наличие микроразрядов является необходимым условием получения высокой эффективности работы КгС1-ХеС1-эксиламп на основе барьерного разряда. Равномерное распределение той же вводимой мощности возбуждения по объему в условиях однородного разряда приводит к снижению эффективности; в) проведен комплекс исследований, направленных на изучение факторов, определяющих условия формирования однобарьерного разряда в ксеноне и величину эффективность излучения димеров ксенона. В результате моделирования однобарьерного разряда в ксеноне при условиях, близких к

282 реализованным в эксперименте, установлено, что слой плотной плазмы вблизи катода выполняет роль плазменного катода, а развитие разряда характеризуется наличием волны ионизации, направленной от катода с малым радиусом кривизны к аноду. Накопление заряда электронов на диэлектрическом барьере при токопрохождении приводит к запиранию электронного тока. При снятии внешнего напряжения накопленный заряд обеспечивает протекание тока в обратном направлении.

9). Установлено, что переход к установившейся стадии разряда в эксилампах барьерного разряда происходит за время около одной секунды в четыре стадии с разными формами разряда. Перед формированием установившейся стадии регистрируется искровая стадия, при которой наблюдаются яркие ветвистые каналы (искры). Экспериментально установлено, что в этот временной интервал эффективность излучения эксилампы принимает минимальные значения. Показано, что использование «дежурного» разряда позволяет избежать искровой стадии при включении эксилампы и, соответственно, уменьшения мощности излучения в этот временной интервал.

10). Разработаны методики расчета мгновенных величин мощности возбуждения и энерговвода как функций времени в эксилампах емкостного, барьерного и барьерного коронного разрядов, а также расчета спектрального распределения энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах, которые могут быть использованы при проведении исследований в других областях.

11). При проведении работы разработаны и созданы: а) электроразрядные лазеры ДИЛАН и ЛИДА; б) модульные эксилампы тлеющего разряда с мощностью излучения 1.6 кВт (КгС1-эксилампа) и 1.1 кВт (ХеС1-эксилампа); в) эксилампы барьерного разряда: КгС1-эксилампа с мощностью излучения ~100 Вт; Хе2-эксилампа с мощностью излучения до 50 Вт с размером излучающей области 20 х 24 см" и плотностью мощности излучения до 100 мВт/см2; г) эксилампы аксиально-симметричной и плоской безоконной (с размером излучающей области 23 х 23 см2) конструкций для получения излучения на димерах аргона и криптона, излучение которых не пропускается кварцевыми стенками эксиламп традиционных конструкций; д) импульсная искровая ксеноновая лампа с пиковой мощностью излучения в диапазоне от 190 до 250 нм до ~ 200 кВт; е) на основе однобарьерной ксеноновой эксилампы создан фотореактор для воздействия на жидкости илитазы при давлении до 40 атм.

Таким образом, можно" заключить, что при проведении*- настоящей работы решена крупная научно-техническая задача исследования и создания газоразрядных источников с улучшенными выходными параметрами излучения в оптической части спектра. Расширен класс газофазных рабочих сред источников спонтанного излучения, возбуждаемых различными типами самостоятельного разряда в газе, включая ранее не применявшиеся для данной цели; исследованы физические процессы в наиболее перспективных рабочих средах газоразрядных источников' спонтанного и вынужденного излучения и определены их выходные характеристики; создан ряд мощных» эффективных эксиламп непрерывного и квазинепрерывного действия, а также газоразрядных источников спонтанного излучения повышенной импульсной мощности в УФ и ВУФ областях.

Результаты научно-исследовательской работы внедрены в Томском государственном университете, Институте общей физики АН СССР, (г. Москва), Институте сильноточной электроники СО РАН, (г. Томск), Институте кардиологии ТНЦ РАМН, (г. Томск), в ЗАО «ИЦ Эксимер», (г. Санкт-Петербург), Институте теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН, (г. Москва), а также в зарубежных организациях: компаниях Alameda Applied Science (США), DemiOptics SAS (Франция), USHIO Inc. (Япония), Sen Engineering CO LTD (Япония).

В заключение автор выражает глубокую признательность научному консультанту - д.ф.-м.н, профессору В.Ф. Тарасенко, а также коллегам по Лаборатории оптических излучений ИСЭ СО РАН - А.Н. Панченко, B.C. Скакуну, Е.Х. Бакшту, Д.В. Шитцу, Д.В. Рыбке, Д.А. Сорокину, Э.А. Соснину и М.В. Ерофееву за помощь, оказанную при проведении настоящей работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Газоразрядная плазма является одним из объектов, широко используемых в качестве рабочих и активных сред. Преимуществом генерации плазмы посредством электрического разряда в газе по сравнению с иными способами - ударными)волнами, взрывами, лазерным излучением и другими способами является технологичность, возможность работы в импульсно-периодическом режиме, относительная простота, а» также возможность в широких пределах изменять длительность, удельные энергетические, а также спектральные характеристики излучения плазмы. В этом случае для получения плазмы част используются различные типы электрического разряда в газе.

Помимо выбора типа энерговвода в излучающую среду принципиальными с точки зрения создания источника излучения с заданными спектральными, временными и энергетическими параметрами излучения являются характеристики используемой рабочей среды. Одними из наиболее эффективных в УФ и ВУФ областях спектра являются среды на основе неравновесного излучения димеров и галогенидов* инертных газов. Настоящая работа посвящена- исследованию газоразрядных источников спонтанного и вынужденного излучения с рабочими» и активными1 средами на основе инертных газов и их смесей с галогенами.

1. Гудзенко Л.И., Яковленко С.И. Плазменные лазеры. -М.: Атомиздат, 1978.-256 с.

2. Справочник по лазерам / Под ред. A.M. Прохорова. В 2-х томах. Т. 1. -М.: Советское радио, 1978. -504 с.

3. Bridges W.B., and Chester A.N. Visible and UV Laser Oscillation of 118 Wavelengths in Ionized Neon, Argon, Krypton, Xenon, Oxygen, and Other Gases // Appl. Optics. -1965. -Vol. 4. No. 5.-P. 573-530.

4. Pixton R.M., and Fowles G.R. Visible laser oscillation in helium at 7063 A // Phys. Letters. -1969. Vol. 29A. -P. 654-655.

5. Schmieder D., Brink D.J., Salamon T.I., and Jones E.G. A high pressure 535.3 nm neon hydrogen laser // Optics Communications. -1981. -Vol. 36. No. 3. -P. 223-226.

6. Schmieder D., and Salamon T.I. A visible helium plasma recombination laser // Optics Communications. -1985. -Vol. 55. No. 1. -P. 49-54.

7. Иванов И.Г., JIamyui E.JI., Сэм М.Ф. Ионные лазеры на парах металлов. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -256 с.

8. Бункин Ф.В., Держиев В.И., Месяц Г.А., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., ФеденевА.В., Яковленко С.И. Мощный Ne-H2 лазер с накачкой от малогабаритного промышленного ускорителя // Квантовая электроника. -1985. Т. 12. № 10. -С. 1993-1994.

9. Бункин Ф.В., Держиев В.И., Месяц Г.А., Муравьев И.И., Скакун B.C., Тарасенко В. Ф„ Феденев A.B., Яковленко С.И., Янчарина A.M. Пеннинговские плазменные лазеры на переходах неона // Известия АН СССР, серия физическая. -1986.-Т. 50.-С. 1064-1074.

10. Эксимерные лазеры / Под ред. Ч. Роудза. -М.: Мир. 1981.-245 с.

11. Китаева В.Ф., Одинцова А.И., Соболев H.H. Ионные аргоновые квантовые генераторы непрерывного действия // УФН. -1969. Т. 99. Вып. 3. -С. 361^416.

12. Jcivan A., Bennett W.R., and Herriott D.R. Population Inversion and Continuous Optical Maser Oscillation in a Gas Discharge Containing a He-Ne Mixture // Physical Review Letters. -1961. -Vol. 6. No. 3. -P. 106-110.

13. Яковленко С.И. Плазма для лазеров / В сб. Физика плазмы. Т. 3 Итоги науки и техники. -М.: Изд-во ВИНИТИ АН СССР, 1982. -С. 57-118.

14. Bennet W.R. Inversion mechanism in gas lasers // Apply Optics Supplement on Chemical Lasers. -1965. -P. 3-33.

15. Елецкий A.B., Смирнов Б.М. Физические процессы в газовых лазерах. -М.: Энергоатомиздат, 1985. -152 с.

16. Васильев Б.И, Ястребков A.B. О возможности NH3 -лазера высокого давления // Квантовая электроника. -1984. Т. 11. № 5. -С. 1052-1060.

17. Бохан П.А. Процессы релаксации и влияние метастабильных состояний атомов и ионов металлов на механизм генерации и энергетические характеристики лазеров // Квантовая электроника. -1986. Т. 13. № 9. -С. 1837-1847.

18. Бердникое А.Н., Доржиев В.И., Муравьев И.PI., Яковленко С.И., Янчарина A.M. Пеннинговский плазменный лазер на новых переходах атома гелия в видимой области спектра // Квантовая электроника. -1987. Т. 14. № 11. -С. 2197-2200.

19. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация на длинах волн 583.3, 540.1 нм неона и на 428 нм иона азота при накачке поперечным разрядом // Оптика и спектроскопия. -1986.-Т. 61. Вып. 5.-С. 1102-1105.

20. Ломаев ММ., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Исследование генерации в неоне при накачке самостоятельным разрядом с УФ предыонизацией // Квантовая электроника. -1987. Т. 14. № 5. -С. 993-996.

21. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация в инертных газах при накачке поперечным разрядом // Письма в ЖТФ . -1988. Т. 14. В. 11. -С. 1045-1048.

22. Горюнов Ф.Г., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Янчарина A.M. Генерация на атомарных переходах инертных газов при накачке самостоятельным разрядом. Томск, 1988. -23 с. (Препринт / Томский филиал СО АН СССР, № 50).

23. Ломаев М.И., Нагорный Д.Ю., Тарасенко В.Ф., Феденев A.B., Кириллин Г.В. Генерация на атомарных переходах инертных газов в смесях с NF3 // Квантовая электроника. -1989. Т. 16. № 10. -С. 2053-2056.

24. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Янчарпна A.M. Спектроскопия активных сред на основе смесей инертных газов с NF3 // Известия СО АН СССР, сер. тех. наук. —1989. Вып. 6.-С. 125-132.

25. Ломаев М.И. Электроразрядные лазеры на переходах Hei, Nel, Arl, FI, N2+ со столкновительной очисткой нижнего лазерного уровня водородом и NF3. Диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н. -Томск, 1992. -126 с.

26. Пастор A.A., Романов Л.А., Сердобинцев П.Ю. Исследование рекомбинационного режима заселения возбужденных состояний неона в смеси неон водород в импульсном поперечном разряде // Вестник ЛГУ. -1984. № 10. -С. 102 - 104.

27. Бункин Ф.В., Держиев В.И., Латуш Е.Л., Муравьев И.И., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д., Яковленко С.И. Инверсия и генерация па переходе Ne I X = 585,3 нм в разрядах с жесткой составляющей // Квантовая электроника. -1986. Т. 13. № 12. -С. 2531 -2533.

28. Salomon T.I., Schmieder D. The Inversion mechanism of the 585.3 nm neon laser // Opt. Commun. -1987. -Vol. 62. No. 5. -P. 323-327.

29. Boichenko A.M., Skakun KS., Tarasenko V.F., Fomin E.A., Yakovlenko S.I. Cylindrical Excilamp Pumped by a Barrier Discharge // Laser Physics. -1994. -Vol. 4. No 3. -P. 635-637.

30. Алехин A.A., Баринов B.A., Герасько Ю.В., Костенко О.Ф., Любченко Ф.Н., Тюкавкин A.B., Шалашков В.И. Непрерывные плазмохимические источники света. / Под ред. Ф.Н. Любченко. -М.: "БИОР", 1997. -160 с.

31. Протасов Ю.С. Плазменные источники излучения высокой спектральной яркости / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том IV. / Под ред. В.Е. Фортова.-М.: Наука, 2000. -С. 232 262.

32. Wieser J., Murnick D.E., Ulrich A., Huggins H.A., Liddle A., and Brown W.L. Vacuum ultraviolet rare gas excimer light sources // Rev. Sci. Instrum. -1997. -Vol. 68. No. 3. -P. 1360- 1364.

33. Wilkinson P.G., Tanaka Y. New Xenon-Light Source for the Vacuum Ultraviolet // J. Opt. Soc. Am. -1955. -Vol. 45. -P. 344-349.

34. Шуаибов А.К., Дащенко А.И., Шевера И.В. Характеристики поперечного, высокочастотного разряда на смеси ксенона с хлором // Физика плазмы. -2004. -Т. 30. № 5.-С. 475^480.

35. Newman D.S. and Brennan M.J. The Dielectric Barrier Discharge: A Bright Spark for Australia's Future//Aust. J. Phys. -1995. -Vol. 48. -P. 543-556.

36. Борисов B.M., Водчгщ В.А., Ельцов A.B., Христофоров О.Б. Мощные высокоэффективные KrF-лампы с возбуждением скользящим и барьерным разрядами // Квантовая электроника. -1998. Т. 25. № 4. -С. 308-314.

37. Бойченко A.M., Тарасенко В.Ф., Фомин Е.А., Яковленко С.И. Широкополосные континуумы в инертных газах и их смесях с галогенидами // Квантовая электроника. -1993. Т. 20. № 1. -С. 7-30.

38. Головицкий А.П. Возможности создания эффективных излучателей на основе непрерывного тлеющего разряда в смесях инертных газов и галогенов // Письма в ЖТФ.-1992.-Т. 18. Вып. 8.-С. 73-76.

39. Jones R.B, Schloss J.H, Eden J.G. Discharge-excited free jet source of rare gas-halide and oxide molecules // J. Appl. Phys. -1992. -Vol. 71. No. 4. -P. 1674-1682.

40. Ломаев М.И.', Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., Шшпц Д.В. Отпаянные эффективные эксилампы, возбуждаемые емкостным разрядом // Письма в ЖТФ. -1999. Т. 25. В. 21. -С. 27-32.

41. Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Ерофеев М.В. Эксилампы эффективные источники спонтанного УФ- и ВУФ-излучения // Успехи физических наук. -2003, - Т. 173. № 2. -С. 201-217.

42. Curtis W.E. A New Band Spectrum Associated with Helium // Proc. Roy. Soc. London. -1913. Ser. A89. -P.146-149.

43. Goldstein F. Uber ein noch beschriebenes, anscheinend dem Helium angehörendes, Spektrum // Verh. Deutsche Phys. Ges. -1913. -Vol. 15. -P. 402^113.

44. HopfieJd J.J. New ultra-violet spectrum of helium // Astrophys. J. -1930. -Vol. 72. -P.133-145.

45. Mulliken R.S. Potential curves of Diatomic Rare-Gas Molecules and» Their Iona and Particular Reference to Xe2* // J. Chem. Phys. -1970. -Vol. 52. -P. 5170-5182.

46. Stevens В., Hutton E. Radiative life-time of the pyrene dimer and the possible role of excited dimers in energy transfer processes // Nature. -1960. -Vol. 186. No. 4730. -P. 1045-1046.

47. Басов Н.Г., Данилычев B.A., Попов Ю.М., Ходкевич Д.Д. Квантовый генератор в вакуумной области спектра при возбуждении жидкого ксенона электронным пучком // Письма в ЖЭТФ. -1970. Т. 12. № 10. -G. 473-474.

48. Rhodes С. Review of ultraviolet laser physics // IEEE J. Quantum Electronics. -1974. -Vol. 10. No. 2.-P. 153- 174.

49. Лакоба И.С., Яковленко С.И. Активные среды эксиплексных лазеров (Обзор) // Квантовая электроника. -1980. Т. 10. -С. 389-410.

50. Смг1рнов Б.М. Эксимерные молекулы // УФН. -1983. Т. 139. Вып. 1. -С. 53-81.

51. Газовые лазеры / Под редакцией И. Мак-Даниэля и У. Нигена. -М.: Мир, 1986. -550 с.

52. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Степанов Ю.Ю. Электроразрядные эксимерные лазеры. -М.: Энергоатомиздат, 1988. -216 с.

53. Герасимов Г.Н., Крылов Б.Е., Логинов А.В., Щукин С.А. Ультрафиолетовое излучение возбужденных молекул инертных газов // УФН. -1992. Т. 162. № 5. -С. 123- 159:

54. Волкова Г.А., Кириллова Н.Н., Павловская Е.Н., Подмошенский И.В., Яковлева А.В. Лампа для облучения в вакуумной ультрафиолетовой области спектра // Бюл. изобр. -1982. №41.-С. 179.

55. Shevera V.S., Shuaibov А.К., Malinin A.N., and Gerts S.Yu. Investigation of the efficiency of the formation of monohalides of inert gases in pulsed discharge through a dielectric // Opt. Spectrosc. (USSR). -1980. -Vol. 49. -P. 662-663.

56. Malinin A.N., Shuaibov A.K., Shevera V.S. Excitation of a mixture of mercury vapor and halogen-containing molecules in a pulsed discharge through a dielectric // J. Appl. Spectrosc. -1980. -Vol. 32. -P. 313-316.

57. Eliasson В., Kogelschatz U. Modeling and Applications of Silent Discharge Plasmas // IEEE Transactions on Plasma Science. -1991. -Vol. 19. No. 2. -P. 309-323.

58. Von Arx C., Kogelschatz U. High-power radiator // US Patent 5,198,717. March.30, 1993.

59. Kogelschatz U. High-power radiator// US Patent 5,386,170. Jan. 31, 1995.

60. Gellert В., Kogelschatz U. Generation of Excimer Emission in Dielectric Barrier Discharges // Appl. Phys. B. -1991. -Vol. 52. -P. 14-21.

61. Kogelschatz U. Dielectric-barrier Discharges: Their History, Discharge Physics, and Industrial Applications // Plasma Chemistry and Plasma Processing. -2003. -Vol. 23. No. 1. -P. 1-45.

62. Kogelschatz U. High-power radiator // US Patent 5,214,344. May 25, 1993.

63. Kogelschatz U., Salger J. High-Pressure Plasmas: Dielectric-Barrier and Corona Discharges Properties and Technical Applications. In: Low Temperature Plasma. Fundamentals, Technologies, and Techniques (2nd Edn.). / Ed. By R. Hippler, H. Kersten,

64. M. Schmidt, К.Н. Schoenbach. WILEY-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, Weinheim, 2008. - Vol. 2. -P. 439-462.

65. Zhang J.-Y, Boyd I. W. Efficient excimer ultraviolet sources from a dielectric barrier discharge in rare-gas/halogen mixtures // J. Appl. Phys. -1996. Vol. 80 (2). -P. 633-638.

66. Boyd I.W., Zhang J. Y. New large area ultraviolet lamp sources and their applications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research- B. -1997. -Vol. 121.-P. 349-356.

67. Zhang J.-Y, Boydl.W. Lifetime investigation ofexcimei UV sources //Applied Surface Science. -2000. Vol. 168. -P. 296-299.

68. Boyd I.W., Zhang J. Y., Kogelschatz U. Development and applications of UV excimer lamps. Photo-Excited Piocesses, Diagnostics and Applications. / Ed. by A. Peled. Kluwer Academic. The Netherlands, 2003. -P. 161-199.

69. Энциклопедия низкотемепратурной плазмы. Серия Б. Справочные приложения, базы и банки данных. Том XI-4. Газовые и плазменные лазеры / Под< ред. С.И. Яковленко. -М.: Физматлит, 2005. -С. 471-636.

70. Ломаев М.И, Соснш Э.А., Тарасенко В.Ф., Ulumif Д.В., Скакун В. С, Ерофеев М.В., Лисенко А.А. Эксилампы барьерного и емкостного разрядов и их применения // Приборы и техника эксперимента. -2006. № 5. -С. 5 26.

71. Шуаибов А.К, Шевера И.В., Шимон Л Л., Соснин Э.А. Современные источники ультрафиолетового излучения: разработка и применение. -Ужгород: Ужгородский национальный университет, 2006. -225 с.

72. Falkenstein Z., Coogan J. The development of a silent discharge-driven XeBr* excimer UV light source // J. Phys. D: Appl. Phys. -1997. Vol. 30. -P. 2704-2710.

73. Zhang J.—Y., Boyd I.W. Efficient Xel excimer ultraviolet sources from a dielectric barrier discharge // J. Appl. Phys. -1998. Vol. 84. No. 3. -P. 1174-1178.

74. Волкова Г.А., Зверева Г.Н. Исследование параметров барьерного разряда в смесях^ . Кг -12, Хе- Т2 // Оптика и спектроскопия. -2004. Т. 96. № 3. -С. 419-427.

75. Arnold Е., Dreiskemper R., and Reber S. High-Power Excimer Sources Proc. Of the 8th Internatinal Symposium on the Science and Technology of LIGHT SOURCIES LS-8. Greifswald. Germany, 30 Aug.- 3 Sept. 1998. -P. 90-98.

76. Eliasson В., Egli W., Kogelschatz U. Modeling of Dielectric Barrier Discharge Chemistry // Pure and Applied Chemistry. -1994. Vol. 66. No. 6. -P. 1275-1286.

77. Kogelschatz U., Eliasson В., Egli W. From ozone generators to flat television screens: history and future potential of dielectric barrier discharges // Pure Appl. Chem. -1999. -Vol. 71. No. 10.-P. 1819-1828.th

78. Vollkommer F., Hitzschke L. Dielectric Barrier Discharge // Proc. Of the 8- Internatinal Symposium on the Science and Technology of LIGHT SOURCIES LS-8. Greifswald. Germany, 30 Aug.- 3 Sept. 1998. -P. 51-60.

79. Kogelschatz U. Filamentary, Patterned, and Diffuse Barrier Discharge // IEEE Transactions on Plasma Science. -2002. Vol. 30. No. 4. -P. 1400-1408.

80. Gibalov V.I., Pietsch G.J. The development of dielectric barrier discharges in gas gaps and on surfaces // J. Phys. D: Appl. Phys. -2000. Vol. 33. -P. 2618-2636.

81. Brauer I., Pvmset C., Pui-wins H. -G., Boeuf J. P. Simulations of self-organized filaments in a dielectric barrier glow discharge plasma // J. Appl. Phys. -1999. Vol. 85. No. 11.-P. 7569-7572.

82. Akashi H., Oda A., Sakai Y. Modeling of Multifilament Formation in Dielectric Barrier Discharge Excimer Lamp // IEEE Transactions on Plasma Science. -2005. Vol. 33. No. 2. -P. 308-309.

83. Boichenko A.M., Tarasenko V.F., Yakovlenko S.I. Exciplex rare-halide lasers // Laser Physics.-2000. Vol. 10. No. 6.-P. 1159-1187.

84. О da A., Sakai Y:, Akashi H., andSugawara H. One-dimensional modeling of low-frequency and high-pressure Xe barrier discharges for the design of excimer lamps // J. Phys. D: Appl. Phys. -1999. Vol. 32. -P. 2726-2736.

85. Carman R.J., and Mildren R.P. Computer modeling of a short-pulse excited dielectric barrier discharge xenon excimer lamp (k ~ 172 ran) // J. Phys. D: Appl. Phys. -2003. -Vol. 36.-P. 19-33.

86. Bogdanov E.A., Kudryavtsev A.A., Arslanov R.R., and Kolobov V.I. Simulation of pulsed dielectric barrier discharge xenon excimer lamp // J. Phys. D: Appl. Phys. -2004. -Vol. 37.-P. 2987-2995. '

87. Beleznai Sz., Mihajlik G., Agod A., Maros I., Jithasz R., Nemeth Zs., Jakab L., and Richter P. High-efficiency dielectric barrier Xe discharge lamp: theoretical and experimental investigations // J. Phys. D: Appl. Phys. -2006. Vol. 39. -P. 3777-3787.

88. Boichenko A.M., Yakovlenko S.I., Tarasenko V.F. Electron beam-excited Xe excilamp's optimal characteristics // Laser and Particle beams. -2000. Vol. 18. -P. 655-660.

89. Mildren R.P., Carman R.J. Enhanced performance of a dielectric barrier discharge lamp using short-pulsed excitation // J. Phys. D: Appl. Phys. -2001. Vol. 34. -P. LI - L6.

90. Nakamura I, Kannari F, Obara M. Improvement of the KrF(B-X) excimer lamp with 248 and 193 nm dual wavelength emission using an Ar buffer // Appl. Phys. Lett. -1990. Vol. 57. -P. 2057-2059.

91. Tanaka Y„ Jursa A.S. Combining of the Rare-Gas Continua // J. Opt. Soc. America. -1960.-Vol. 50.-P. 1118-1119.

92. Зайдель A.H., Шрейдер Е.Я. Спектроскопия вакуумного ультрафиолета. -М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1967. -472 с.

93. Shuaibov A.K Multiwave excimer lamps using XeF/XeCl/KrF/KrCl molecules // Technical Physics. -1998. Vol. 43. No. 12. -P. 1459-1462.

94. Malinin A.K, Guivan N.N., and Shimon L.L. Emission Spectra of Working Mixtures of a HgBr/HgCl Excimer Lamp // Optics and Spectroscopy. -2000. Vol. 89. No. 6. -P. 829-833.

95. Шуаибов А.К., Дагценко A.M. Условия одновременного образования хлоридов Аг, Кг, Хе в многоволновом излучателе с накачкой поперечным-разрядом-// Квантовая электроника. -2000. Т. 30. № 3. -С. 279-281.

96. Guivan N.N., Janca J., BrabJec A., Stahel P., Stavicek P., Shimon L.L. Planar UV excilamp excited by a surface barrier discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. -2005. -Vol. 38.-P. 3188-3193.

97. Шуаибов A.K, Грабовая И.А. Электроразрядная ультрафиолетовая лампа на смеси ксенон-йод // Журнал прикладной спектроскопии. -2005. Т. 72. № 2. -С. 247-250.

98. Шуаибов А.К., Шевера И.В. Эксиплексно-галогенные широкополосные лампы на смесях инертных газов с молекулами хлора и фреона-12 // ЖТФ. -2007. Т. 77. Вып. 9. -С. 93-101.

99. Рыкстин Н.Н., Углов А.А., Зуев КВ., Кокора А.Н. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справочник. -М.: Машиностроение, 1985. -496 с.

100. Excimer Laser Technology / Ed. by D. Basting and G. Marowsky. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. -434 P.

101. Mehnert R. UV Curing Equipment-Monochromatic UV Lamps, in UV and EB Curing Technology and Equipment / Ed. by J. Wiley. S1TA. 1999. Chapter 4. -P. 83-105.

102. Falkenstein Z Another Route to the Ultraviolet // Photonics Spectra. -2001. -Vol.35. Is.ll.-P. 108-110.

103. Hitzschke L. and Vollkommer F. Product Families based on Dielectric Barrier Discharge // Proc. of the 9th International Symposium on the Science and Technology of Light Sources. Cornell University. Ithaca, NY, USA, 12-16 August 2001. -P. 411-421.

104. Laroussi M., Dobbs F.C., Doblin M.A., Ball L.G., Moreira K.R., Dyer F.F., Richardson J.P. Decontamination of Water by Excimer UV Radiation // IEEE Transactions on Plasma Science. -2002. Vol. 30. No. 4. -P. 1501- 1503.

105. Oppenlander T. Photochemical Purification of Water and Air, Advanced Oxidation Processes (AOPs): Principles, Reaction Mechanisms, Reactor Concepts. New York/Weinheim: Wiley-VCH, 2003. ISBN 3-527-30563-7.

106. Oppenlander T Mercury-free sources of VUV-UV radiation application of modern excimer lamps (excilamps) for water and air treatment //J. Envirom. Eng. Sci. -2007. Vol. 6. -P. 253-264.

107. Lazzaro D., Murra P., Felici D., Fu S. Spatial distribution of the light emitted by an excimer lamp used for ultravioletB photo-therapy: experiment and modeling // Rev. Sci. Instrum. -2004. Vol. 75. Is. 5. -P. 1332-1336.

108. Muzzi F., Baldesi A. Apparatus with ultraviolet spectrum lamp for the treatment of psoriasis // Int. Pat. Class. A61N5/06, Int. Publ. No. WO 03/024526 Al.

109. Oppenlander Т., Gliese G. Mineralization of Organic Micropollutants (Homologous Alcohols and Phenols) in Water by Vacuum-UV-Oxidation (H20-VUV) with an Incoherent Xenon-Excimer Lamp at 172 nm // Chemosphere. -2000. -Vol. 40.-P. 15-21.

110. Айзенберг Ю.Б. Световые приборы. Справочная книга по светотехнике. / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -С. 111-136.

111. Смирнов Б.М., Яценко А.С. Димеры. -Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН. 1997. -148 с.

112. Гордон Е.Б., Егоров В.Г., Михелъсо В.Т., Наливайко С.Е., Павленко B.C., ПеэтВ.Э., Трещалов А.Б. О гарпунном канале образования эксимерных молекул в электроразрядном ХеС1-лазере // Квантовая электроника. -1988. Т. 15. № 2. -С. 285-288.

113. Eliasson В., Kogelschatz U. Nonequilibrium volume plasma chemical processing // IEEE Transactions on Plasma Science. -1991. Vol. 19. -P. 1063-1077.

114. Райзер Ю.П., Шиейдер М.Н., Яценко Н.А Высокочастотный емкостной разряд: Физика. Техника эксперимента. Приложения: Учеб. пособие: Для вузов. -М.: Изд-во Моск. физ.-техн. ин-та. Наука. Физматлит. 1995. -320 с.

115. Протасов Ю.С., Чувашев С.И. Динамика частиц и особенности процессов переноса в низкотемпературной плазме / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том 1. / Под ред. В.Е. Фортова. -М.: Наука, 2000. -С. 101-126.

116. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда: Пер. с англ. / Под ред. Д.А. Франк-Каменецкого. -М.: Атомиздат, 1961. -323 с.

117. Мак-Доналд А. Сверхвысокочастотный пробой в газах: / Пер. с англ. Под ред. М.С. Рабиновича-М.: Мир, 1969. -205 с.

118. Kiimagai И., Obara М. New high-efficiency quasi-continuous operation of an ArF(B-X) excimer lamp excited by microwave discharge // Appl. Phys. Lett. -1989. -Vol. 54.-P. 2619-2621.

119. Kutamura M, Mitsuka K, Sato H. XeCl (B-X) Excimer Lamp Excited by Microwave Discharge // Appl. Surface Science. -1994. Vol. 79/80. -P. 507.

120. Kumagai H., and Toyoda K. Properties of new high-efficiency vacuum ultraviolet fluorine lamp excited by microwave discharge // Appl. Phys. Lett. -1991. Vol. 59. -P. 2811-2813.

121. Schoenbach K, El-Habachi A., Shi W., and Ciocca M. High-pressure hollow cathode discharges It Plasma Sources Sci. Technol. -1997. Vol. 6. -P. 468-477.

122. El-Habachi A., Schoenbach K.H. Emission of excimer radiation from direct current, high-pressure hollow cathode discharges // Appl. Phys. Lett. -1998. Vol. 72. No. 1. -P. 22-24.

123. Schoenbach КН., El-Habachi A., Moselhy M.M., Shi W., Stark R H. Microhollow cathode discharge excimer lamps // Physics of Plasmas. -2000. Vol. 7. No. 5. -P. 2186-2191.

124. Zhu IV., Takano N. Schoenbach K.H., Guru D., McLaren J., Heberlein J., May R.and Cooper J. R. Direct current planar excimer source // J. Phys. D: Appl. Phys. -2007. -Vol. 40.-P. 3896-3906.

125. Райзер Ю.11. Физика газового разряда. Учеб. руководство. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. -592 с.

126. Taylor R.S, Leopold К.Е., Tan К.О. Continuous B-X excimer fluorescence using direct current discharge excitation // Appl. Phys. Lett. -1991. Vol. 59. No. 5. -P. 525-527.

127. Головицкий А.П., Кан С.H. Характеристики ультрафиолетового эксимерного излучения непрерывного тлеющего разряда низкого давления // Оптика и спектроскопия. -1993. Т. 75. Вып. 3. -С. 604-609.

128. Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Излучательные характеристики поднормального тлеющего разряда в смесях инертных газов и галогенов // Оптика и спектроскопия. -1998. Т. 84. № 3. -С. 389-392.

129. Панченко А.Н, Соснин Э.А, Тарасенко В.Ф. Рабочая среда лампы тлеющего разряда низкого давления // Патент RU 2089962 Cl. Бюлл. изобр. -1997. № 25.-С. 350.

130. Импульсные источники света /Под ред. И.С. Маршака. -М.: Энергия, 1978. -472 с.

131. Справочная книга по светотехнике. Под ред. Ю.Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -472 с.

132. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. -М.: Энергоатомиздат, 1991. -720 с.

133. Басов Ю.Г. Источники накачки микросекундных лазеров. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -240 с.

134. Фортов В.Е. Динамические методы в физике плазмы // УФН. -1982. -Т. 138. Вып. 3. -С. 361-412.

135. Радиационная плазм о динамика. Т. 1 / Под ред. Ю.С. Протасова. Т. 1. Материалы I Всесоюзного симпозиума по радиационной плазмодинамике. -М.: Энергоатомиздат, 1991.-574 с.

136. Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю. Светоэрозионный источник высокоэнтальпийных газово-плазменных потоков сложного химического состава / ПТЭ. -2003. № 2. -С. 65-71.

137. Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю. Импульсный источник коротковолнового ультрафиолетового излучения высокой плотности мощности / ПТЭ. -2003. № 2. -С. 72-77.

138. Lam S.K., Lo D., Zheng C.E., Yuan C.L., Shanggitan C. Yang, T.L., Kochetov I.V. Parametric study of Xe2* dimer in high-pressure electrical discharges // Applied Physics B: Lasers and Optics. -2002. Vol. 75. No. 6-7. -P. 723-730.

139. Panchenko A.N., Tarasenko V.F., Belokurov A.N., Mendoza P., and Rios I. Planar KrGl excilamp pumped by transverse self-sustained discharge with optical system for radiation concentration // Phys. Scr. -2006. Vol. 74. -P. 108-113.

140. Noggle R.C., Krider E.P., Wayland J.R. A search fort X rays from helium and air discharges at atmospheric pressure // J. Appl. Phys. -1968. Vol. 39. -P. 4746^1748.

141. Тарасова JI.B., Худякова Л.H. Рентгеновское излучение при импульсных разрядах в воздухе//ЖТФ. -1969. Т. 39. Вып. 8. -С. 1530-1533.

142. Tarasenko VF, Yakovlenko S.I. High-powet subnanosecond beams of runaway electrons and volume discharge formation in gases at atmospheric pressure // Plasma Devices and Operations. -2005. Vol. 13. No 4. -P. 231-279.

143. Тарасенко В.Ф., Орловский B.M., Шунайлов С А Формирование пучка электронов в воздухе при атмосферном давлении // Известия вузов. Физика. -2003. № 3. -С. 94-95.

144. Бабич Л.П., Лойко Т.В., Тарасова Л.В. Характеристики газоразрядного источника световых импульсов наносекундной длительности // ПТЭ. -1977. № 1. -С. 203-205. .

145. Костыря И.Д., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Феденев А В Оптические свойства плазмы при объемном наносекундном разряде атмосферного давления в неоднородном электрическом поле // ЖТФ. -2004. Т. 74. Вып. 8. -С. 35-40.

146. Manley Т.С. The ekectric characteristics of the ozonator discharge // Trans. Electrochem. Soc. -1943. Vol. 84. -P. 83-96.

147. Falkenstein Z., Coogan J J Microdischarge behavior in the silent discharge of nitrogen -oxigen and water-air mixtures // J. Phys. D: Appl. Phys. -1997. Vol. 30.-P. 817-825.

148. Емельянов Ю.М., Филиппов Ю.В. Электрическая теория озонаторов II. Теория динамических характеристик озонаторов // Журнал физической химии. -1957.-Т. 31. №7.-С. 1628-1635.

149. Емельянов Ю.М., Филиппов Ю.В. Электрическая теория озонаторов IV. Об активной мощности озонаторов // Журнал физической химии. -1959. Т. 33. № 5: -С. 1042-1046.

150. Самойлович В.Г., Гибалов В И., Козлов КВ. Физическая химия барьерного разряда. -М.: Изд-во МГУ, 1989. -176 с.

151. Liu S. and Neiger М Excitation of dielectric barrier discharges by unipolar submicrosecond square pulses // J. Phys. D: Appl. Phys. -2001. Vol. 34. -P. 1632-1638.

152. Автаева C.B. Барьерный разряд. Исследование и применение. -Бишкек. Изд-во Киргизско-Российского Славянского Университета, 2009. -152 с.

153. Jumo М., Okamoto М., Takeda М., and Motomura Н. Luminance and efficacy impiovement of low-pressure xenon pulsed fluorescent lamps by using an auxiliary external electrode // J. Phys. D: Appl. Phys. -2001. Vol. 40. -P. 3889-3895.

154. Schwarz-Kiene P., Heering W. Improved power converter for pulsed operation of DBD // Proc. SPIE. -2000. Vol. 4071. -P. 271-282. Int. Conference on Atomic and Molecular Pulsed Lasers III, Tomsk (Russia), 13-17 Sept. 1999.

155. Эпштейн М.И. Измерения оптического излучения в электронике. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -254 с.

156. Гуревич ММ. Фотометрия (теория, методы и приборы). -Д.: Энергоатомиздат, 1983. -272 с.176. http://www.ophiropt.com/

157. Подмошенский И.В., Пухов A.M., Яковлева A.B. // Журнал прикладной спектроскопии. -1972. Т. XVI. Вып. 3. -С. 415.

158. Малышев В-.И. Введение в экспериментальную спектроскопию. -М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1979. -480 с.

159. Диагностика и метрология плазменных процессов / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том II. Раздел V. / Под ред. В.Е. Фортова. -М.: Наука, 2000. -С. 382-634.

160. БекефиД., Дейч К., Якоби Б. Спектроскопическая диагностика лазерной плазмы / В сб. Плазма в лазерах. / Под ред. Д. Бекефи. -М.: Энергоиздат, 1982. -С. 312-409.

161. Очкин В.Н. Спектроскопия низкотемпературной плазмы. -М.: Физматлит, 2006. -472 с.

162. Колесников В.Н. Низкотемпературная плазма как объект диагностики / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том II. / Под ред. В.Е. Фортова. -М.: Наука, 2000. -С. 393-411.

163. Колесников В.Н. Спектроскопическая диагностика плазмы в УВИ диапазоне / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том II. / Под ред. В.Е. Фортова. -М.: Наука, 2000. -С. 491-507.

164. Методы исследования плазмы. / Под ред. В. Лохте-Хольтгревена. Перевод с англ. Под ред. С.Ю. Лукьянова. -М.: Мир, 1971. -552 с

165. Грим Г. Уширение спектральных линий в плазме. -М.: Мир, 1978. -492 с.

166. Воробьев B.C., Железняк М.Б. Определение концентрации и температуры электронов по абсолютной интенсивности спектральных линий в неравновесной плазме // Оптика и спектроскопия. -1973. Т. 35. Вып. 4. -С. 619-625.

167. Кудрявцев A.A., Скребов В.И. Об определении температуры электронов по абсолютной интенсивности спектральной линии в неравновесной плазме // Оптика и спектроскопия. -1982. Т. 52. Вып. 4. -С. 621-625.

168. Britun N., Gaillard M., Ricard A., Kim Y.M., Kim К. S., Han J. G. Determination of the vibrational, rotational and electron temperatures in N2 and Ar-N2 rf discharge // J. Phys. D: Applied Physics. -2007. Vol. 40. -P. 1022-1029.

169. Загулов Ф.Я., Котов A.C., Шпак В.Г., Юрике Я.Я., Яландин М.И. РАДАН -малогабаритный импульсно-периодический сильноточный ускоритель электронов // ПТЭ. -1989. №2. -С. 146-149.

170. Жовтянский В.А., Пелен КВ., Новик О.М. Практическая спектроскопия рекомбинирующей плазмы в области перехода от ЛТР к ЧЛТР // ЖПС. -1988. Т. 49. № 3. -С. 400—407.

171. Makuchowski J., Pokora L. Theoretical model of TEA nitrogen laser excited by electric discharge. Part 1. Problem formulation // Optica Applicata. -1993. Vol. XXIII. No. 2-3.-P. 113-129.

172. GodargB. Simple High-Power Large-Efficiency N2 Ultraviolet Laser // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1974. Vol. 10. No. 2. -P. 147-153.

173. Шваб А. Измерения на высоком напряжении. Пер. с нем. Кужекина И. П. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -264 с.

174. Клаассен КБ. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. / Перевод с английского Е.В. Воронова и A.JI. Ларина. -М.: Постмаркет, 2000. -352 с.

175. Ломаев М.И. Определение энерговвода в эксилампах с возбуждением барьерным разрядом // Оптика атмосферы и океана. -2001. Т. 14. № 11. -С. 1091-1095.

176. Liu S. and Neiger М. Electrical modeling of homogeneous dielectric barrier discharges under an arbitrary excitation voltage // J. Phys. D: Applied Physics. -2003. Vol. 36. -P. 3144-3150.

177. Ломаев М.И., Рыбка Д.В. Определение спектральной плотности энергии полихроматического излучения в абсолютных единицах // ПТЭ. -2006. № 3. -С. 111-114.

178. Тарасенко В.Ф., Верховский B.C., Федоров А.И., Телъминов Е.Н. Электроразрядный ХеС1 лазер // Квантовая электроника. -1980. Т. 7. № 9. -С. 2039-2041.

179. Мельчеико С.В., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Электрораэрядный KrCl лазер с энергией излучения 0.6 Дж // Письма в ЖТФ. -1986. Т. 12. Вып. 3. -С. 171-175.

180. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Электроразрядный многоволновой лазер ДИЛАН // ПТЭ. -1990. № I. -С. 179-180.

181. Ломаев М.И., Панченко А.Н., Тарасенко В. Ф. Газовый импульсно-периодический лазер с накачкой поперечным разрядом // Авторское свидетельство № 1498350, 1989.

182. Силовые полупроводниковые приборы. / Пер. с англ. под ред. Токарева В.В. -Воронеж: Элист, 1995. 661с.

183. Ломаев МИ., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Скакун B.C. Газоразрядный источник излучения // Патент на изобретение № 2310947, зарег. 20. 11. 2007. БИ № 32 от 20. 11. 2007.

184. Panchenko A.N., Sosnin Е.А., Tarasenko VF. Improvement of output parameters of glow discharge UV excilamps // Optics Communications. -1999. Vol. 161. -P. 249-252.

185. Бакигт E.X., Панченко АН., Тарасенко В.Ф. Эффективный длинноимпульсный ХеС1-лазер с предымпульсом, формируемым индуктивным накопителем энергии // Квантовая электроника. -2000. Т. 30. № 6. -С. 506 - 509.

186. Рукин С.Н. Генераторы мощных наносекундных импульсов с полупроводниковыми прерывателями тока // Приборы и техника эксперимента. -1999. №4.-С. 5-36.

187. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. -Л.: Энергия, 1978. -262 с.

188. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. -М.: Радио и связь, 1981. -440 с.

189. Willett C.S., Litynski D.M. Power increase in N2 UV and IR lasers by addition of SF6 // Appl. Phys. Lett. -1975. Vol. 26. No. 3. -P. 118-120.

190. Лосев В.Ф., Тарасенко В.Ф. Влияние добавок SFg на характеристики N2 -лазера // ЖТФ. -1976. Т. 46. -С. 2202-2204.

191. Каслин В.М., Петрат Г.Г. Новые линии импульсной генерации и сверхсветимости» на переходах неона в видимой области спектра // ЖПС. -1970. Т. ХП. Вып. 3. -С. 540-542.

192. Sutton B.G., Galvan L., Valenzuela P.R., Suchard S.N. Atomic laser action in rare-gas-SF6 mixtures // IEEE J. Quantum Electronics. -1975. Vol. QE-11. No. 1. -P. 54-57.

193. Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. -М.: Мир, 1981. -542 с.

194. Rollins R.S., Jordan D.L. Multi-wavelength operation of rare-gas-halide lasers // J. Phys. D.: Appl. Phys. -1986. Vol. 19. No. 5. -P. 717-720.

195. Shusen M.A., Yongbang Y., Xinxin S. The double laser oscillating with KrCl and XeCl // Rev. Roum. Phys. -1986. Vol. 31. No. 9-10. -P. 881-884.

196. Kovacs M.A., Ultee C.J. Visible laser action in fluorine I // AppLPhys. Lett. -1970. -Vol. 17.No.L-P. 39-40.

197. Тарасенко В.Ф., Бычков Ю.И., Лосев В.Ф., Федоров А.И. Характеристики мощного азотного лазера// Квантовая электроника. -1973. -Т. 15. № 3. -С. 103-105.

198. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация в инертных газах при накачке поперечным разрядом // Квантовая электроника. -1988. Т. 15. № 10. -С. 1978-1981.

199. Держиев В.И., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И. Генерация на переходе X = 585,Знм в смеси Ne-NF3 // Оптика и спектроскопия. -1989. Т. 67. Вып. 5.-С. 1188-1189.

200. Бионди М.А. Рекомбинация. В сб. Плазма в лазерах. Под ред. Дж. Бекефи. -М.: Энергоиздат, 1982.-С. 145-176.

201. Бионди М.А. Электрон-ионная рекомбинация в газовых лазерах. В сб. Газовые лазеры. / Под ред. И. Мак-Даниэля и У. Нигена. -М.: Мир. 1986. -С. 216 234.

202. Грим Г. Спектроскопия плазмы. -М.: Атомиздат, 1969. -451 с.

203. Биберман Л.М., Воробьев B.C., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. -М.: Наука, 1982. -376 с.

204. Пастор А.А., Сердобинцев П.Ю., Шубин Н.Н. Исследование роли ступенчатых процессов в начальной стадии импульсного поперечного разряда в неоне // Оптика и спектроскопия. -1986. Т. 60. Вып. 4. -С. 706-710.

205. Brake М., Repetti Th.E. Electron temperatures of intense electron-beam-produced plasma // IEEE Trans. Plasma Sci. -1989. Vol. 17. No.l. -P. 60-61.

206. Вирин JJ.K, Джагацпанян P.В., Карачевцев Г.В., Потапов В.К., Тальрозе В.Л. Ионно-молекулярные реакции в газах. -М7: Наука, 1979. -548 с.

207. Александров А.Ю., Долгих В.А., Керимов О.М, Мызников Ю.Ф., Рудой И.Г, Сорока A.M. Основные механизмы образования инверсии на Зр—3s переходах неона// Квантовая электроника. -1987. Т. 14. № 12. -С. 2389-2395.

208. Thynne J.C.J. Negative Ion Formation by Electron Impact in Nitrogen Trifluoride // J. of Phys. Chem. -1969. Vol. 73. No. 5. -P. 1536-1588.

209. Радциг A.A., Б.М. Смирнов Справочник по атомной и молекулярной физике. -М.: Атомиздат, 1980. -240 с.

210. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. О механизме возникновения инверсии населенностей в смесях He(Ne, Ar)-NF3 при накачке самостоятельным разрядом // Квантовая электроника. -1992. Т. 19. № 2. -С. 146-150.

211. Григорян Ю.И., Папанян В.О., Тараеенко В.Ф. Электроразрядный He-N3 лазер // Квантовая электроника. -1986. Т. 13. № 10. -С. 2015-2024.

212. Collins С.В. The nitrogen ion laser pumped by charge transfer // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1984. Vol. 20. No. 1. -P. 47-63.

213. Радциг A.A., Б.М. Смирнов Параметры атомов и атомных ионов. Справочник. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -344 с.

214. Демшредер В. Лазерная спектроскопия: Основные принципы и техника эксперимента. -М.: Наука, 1985. -608 с.

215. Clunie D.M., Thorn R.S.A., Trezise К.Е. Asymmetric visible super-radiant emission from a pulsed neon discharge // Phys. Lett. -1965. Vol. 14. No. 1. -P. 28-29.

216. Leonard D.A. The 5401 A pulsed neon laser // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1967. Vol. QE 3. No. 3. -P.133-135.

217. Shipman D. Traveling wave excitation of high power gas lasers // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1967. Vol. QE 10. No. 1. -P. 3-4.

218. Смирнов Б.М. Физика атома и иона. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -216 с.

219. Dougal R.A., Williams P.P. Fundamental processes in' laser-triggered electrical breakdown of gases // J. Phys. D.: Appl. Phys. -1984. Vol. 17. No. 5. -P. 903-918.

220. Moriarty J. J., Milde H.I., Bettis J.R., Quenther A.ff. Precise Laser Initiated Closure of Multimegavolt Spark Gaps //' Rev. Sci." Instrum. -1971. Vol; 42. No. 12.- --P.1767-1776.

221. Ломаев M. И., Тарасенко В. Ф. Рабочая среда двухчастотного электроразрядного лазера // Авторское свидетельство № SU1455962. Заявка № 4271185. Приоритет от 29.06.87. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 1 октября 1988 г.

222. Лисицын В.Н., Ражее A.M. Мощный лазер высокого давления на красных линиях фтора // Письма в ЖТФ. -1977. Т. 3. Вып. 7. -С. 862-864.

223. Kovacs М.А., Mltee C.J. Visible laser action in fluorine I // Appl. Phys. Lett. -1970. -Vol. 17. No. 8.-P. 39-40.

224. Bigio I.J., Begley R.P. High-power visible laser action in neutral atomic fluorine // Appl. Phys. Lett. -1976. Vol. 28. No. 5. -P. 263-264.

225. Lawler J. E., Parker J. W., Anderson L.V., Pitzsimmons W.A. Experimental Investigation of the Atomic Fluorine Laser // IEEE Journal of Quantum Electronics. -1979. Vol. QE-15. No. 7. -P. 609-613.

226. Tanaka Y. Continuous Emission Spectrum of Rare Gases in the Vacuum Ultraviolet Region // J. Opt. Soc. Amer. -1955. Vol. 45. -P. 710-716.

227. Волкова Г.А., Кириллова H.H., Павловская E.H., Яковлева А.В. ВУФ лампы на барьерном разряде в инертных газах // ЖПС. -1984. Т. 41. Вып. 4. -С. 691-695.

228. Eliasson В., Kogelschatz U. UV excimer radiation from dielectric barrier discharges //Appl. Phys. B. -1988. Vol. 46. No. 4. -P. 299-303.

229. Kogelschatz U„ Esrom H., Zhang J., Boyd I. W. High-intensity sources of incoherent UV and VUV excimer radiation for low-temperature materials processing // Applied Surface Science. -2000. Vol. 168. -P. 29-36.

230. Герасимов Г.Н. Оптические спектры бинарных смесей инертных газов // УФН. -2004. Т. 174. № 2. -С. 155- 175.

231. Хи Xueji. Dielectric barrier discharge properties and applications // Thin Solid Films. -2001. - Vol. 390. -P. 237—242.

232. Коновалов И.Н., Тарасенко В.Ф. Излучение смесей Ar (Ne) : Хе : C2F4Br2 (NF3) при возбуждении электронным пучком // Журнал прикладной спектроскопии. 1981. -Т. 34. Вып. 1.-С. 177-179.

233. Шуаибов А.К, Шимон Л.Л., Шевера И. В. Многоволновая электроразрядная лампа на галогенидах инертных газов // Приборы и техника эксперимента. -1998. № 3. -С. 142-144.

234. Шуаибов А.К., Дащенко А.И. Условия одновременного образования хлоридов Аг, Кг, Хе в многоволновом излучателе с накачкой поперечным разрядом // Квантовая электроника. -2000. Т. 30. № 3. -С. 279-281.

235. Sasaki W., Kubodera S., Kawanaka J. Efficient VUV light sources from rare gas excimer and their applications // Proc. SPIE. -1997. Vol. 3092. -P. 378-381.

236. Liuti G., Mentall J.E. Monochromatic iodine lamp // Rev. Sci. Instr. -1968. -Vol. 39.No. 11.-P. 1767-1768.

237. Harteck P., Reeves R. R, Thompson Jr., and B. A. The iodine lamp: a light source for selective excitation of CO // Z. Naturforschg. -1963. Vol. 19 a. -P. 2-6.

238. Gross U., Ubelis A., Spietz P., Burrows J. Iodine and mercury resonance lamps for kinetics experiments and their spectra in the far ultraviolet // J. Phys. D: Appl. Phys. -2000. -Vol. 33.-P. 1588-1591.

239. Ernst W. E., Tittel F. K., Wilson W. L., Marowsky G. Gain conditions for electron-beam-excited Ar-N2 laser lines at 337.1, 357.7, and 380.5 nm I I Journal of Applied Physics. -1979. Vol. 50. -P. 3879-3883.?

240. Bennett W. R., Flint Jr. and J. Ar ( P2)-N2 (С Г1и) excitation transfer cross section and radiative lifetimes of the nitrogen-molecular-laser transitions // Phys. Rev. A 18. -1978. -P. 2527-2532.

241. Бойченко A.M., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И. Характеристики эксиплексной KrCl-лампы, накачиваемой объемным разрядом // Квантовая электроника. -1996. Т. 23. № 4. -С. 344-348.

242. Ломаев М.И., Панченко A.H., Соснин Э. А., Тарасенко В.Ф. Цилиндрические эксилампы с накачкой тлеющим разрядом // ЖТФ. -1998. Т. 68. № 2. -С. 64-68.

243. Иванов В. В, Саенко В Б, Рулев Г Б. Применение излучающих микрошнуров плазмы для создания открытых широкоапертурных источников ультрафиолета // Письма в ЖТФ. -1995. Т. 21. Вып. 7. -С. 65-68.

244. Kumagai Н, Obara М. New High-Efficiency Quasi-Continuous Operation of a KrF (B—>X) Excimer Lamp Excited by Microwave Discharge // Appl. Phys. Lett. -1989. -Vol. 54. -P. 2619-2621.

245. Furusawa H, Okada S, Obara M. High-efficiency continuous operation HgBr excimer lamp excited by microwave discharge // Appl. Phys. Lett. -1995. Vol. 66. -P. 1877-1879.

246. He Z, Prelas M. A., Meese J. M., Lin Li-Te. Microwave excitation and applications of an elliptical excimer lamp // Laser and Particle Beams. -1998. Vol. 16, No. 3. -P. 509-524.

247. Eden J.G., ParkS.J., Ostrom N.P., Chen K.F. Recent advances in microcavity plasma devices and arrays: a versatile' photonic platform // J. Phys. D: Appl. Phys. -2005. Vol. 38. -P. 1644-1648.

248. Лисенко А.А., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. L-лампа емкостного разряда // Оптика атмосферы и океана. -2004. Т. 17. № 8. -С. 689-691.

249. Kogelschatz U. Silent-discharge driven excimer UV sources and their applications // Applied Surface Science. -1992. Vol. 54. -P. 410-423.

250. Xu Y„ Xu X. One dimensional Self-consistent Model for Xenon Dielectric Barrier Discharge (DBD) // Physica Scripta. -2000. Vol. 62. -P. 76-80.

251. Ломаев М.И., Полякевич А.С., Тарасенко В.Ф. Влияние давления смеси на эффективность излучения молекул ХеСГ при накачке продольным тлеющим разрядом // Оптика атмосферы и океана. -1996. Т. 9. № 2. -С. 207-210.

252. Панченко А.Н., Соснин Э.А., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Ломаев ММ. Мощные коаксиальные эксилампы со средней мощностью более 100 Вт // Письма в ЖТФ. -1995. Т. 21. Вып. 21. -С. 77-80.

253. Boichenko A.M., Skakun V.S., Sosnin E.A., Tarasenko V.F, Yakovlenko S.I. Emission efficiency of exciplex and excimer molecules pumped by a barrier discharge // Laser Physics. -2000. Vol. 10. No 2. -P. 540-552.

254. Boichenko A. M, Lomaev M. I., Tarasenko V. F., Yakovlenko S. I. The Effect of the Excitation Power on the Emission Efficiency of Barrier and Glow-Discharge Pumped Exciplex and Excimer Lamps // Laser Physics. -2004. - Vol. 14. No. 8. -P. 1036- 1049.

255. Тарасенко В.Ф., Д. В. Шитц, Ломаев ММ. О формировании барьерного разряда в KrCl-эксилампе // Известия вузов. Физика. -2003. № 7. -С. 94-96.

256. Ломаев MM. , Тарасепко В.Ф., Ткачев А.Н., Шитц Д.В., Яковленко СМ. О формировании конусообразных микроразрядов в KrCl и ХеС1 эксилампах // ЖТФ. -2004. Т. 74. Вып. 6. -С. 129-133.

257. Ломаев ММ., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В. О формировании «барьерного разряда в эксилампах // ЖТФ. -2007. Т. 77. Вып. 8. -С. 86-92.

258. Месяц Г.А., Осипов В.В., Тарасенко В.Ф. Импульсные газовые лазеры. -М.: Наука, 1991. -272 с.

259. Klimkin V.M. Stability of longitudinal repetitively pulsed discharges in metal vapor lasers // Proc. SPIE. -2002. Vol. 4747. -P. 164-179.

260. Xu X.P. and Kushner M. Multiple microdischarge dynamics in dielectric barrier discharges // J. of Appl. Physics. -1998. Vol. 84. No. 8. -P. 4153-4160.

261. Barnes P.N., Kushner M.J. Ion-ion neutralization of iodine in radio-frequency inductive discharges of Xe and I2 mixtures // J. Appl. Phys. -1997. Vol. 82. No. 5. -P. 2150-2155.

262. Шуаибов A.K, Грабовая Я.Л. Электроразрядный ультрафиолетовый эксимерно-галогенный излучатель на смеси гелия и ксенона с парами йода // ЖТФ. -2004. -Т. 74. Вып. 4.-С. 66-69.

263. Feng X., Zhu S. Investigation of excimer ultraviolet sources from dielectric barrier discharge in krypton and halogen mixtures // Phys. Scr. -2006. Vol. 74. -P. 322-325.

264. Ломаев, М.И., Панченко A.H., Тарасенко В.Ф. Рабочая среда лампы тлеющего разряда. // Патент РФ № 2151442 С1. Приоритет 18.02.98. Рег.20.06.00. Опубл. 20.06.2000. Бюл. №17.

265. Ломаев ММ., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф. Рабочая среда лампы высокочастотного емкостного разряда. // Патент № RU 2154323 С1. Приоритет 01.06.1998. Per. 10.08.00. Опубл. 10.08.2000. Бюл. №22.

266. Lomaev M. /., Tarasenko V. F. Xe(He) I2 Glow and Capacitive discharge excilamps //Proc. of 9th International Symposium on the Science and Technoloy of Light Sources. Cornel University, Ithaca, NY, USA 12-16 Aug. 2001. -P. 433-434.

267. Lomaev M. /., Tarasenko V. F. Xe(He) I2 Glow and capacitive discharge excilamps //Proc. of SPIE. -2002. - Vol. 4747. -P. 390-398.

268. Лисенко A.A., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. УФ излучение в азоте при возбуждении безэлектродным разрядом // Известия вузов. Физика. -2004. № 12. -С. 83-84.

269. Searles S.K., Hart G.A. Laser emission at 3577 and 3805 A in electron-beam-pumped Ar-N2 mixture //Appl. Phys. Lett. -1974. Vol. 25. No. 1. -P. 79-81.

270. Schreiber A., Kuhn В., Arnold E., Schilling F.J., Witzke H.D. Radiative resistance of quartz glass for VUV discharge lamps // J. Phys. D: Appl. Phys. -2005. -Vol. 38.-P. 3242-3250.

271. Salvermoser M. and Murnick D.E. High-efficiency, high-power 172 nm xenon excimer light source // Appl. Phys. Lett. -2003. Vol. 83. No. 10. -P. 1932 - 1934.

272. Kogelschatz U. Excimer Lamps: History, Discharge Physics, and industrial Applications // Proc. of SPIE. -2004. Vol. 5483. -P. 272-286.

273. Ломаев М.И., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В., Лисенко А.А. Безоконная эксилампа вакуумного ультрафиолетового диапазона // Письма в ЖТФ. -2006. Т. 32. Вып. 13.-С. 74-79.

274. Tilford S G., Simmons J.D. Atlas of the Observed Absorption Spectrum of Carbon Monoxide between 1060 and 1900 A // J. Phys. Chem. Ref. Data. -1972. Vol. 1. No. 1. -P. 147-188.

275. Arnold E., Lomaev M.I., Skakun V.S., Tarasenko V.F., Tkachev A.N., Schitts D.V., and Yakovlenko S.I. Formation of a volume discharge in a xenon single barrier excilamp with a low curvature cathode // Laser Physics. -2002. Vol. 12. No. 9.-P. 1227-1233.

276. Arnold. E., Lomaev M.I., Lisenko A.A., Skakun V.S., Tarasenko V.F., Tkachev A.N., Schitts D. V., and Yakovlenko S.I. Volume Discharge Formation in a One-Barrier Xenon excimer Lamp // Laser Physics. -2004. Vol. 14. No. 6. -P. 809 - 817.

277. Ломаев М.И., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В. Одно- и двухбарьерные эксилампы ВУФ диапазона на димерах ксенона // ЖТФ. -2008. Т. 78. Вып. 2. -С. 103- 107.

278. О da A., Sugawara IT., Sakai Y., Akashi Н. Estimation of the output power and efficiency of Xe barrier discharge excimer lamps using a one-dimensional fluid model for various voltage waveforms // J. Phys. D: Appl. Phys. 20 00. Vol. 33. -P. 1507-1513.

279. Shiga Т., Pitchford L.C., Boejl J.P. and Mikoshiba. Study of efficacy in a mercury-free flat discharge fluorescent lamp using a zero-dimensional positive column model // J. Phys. D: Appl. Phys. -2003. Vol. 8. -P. 512-521.

280. Avtaexa S.V., Kulumbaev E.B. Effect of the Scheme of Plasmachemical Processes on the Calculated Characteristics of a Barrier Discharge in Xenon // Plasma Physics Report. -2008. Vol. 34. No. 6. -P. 452-470.

281. Bogdanov E.A., Kudiyavtsev A.A., Arslanov R.R. and Kolobov V.I. Simulation of pulsed dielectric barrier discharge xenon excimer lamp // J. Phys. D: Appl. Phys. -2004. -Vol. 37. -P. 2987-2995.

282. Salvermoser, M., Murnick, D.E. Efficient, stable, corona discharge 172 nm xenon excimer light source // J. of Appl. Physics. -2003. Vol. 94. No. 6. -P. 3722 -3731.

283. Akashi H., Oda A., and Sakai Y. Effect of gas heating on excimer distribution in DBD Xe excimer lamp // Proc. of the 28th ICPIG, July 15-20, 2007, Prague, Czech Republic. -P. 851- 854.

284. Ломаев М.И., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В. Мощная эксилампа на димерах ксенона // Письма в ЖТФ. -2006. Т. 32. Вып. 11. -С. 68 73.

285. Алексеев С.Б., Кувшинов В.А., Лисенко А.А., Ломаев МИ., Орловский В.М., Панарин В.А., Рождественский Е.А., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф. Фотореактор на основе Хе2 эксилампы // Приборы и техника эксперимента. -2006. № 1. -С. 142-144.

286. Tkachev A.N., Yakovlenko S.I. Simulation of plasma cathode layer parameters of effective excilamps // Laser Physics. -2002. Vol. 12. No. 7. -P. 1022-1028.

287. Lisenko A. A., Lomaev M. I., Skakun V. S., and Tarasenko V.F. Effective emission of Xe2 and Kr2 bounded by a dielectric barrier// Phys. Scr. -2007. Vol. 76. No.3. -P. 211-215.

288. Lisenko A.A., Lomaev M.I., Skakun V.S, Tarasenko'V.F. Effective emission of Xe2 and Kr2 excited by pulsed corona discharge bounded by a dielectric barrier // Proc. SP1E. -2006. -Vol. 6263.-P. 626317-1 -626317-5.

289. Акишев Ю.С., Дементьев A.B., Каральник В.Б., Монич А.Е., Трушкин НИ. О сходстве и различии барьерной короны переменного тока с положительной и отрицательной коронами постоянного тока и барьерным разрядом // Физика плазмы. -2003. Т. 29. №1. -С. 90-100.

290. Ломаев М.И., Лисенко А.А., Скакун B.C., Шитц Д.В., Тарасенко В.Ф., Матсумото Й. Источник спонтанного вакуумного ультрафиолетового излучения // Патент на полезную модель № RU 42694 U1. Приоритет от 21.07.2004. Опубл. 10.12.2004. Бюл. № 34.

291. Lomaev M.I., Lisenko A.A., Skakun VS., Shitz D. V, Tarasenko V.F., Matsumoto Y. Dielectric Barrier Discharge Excimer Light Source // Japanese Patent No. 3887641. Issued on 1.12.2006.

292. Пирс P., Гейдон А. Отождествление молекулярных спектров // Перевод с англ. Под ред. СЛ. Мандельштама и М.Н. Аланцева -М.: Изд-во иностранной литературы, 1949.-240 с.

293. Ubachs W., Hinnen Р. С., Hansen P., Stolte S., Hogervorst W., and Cacciani P. Laser Spectroscopic Studies of the ClE, v = 0 and v = 1 states of CO // Journal of Molecular Spectroscopy. -1995. Vol. 174. -P. 388-396.

294. Hotta A. VUV emission from CO gas discharge // Proc. of the 10th International Symposium on the Science and Technology of Light Sources, Toulouse. 2004. 18-22 July. -P.561-562.

295. Hatta A. VUV Emission Spectroscopy of CO Gas Discharge // J. Light & Vis. Env. -2005. Vol. 29. No. 3. -P. 79-84.

296. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том. Кн. II / Под ред. В.Е. Форгова. -М:: Наука, 2000. -С. 1- 381.

297. Биберман JI.M., Норман Г.Э. Непрерывные спектры атомарных газов и плазмы. // УФН. -1967. Т. 91. Вып. 2. -С. 193 - 246.

298. Мнк Д., Карэгс Д. Электрический пробой в газах. / Перевод с англ. Под ред. B.C. Комелькова М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. -605 с.

299. Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Планарная эксилампа на хлоридах инертных газов с накачкой поперечным самостоятельным разрядом // Квантовая электроника. -2006. Т. 36. № 2. -С. 169- 173.

300. Бабич Л.П., Лойко Т.В., Цукерман В.А. Высоковольтный наносекундный разряд в плотных газах при больших перенапряжениях, развивающийся в режиме убегания электронов // УФН. -1990. Т. 160. Вып. 7. -С. 49 - 82.

301. Wilson C.T.R. The acceleration of р-particles in strong electric fields such as those of thunderclouds // Proc. Cambridge Philos. -1924. Vol. 22. -P. 534-538.

302. Ткачев A.H., Яковленко С.И. Моделирование электронной лавины в гелии // ЖТФ. -2003. Т. 74. Вып. 3. -С. 91-97.

303. Яковленко С.И. Механизм распространения стримера к аноду и к катоду, обусловленный размножением электронов фона // Электронный журнал "Исследовано в России". -2004. № 9. -С. 86-100.

304. Пучки убегающих электронов и разряды на основе волны размножения электронов фона в плотных газах. // Труды Института общей физики им. A.M. Прохорова РАН. Т. 63. Отв. ред. С.И. Яковленко. М.: Наука, 2007. -186 с.

305. Fridman A., Shirokov A., and Gutsol A. Non-thermal atmospheric pressure discharges II J. Phys. D: Appl. Phys. -2005. Vol. 38. -P. R1-R24.

306. Ломаев М.И., Месяц Г.А., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х. Мощный короткоимпульсный источник спонтанного излучения на димерах ксенона // Квантовая электроника. -2007. Т. 37. № 6. -С.595-596.

307. Яковленко С.И. Газовые и плазменные лазеры / Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том IV. / Под ред. В.Е. Фортова. -М.: «Наука», МАИК «Наука/Интерпериодика». 2000: -С. 262 291.

308. Tarasenko V.F., Baksht E.Kh., Burachenko A. G., Kostyiya ID., Lomaev M.I., Rybka D.V. Supershort Avalanche Electron Beams in Discharges in Air and Other Gases at High Pressure // IEEE Transactions on Plasma Science. -2009. Vol. 37. No. 6. ~P. 832-838.

309. Baksht E.H., Burachenko A.G., Kostyrya I.D., Lomaev M.I., Rybka D.V., Shulepov M.A. and Tarasenko V.F. Runaway-electron-preionized diffuse discharge at atmospheric pressure and its application // J. Phys. D: Appl. Phys. -2009. Vol. 42. 185201.

310. Тарасенко В.Ф., Бакшт E.X., Костыря И.Д., Ломаев М.И., Рыбка Д.В. Диффузные разряды в неоднородном электрическом поле при повышенных давлениях, инициируемые убегающими электронами // ЖТФ. -2010. Т. 80. Вып. 2. -С. 51-59. " '

311. Тарасова Л.В., Худякова Л.Н., Лойко Т.В., Цукерман В.А. Быстрые электроны и рентгеновское излучение наносекундных импульсных разрядов в газах при давлениях 0.1 760 Тор // ЖТФ. -1974. - Т. 44. Вып. 3. -С. 564 - 568.

312. Костыря И.Д., Тарасенко В.Ф., Шитц Д.В. Ускоритель сверхкороткого лавинного электронного пучка СЛЭП-150 // ПТЭ. -2008. № 4. -С. 159-160.

313. Бойченко A.M., Яковленко С.И. О возможности накачки Хе2*- лазеров и ламп ВУФ диапазона в послесвечении волны размножения электронов фона // Квантовая электроника.-2006.-Т. 36. № 12.-С.1176 1180.

314. Зверева Г.Н., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. О возможности применения объемного разряда, инициируемого пучком электронных лавин, для создания лазера на димерах криптона // Оптика и спектроскопия. -2007. Т. 102. № 1. -С. 46-53.

315. Герасимов Г.Н., Крылов Б.Е., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Излучение в аргоне и криптоне на длине волны 147 нм при возбуждении диффузным разрядом, инициируемым убегающими электронами И Квантовая электроника. -2010. -Т. 40. №3.- С. 241-245.

316. Бабич Л.П., Березин И.А., Лойко Т.В., Тарасов М.Д. Роль ускорительных процессов в формировании объемных наносекундныхъ разрядов в плотных газах // Известия вузов. Радиофизика. -1982. Т. XXY. № 10. -С. 1131- 1137.

317. Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Сорокин Д.В., Тарасенко В.Ф, Кривоногова К.Ю. Излучательные характеристики азота при возбуждении объемным разрядом, инициируемым пучком убегающих электронов // Оптика и спектроскопия. -2009.-Т. 107. -С. 37-44.

318. Бычков Ю.И., Лосев В.Ф., Савин В.В., Тарасенко В.Ф. Повышение эффективности N2 лазера //Квантовая электроника. -1975. Т. 2. №2. -G. 2047-2053.

319. Gupta Р.К., Majumder S К., Uppal A. Breast cancer diagnosis using N2 laser excited autofluorescence spectroscopy // Lasers in Surgery and Medicine. -1997. -Vol. 21. No. 5. -P. 417-422.

320. Kossyi I.A., Kostinsky A.Yu., Matveyev A.A., and Silakov KP. Kinetic scheme of the non-equilibrium discharge in nitrogen-oxygen mixtures // Plasma Sources Science and Technology. -1992. Vol.1. No. 3. -P. 207-220.

321. Ерофеев M.B., Ломаев М.И., Соснин ЭА., Тарасенко В.Ф. Импульсная KrCl эксилампа с плотностью мощности 1 кВт/см2 // ЖТФ. -200 h Т. 71. Вып. 10.-С. 137-140.

322. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том. Кн. IV. / Под ред. В.Е. Фортова. -М.: Наука, 2000. -С. 231-262.

323. Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Импульсный источник мощного спонтанного излучения в ультрафиолетовой области спектра // Приборы и техника эксперимента. -2004. №. 6. -С. 136-137.

324. Бакшт Е.Х-., Ломаев М.И., Панченко А.Н., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф., Кршинан М., Томпсон Дж. Мощный источник спонтанного излучения в УФ области спектра: режимы возбуждения // Квантовая электроника. -2005. Т. 35. № 7. -С. 605-610.

325. Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф., Кришнан М., Томпсон Дж. Характеристики излучения импульсного разряда в ксеноне // ЖТФ. — 2005.-Т. 75. Вып. 2.-С. 131-134.

326. Рыбка Д.В., Бакшт EX., Ломаев М.И, Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф., Кршинан М., Томпсон Дж. Мощный источник спонтанного излучения в области 200350 нм, возбуждаемый однополярным импульсом тока // Письма в ЖТФ. 2005. -Т. 31. Вып. 10.-С. 70-75.

327. Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Излучение плазмы объемного наносекундного разряда в ксеноне, криптоне и аргоне при повышенном давлении'// Квантовая электроника. -2006. Т. 36. № 6. -С. 576-580.

328. Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Тарасенко В.Ф. Излучение димеров ксенона, криптона и аргона в послесвечении объемного наносекундного разряда при повышенных давлениях // Письма в ЖТФ. -2006. Т. 32. Вып. 19. -С. 52-57.

329. Копылова TH., Майер Г.В., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф:, Дегтяренко K.M., Суханов В.В., Телъминов E.H., Ломаев М.И., Мельченко C.B., Кузнецова Р.Т.,

330. Самсонова Л.Г. Мощный узкополосный лазер на красителях с накачкой джоульнымiэксиплексным лазером на хлориде ксенона // Квантовая электроника. —1993. Т. 20. № 7. -С. 657-662.

331. Кумпяк Е.В., Ломаев М.И., Месяц Г.А., Панченко« АН, Поталицын Ю.Ф., Тарасенко В.Ф Запуск искрового разрядника лазерным ультрафиолетовым излучением, передаваемым по световоду // ПТЭ. -1987. № 2. -С. 171-173.

332. Кумпяк Е.В., Ломаев М.И., Мельченко C.B., Месяц Г.А., Поталицын Ю.И., Тарасенко В.Ф., Топтыгин В.В. Запуск мегавольтного газового коммутатора излучением эксиплексного лазера // ЖТФ. -1987. Т. 57. Вып. 4. -С. 675-680.

333. Мельченко C.B., Ломаев ММ., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Эффект световода в лазерной плазме, образованной на поверхности металлов и диэлектриков // Оптика атмосферы. -1988. Т. 1. № 8. -С. 125-126.

334. Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Тарасенко В. Ф. Импульсный источник мощного спонтанного излучения в ультрафиолетовой области спектра // ПТЭ. -2004. №. 6.-С. 136-137.

335. Rahmani В., Bhosle S., Zissis G. Dielectric-Barrier-Discharge Excilamp in Mixtures of Krypton and Molecular Chlorine // IEEE Transactions on Plasma Science. -2009. Vol. 37. No. 4. -P. 546-550.

336. Tarasenko V.F., Kagadei V.A., Lomaev ML, Panchenko A.N., Proskurovskii D.I. Application of KrCl excilamp for cleaning GaAs surfaces using atomic hydrogen // Proc. SPIE. -1998. Vol. 3274. -P. 323-330.

337. Медведев Ю.В., Попыгалов Ю.И., Ерофеев В.И., Ерофеев М.В., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., Истомин В.А. Облучение метанольных растворов Хе2- и KrCL-эксилампами барьерного разряда // Газовая промышленность. -2005. № 2. -С. 63-65.