Импульсно-периодические CO2-лазеры, накачиваемые мощным комбинированным разрядом тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СО, ЛАЗЕРЫ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ АКТИВНОЙ СРЕДЫ

КОМБИНИРОВАННЫМ РАЗРЯДОМ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1 Лазеры с пространственном развязкой цепей питания самостоятельного и несамостоятельного разрядов.

1.2 Лазеры с пространственно-емкостной развязкой цепей питания самостоятельного и несамостоятельного разрядов.

1.3 Лазеры с индуктивном развязкой цепей питания самостоятельного и несамостоятельного разрядов.

1.4 Лазеры с внешним источником плазмы.

1.5 Лазеры с созданием плазмы за счетфотоионизации.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАЗЕРОВ, ВОЗБУЖДАЕМЫХ КОМБИНИРОВАННЫМ РАЗРЯДОМ.

2.1 Экспериментальная установка.

2.2 Двухэлектродный электроразрядный лазер с возбуждением комбинированного разряда.

2.3 Трехэлектродный электроразрядный лазер с возбуждением комбинированного разряда.

2.4 Трехэлектродный электроразрядный лазер с использованием импульсного генератора на обрыве тока.•.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ВРЕМЕННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК КОМБИНИРОВАННОГО РАЗРЯДА.

3.1 Временные характеристики комбинированного разряда.

3.2 Выбор вида и оптимизация местоположения источника предварительной ионизации газа.

3.3 Влияние параметров самостоятельного разряда на характеристики комбинированного разряда.

3.4 Исследование характеристик несамостоятельного разряда.

3.5 Влияние режимов возбуждения на предельные энергетические характеристики комбинированного разряда.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК С02 ЛАЗЕРА, ВОЗБУЖДАЕМОГО КОМБИНИРОВАННЫМ РАЗРЯДОМ.

4.1 Временные и частотные характеристики излучения лазера.

4.2 Оптимизация состава и давления газовой смеси.

4.3 Влияние добавок н2 и СО на предельные энергетические и генерационные характеристики СО: лазера.

Выводы к главе 4.

В настоящее время ССЬ-лазеры являются одним из типов газовых лазеров наиболее широко применяемых в различных областях науки [1,2,3], техники [4,5] и технологии [6,7,8]. Это обусловлено высокой мощностью излучения, высоким КПД (отношение мощности излучения к мощности разряда), широким набором различных режимов работы. Для возбуждения СО2 лазеров используют электрический (самостоятельный, несамостоятельный, ВЧ разряд [9,10,1 1,12,25,29,34,37,38]), химический [13], или газодинамический [13] методы. Особенности их достаточно полно изложены в ряде обзоров [14,15,16.17.18.19.20.21], анализ которых позволяет констатировать, что подавляющее большинство ССЬ лазеров, используемых в технологических процессах, электроразрядные, т.е. возбуждаются либо самостоятельным, либо высокочастотным. либо комбинированным разрядами.

В то же время известно, что сочетание таких параметров как: высокие гшковая и средняя мощность, удельная энергетика, КПД, возможность работы в непрерывном и импульсно-периодическом режимах, наиболее полно отвечающие требованиям различных технологических процессов, реализованы при возбуждении ССЬ-лазера несамостоятельным разрядом, поддерживаемым электронным пучком (электроионизационный метод возбуждения) [9-12]. При таком методе возбуждения создание плазмы в разрядном промежутке осуществляется пучком высокоэнергетичных электронов, а энергия вводится в газовую среду на стадии несамостоятельного разряда при напряженности поля оптимальной для передачи энергии на верхний лазерный уровень молекул ССК Однако, такие СО?-лазеры не нашли широкого применения в технологических процессах и используются лишь как экспериментальные исследовательские (зачастую . с уникальными параметрами) установки. Причиной этого является наличие ускорителя электронов, которое приводит к появлению у электроионизационных лазеров ряда недостатков: сложность конструкции и эксплуатации (радиационная опасность), небольшой срок службы (порядка 10ч., из-за разрушения разделительной фольги).

Среди электроразрядных наиболее распространены лазеры, возбуждаемые самостоятельным разрядом [33]. Разработаны лазеры с мощностью излучения несколько киловатт (удельной мощностью -200+400 Вт/л) [23,24,33], КПД до 8%, объемами активной среды в несколько литров при давлениях рабочей смеси газов -10+30 мм.рт.ст. Однако в лазерах, возбуждаемых самостоятельным разрядом, энергия источника возбуждения используется не только для накачки активных молекул, но и для создания плазмы за счет ионизации активной среды при высокой напряженности поля. Поддержание высокой напряженности поля в процессе ввода энергии снижает эффективность лазера и увеличивает вероятность перехода разряда в контрагированное состояние, что, в свою очередь, заставляет использовать резистивную стабилизацию разряда, дополнительно снижающую КПД. Поэтому, по удельным энергиям излучения и КПД лазеры, возбуждаемые самостоятельным разрядом, существенно уступают электроионизационным. Кроме того, данные лазеры работают, как правило, в режиме непрерывного возбуждения активной среды. Импульсно-периодический режим излучения получают модулированием добротности резонатора, что приводит к потере примерно 30% энергии на релаксацию. Но такие достоинства этих лазеров, как простота устройства, радиационная безопасность, большой срок службы и надежность обеспечили им широкое применение [30].

В последнее время расширяется применение высокочастотного (ВЧ) разряда для накачки СО2 лазеров [22-24]. Применение ВЧ возбуждения активной среды с диффузионным охлаждением в трубках малого диаметра (0,2+0,5см) позволило довести мощность излучения до единиц киловатт (100+150 Вт с метра длины разрядной трубки) [27]. Это, очевидно, является пределом для данного способа возбуждения [20]. Переход от диффузионного охлаждения к быстропоточным ВЧ системам [22] с межэлектродным расстоянием несколько сантиметров, казалось бы мог решить эту проблему, но при увеличении межэлектродного расстояния начинает сказываться ограничение вводимой в разряд энергии, связанное с контракцией разряда [23].

Основные же недостатки работы ВЧ лазеров связаны с низким КПД ВЧ-генераторов, довольно жесткими требованиями к согласованию источника питания и нагрузки. Степень допустимого рассогласования составляет, как правило, около 10%. Поэтому плавное изменение выходной мощности лазера в непрерывном режиме за счет изменения вкладываемой в разряд мощности не превышает 10-15% от номинальной. Изменение выходной мощности в более широком интервале достигается за счет модуляции тока накачки с достаточно высокой частотой повторения импульсов (5-10кГц) и изменением скважности импульсов, при этом пиковая мощность практически не превышает номинальную мощность лазера.

Очевидно, что разработка методов возбуждения СОг-лазеров, сочетающих достоинства электроионизационного с долговечностью и надежностью в работе, отсутствием радиационной опасности все еще остается актуальной задачей.

Одним из возможных путей решения данной задачи является использование для создания плазмы вместо электронного пучка самостоятельного разряда малой длительности. Такие разряды получили название комбинированных, и для их осуществления предложен ряд методов, отличающихся развязкой электрических цепей питания самостоятельного и несамостоятельного разрядов.

В 1972 г. Рейли [34], а в 1973 г. Хиллом [38] был предложен метод возбуждения комбинированного разряда, в котором развязка цепей питания самостоятельного и несамостоятельного разрядов осуществлялась при помощи индуктивности (в 1989 г. Сегуином [40] была показала возможность получения таких разрядов в больших ~40л объемах активной среды). Однако, принципиальным недостатком предложенного метода стало то, что индуктивность, установленная в цепи питания несамостоятельного разряда, ухудшает его однородность, устойчивость и, следовательно, снижает предельную энергетику. Это требует резистивной стабилизации разряда, что значительно снижает КПД и удельную мощность излучения лазера (менее 200 Вт/л).

В 1977 г. Генераловым с сотрудниками [37] был предложен пространственно-емкостной метод развязки цепей питания. В данном методе для увеличения удельной энергетики разряда необходимо увеличивать емкость, развязывающую цепи питания, а это требует использования диэлектриков с высокой относительной диэлектрической проницаемостью (е). Как показали исследования, разряд в промежутках с электродами, изготовленными из материалов с высоким е (например титанид бария е«2000) имеет резко неоднородную структуру и контрагируется при удельных энерговкладах менее 0,1 Дж/см\

Общим недостатком обоих методов является то, что для развязки цепей питания вынужденно используются элементы, существенно ограничивающие ток и удельную энергетику комбинированного разряда. Сняв эти ограничения, возможности метода комбинированного возбуждения разряда можно было бы раскрыть в полной мере.

Основываясь на изложенном выше, в работе была поставлена следующая цель:

Создать высокоэффективные импульсно-периодические СО2 лазеры, возбуждаемые комбинированным разрядом, с высокой удельной мощностью, изменяемой формой и длительностью импульса излучения.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие основные задачи исследований:

Разработать надежные в работе системы возбуждения комбинированного разряда, обеспечивающие высокую удельную энергетику разряда.

Исследовать влияние на предельные энергетические характеристики комбинированного разряда параметров газовой среды, режимов ввода энергии в газ, элементов электрических цепей питания и пространственных параметров разрядного промежутка.

Исследовать генерационные характеристики активной среды СО2 лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом, и влияние на эти характеристики параметров газовой среды, режимов ввода энергии.

Структура работы.

Работа состоит из введения, четырех глав, приложения и заключения. Полный ее объем составляет 112 страниц, включая 40 рисунков, 1 таблицу и список литературы, насчитывающий 102 наименования.

В первой главе представлен обзор литературы, где рассматривается состояние вопроса по разработке и созданию мощных СОг лазеров, возбуждаемых комбинированным разрядом.

В конце главы на основании анализа литературных данных определены цель работы и основные задачи исследований.

Во второй главе сообщается о создании экспериментального комплекса для исследования различных модификаций импульсно-периодических С02 лазеров, отличающихся системами возбуждения комбинированного разряда. Подробно излагаются принципиальные отличия, параметры и принципы работы предложенных модификаций.

В третьей главе исследуется влияние на предельные энергетические характеристики комбинированного разряда параметров газовой среды, элементов цепей питания, местоположения вспомогательных разрядов относительно основной разрядной зоны, режимов ввода энергии в газ.

В четвертой главе исследуются генерационные характеристики активной среды ССЬ-лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом, и влияние на эти характеристики параметров газовой среды и режимов ввода энергии.

В приложении 1 сообщается об исследовании возможности применения мощного импульсно-периодического ССЬ-лазера. созданного на основе нового способа комбинированного возбуждения разряда, для получения наноразмерных порошков сложных соединений и смесевых составов различных материалов.

В приложении 2 приводится акт внедрения на ПО "УОМЗ" (г.Екатеринбург) результатов исследований по теме диссертации.

В заключении коротко перечисляются основные результаты работы. 8

Защищаемые положения.

1. Предложены и экспериментально обоснованы'системы возбуждения импульсно-периодического комбинированного разряда, обеспечивающие его высокие удельные энергетические характеристики при напряженностях электрического поля оптимальных для накачки СОг лазеров.

2. Методика расчета оптимальных параметров накопителя, питающего несамостоятельный разряд, с учетом характеристик возбуждаемой среды и процессов, ведущих к контракции разряда.

3. Результаты исследований предельных энергетических характеристик импульсно-периодического СОг лазера, накачиваемого комбинированным разрядом, позволившие установить условия, при которых достигается:

- удельная средняя мощность разряда -150 Вт/(см3*атм.);

- удельная энергия импульса разряда - 0,15 Дж/(см3*атм.);

- КПД в режиме полной замены газа 22%, при работе в отпаянном (~3*107 включений) режиме 10%.

4. Результаты исследований по влиянию добавок водорода и СО в рабочую смесь газов на энергетику импульсно-периодического СОг лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. VII конференция по физике газового разряда, Россия, Самара, 1994, [62];

2. II Международная конференция "Импульсные газовые лазеры на переходах атомов и молекул", Томск, 27-30 марта 1995, [50];

3. VIII конференция по физике газового разряда, Россия, Рязань, 1996, [64];

4. International Symposium PLASMA'97 "Research and Applications of Plasmas", Poland, Jamoltowek near Opole, 1997, June 10-12, [88];

5. 11-th LEEE International Pulsed Power Conference, Maryland USA, Baltimore,

1997, 29 June-2 July, [54];

6. Ill Международная конференция "Импульсные газовые лазеры на переходах атомов и молекул", Россия, Томск, 1997, 22-26 сентября, [51,92];

7. International Conference on LASERS'97, New Orleans, Louisiana, USA, 1997, December 15-19;

8. 12-th International Conference on High-Power Particle Beams BEAMS'98, Haifa, Israel, June 7-12, 1998, [99];

9. Fourth International Conference on Nanostructured Materials NANO'98, Stockholm, Sweden, June 14-19, 1998, [100];

10. VI Международная конференция ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ'98, Шатура, Россия, июнь 1998, [101];

11. Всероссийская конференция по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-98, ПЛАЗМА ХХ-ый ВЕК, Россия, Петрозаводск, 1998, 23-27 июня, [71];

12. IX конференция по физике газового разряда, Россия, Рязань, 1-15 июня

1998, [66].

13. The 4-th International Conference on Atomic and Molecular Pulsed Lasers AMPL'99, Tomsk, Russia, September 13-17, 1999.

Публикации.

Результаты работы полностью опубликованы в 8 статьях, 10 сборниках докладов и их тезисов, защищены тремя патентами Российской Федерации. Общее количество работ, опубликованных по теме диссертации, составляет 21 наименование.

Научная новизна.

1. Предложены и экспериментально обоснованы системы возбуждения комбинированного разряда для импульсно-периодических СОг-лазеров, где впервые реализована совокупность следующих параметров:

- в импульсно-периодическом режиме энергия, затрачиваемая на возбуждение самостоятельного разряда, составляет 1-нЗ% от энергии, введенной в газовую среду на стадии несамостоятельного разряда;

- удельная энергия импульса несамостоятельного разряда -0,15 Дж/(см3*атм.);

- удельная средняя мощность несамостоятельного разряда ~150 Вт/(см3*атм.);

- пиковая мощность импульсов излучения превышает среднюю мощность излучения в 10 раз;

- удельная пиковая мощность импульса излучения ~ 100 Вт/(см3*атм.);

- удельная средняя мощность излучения -10 Вт/(см3*атм.).

2. Показано, что КПД СО2 лазера при импульсно-периодическом комбинированном возбуждении активной среды достигает:

- 22% в режиме полной замены газа;

- 10% при работе в отпаянном (-3*10 включений) режиме.

3. Впервые для импульсно-периодического электроразрядного лазера с комбинированной системой возбуждения разработана методика расчета параметров накопителя, питающего несамостоятельный разряд, с учетом параметров возбуждаемой среды и процессов, ведущих к контракции разряда.

4. Установлено, что небольшие добавки водорода в рабочую смесь газов импульсно-периодического СОг лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом, повышают энергию, рассеянную в активном объеме, и энергию излучения, предложено объяснение причин повышения энергетики несамостоятельного разряда.

5. Продемонстрирована возможность изменения формы импульса излучения за счет изменения режимов ввода энергии в газ. и

6. Найдены оптимальные для получения максимальной энергии накачки и излучения составы и давления рабочих смесей газов, режимы возбуждения активной среды.

7. Разработана методика получения нанодисперсных порошков сложных соединений и смесевых составов материалов при их испарении излучением импульсно-периодического СО2 лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом, и последующей конденсации в потоке воздуха; в экспериментах получены порошки 2гС>2, стабилизированные УгОз, и смеси таких порошков с порошками А^Оз, со средним размером частиц 15нм и удельной поверхностью 65-75 м2/г; показано, что импульсный режим излучения в 3-6 раз более эффективен для получения нанопорошков, чем непрерывный при той же средней мощности излучения.

Научная и практическая значимость работы.

1. Результаты, полученные в настоящей работе, могут быть использованы при создании мощных газовых лазеров с высокими удельными энергетическими характеристиками, перестраиваемой формой, длительностью и частотой следования импульсов излучения, высоким ресурсом работы.

2. Предложенные системы возбуждения позволяют модернизировать уже существующие лазерные установки для перевода их в режим импульсно-периодического излучения большей мощности (что продемонстрировано при модернизации лазера "ХЕБР-1А", проводимой на ПО "УОМЗ" (г.Екатеринбург)

3. Предложенная методика расчета параметров накопителя, питающего несамостоятельный разряд, с учетом параметров возбуждаемой среды и процессов, ведущих к контракции разряда, используется при расчете элементов импульсно-периодических лазеров, возбуждаемых комбинированным разрядом.

4. Разработанная методика получения нанопорошков с помощью импульсно-периодического СО2 лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом, используется при производстве наноразмерных порошков сложных соединений и смесевых составов различных материалов с узким диапазоном дисперсии.

Выводы к главе 4

В результате работы на экспериментальном макете технологического СОг-лазера с новым способом комбинированного возбуждения:

1. Получен импульсно-периодический режим излучения с пиковой мощностью импульса излучения превышающей среднюю в 10 раз.

2. Показано, что удельная средняя мощность излучения лазера

Я Я достигает 10 Вт/(см *атм), импульсная мощность - 100 Вт/(см *атм).

3 Установлено, что в таких лазерных системах реально достижение высоких КПД, в частности:

- в режиме полной замены газа порядка 22% (с учетом доли катодного падения - 26%)

- 10% при работе в отпаянном режиме в смесях содержащих СО.

4. Продемонстрирована возможность изменения формы импульса излучения за счет изменения режимов ввода энергии в газ.

5. Установлено, что небольшие добавки водорода в рабочую смесь газов повышают энергию, введенную в газ на стадии несамостоятельного разряда, и энергию излучения, предложено объяснение причин повышения энергетики.

6. Найдены оптимальные для получения максимальной энергии излучения составы и давления рабочих смесей газов, а так же частотные режимы возбуждения активной среды.

Заключение и основные выводы диссертации

В ходе работы создан экспериментальный макет импульсно-периодического газового лазера, разработаны системы возбуждения комбинированного разряда, где в цепях питания которого отсутствуют элементы, специально ограничивающие ток разряда (и, таким образом, позволяющие возбуждать активную среду лазера с высокими удельными энергиями).

Исследовано влияние на предельные энергетические характеристики комбинированного разряда параметров среды, элементов цепей питания, местоположения вспомогательных разрядов относительно основной разрядной зоны, режимов ввода энергии в газ. Разработана методика расчета параметров накопителя, питающего несамостоятельный разряд, с учетом параметров возбуждаемой среды и процессов, ведущих к контракции разряда.

Исследованы генерационные характеристики активной среды ССЬ-лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом, и влияние на эти характеристики параметров газовой среды, режимов ввода энергии. Продемонстрирована возможность изменения формы импульса излучения за счет изменения режимов ввода энергии в газ.

В реализованном импульсно-периодический режиме возбуждения активной среды СОг-лазера:

- энергия, затрачиваемая на возбуждение самостоятельного разряда, составляет 1+3% от энергии, введенной на стадии несамостоятельного разряда;

- удельная средняя мощность несамостоятельного разряда достигает 150 Вт/(см3*атм.);

- удельная энергия импульса несамостоятельного разряда -0,15 Дж/(см3*атм.);

- пиковая мощность импульсов излучения превышает среднюю мощность в 10 раз;

- удельная средняя мощность излучения -10 Вт/(см3*атм.);

- удельная пиковая мощность импульса излучения - 100 Вт/(см3*атм.). Найдены условия возбуждения активной среды, при которых обеспечивается достижение КПД СОг-лазера:

- 22% в режиме полной замены газа;

- 10% при работе в отпаянном (-3*107 включений) режиме. Разработана методика получения нанодисперсных порошков сложных соединений и смесевых составов материалов при их испарении излучением импульсно-периодического СОг лазера, возбуждаемого комбинированным разрядом, и последующей конденсации в потоке воздуха. В экспериментах получены порошки 7гС>2, стабилизированные УгОз, и смесь таких порошков с порошками А120з со средним размером частиц 15нм и удельной поверхностью 65-75 м2/г; показано, что импульсный режим излучения в 3-6 раз более эффективен для получения нанопорошков, чем непрерывный при той же средней мощности излучения.

1. Ачасов О.В., Лабуда С.А., Солоухин Р.И., Фомин Н.А. О диагностике молекулярных состояний углекислого газа по резонансному поглощению С02-лазера//Докл. АН СССР, 1979, т.249, №6, с. 1353-1356.

2. Perkins R.B. Recent Progress in Inertias Confinement Fusion Research at the Los Alamos Scientific Laboratory // Plasma Phys. Contr. Nucl. Fusion Research Proc. 7th Int. Conf., Insbruck, 1978, v.3, Vienna, 1979, p.41-52.

3. Carter G.M. A Laboratory Wide Band C02-Laser Radar System // IEEE J. Quant. Electr. 1979, v.5, №9, p.D41-D42.

4. Schwemmer G.K., Wilkerson T.D. Lidar Temperature Profiting Performance Simulations of Mason's Method //Appl. Opt., 1979, v. 18, №21, p.3539-3541.

5. Tovvle L.C., McKay J.A., Schriemph I.I. The Penetration of Thin Metal Plates by Combined CW and Pulse Laser Radiation // J. Appl. Phys., 1979, v.50, №6, p.4391-4393.

6. Towle L.C. A Commercially Viable Laser Process Inriches Deuterium at Allied Chemical// Laser Focus, 1979, v.15, №7, p.28-29.

7. Wetmora W.C. Research Center Explores Capabilities of Advanced Industrial Laser // Aviat. Week and Space Technol., 1979, v. 111, №15, p.62-67.

8. Басов H.Г., Беленов Э.М., Данилычев В.А., Сучков А.Ф. Импульсный С02-лазер с высоким давлением газовой среды // Квант, электр., 1971, №3, с.121-122.

9. Басов Н.Г., Данилычев В.А., Керимов О.М., Подсосенный А.С. Инверсия населенностей в активной среде электроионизационного С02-лазера при давлении активной среды до 20 атм. // Письма в ЖТФ, 1973, т. 17, в.З, с. 147150.

10. Бычков Ю.И., Бугаев С.П., Карлова Е.К., Карлов Н.В. и др. Импульсный С02-лазер с энергией излучения 500 Дж // Письма в ЖТФ, 1975, т.1, в. 10, с.492.

11. Бычков Ю.И., Карлова Е.К., Карлов Н.В., Ковальчук Б.М., Кузьмин Г.П., Курбатов Ю.А., Манылов В.И., Месяц Г.А., Орловский В.М., Прохоров A.M., Рыбалов A.M. Импульсный СОг-лазер с энергией излучения 5 КДж // Письма в ЖТФ, 1976, т.2, в.5, с.212-216.

12. Ultee C.J. Chemical and Gasdynaraic Lasers // Laser Handb.,1979, v.3, p. 199287.

13. Абильситов Г. А., Велихов Е.П., Голубев B.C. и др. Мощные газоразрядные СОг-лазеры и их применение в технологии. М.: Наука, 1984, 329с.

14. Абильситов Г.А., Голубев B.C., Лебедев Ф.В. Перспективы схемы и методы для накачки мощных СОг-лазеров для технологии // Изв. АН СССР. Сер. Физич., 1983, 47, №8, с. 1497-1506.

15. Басов Н.Г., Данилычев В.А. Мощные лазеры в технологии // Наука и человечество, 1985, с.261-278.

16. Велихов Е.П., Баранов В.Ю., Летохов B.C. и др. Импульсные СОг-лазеры и их применение для разделения изотопов. М.: Наука, 1983, 295с.

17. Летохов B.C., Устинов Н.Д. Мощные лазеры и их применение. М.: Советское радио, 1980, 320с.

18. Голубев B.C., Лебедев Ф.В. Инженерные основы создания технологических лазеров. М.: "Высшая школа", 1988, 180с.

19. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н., Яценко Н.А. Высокочастотный емкостной разряд. М.: Наука, Физматлит, 1995, 380с.

20. Hecht Jeff. Carbon doixide lasers span power spectrum // Laser Focus World. 1992, v.28, №9, p.87-88, 90-93, 95-96.

21. Мышенков В.И., Яценко Н.А. Влияние межэлектродного расстояния на максимальный поперечный размер пространственно однородного плазменного столба // ЖТФ, 1981, т.51, №10, с.2055-2056.

22. Райзер Ю.П. Физика газового разряда, 2-е изд. М.: Наука, 1992, 529с.

23. Nichols D.B., Brandenberg W.M. Radio-Frequency Preionization in a Supersonic Transverse Electrical Discharge Laser // IEEE J. Quantum Electronics, 1972, v.QE-8, №8, p.718-719.

24. Акиртава О.С., Джикия B.J1., Квития З.А., Шенгелия Н.А. Применение стационарного ВЧ Е-разряда для возбуждения быстропоточного ССЬ-лазера//Письма в ЖТФ, 1981, т.7, вып.20, с.1231-1233.

25. Ковалев А.С., Рахимов А.Т., Феоктистов В.А. Высокочастотный несамостоятельный разряд в газе // Физ. плазмы. 1981, №7, вып.6, с. 14111412.

26. Colley A.D., Barker H.J., Hall D.R. Planar waveguide, lkW cw, carbon dioxide laser excited by a single transverse rf discharge // Appl.Phys.Lett., 1992, v.61, p.136-138.

27. Heeman-Ilieva M.B., Udalov Yu.B., Witteman W.J., Peters P., Hoen K., Ochkin V.N. rf excited 1.1 W/cm waveguide CO2 laser // J. Appl. Phys., 1993, v.74, №7, p.4786-4788.

28. Cheo P.K. Effects of Gas Flow on Gain of 10,6 Micron CO2 Laser Amplifiers // IEEE J. Quant. Electron. 1967, v.QE-3, №12, p.683-689.

29. Lasers and Optronics. Buying Gide. 1989. p. 164.

30. Reilly J.P., Lander M.L., Maxwell K., Hull R. Design, construction and operation of 65 kilowatt carbon dioxide electric discharge coaxial laser device // SPIE, 1990, v. 1397, p.339-354.

31. В.С.Голуев, Ф.В. Лебедев Физические основы технологических лазеров. М: "Высшая школа", 1988, 425с.

32. Haruhiko Nagai, Masao Hishii, Masaaki Tanaka et al. CW 20-kW SAGE C02-Laser for Industrial Use // IEEE J. Quant. Electron., 1993, v.29, №12, p.2898-2908.

33. Reilly J.R. Pulser/Sustainer Electrical Discharge Laser // J. Appl. Phys., 1972, v.41,N8, p.3411-3416.

34. Электроразрядный лазер. Осипов В.В., Тельнов В.А. А.с.713468 МКИ Н 01 S 3/09 (СССР), 2571797/18-25, Заявлено: 20.01.78.

35. Тельнов В.А. Исследование энергетических характеристик активной среды СОг-лазеров с высоким уровнем накачки: Кандид, диссертация. Свердловск, 1988, 153с.

36. Генералов Н.А., Вимаков В.П., Косынкин В.Д., Райзер Ю.П., Ройтенбург Д.И. Стационарный несамостоятельный разряд с ионизациейбезэлектродными импульсами в лазере на замкнутом цикле. 1 Конструкция и эксперимент// Физика плазмы, 1977, т.З, в.З, с.626-633.

37. Hill А.В. Continuous Uniform Excitation of Medium Pressure C02 Laser Plasmas by Means of Controlled Avalanche Ionization // Appl. Phys. Lett., 1973, v.22, №12, p.670-673.

38. Seguin H.J.J., Nam A.K., Tulip J. The Photoionitiated Impulse-Enhanced Electrically Excited (PIE) Discharge for High-Power CW Laser Application // Appl. Phys. Lett., 1978, v.32, №7, p.418-420.

39. Seguin H.J.J., Seguin V.A., Nikumb S.K. et al. High-average power-pulsed perfomance of multikilowatt PIE laser // IEEE J. Quant. Electron., 1989, v.25, №7, p. 1725-1735.

40. Crane R.A., Ghosh A.K., Tarn S.Y.K. Arc-Assisted Electric Discharge Technique for High-Pressure C02 Lasers // J. Appl. Phys., 1976, v.47, №7, p.3357-3359.

41. Зарослов Д.Ю. Исследование некоторых плазменных источников предыонизации импульсных ССЬ-лазеров: Кандид, диссертация. Москва, 1979, 134с.

42. Огурцова Н.Н., Подмошенский И.В., Шелемина В.М. Характеристики плазменной струи мощного капиллярного разряда // Оптика и спектр., 1963, т. 15, №6, с.743-746.

43. Муратов Е.А., Письменный В.Д., Рахимов А.Т. Периодический С02-лазер повышенного давления с несамостоятельным разрядом и УФ-ионизацией // Квант.электр., 1979, т.6, №2, с.370-372.

44. Осипов В.В. Исследование энергетических характеристик электроразрядных лазеров на двуокиси углерода. Кандид, диссертация. Томск, 1975, 146с.

45. Электроразрядный лазер. Осипов В.В., Иванов М.Г., Мехряков В.Н. Патент № 2107366, приоритет 01.04.96, дата выдачи патента 20.03.98.

46. Электроразрядный лазер. Осипов В.В., Иванов М.Г., Мехряков В.Н. Патент № 2124255, приоритет 24.10.96, дата выдачи патента 27.12.98.

47. Импульсно-периодический электроразрядный лазер. Иванов М.Г., Осипов В.В., Филатов В.А., и др. Заявка № 99102279/20(002410), приоритет 04.02.99, положительное решение от 12.08.99.

48. Осипов В.В., Никифоров А.В., Иванов М.Г. Схема возбуждения комбинированного разряда в газовом лазере // Приборы и техника эксперимента, 1997, №5, с.43-46.

49. Иванов М.Г., Мухачев С.В., Осипов В.В. Мощный С02-лазер с комбинированной системой возбуждения // Оптика атмосферы и океана, 1995,т.8,№11,с.1616-1621.

50. V.V. Osipov, M.G. Ivanov, V.V. Lisenkov, A.L. Filatov. High-Efficient Pulsed Repetitive CO2 Laser for Technologic Using //Proceedings of 11-th IEEE International Pulsed Power Conference, Maryland USA, Baltimore, 1997, 29 June 2 July, v.2, p. 13-28.

51. Осипов В.В., Иванов М.Г., Лисенков В.В. Импульсно-периодический С02-лазер, накачиваемый комбинированным разрядом // Оптика атмосферы и океана, 1997, т.Ю, №11, с. 1266-1270.

52. V.V.Osipov, M.G.Ivanov, V.V.Lisenkov, P.B.Smimov. Pulsed repetitive C02-laser pumped by combined discharge // SPIE, 1998, v.3304, p. 101-107.

53. V.V.Osipov, Y.A.Kotov, M.G.Ivanov, O.M.Samatov, P.B.Smimov. Nanometer-sized powders production by means of target evaporation using high-efficient pulsed-repetitive C02 laser// SPIE, 1998, v.3688, p.231-234.

54. Осипов В.В., Иванов М.Г., Лисенков В.В. Исследование предельных энергетических характеристик комбинированного разряда в потоке газов // ЖТФ, 1998, т.69, №5, с.33-38.

55. Карпов В.М., Конев Ю.Г., Орловский В.М., Осипов В.В., Пономарев В.Б. Компактный электроионизационный С02-лазер, автономно работающий в импульсно-периодическом режиме // Квант, электрон. 1988, т. 15, №3, с.465-470.

56. Аполлонов В.В., Ахунов Н., Миненков В.Р. и др. Объемный самостоятельный разряд в смесях C02-N2-He при большой длине разрядного промежутка // Квантовая электроника, 1976, т.Ю, №7, с. 14581461.

57. H rye н Txo Выонг, Пузевил Збигнев. Импульсный С02-лазер типа ТЕ с комбинированной предварительной ионизацией и высоким удельным энерговкладом // ЖТФ, 1982, №4, с.801-803.

58. Система предварительной ионизации электроразрядного лазера. Корнев В.М., Кущ Н.П., Осипов В.В., Скивко Т.П., Тельнов В.А. A.c. 1238670 А МКИ H 01 S 3/02. (СССР), 3777275/24-25; Заявлено: 27.07.84.

59. Аполлонов В.В., Байцур Г.Г., Прохоров A.M., Фирсов К.Н. Формирование объемного самостоятельного разряда в плотных газах при больших межэлектродных расстояниях //Письма в ЖТФ, 1985, т.11, вып.20, с.1262-1266.

60. Беляков И.И., Иванов М.Г., Осипов В.В. Мощный объемный разряд в С02-средах среднего давления // VII конференция по физике газового разряда, Россия, Самара, 1994, тезисы докладов, часть 1, с.66-67.

61. Judd O.P. The effect of gas mixture on the electron kinetics in the electrical C02-gas laser//J. Appl. Phys, 1974, v.45, №10, p.4572-4575.

62. Иванов M.Г., Мехряков В.H., Осипов B.B. Исследование предельных энергетических характеристик комбинированного разряда в потоке газа // VIII конференция по физике газового разряда, Россия, Рязань, 1996, тезисы докладов, часть 1, с.20-21.

63. V.V. Osipov, M.G. Ivanov, V.V. Lisenkov Pulsed Repetitive C02 Laser with Combined Sistem of Discharge Excitation // International Conference on LASERS'97, New Orleans, Louisiana, USA, 1997, December 15-19.

64. Осипов В.В., Иванов M.Г., Смирнов П.Б. Энергетические характеристики импульсно-периодического комбинированного разряда в потоке газов // IX конференция по физике газового разряда, Россия, Рязань, 1-15 июня 1998, тезисы докладов, часть 1, с.64-65.

65. Lowke J.J., Phelps A.V., Irwin B.W. Predicted electron transport coefficients and operating characteristics of ССЬ-Ыг-Не laser mixtures // J. Appl. Phys., 1973, v.44, №10, p.4664-4671.

66. Бычков Ю.И., Королев Ю.Д., Курбатов Ю.А., Месяц Г.А. Режимы ввода энергии в активную среду электроионизационных ОКГ // ЖТФ, 1974, вып.4, с.791-796.

67. Hokazono Н., Fujiinoto Н. Theoretical Analysis of the CO2 Molecule Decomposition and Contaminant Yield in Transversely Excited Atmospheric C02 Laser Discharge // J. Appl. Phys., 1987, v.62, N 5, p. 1585-1594.

68. Taylor R.L., Bitterman S. Survey of Vibrational Relaxation Data for Processes Important in the CO2-N2 Laser Sistem // Rev. of Modem Phys. 1969, v.41, №1, p.26-47.

69. Dzacowic G.S., Waztke S.A. High-pulse-rate glow-discharge stabilization by gas flow// J. Appl. Phys, 1973, v.44, №11, p.5061-5063.

70. Баранов В.Ю, Борисов B.M., Степанов Ю.Ю. Электроразрядные эксимерные лазеры на галогенидах инертных газов. М.: Энергоатомиздат, 1988, 345с.

71. Арутюнян Р.В., Баранов В.Ю, Борисов В.М. и др. Влияние приэлектродных процессов на контрагирование объемного разряда в импульсно-периодических лазерах // Квант, электрон., 1985, т. 12, №5, с.971-977.

72. Карпов В.М, Конев Ю.Г, Орловский В.М, Осипов В.В, Пономарев В.Б. Компактный электроионизационный СОг-лазер, автономно работающий в импульсно-периодическом режиме // Квантовая электроника, 1988, т.5, №8, с.465-470.

73. Лобанов А.Н., Лондер Я.И., Менахин Л.П., Ульянов К.Н. Динамика катодного слоя несамостоятельного тлеющего разряда // ЖТФ, 1982, т.52, №10, с. 1959-1965.

74. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М., 1953, 422с.

75. Физические величины. Справочник, под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. М.: Энергоатомиздат, 1991, 1231с.

76. Виттеман В. С02-лазеры. М.: Мир, 1990, 360с.

77. Алиев A.A., Аполлонов В.П., Ахунов Н., Велимамедов Д.Н., Прохоров A.M., Фирсов К.Н. Эффективность использования некоторых легкоионизуемых веществ для стабилизации разряда в С02-лазерах // Квантовая электроника, 1984, т.11, №4, с.735-739.

78. Аполлонов В.П., Ахунов Н., Фирсов К.Н. Особенности применения легкоионизуемых веществ для получения объемных самостоятельных разрядов//Препринт ИОФ АН СССР, 1985, №212, 16с.

79. Лобанов А.Н., Сучков А.Ф. Функция распределения и баланс энергии электронов в электроионизационном лазере на двуокиси углерода // Квантовая электроника, 1974, т. 1, №7, с. 1527-1536.

80. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Шелепин Л.А. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры. М.: Наука, 1980, 512с.

81. Аверин А.П., Басов Н.Г., Глотов Е.П., Данилычев В.А., Сажина H.H., Сорока A.M., Югов В.И. Использование аргона в рабочих смесях непрерывных технологических электроионизационных С02-лазеров // Квантовая электроника, 1981, т.8, №9, с.2063-2065.

82. Глотов Е.П., Данилычев В.А., Чебуркин Н.В. Эффективность использования электронного пучка в импульсно-периодических электроионизационных С02-лазерах и комплексная оптимизация параметров их возбуждения //Труды ФИАН, 1983, т. 142, с.3-45.

83. V.V. Osipov, M.G. Ivanov, V.V. Lisenkov Hige Power Combined Discharge in Gas Flow // International Simposium PLASMA'97 "Research and Applications of Plasmas", Poland, Jarnoltowek near Opole, 1997, June 10-12, Contributed Papers v.2, p.221-224.

84. Борисов B.H., Витшас A.H., Иштыков И.В., Красюков А.Г., Матышенко И.Д., Наумов В.Г., Письменный В.Д., Шачкин JI.B. Электроионизационный С02-лазер атмосферного давления на смесях C02:N2:H20 //Письма в ЖТФ. 1982, т.8, в.21, с.1323-1326.

85. Beverly R.E. III. Ion aging effects on the dissociative-attachment instability in C02 lasers // Opt. and Quant. Electr., 1982, v. 14, p.501 -513.

86. Sharma R.D., Brau C.A. Energy Transfer in Near-Resonant Molecular Collisions due to Long-Range Forces with Application to Transfer of Vibrational Energy from v3 Mode of C02 to N2* // J. Chem. Phys. 1969, v.50, p.919-923.

87. Осипов В.В., Иванов М.Г., Лисенков В.В., Беляков И.И. Влияние водорода на характеристики активной среды С02-лазера // Оптика атмосферы и океана, 1998, т. 11, № 2-3, с. 116-118.

88. Ton-That D., Flannery M.R. Cross sections for ionization of metastable rare-gas atoms (Ne*, Ar*, Kr*, Xe*) and of metasteble N2*, CO* molecules by electron inpact // Phys. Rev. A, 1977, v. 15, №2, p.517-526.

89. Осипов В.В., Савин В.В., Тельнов В.А. Характеристики квазистационарной фазы объемного разряда высокого давления // Изв. ВУЗов сер. физич., 1976, №12, с.52-56.

90. В.Н. Анциферов, A.M. Шмаков, В.Г.Халтурин, А.Ф. Айнагос. Лазерный синтез ультрадисперсных порошков оксида алюминия // Ж. Порошковая металлургия, №1/2, 1995, с.1-4.

91. Muller Е., Oestreich Ch., Рорр U., Michel G., Staupendahl G., Henneberg K.-l I. Characterization of nanocrystalline oxide powders prepared by C02 laser evaporation// J. KONA Powder and Particle, 1995, №13, p.79-90.

92. Muller E., Oestreich Ch., Popp U., Michel G., Staupendahl G., Heimeberg K.-H. Characterization of nanocrystalline ceramic oxide powders prepared by laser evaporation // Proceed. Fourth Euro Ceram. Confer. (Ed. C. Galassi), Italy, 1995, v. l,p.219-224.

93. Michel G., Staupendahl G., Eberhardt G., Muller E., Oestreich Ch. Production of nanosized zirconia-particles by C02 laser evaporation // Proceed. 5th Euro Ceram. Confer. France. Key Engineering Materials, 1995, v.l, p.161-164.

94. Осипов В.В., Котов Ю.А., Иванов М.Г., Саматов О.М., Смирнов П.Б. Применение мощного импульсно-периодического С02-лазера с высоким КПД для получения наноразмерных порошков // Известия АН, сер. физич., 1999, т.63, №10, с.1968-1971.