Кинетика активных сред рекомбинационных газоразрядных лазеров тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

Чеботарев Геннаднй Дмитриевич

КИНЕТИКА АКТИВНЫХ СРЕД РЕКОМБИНАЦИОННЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАЗЕРОВ

Специальность 01.04.03 - радиофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук'

Ростов-на-Дону - 2009

003473256

Работа выполнена на кафедре квантовой радиофизики Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет»

Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор

Латуш Евгений Леонидович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Карелин Александр Витальевич

доктор физико-математических наук, профессор Тарасенко Виктор Федотович

доктор технических наук, профессор Безуглов Дмитрий Анатольевич

Ведущая организация: Институт общей физики им. A.M. Прохорова

РАН, г. Москва

Защита состоится «23» июня 2009 г. в 1400час. на заседании диссертационного совета Д 212.208.10 в Южном федеральном университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 5, Южный федеральный университет, физический факультет, ауд. 247.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке Южного федерального университета по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан « /У» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.208.10, доктор физико-математических наук, профессор

Г.Ф. Заргано

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена комплексному исследованию кинетики процессов, определяющих накачку и инверсию населенностей на переходах в спектрах нейтральных атомов, одно- и многозарядных ионов в рекомбинирующей газоразрядной плазме, а также поиску новых перспективных активных сред рекомбинационных лазеров и способов их возбуждения. Основные результаты этих исследований представлены в публикациях [1-78].

Актуальность темы. Рекомбинационные лазеры - лазеры, инверсная заселенность в которых возникает в период рекомбинации плазмы, обладают рядом привлекательных черт, обеспечивших в последнее время их интенсивное развитие. В первую очередь могут быть отмечены потенциальная возможность ввода в плазму высоких плотностей энергии и получения высоких выходных мощностей, а также возможность возбуждения в рекомбинирующей плазме переходов в спектрах не только атомов и ионов, но также и многозарядных ионов, что перспективно для создания лазеров коротковолнового диапазона.

Наиболее удобным и распространенным способом возбуждения рекомбинационных лазеров является газоразрядный способ. Рекомбинационные газоразрядные лазеры обладают всеми достоинствами, присущими газоразрядным лазерам. Они имеют достаточно простую конструкцию, их излучение обладает высокой монохроматичностью, когерентностью, направленностью, узкой линией генерации. Импульсный режим возбуждения рекомбинационных лазеров позволяет достигать высокого усиления как правило на нескольких переходах и тем самым обеспечивать во многих активных средах одновременную многоволновую генерацию в разных участках спектра. Применение им-пульсно-периодического режима с высокой частотой следования импульсов позволяет достигать высоких значений как импульсной, так и средней мощности генерации. При этом в рекомбинационных лазерах на парах металлов (ЛПМ) использование режима саморазогрева решает задачу ввода паров в активную среду и обеспечивает достаточно высокий практический КПД, а наличие эффекта расконтрагирования разряда позволяет обеспечивать пространственную однородность активных сред при высоких давлениях вплоть до нескольких атмосфер. Высокие выходные характеристики и возможность генерации высококачественного излучения в широком диапазоне длин волн от мягкого рентгеновского до ИК диапазона делает рекомбинационные газоразрядные лазеры перспективными для многих практических применений.

Плазма, служащая активной средой газоразрядных лазеров, является термодинамически неравновесной. По отклонению от равновесия различают перегретую (ионизационно-неравновесную) и переохлажденную (рекомбина-ционно-неравновесную) плазму. Поскольку степень ионизации, как правило, не является равновесной, то состояние плазмы можно классифицировать по отклонению степени ее ионизации от равновесного значения для данной электронной температуры. Если плазма имеет недостаточную для равновесия степень ионизации, то плазма преимущественно ионизуется, в противном случае преобладают процессы рекомбинации заряженных частиц. Лазеры на ох-

лажденной плазме обычно называют рекомбинационными или плазменными, а лазеры на перегретой плазме - газовыми.

Впервые возможность использования рекомбинирующей плазмы в качестве активной среды для лазеров была показана в теоретических исследованиях Л.И. Гудзенко, Л.А. Шелепина, С.И. Яковленко с сотрудниками, которые к началу 1970-х годов оформились в самостоятельное научное направление. Примерно в это же время начались систематические целенаправленные экспериментальные исследования рекомбинационных лазеров, и одними из первых были работы, проводившиеся E.JI. Латушем и М.Ф. Сэмом с сотрудниками в Ростовском государственном университете. Результаты этих работ послужили стимулом к постановке исследований рекомбинационных лазеров во многих других лабораториях в нашей стране и за рубежом. Исследования показали, что наряду с рекомбинационными процессами существенную роль в накачке ряда ионных лазерных переходов в рекомбинирующей плазме играют удары 2 рода (перезарядка, реакция Пеннинга, резонансная передача возбуждения), которые в условиях рекомбинационно-столкновительной кинетики увеличивают, начиная с некоторого уровня, рекомбинационный поток, проходящий по уровням энергии сверху вниз. В настоящей работе исследовались активные среды как с рекомбинационной накачкой, так и с накачкой ударами 2 рода в рекомбинирующей плазме.

К началу данной работы (1982 г.) рекомбинационные газоразрядные лазеры уже сформировались как самостоятельный класс лазеров. В то же время стало очевидным, что перспективы дальнейшего развития рекомбинационных лазеров связаны с необходимостью глубоких комплексных исследований свойств и характеристик их активных сред. Также определился круг задач этих исследований. Исследования, представленные в диссертации, продолжают исследования рекомбинационных лазеров, начатые научной группой Ростовского государственного университета (в дальнейшем Южного федерального университета). В них отражен научный вклад автора в развитие этого направления.

Объектами данных исследований являются активные среды наиболее эффективных лазеров на ионных переходах, накачиваемых в рекомбинирующей плазме процессами рекомбинации и ударами 2 рода (He-Sr+, Не-Са+, Не-Hg+, He-Cd+, Не-Кг+ лазеры), а также лазеров на переходах нейтральных атомов (Ne-H2 и He-Hg лазеры) и многозарядных ионов (ТИП, OIII и XelV).

Предметом этих исследований являются физические механизмы, определяющие накачку и инверсию в период рекомбинации плазмы, общие закономерности, присущие активным средам рекомбинационных газоразрядных лазеров, оптимальные способы и условия их возбуждения.

Актуальность исследований определяется тем, что они позволяют расширить набор длин волн генерации, получить одновременную многоволновую генерацию в разных участках спектра, в том числе в коротковолновом диапазоне, установить механизмы накачки и инверсии, найти пути повышения выходных характеристик и способы оперативного управления ими, определить достижимые характеристики генерации, выявить общие закономерности,

присущие активным средам, прогнозировать оптимальные параметры возбуждения рекомбинационных лазеров и их выходные характеристики. Плазма ре-комбинационных газоразрядных лазеров отличается большим разнообразием происходящих в ней элементарных процессов взаимодействия частиц, а также наличием таких явлений, как контракция, расконтрагирование, катафорез. Детальные исследования этих процессов и явлений также представляют интерес для смежных областей - физики электронных и атомных столкновений, физики плазмы и газового разряда.

Цель диссертационной работы. В соответствии с вышесказанным целью настоящей работы являлись комплексные экспериментальные и теоретические исследования кинетики процессов в рекомбинирующей газоразрядной плазме, направленные на поиск новых перспективных активных сред рекомбинационных газоразрядных лазеров на переходах атомов, одно- и многозарядных ионов и способов их возбуждения, установление физических механизмов, формирующих инверсию в период рекомбинации плазмы, определение достижимых характеристик генерации, выявление закономерностей, присущих активным средам, и определение оптимальных условий их возбуждения.

Основные задачи научных исследований. Конкретная реализация цели работы предполагала решение следующих задач:

- экспериментальное исследование активной среды Ne-H2 лазера при возбуждении в различных типах разряда; исследование продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами как способа возбуждения активных сред (в частности, Ne-Нч, Не-Кг+ и He-Cd+ лазеров), сочетающего свойства продольного разряда и разряда с полым катодом;

- поиск новых рекомбинационных лазерных переходов в спектре Hgl; комплексное исследование механизмов формирования инверсии на переходах Hgl и Hgll;

- экспериментальное исследование возможности осуществления реком-бинационной накачки уровней многозарядных ионов (в частности, уровней ТИП, OUI, XelV) в плазме сильноточного импульсного разряда; поиск рекомбинационных лазерных переходов в спектрах многозарядных ионов;

- экспериментальная оптимизация саморазогревных He-Sr+ и Не-Са+ лазеров различных геометрических размеров, поиск общих закономерностей, присущих их активным средам; создание отпаянного экспериментального образца Не-Са+ лазера; анализ возможных практических применений рекомбинационных лазеров;

- разработка и тестирование самосогласованных математических моделей He-Sr+ и Не-Са+ лазеров; численное исследование пространственно-временных характеристик активных сред, в том числе исследование механизмов явлений контракции и расконтрагирования импульсно-периодического разряда;

- комплексное исследование механизмов, ограничивающих рост энергетических характеристик He-Sr+ и Не-Са+ лазеров, поиск путей повышения выходных характеристик и способов оперативного управления ими, определение достижимых характеристик генерации;

- комплексное исследование возможности осуществления катафорезного ввода паров металлов в активные среды лазеров на парах металлов в условиях продольного импульсно-периодического разряда; экспериментальная реализация катафорезных импульсно-периодических He-Cd+ и He-Sr+ лазеров.

Научная новизна работы определяется поставленными задачами и рядом впервые полученных научных результатов. К наиболее существенным можно отнести следующие новые результаты:

1. Впервые получена и исследована генерация на переходе >-=585,3 нм Nel в рекомбинирующей плазме разряда с полым катодом и продольного разряда; установлено, что основным механизмом накачки при условиях, типичных для генерации, является ударно-радиационная рекомбинация ионов неона, механизмом очистки нижнего уровня - реакция Пеннинга на водороде.

2. Предложен и исследован продольный разряд в трубке с протяженными металлическими сегментами как способ возбуждения активных сред рекомби-национных лазеров, сочетающий свойства продольного разряда и разряда с полым катодом. Впервые при возбуждении в этом разряде получена и исследована генерация в рекомбинирующей плазме на переходах Nel (А,=585,3 нм), KrII (^=469,4; 458,3 и 431,8 нм), Cdll (Х=441,6; 533,7 и 537,8 нм).

3. Впервые получена и исследована генерация на 7 ИК переходах Hgl, установлен рекомбинационный механизм накачки. Установлено эффективное заселение перезарядкой уровней бейтлеровского спектра Hgll, определены парциальные сечения перезарядки ионов гелия на атомах ртути; показано, что основными механизмами накачки в рекомбинирующей плазме являются ударно-радиационная рекомбинация для Х=567,1 нм Hgll и перезарядка для Х~615 нм Hgll, а вклад в накачку ступенчатой реакции Пеннинга пренебрежимо мал.

4. Впервые получена и исследована генерация на 4 переходах ТИП (>.=468, 482, 770 и 806 нм) в ионизационном режиме возбуждения; получена и исследована генерация при рекомбинационной накачке на 3 переходах OIII и на 9 переходах XelV УФ и видимого диапазона; установлено, что ступенчатая ионизация играет преобладающую роль в создании ионов высокой кратности, а основными механизмами охлаждения электронов в послесвечении являются упругие электрон-ионные соударения и диффузионное охлаждение.

5. Установлены общие закономерности, присущие активным средам са-моразогревных He-Sr+ (>.=430,5 нм SrII) и Не-Са+ (>.=373,7 нм Call) лазеров; установлены механизмы, ограничивающие рост энергетических характеристик генерации.

6. Установлены механизмы явлений контракции и расконтрагирования в активных средах He-Sr+(Ca+) лазеров, а также основные закономерности, свойственные этим явлениям.

7. Впервые теоретически обоснован и экспериментально реализован ка-тафорезный ввод паров металлов в активные среды импульсно-периодических лазеров на парах металлов, в том числе при больших давлениях (до 1 атм). Найдены обобщенные критерии аксиальной и радиальной однородности их активных сред. Впервые при катафорезном вводе паров получена и исследована

импульсно-периодическая генерация на переходах Cdll (À.=441,6; 533,7 и 537,8 нм) и на переходе Л,=430,5 нм SrII.

Научная значимость полученных в работе результатов состоит в следующем:

- показана эффективность рекомбинирующей газоразрядной плазмы как активной среды лазеров на переходах атомов, одно- и многозарядных ионов;

- разработаны теоретические основы для создания эффективных реком-бинационных лазеров, в том числе коротковолнового диапазона, и экспериментально обоснованы пути их практической реализации;

- найдены новые перспективные активные среды и способы их возбуждения, установлены физические механизмы, определяющие свойства и характеристики активных сред рекомбинационных лазеров;

- установлены закономерности, присущие активным средам рекомбинационных лазеров, определены оптимальные условия их возбуждения, найдены критерии пространственной однородности активных сред, определены достижимые характеристики генерации;

- созданы лазеры нового типа - катафорезные импульсно-периодические лазеры на парах металлов;

- результаты работы могут представлять интерес при исследованиях широкого класса газоразрядных лазеров, а также для физики электронных и атомных столкновений, физики плазмы и газового разряда.

Практическая значимость работы определяется тем, что ее результаты могут являться основой при разработке и создании рекомбинационных лазеров с высокими выходными характеристиками, перспективных для практических применений, а также могут быть использованы при дальнейших, в том числе прикладных, исследованиях рекомбинационных лазеров. К наиболее важным можно отнести следующие из таких результатов:

1. Проведены комплексные исследования по разработке и оптимизации рекомбинационных лазеров, в результате которых:

- достигнуты максимальные для рекомбинационных лазеров частоты следования импульсов 30-50 кГц и рекордные для He-Sr+ (>.=430,5 нм SrII) лазеров удельная средняя мощность 277 мВт/см3 и коэффициент усиления 0,15 см"1;

- достигнут рекордный для Ne-H2 (/>.=585,3 нм Nel) лазера коэффициент усиления 160 дБ/м;

- расширен набор длин волн генерации за счет новых лазерных переходов - 7 ИК переходов Hgl и 4 видимых и ИК переходов ТИП;

- реализована одновременная многоволновая генерация на переходах Sri и SrII (À=6,456 и ~3 мкм Sri; и 0,4305 мкм SrII), Krll (>,=469,4; 458,3 и 431,8 нм), Cdll (>.=441,6; 533,7 и 537,8 нм), OUI (Х=375,5; 376,0 и 559,2 нм), XelV (À=335,0; 430,6; 495,4; 500,8; 515,9; 526,0; 535,3; 539,5 и 595,6 нм);

- показана перспективность сильноточного импульсного разряда как способа реализации активных сред рекомбинационных лазеров коротковолнового диапазона на переходах многозарядных ионов;

- показана перспективность катафорезного ввода паров металлов в активные среды импульсно-периодических лазеров на парах металлов; разработана практическая конструкция катафорезного импульсно-периодического Не-Sr+ (/.=430,5 нм SrII) лазера;

- показана перспективность продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами, сочетающего свойства продольного разряда и разряда с полым катодом, как способа возбуждения активных сред рекомбина-ционных лазеров;

- разработан отпаянный экспериментальный образец (макет) Не-Са+ лазера, обеспечивающий УФ генерацию (Х=373,7 нм Call) с уровнем средней мощности 0,3 Вт (макет удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР).

2. Найдены пути повышения выходных характеристик He-Sr+(Ca+) лазеров и способы оперативного управления ими, определены достижимые характеристики генерации.

3. Разработаны самосогласованные математические модели He-Sr+(Ca+) лазеров, которые могут применяться как инструменты исследований кинетики активных сред, а также для прогнозирования оптимальных параметров возбуждения и выходных характеристик.

4. Разработана основанная на установленных для саморазогревных Не-Sr+(Ca+) лазеров закономерностях методика расчета оптимальных параметров возбуждения и характеристик генерации, которая может применяться при анализе и систематизации результатов экспериментов, а также при инженерных расчетах активных элементов и схем их импульсного возбуждения.

5. Предложены две удобные при практических расчетах коэффициента усиления аппроксимационные формулы для форм-фактора в центре линий со смешанным фойгтовским контуром, имеющие низкую погрешность (<6% и <1%).

На защиту выносятся следующие результаты и положения:

1. Результаты экспериментальных исследований Ne-H2 лазера:

- впервые генерация на переходе А.=585,3 нм Nel получена и исследована в рекомбинирующей плазме разряда с полым катодом, продольного разряда, а также продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами;

- установлено, что основным механизмом накачки в рекомбинирующей плазме при условиях, типичных для генерации, является ударно-радиационная рекомбинация ионов неона, а основным механизмом очистки нижнего уровня является реакция Пеннинга на водороде.

2. Результаты комплексных исследований механизмов, формирующих инверсию населенностей на полученных новых лазерных переходах в спектре Hgl, а также на переходах Hgll в рекомбинирующей плазме.

3. Результаты экспериментальных исследований возможности осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов и генерации в спектрах многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде.

4. Результаты экспериментальных исследований саморазогревных He-Sr+ (^.=430,5 нм SrII) и Не-Са+ (^=373,7 нм Call) лазеров, включающие установленные закономерности:

- существование оптимального давления гелия обусловлено ограничением скорости охлаждения электронов при больших давлениях вследствие греющего воздействия заднего фронта импульса тока; оптимальное давление соответствует примерному равенству длительности заднего фронта импульса тока и времени охлаждения электронов в раннем послесвечении;

- оптимальным является энерговклад в разряд, одновременно обеспечивающий достаточно высокий процент двукратной ионизации атомов металла и согласование лазерной трубки со схемой накачки путем достижения необходимой величины сопротивления плазмы.

5. Разработанные самосогласованные математические модели He-Sr+ и Не-Са+ лазеров, позволяющие рассчитывать пространственно-временную эволюцию параметров плазмы и характеристик генерации в импульсно-периодическом режиме.

6. Результаты исследований механизмов явлений контракции и раскон-трагирования в активной среде He-Sr+ лазера.

7. Результаты комплексных исследований катафорезных импульсно-периодических лазеров на парах металлов.

Достоверность и обоснованность полученных результатов, научных положений и выводов определяется применением современных методов исследований и их комплексным характером, воспроизводимостью результатов, взаимным соответствием результатов экспериментов и теоретического анализа, практической реализацией научных положений и выводов при создании эффективных рекомбинационных лазеров, а также согласием с данными других авторов.

Реализация результатов работы. Работа по теме диссертации выполнялась в рамках госбюджетных и хоздоговорных НИР, проводившихся кафедрой квантовой радиофизики ЮФУ в период 1982-2008 гг., а также в ходе выполнения ряда проектов в области фундаментальных и прикладных исследований, поддержанных грантами: Минобразования (№Е20-3.2-157), ФЦП «Интеграция» (проект №582), РФФИ (№ 96-02-19750, № 99-02-17539, №04-02-96804, №06-0226126). Полученные в работе результаты нашли отражение в научно-технических отчетах по выполненным НИР. Результаты проведенных исследований и разработанные активные элементы рекомбинационных лазеров используются на физическом факультете ЮФУ при выполнении НИР и в учебном процессе в программах подготовки студентов, магистрантов и аспирантов. Некоторые результаты работы были использованы при совместных с ТГУ (г. Томск) исследованиях многоволнового лазера на парах стронция. Разработанные активные элементы использовались в качестве инструментов научных исследований, проводившихся в ЮНЦ РАН и НИИ ФОХ ЮФУ (г. Ростов-на-Дону).

Личный вклад автора. В исследованиях, представленных в диссертации, автору принадлежат инициатива проведения исследований, постановка

задач, анализ и интерпретация полученных результатов. Результаты экспериментальных и теоретических исследований получены лично автором либо при его определяющем участии. Разработка математических моделей и численные эксперименты проводились под руководством и при непосредственном участии автора. На различных этапах исследований в постановке некоторых конкретных задач и обсуждении результатов принимали участие Е.Л. Латуш и М.Ф. Сэм.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 78 печатных работ в отечественных и зарубежных изданиях (включая 22 статьи в российских журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов докторских диссертаций). Кроме того, ряд материалов диссертации представлен в научно-технических отчетах, а также отражен в учебно-методических работах автора.

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях:

XIX Всесоюзный съезд по спектроскопии. (Томск, 1983); Всесоюзное совещание «Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах» (Томск, 1986 г.); Рабочее совещание «Активные среды плазменных и газоразрядных лазеров» (Гродно, 1987 г.); Международный симпозиум «Pulsed Metal Vapour Lasers» (Великобритания, Сэнт Андрюс, 1995 г.); 5-й Санкт-Петербургский семинар-выставка «Лазеры для медицины и биологии» (Санкт-Петербург, 1997 г.); Всероссийская конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии» (Санкт-Петербург, 2000 г.); III Международная научно-техническая конференция «Квантовая электроника», (Минск, 2000 г.); Симпозиум «Нанофотоника», (Черноголовка, 2007 г.); Всесоюзные и Всероссийские семинары и симпозиумы «Лазеры на парах металлов» (Ростов-на-Дону, Новороссийск, Туапсе, Сочи, 1985, 1989, 1991, 1993, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2006, 2008 г.); 3-я, 4-я, 5-я, 6-я, 7-я и 8-я Международные конференции «Atomic and Molecular Pulsed Lasers» (Томск, 1997, 1999, 2001, 2003, 2005, 2007 г.), 9-й Российско-китайский симпозиум «Laser Physics and Laser Technologies» (Томск, 2008 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и двух приложений. Она содержит 414 страниц, включая 144 рисунка, 13 таблиц и список литературы из 534 наименований, из них 78 - работы автора.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика работы, приведена краткая историческая справка, отражающая основные вехи развития рекомбинационных лазеров и показано их место среди газоразрядных лазеров других типов, обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость, основные результаты и положения, выносимые на защиту, приводится краткое изложение содержания диссертации.

Первая глава посвящена экспериментальному исследованию рекомби-национного Ne-II2 лазера с пеннинговской очисткой нижнего уровня, излучающего в желтой области спектра на >.=585,3 нм Nel (3p'[l/2]o-3s'[l/2/]i°). Для возбуждения таких лазеров перспективны электронные пучки, а также разряды

различных типов, в частности, разряды, в которых имеется «жесткая» составляющая функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ).

Одним из таких разрядов, исследованных в работе, является разряд с полым катодом (РПК). В экспериментах использовалась разрядная трубка с щелевым полым катодом активной длиной /=45 см и с размерами щели 2x6 мм. В результате экспериментов впервые генерация на переходе ^=585,3 нм №1 была получена и исследована в разряде с полым катодом. Генерация осуществлялась в смеси №-Н2 при давлениях ~5-25 Тор как в послесвечении (при токах разряда 0,2-1,3 кА), так и во время импульса тока (при токах 1,5-3 кА). Достигнут коэффициент усиления 5,2 дБ/м. Установлено, что при больших давлениях смеси (>10 Тор) оптимальным является соотношение №:Н2=1:1,5.

Другим перспективным для получения генерации в спектре №1 является продольный импульсный разряд, в котором за счет высокой плотности тока могут быть получены высокие концентрации заряженных частиц и высокие скорости рекомбинационной накачки. В экспериментах использовались кварцевые разрядные трубки с активной длиной /=20-50 см и внутренним диаметром ¿/=0,2-1,0 см. В результате экспериментов впервые генерация на переходе А.=585,3 нм N61 была получена и исследована в продольном разряде при рекомбинационной накачке (ранее в продольном разряде на этом и других Зр—Зб переходах №1 наблюдалась генерация в ионизационном режиме возбуждения). Генерация осуществлялась в смеси Ые-Н2 при давлениях -7-100 Тор в послесвечении (при относительно небольших токах разряда ~30—150 А), а также на фронте импульса рекомбинационной накачки (при больших токах -1,5-3 кА и давлениях >25 Тор). Установлено, что оптимальным для генерации в послесвечении при небольших токах является соотношение №:Н2а1:1,5, в то время как при больших токах оптимально соотношение №:Н2«1:2. Достигнуты коэффициент усиления 10 дБ/м в режиме небольших токов и рекордный для линии А.=585,3 нм Ке1 коэффициент усиления 160 дБ/м в режиме больших токов.

Проведенное сравнение изменений интенсивности послесвечения на линии >.=585,3 нм N61, регистрируемой сбоку продольной трубки, которые отражают изменения населенности верхнего уровня Зр'[1/2]о, с изменениями населенности нижнего (резонансного) уровня 3^[1/2]1°, измеренной методом реабсорбции, показало, что населенность нижнего уровня уменьшается с добавлением Н2 быстрее, чем верхнего, что свидетельствует об эффективной пен-нинговской очистке нижнего уровня. При этом резонансный уровень неона очищается быстрее, чем метастабильный уровень Зз[3/2]2°, то есть очистка резонансного уровня N61 за счет реакции Пеннинга имеет селективный характер.

Показано, что наблюдаемые с торца существенные искажения формы импульса спонтанного излучения обусловлены самопоглощением излучения на переходах в сильнозаселенные Зв состояния атома неона. Это говорит о необходимости учета самопоглощения при исследованиях механизмов накачки уровней спектрально-временным методом.

В результате детальных исследований временных характеристик спонтанного излучения и генерации (в том числе при подогреве электронного газа в

послесвечении слабым дополнительным импульсом тока), измерения параметров плазмы и оценок скоростей накачки уровней №1 за счет ударно-радиационной и диссоциативной рекомбинации установлено, что основным механизмом накачки лазерных уровней атома неона в послесвечении при условиях, типичных для генерации, является ударно-радиационная рекомбинация ионов неона. Показано, что неупругие соударения электронов с возбужденными атомами неона существенно влияют на характеристики генерации.

Предложен и исследован продольный разряд в трубке с протяженными металлическими сегментами (рис. 1) как способ возбуждения активных сред рекомбинационных лазеров, сочетающий свойства продольного разряда и разряда с полым катодом.

Рис. 1. Конструкция сегментированной разрядной трубки: 1 - нержавеющая сталь, 2 - ВеО-керамика, 3 - кварцевая трубка, 4 - печь, 5 - металл.

При небольшой длине металлических сегментов они находятся под «плавающим» отрицательным потенциалом по отношению к плазме и не шунтируют разрядный ток. В случае если сегменты достаточно длинные (>5 см), часть их будет находиться уже под положительным потенциалом по отношению к плазме. При этом часть тока будет течь через сегменты, и будет возникать разряд между соседними сегментами.

Показано, что при определенных условиях (для разряда в гелии - при рНе^5-10 Тор-см) в трубке с протяженными металлическими сегментами может быть реализован разряд, при котором каждый из внутренних сегментов будет выполнять функцию анода для предыдущего и функцию полого катода для последующего сегмента. Некоторые участки металлических сегментов будут работать в режиме РПК, а в промежутках между сегментами будет гореть продольный разряд. При этом такой разряд сочетает свойства продольного разряда (устойчивость разряда, простота конструкции разрядной трубки, возможность катафорезного ввода паров металлов в ЛПМ) и разряда с полым катодом (наличие «жесткой» составляющей ФРЭЭ на значительной части активной длины).

Изучена зависимость глубины проникновения плазмы в полость металлических сегментов от условий возбуждения и показано, что зависимость глубины проникновения плазмы от давления рабочей смеси и внутреннего диаметра сегментов может быть использована в качестве характеристики, определяющей степень проявления эффекта полого катода.

В результате экспериментов впервые при возбуждении в продольном разряде в трубке (/=65 см, 6= 0,3 см) с протяженными металлическими сегментами (>5 см) была получена и исследована генерация на переходе >.=585,3 нм №1, а

также трехволновая генерация на переходах КгП: >.=469,4 нм (б54Р5/2-5р4В75/2 КгП), 458,3 нм (б54Р3/2-5р 05/2 КгП) и 431,8 нм (6з4Р5/2-5р4Р5/2 КгИ).

Генерация на переходе №1 осуществлялась в смеси Ке-Н2 при оптимальных токах разряда ~50—100 А. Диапазон оптимальных давлений смеси составлял ~10—30 Тор при оптимальном соотношении №:Н2=1:1,5. Генерация происходила в раннем послесвечении и, как показали исследования временных характеристик излучения, механизмом накачки является ударно-радиационная рекомбинация ионов неона, а механизмом очистки нижнего уровня - реакция Пеннинга на водороде (как в РПК и продольном разряде). Достигнут высокий коэффициент усиления 12 дБ/м, превышающий усиление в РПК и продольном разряде (в режиме небольших токов). Генерация на переходах КгП осуществлялась в смеси Не-Кг при оптимальных токах разряда ~40-80 А. Оптимальное давление гелия составляло ~15-50 Тор, давление криптона составляло ~(1—5)-10"2 Тор. Генерация происходила в послесвечении при накачке за счет резонансной передачи возбуждения ионам криптона от метастабилей гелия Не(238). Достигнут коэффициент усиления 3 дБ/м, превышающий усиление в продольном разряде (~1 дБ/м). Полученные результаты свидетельствуют о перспективности продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами как способа возбуждения активных сред рекомбинационных лазеров.

Вторая глава посвящена комплексным исследованиям лазера на атомных и ионных переходах ртути. В частности, приведены результаты экспериментов, направленных на поиск новых рекомбинационных лазерных переходов в спектре Н§1. В результате экспериментов с использованием кварцевой разрядной трубки (/=60 см, ¿=0,6 см) была получена многоволновая генерация на 9 ИК переходах в спектре Н§1: >.=941 нм (Юс^^р'Р0, ^1), 942 нм (10с1'1)2-7р'Р°1 Щ1), 942,5 нм (8Г'Р°з-6(1'02 Нё1), 943 нм (8^Р°2-ба302 Нё1), 1070 нм (9538]-6р3Р°2 ВД), 1357 нм (7р'Ро1-7б180 1^1), 1530 нм (бр3?0^^,, 1730 нм (7с11В2-7р1Р°1 Нё1), 1963 нм (10с13Вз-8р3Ро2 ^1). На двух из них с >,=1530 и 1730 нм Н§1 генерация наблюдалась ранее, на остальных 7 ИК переходах Н§1 генерация была получена и исследована впервые.

Генерация осуществлялась в смеси Не-^, при этом оптимальное давление гелия составляло рНе~6-8 Тор, паров ртути - р11е~0,05 Тор. Оптимальный ток разряда составлял /~5-7 А. Генерация на всех линиях Н§1 наблюдалась в послесвечении разряда, а на линиях >.=942 и 1357 нм - также и во время импульса тока. Коэффициент усиления на переходах Н§1 достигал 2-10"3 см"1. На основе исследований временных характеристик генерации и спонтанного излучения установлено, что накачка лазерных переходов в послесвечении осуществляется за счет ударно-радиационной рекомбинации ионов ртути, а наблюдаемое при повышении тока разряда смещение импульсов генерации в позднее послесвечение обусловлено процессами электронного девозбуждения.

Также для анализа роли различных возможных механизмов в накачке лазерных переходов ЩП в рекомбинирующей плазме Не-Нц' лазера (>.=567,7 нм (52Р7/2-62В5/2 ЩП) и >.=615 нм (72Р3/2-7281/211§П)) проведено экспериментальное исследование процессов заселения ионных уровней ртути. На основе исследо-

ваний временных характеристик спонтанного излучения на линиях Hgll установлено, что уровни бейтлеровского спектра иона ртути эффективно заселяются перезарядкой. С использованием метода модуляции населенностей определены парциальные сечения перезарядки ионов гелия на атомах ртути: е(72Р3/2)=2,0-10-15 см2, g(72P1/2)=3,6-10-16 cm2, g(62D5/2)=2,4-10"16cm2.

Проведен сопоставительный анализ характеристик спонтанного и лазерного излучения на видимых переходах Hgll и результатов математического моделирования He-Hg+ лазера (с использованием найденных парциальных сечений перезарядки). Показано, что при условиях, типичных для генерации, основными механизмами накачки в рекомбинирующей плазме являются процессы ударно-радиационной рекомбинации для зеленой линии иона ртути (À,=567,7 нм Hgll) и перезарядки для красной линии (7=615 нм Hgll). При этом вклад в накачку ступенчатой реакции Пеннинга (предлагавшейся в ряде работ в качестве основного механизма накачки лазерных уровней Hgll) пренебрежимо мал. Также показано существенное влияние на характеристики генерации процессов электронного девозбуждения.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований возможности осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов и генерации в спектрах многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде. Проведен анализ изоэлектронных последовательностей ионов и выбраны переходы в спектрах многозарядных ионов (ТИП, OUI, XelV), на которых целесообразно исследовать возможность реализации рекомбинационной накачки.

Проведен анализ условий, при которых может быть решена задача осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов, включающая в себя необходимость создания во время импульса тока плотной плазмы с относительно высокой концентрацией многозарядных ионов, быстрого и глубокого охлаждения электронов в послесвечении и уменьшения бесполезных с точки зрения рекомбинационной накачки потерь заряженных частиц на фазе «включения» накачки. Показано, что упругие соударения с атомами и ионами легкого буферного газа наряду с процессом амбиполярной диффузии обеспечивают достаточно быстрое (за -0,1-1,0 мкс) охлаждение электронов в послесвечении разряда при относительно низких (<1 Тор) давлениях буферного газа (облегчающих получение значительных концентраций многозарядных ионов) и небольших (—0,3 см) диаметрах разрядной трубки. Показано, что с уменьшением концентрации буферного газа и повышением кратности иона резко возрастают требования к крутизне заднего фронта импульса тока.

Экспериментально исследованы временные характеристики спонтанного излучения на переходах атомов и ионов различной кратности в спектрах таллия, кислорода и ксенона в сильноточном (до ~2,5 кА) импульсном разряде, который возбуждался в кварцевой трубке (/=50 см, d= 0,3 см). На примере переходов T1III, OIII и XelV экспериментально показана возможность осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде. Установлена преобладающая роль ступенчатой ионизации в создании ионов высокой кратности.

В результате экспериментов впервые была получена и исследована генерация на 4 переходах ТИП видимого и ближнего ИК диапазона с А.=468, 482, 770 и 806 нм в ионизационном режиме возбуждения. Достигнут коэффициент усиления 2 дБ/м. Также была получена и исследована генерация в рекомбина-ционном режиме накачки на трех 3p-3s переходах Olli УФ и видимого диапазона с А.=375,5; 376,0; 559,2 нм и на 9 переходах XelV УФ и видимого диапазона с ^=335,0; 430,6; 495,4; 500,8; 515,9; 526,0; 535,3; 539,5; 595,6 нм. (Ранее на этих и других переходах OUI и XelV генерация наблюдалась в ионизационном режиме возбуждения). Генерация в послесвечении разряда осуществлялась в смесях 02 и Хе с буферными газами - Не, Н2, Ne. Многоволновая генерация на переходах Olli и переходах XelV происходила примерно при одинаковых оптимальных условиях - парциальных давлениях СЬ и Хе ~5-10"3-10"2 Тор, давлениях буферных газов -0,1-0,3 Тор, токах разряда г-1,5-2 кА. На наиболее сильных лазерных переходах Olli и XelV достигнуты значения коэффициента усиления 3 дБ/м (к=559,2 нм Olli) и 2 дБ/м (> =526,0 и 539,5 нм XelV).

Измерены параметры рекомбинирующей плазмы и показано, что концентрация электронов быстро спадает в раннем послесвечении вследствие амбипо-лярной диффузии заряженных частиц, а основными механизмами охлаждения электронов являются упругие электрон-ионные соударения и диффузионное охлаждение.

Полученные результаты свидетельствуют о перспективности газоразрядного способа создания рекомбинирующей плазмы многозарядных ионов и могут служить ориентиром для дальнейших исследований газоразрядных реком-бинационных лазеров на переходах многозарядных ионов с целью продвижения в коротковолновый диапазон спектра.

В четвертой главе изложены результаты исследований, направленных на экспериментальную оптимизацию и диагностику активных сред саморазогрев-ных He-Sr+ лазеров (?.=430,5 и 416,2 нм (62Sj/2—52P3/2,i/2 SrII)) и Не-Са+ лазеров (к=373,7 и 370,6 нм (52Si/2—42Рз/2,1/2 Call)), поиск присущих им закономерностей и анализ физических механизмов, определяющих эти закономерности. Не-Sr+(Ca+) лазеры являются наиболее эффективными из ионных рекомбинацион-ных лазеров, что является следствием удачного расположения лазерных уровней с точки зрения рекомбинационно-столкновительной кинетики. Накачка верхних лазерных уровней осуществляется за счет ударно-радиационной рекомбинации ионов Sr++(Ca++), а эффективная очистка нижних уровней происходит за счет электронного девозбуждения. Достаточно высокие значения средней (до ~4 Вт) и импульсной (до -20 кВт) мощности генерации, коэффициента усиления (~0,1 см"1) и КПД (-0,1%) при высоком качестве излучения ставят Не-Sr+(Ca+) лазеры в ряд лучших источников лазерного излучения фиолетового и УФ диапазона.

С использованием спектроскопических методов проведены эксперименты по диагностике плазмы He-Sr+ лазера. Установлено, что при типичных для генерации условиях (рне~250-300 Тор, 1 Тор) параметры плазмы принимают следующие значения в раннем послесвечении: ïVSr(m)~1012 см"3,

ЭДад-Ю13 см"3, 7^-0,22-0,25 ЭВ, «е~(3-3,5)'1014 см"3, что согласуется с данными других авторов. Показано, что наблюдаемый при повышении давления гелия рост скорости рекомбинационной накачки уровней SrII обусловлен ростом концентрации ионов Sr++ при поддержании низкого уровня Те в раннем послесвечении. Установлено, что при повышении давления гелия возрастает оптимальный импульсный энерговклад в разряд, при этом пе примерно пропорциональна удельному энерговкладу w.

Проведены эксперименты по оптимизации саморазогревных активных элементов He-Sr+(Ca+) лазеров с различными геометрическими размерами (1=9-45 см, й?=0,3-1,5 см). В экспериментах были детально исследованы 5 активных элементов He-Sr+ лазера и один активный элемент Не-Са+ лазера. Достигнуты рекордные для саморазогревных He-Sr+ и Не-Са+ лазеров (Я.=430,5 нм SrII и 373,7 нм Call, соответственно) с естественным радиационным и конвективным охлаждением удельные средние мощности генерации (73 мВт/см3 и 50 мВт/см3, соответственно) и коэффициенты усиления (0,14 см"1 и 0,1 см'1, соответственно), а также достигнут максимальный для продольных He-Sr+ трубок, работающих при давлениях не выше 1 атм, удельный энергосъем 12 мкДж/см3.

На основе проведенных исследований выявлены общие закономерности, присущие активным средам саморазогревных He-Sr+(Ca+) лазеров в практически значимом диапазоне давлений гелия /?цс~0,2-1 атм:

- в оптимальных условиях возбуждения при разряде накопительной емкости режим разрядного контура оказывается близким к критическому, соответствующему переходу разряда из апериодического режима в колебательный;

- существование оптимального давления гелия обусловлено ограничением скорости охлаждения электронов при больших давлениях вследствие греющего воздействия заднего фронта импульса тока; оптимальное давление соответствует примерному равенству длительности заднего фронта импульса тока и времени охлаждения электронов в раннем послесвечении;

- оптимальным является энерговклад в разряд, одновременно обеспечивающий достаточно высокий процент двукратной ионизации атомов металла и согласование лазерной трубки со схемой накачки путем достижения необходимой величины сопротивления плазмы.

- при повышении давления гелия частота следования импульсов снижается, что необходимо для поддержания температурного режима лазерной трубки в условиях соответствующего роста удельного энерговклада.

На основе установленных закономерностей разработана методика, позволяющая рассчитывать оптимальные параметры возбуждения, а также характеристики генерации саморазогревных He-Sr+(Ca+) лазеров, исходя из известных параметров оптимизированных лазерных трубок.

В частности, исходя из условия критического режима для разрядного

контура R = (и с учетом зависимостей концентрации электронов от удельного энерговклада и проводимости плазмы от ее параметров) получено выра-

/ - С3

жение для удельного энерговклада woe— р3 —. Это выражение позволяет про-

5 U

гнозировать изменения значений w, а также оценивать значения удельного энергосъема e=rjw (здесь // - КПД) в оптимизированных по средней мощности и КПД режимах генерации He-Sr+(Ca+) лазеров при вариациях давления рабочей смеси р, накопительной емкости С и геометрических размеров лазерных трубок (длины / и внутреннего диаметра Исходя из зависимости

тепловой мощности, отводимой от активного элемента при естественном охлаждении, от внешнего диаметра трубки <J0Ut (и с учетом равенства потребляемой и отводимой мощности в саморазогревном режиме), получено выражение для

частоты следования импульсов /сс-^Ц-. При этом удельная средняя мощность

wd

генерации Psp может быть оценена следующим образом: Psp=cf=T]\\fx п-^г ■

Проведено тестирование этой методики с использованием экспериментальных данных, получено хорошее согласие результатов расчетов и экспериментов. Данная методика может применяться при анализе и систематизации результатов экспериментов, а также при разработке и инженерных расчетах активных элементов саморазогревных He-Sr+(Ca+) лазеров и схем их импульсного возбуждения.

Разработан отпаянный экспериментальный образец (макет) Не-Са+ лазера, обеспечивающий УФ генерацию на Л.=373,7 им Call с уровнем средней мощности —0,3 Вт при частоте следования импульсов 5-7 кГц. Макет удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР.

Проведен анализ возможных практических применений He-Sr+(Ca+) лазеров, в том числе малогабаритных, и показана их перспективность.

В пятой главе представлены результаты исследований, направленных, главным образом, на численный расчет и анализ пространственно-временных характеристик активных сред He-Sr+(Ca+) лазеров.

Разработаны самосогласованные математические модели He-Sr+ и Не-Са+ лазеров, позволяющие рассчитывать пространственно-временную эволюцию параметров плазмы и характеристик генерации в импульсно-периодическом режиме. Модели содержат совместное описание электрической цепи накачки, плазмы импульсно-периодического разряда и лазерного излучения.

Проведено тестирование математических моделей с использованием экспериментальных данных. Показано, что модели достаточно точно отражают основные закономерности в поведении характеристик активных сред Не-Sr+(Ca+) лазеров и могут служить удобным инструментом исследований их кинетики.

Предложены две удобные при практических расчетах коэффициента усиления аппроксимационные формулы для форм-фактора в центре линий со смешанным фойгтовским контуром:

, 2л/1п2_

_ л/тгД [л/л^о/2 + (1 + яа2 /4)"2]' 1 '

, . = 2л/1п2 _1_. ^

° •/тгАуа\4?га/2 + (\ + ла2 /4)"2|' 1 + ОД667а0'845 ехр(-1Д67а)' здесь о = л/1п2Дуь/Д 1/0; Дц. и Дю - ширина лоренцевского и гауссова контуров на полувысоте, соответственно. Погрешность первой, более простой формулы, не превышает 6%, а погрешность второй, более сложной формулы - 1% при любых относительных вкладах уширений лоренцевского и гауссова типов.

С использованием результатов экспериментов и численного моделирования проведен анализ влияния эффектов самопоглощения (и усиления) на временной ход интенсивности спектральных линий в Не-8г+(Са+) лазерах. Показано, что они могут существенным образом искажать наблюдаемый временной ход интенсивности линий.

Поскольку оптимальные условия возбуждения рекомбинационных лазеров определяются как условиями эффективного действия механизмов формирования инверсии, так и условиями достижения пространственной однородности плазмы, был проведен численный расчет и анализ пространственно-временных характеристик активной среды Не-8г+ лазера как в процессе установления импульсно-периодического режима, так и в установившемся режиме (рис. 2).

Показано, что установившийся импульсно-периодический режим формируется за -40-50 импульсов, при этом образуется неоднородный по радиусу профиль газовой температуры с максимумом на оси. Это приводит к неоднородному предымпульсному радиальному распределению концентрации атомов металла с провалом на оси и, как следствие, к провалу в радиальном распределении концентрации ионов 8г++ и к минимуму интенсивности генерации на оси трубки при достаточно больших диаметрах и давлениях (й^1,5 см, /Зце>200 Тор). Показано, что увеличивающаяся с ростом диаметра степень пространственной неоднородности плазмы является фактором, ограничивающим рост энергетических характеристик генерации.

С помощью математической модели Не-8г+ лазера были детально исследованы процесс контракции импульсно-периодического разряда в гелии и принципиально важный для лазеров на парах металлов процесс расконтрагиро-вания разряда при добавлении паров стронция, благодаря которому автоматически обеспечивается достаточно высокая пространственная однородность плазмы при больших давлениях.

Процесс расконтрагирования разряда иллюстрирует рис. 3, где представлены рассчитанные при различных добавках стронция N1 установившиеся радиальные распределения параметров плазмы.

Видно, что в чистом гелии разряд контрагирован, а при ]У5°г=4-1014 см"3 радиальное распределение концентрации электронов становится практически плоским, т.е. происходит расконтрагирование разряда.

Рис. 2. Рассчитанные радиальные профили концентрации электронов в различные моменты времени относительно максимума тока (а), температуры электронов в момент максимума генерации (б), пространственно-временные зависимости температуры электронов (в), температуры газа (г), концентраций атомов (д), однократных (е) и двукратных (ж) ионов стронция, а также интенсивности генерации на линии ¡>1=430,5 нм Яг11 (з); штриховые кривые - эксперимент: /=70 см, £/=1,55 см, р°Нс =250 Тор, Л£=4,2-1014 см"3,/^6 кГц.

г (мм) г (мм)

Рис. 3. Рассчитанные радиальные профили концентраций электронов (а), однократных ионов стронция (б), двукратных ионов стронция (в), ионов гелия (г), температуры электронов (д), температуры газа (е), проводимости плазмы (ж), суммарной скорости ионизации гелия и стронция (з); рядом с кривыми указаны значения Ы!!г; штриховая кривая - эксперимент в контрагированном разряде в чистом гелии: /=70 см, с/=1,55 см, Д°[е =190 Тор,/=6 кГц.

Установлены основные физические механизмы, определяющие существование явлений контракции и расконтрагирования, а также основные согласующиеся с экспериментами закономерности, свойственные этим явлениям при условиях, типичных для возбуждения рекомбинационных лазеров. В частности, установлено, что:

- сжатие импульсно-периодического разряда в гелии является результатом формирования тепловой неоднородности плазмы в последовательности импульсов; степень сжатия разряда возрастает при увеличении давления гелия;

- ключевую роль в расконтрагировании разряда играет практически полная одно- и двукратная ионизация стронция по всему сечению, чему способствуют низкие потенциалы такой ионизации у стронция, а также форма предым-пульсного радиального профиля концентрации атомов металла с максимумом у стенок и провалом на оси;

- введение легкоионизируемой добавки стронция приводит, кроме того, к сглаживанию радиальных профилей газовой и электронной температуры, в результате чего пространственно стабилизируется процесс ионизации буферного газа гелия, ионы которого вносят существенный вклад в результирующий радиальный профиль концентрации электронов наряду с одно- и двукратными ионами металла;

- оптимальные для достижения максимальной однородности плазмы соотношения компонент смеси оказываются близкими к соотношениям, обеспечивающим максимум скорости рекомбинационной накачки ионных уровней стронция и, соответственно, энергетических характеристик генерации Не-8г+ лазера.

В шестой главе приведены результаты комплексных исследований, направленных на установление физических механизмов, ограничивающих рост энергетических характеристик Не-8г+(Са+) лазеров, поиск путей повышения выходных характеристик генерации и способов оперативного управления ими, определение достижимых энергетических, частотных и спектральных характеристик. Для решения поставленных задач наряду с анализом результатов экспериментальных исследований проводилось математическое моделирование активных сред с использованием методов численной многопараметрической оптимизации.

Для математических моделей Не-8г+(Са+) лазеров реализованы два метода автоматической численной многопараметрической оптимизации - метод Нелдера-Мида и генетический алгоритм. Проведен численный поиск оптимальных режимов для 10 активных элементов Не-8г+(Са+) лазеров с различными геометрическими размерами (/=9-70 см, ¿/=0,3-1,55 см), показавший хорошее согласие с данными экспериментов, что подтвердило возможность численного прогнозирования оптимальных параметров рекомбинационных лазеров.

Проведен анализ возможностей повышения выходных характеристик Не-8г+(Са+) лазеров за счет увеличения давления активной среды. Показано, что повысить среднюю мощность генерации и КПД при больших давлениях можно путем снижения накопительной емкости и индуктивности лазерных трубок, приводящего к укорочению заднего фронта импульса тока, а также за счет рез-

кого обрыва импульса тока, что обусловлено снижением доли бесполезно ре-комбинирующих ионов Бг++ в начальной фазе рекомбинационной накачки. При этом применение независимого ввода паров металла позволяет достичь более высоких оптимальных давлений по сравнению с саморазогревным режимом.

Проведен анализ физических механизмов, ограничивающих рост энергетических характеристик Не-8г'(Са+) лазеров при увеличении объема активной среды и частоты следования импульсов. Установлено, что с ростом диаметра трубки и частоты средняя мощность насыщается, а затем снижается из-за формирования радиальной неоднородности активной среды вследствие ее перегрева на оси и радиального катафореза, а также из-за замедления релаксации электронной температуры и подъема уровня Те в раннем послесвечении, обусловленных ростом газовой температуры.

Проведены численные расчеты достижимых энергетических характеристик генерации. Показано, что достижимый максимум погонной мощности Не-Бг+ лазера составляет: ~6,2 Вт/м для саморазогревных активных элементов из ВеО-керамики и ~7,8 Вт/м - при чернении их поверхности; -7,7 Вт/м при независимом вводе паров металла и -9,4 Вт/м - при его сочетании с чернением; -17 Вт/м при интенсивном принудительном охлаждении активных элементов цилиндрической геометрии и -29 Вт/м - с активными элементами прямоугольного сечения при соотношении размеров стенок 1:3, обеспечивающими эффективный теплоотвод от осевых частей разрядной трубки.

Показана возможность повышения КПД и энергетических характеристик генерации саморазогревных Не-8г+(Са+) лазеров в режиме возбуждения пачками импульсов тока с коротким межимпульсным интервалом (-1 мкс), когда повышается эффективность создания ионов 8г++(Са++) во втором и последующих импульсах возбуждения за счет ионизации не успевших прорекомбиниро-вать ионов 8г+(Са+).

Показано, что пиковая мощность генерации Не-8г+ лазера может быть повышена более чем на порядок в режиме разгрузки резонатора, при этом импульсы генерации могут быть существенно укорочены.

Проведен анализ возможности оперативного управления характеристиками генерации рекомбинационных лазеров. Экспериментально показано, что управление может быть реализовано за счет наложения в послесвечении дополнительного импульса тока, подогревающего электронный газ и снижающего скорость рекомбинационной накачки. Численно исследованы два режима управления Не-8г+ лазера: путем изменения момента включения дополнительного импульса и путем изменения его амплитуды. Рассчитаны зависимости выходных характеристик от параметров управляющего импульса и установлено, что в обоих режимах управления регулировка характеристик генерации может осуществляться в широких пределах, при этом при использовании первого режима кривые управления близки к линейным.

С использованием математической модели Не-8г+ лазера осуществлен поиск новых потенциальных лазерных переходов в спектре БгИ. Показано, что в сильно нестационарных условиях в раннем послесвечении возможно получе-

ние инверсии населенностей на УФ переходах 52D3j2,5/2-52Pv2,3/2 Sril (>.=338,1 и 346,4 нм).

Совместно с Томским государственным университетом была получена и исследована одновременная многоволновая фиолетовая и ИК генерация на 9 переходах Sril и Sri: >,=0,4305 мкм (4p66s2S1/r4p65p2P03/2 Sril); 6,456 мкм (5s5p1P°1-5s4d,D2 Sri); 3,066 мкм (5s4d3D1-5s5p3P°2 Sri); 3,011 мкм (5s4d3D2-5s5p3P°2 Sri); 2,92 мкм (5s4d3D3-5s5p3P°2 Sri); 2,69 мкм (5s4d3D2-5s5p3P°1 Sri); 2,6 мкм (5s4d3D,-5s5p3P°0 Sri); 1,033 мкм (4p65p2P°3/2^tp64d2D5/2 Sril) и 1,091 мкм (4p65p2P°i/2-4p64d2D3/2 Sril). Этот результат позволяет решить задачу визуализации ИК излучения на самоограниченных переходах атома и иона стронция рекомбинационной линией генерации с Я=0,4305 мкм Sril. Показано, что частота следования импульсов генерации на ИК переходах Sril (>,==1,033 мкм и >.=1,091 мкм) в принципе может достигать ~1 МГц. Показана перспективность использования пачек импульсов для возбуждения ИК переходов Sril.

Показана принципиальная возможность ускорения деионизации плазмы в межимпульсный период импульсно-периодического разряда за счет «ускорения» амбиполярной диффузии при небольшом подогреве электронного газа в послесвечении дополнительным импульсом (при низких давлениях буферного газа и малых диаметрах разрядных трубок).

В седьмой главе изложены результаты комплексных исследований возможности осуществления катафорезного ввода паров металлов в активные среды ЛПМ в условиях продольного импульсно-периодического разряда, а также исследований, направленных на экспериментальную реализацию катафорезных импульсно-периодических He-Cd+ и He-Sr+ лазеров.

Теоретически исследован процесс установления аксиального распределения паров металла в продольном импульсно-периодическом разряде при ката-форезном вводе паров. В частности, аналитически решена задача о временной эволюции аксиальных распределений паров металла и показано, что при типичных параметрах возбуждения импульсно-периодических He-Sr+ и He-Cd+ лазеров возможно достижение достаточно однородного распределения паров вдоль активной зоны газоразрядного канала.

На рис. 4 приведены рассчитанные распределения относительной концентрации паров металла п по длине трубки х в импульсно-периодическом разряде в различные моменты времени т при различных значениях параметра Д

Здесь т=(D/L2)t - приведенное время, где D - коэффициент диффузии атомов и ионов металла, L - длина активной зоны разрядного канала; x=z/L -

„ (kE0L ,

приведенная координата; ß = —— fr, - параметр, характеризующий относи-

кТ

тельный вклад дрейфа в электрическом поле и диффузии в процесс установления аксиального распределения паров металла в импульсно-периодическом разряде, где в - степень ионизации паров металла, Ео - начальная напряженность электрического поля в импульсном разряде, / — частота следования импульсов, г,- - длительность импульса тока, Т- газовая температура.

— анод испаритель катод --

Рис. 4. Аксиальное распределение относительной концентрации паров металла в импульсно-периодическом разряде в различные моменты времени при /?=10 (сплошные кривые) и р= 50 (пунктирные кривые).

Получен обобщенный критерий, выполнение которого обеспечивает достаточно высокую однородность аксиального распределения паров в промежутке между источником паров и катодом, и в то же время надежное запирание паров со стороны анода:

/?>10. (3)

Найдены времена достижения однородного аксиального распределения паров металла за счет катафореза при типичных для импульсно-периодических Пе-СсГ и Не-8г+ лазеров параметрах возбуждения (эти времена имеют достаточно малую величину порядка секунды).

Проведены эксперименты, в результате которых была, впервые экспериментально реализована прокачка паров кадмия за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде (/=50 см, й= 0,3 см) в смеси Не-Сс1. Впервые при катафорезном вводе паров кадмия была получена и исследована импульс-но-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на переходах иона кадмия >.=533,7 и 537,8 нм (4Г?Р5/2,7/2-5с12Оз/2,5/2 Сс1 II) и >,=441,6 нм (5з22В*5/2-5р2Р3/2 Сс111). Основным механизмом накачки для зеленых линий (>.=533,7 и 537,8 нм С(III) является перезарядка ионов гелия на атомах кадмия, а для синей линии (>.=441,6 нм СсШ) - реакция Пеннинга. Достигнуты максимальные для продольного разряда уровни коэффициента усиления на зеленых линиях СсШ (30%м-1 (~1 дБ/м)) и синей линии СсШ (3 дБ/м), что свидетельствует о высокой однородности активной среды.

Экспериментально исследован Нс-СсГ лазер с возбуждением в продольном разряде в трубке с протяженными металлическими сегментами (рис. 1) при катафорезном вводе паров кадмия. В результате экспериментов впервые при возбуждении в данном разряде была получена и исследована импульсно-периодическая и квазинепрерывная трехволновая генерация на переходах СсШ (>.=441,6; 533,7 и 537,8 нм), а также непрерывная генерация на >.=441,6 нм СсШ. Импульсно-периодическая генерация осуществлялась во время импульсов тока, что типично для РПК. Достигнуты высокие коэффициенты усиления (4 дБ/м

для Х=441,6 нм и 2 дБ/м для А,=533,7 и 537,8 нм), превышающие усиление в продольном разряде.

Для исследований катафорезного Не-Бг* лазера был разработан малогабаритный стекло-керамический активный элемент (/=26 см, с1= 0,3 см) с интенсифицированным теплоотводом за счет использования толстостенной керамики (рис. 5). Испарение стронция происходило из отдельного резервуара в режиме саморазогрева.

3 7 5 6 4

2 1

Рис. 5. Активный элемент катафорезного He-Sr+ лазера: 1 - стронций, 2 - внешняя стеклянная оболочка, 3 - катод, 4 - анод, 5 - внешняя ВеО-трубка, 6 - внутренняя ВеО-трубка, 7 -активная зона.

В результате экспериментов была впервые экспериментально реализована прокачка паров стронция за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси He-Sr высокого давления ~0,3-1 атм. Впервые при катафорезном вводе паров стронция была получена и исследована им-пульсно-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на переходе >.=430,5 нм SrII.

Достигнуты максимальные для рекомбинационных лазеров частоты следования импульсов генерации 30-50 кГц. При активном объеме 1,84 см3 получены высокие значения средней мощности генерации 510 мВт, а также удельного энергосъема 10,2 мкДж/см3 и удельной пиковой мощности 46 Вт/см3. Достигнуты рекордные для He-Sr+ лазеров всех типов удельная средняя мощность 277 мВт/см и коэффициент усиления 0,15 см"1.

Детально исследованы механизмы формирования радиального профиля концентрации атомов металла в импульсно-периодических ЛПМ с продольным разрядом. Показано, что перегрев приосевых областей разряда и радиальный катафорез приводят к дефициту активных частиц в приосевых частях лазерной трубки, что может негативно сказаться на характеристиках генерации. Получен обобщенный критерий, выполнение которого обеспечивает величину перепада концентрации атомов металла между стенкой и осью разрядной трубки, не превышающую заданное значение (2/3 от значения концентрации атомов металла на стенке):

Г I-v<Bti) ,

0,33 + 3,2 ГО (4)

\aNLJ С

Здесь iVm,w - пристеночная концентрация атомов металла, Tw - температура стенки, а - коэффициент ударно-радиационной рекомбинации ионов металла, w - удельный энерговклад в разряд, R - внутренний радиус трубки, А и В - параметры, входящие в коэффициент теплопроводности буферного газа: AIh =АТВ.

Полученный критерий применим как к катафорезным, так и к традиционным импульсно-периодическим ЛПМ. Полученные аналитические результаты подтверждены результатами экспериментов и численных расчетов с использованием математической модели Не-8г+ лазера.

Показано, что для катафорезных импульсно-периодических ЛПМ должны одновременно выполняться критерии аксиальной (3) и радиальной (4) однородности распределения концентрации паров металла и определены границы областей оптимальных параметров возбуждения, обеспечивающих выполнение этих критериев. Полученные результаты позволяют осуществлять целенаправленный выбор условий возбуждения, обеспечивающих пространственную однородность активных сред катафорезных импульсно-периодических ЛПМ и, как следствие, высокие выходные характеристики.

Таким образом, основным результатом исследований, представленных в данной главе, можно считать создание и исследование лазеров нового типа -катафорезных импульсно-периодических лазеров на парах металлов.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

В приложениях дано описание методов автоматической численной многопараметрической оптимизации - метода Нелдера-Мида и генетического алгоритма.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Экспериментально исследована возможность получения генерации на переходе А,=585,3 нм №1 в смеси №-Н2 при пеннинговской очистке нижнего уровня в рекомбинирующей плазме разрядов различного типа. В результате:

- Впервые генерация на переходе А.=585,3 нм №1 получена и исследована в разряде с полым катодом. Установлено, что при больших давлениях смеси (>10 Тор) оптимальным является соотношение №:112=1:1,5. Достигнут коэффициент усиления 5,2 дБ/м.

- Впервые генерация на переходе А.=585,3 нм №1 получена и исследована в продольном разряде при рекомбинационной накачке. Установлено, что оптимальным для генерации в послесвечении при относительно небольших токах является соотношение №:Н2и1:1,5, в то время как при больших токах оптимально соотношение №:Н2«1:2. Достигнуты коэффициент усиления 10 дБ/м в режиме небольших токов и рекордный для линии Л,=585,3 нм №1 коэффициент усиления 160 дБ/м в режиме больших токов.

- Установлено, что основным механизмом накачки в рекомбинирующей плазме при условиях, типичных для генерации, является ударно-радиационная рекомбинация ионов неона. Показано, что нижний лазерный уровень атома неона эффективно очищается в смеси №-Н2 за счет реакции Пеннинга на водороде. Установлен селективный характер очистки этого уровня.

- Показано, что эффекты самопоглощения могут существенным образом искажать наблюдаемый временной ход интенсивности линий, что говорит о

необходимости учета самопоглощения при исследованиях механизмов накачки уровней спектрально-временным методом.

2. Предложен и исследован продольный разряд в трубке с протяженными металлическими сегментами (>5 см) как способ возбуждения активных сред рекомбинационных лазеров, сочетающий свойства продольного разряда (устойчивость разряда, простота конструкции разрядной трубки, возможность катафорезного ввода паров металлов) и разряда с полым катодом (наличие «жесткой» составляющей ФРЭЭ на значительной части активной длины). В результате:

- Изучена зависимость глубины проникновения плазмы в полость металлических сегментов от условий возбуждения и показано, что зависимость глубины проникновения плазмы от давления рабочей смеси и внутреннего диаметра сегментов может быть использована в качестве характеристики, определяющей степень проявления эффекта полого катода.

- Впервые при возбуждении в данном разряде получена и исследована генерация на переходе ^=585,3 нм N£1, а также трехволновая генерация на переходах КгП (/.=469,4; 458,3 и 431,8 нм). Достигнуты высокие коэффициенты усиления (12 дБ/м и 3 дБ/м, соответственно), превышающие усиление в продольном разряде (в режиме небольших токов).

- Впервые при возбуждении в данном разряде получена и исследована импульсно-периодическая и квазинепрерывная трехволновая генерация на переходах СсШ (>.=441,6; 533,7 и 537,8 нм), а также непрерывная генерация на А,=441,6 нм СсШ. Достигнуты высокие коэффициенты усиления (4 дБ/м для ^=441,6 нм и 2 дБ/м для А.=533,7 и 537,8 нм), превышающие усиление в продольном разряде.

3. Проведены комплексные исследования лазера на атомных и ионных переходах ртути. В результате:

- Впервые получена и исследована генерация на семи переходах Н§1 в ближней ИК области спектра. Установлен рекомбинационный механизм накачки. Достигнут коэффициент усиления 2-10'3 см"1.

- Установлено эффективное заселение перезарядкой уровней бейтлеров-ского спектра 11§П; с использованием метода модуляции населенностей определены парциальные сечения перезарядки ионов гелия на атомах ртути: б(72Рз/2)=2,0-10"15 см2, £(72Р1/2)=3,6-10^ см2, 0(62О5/2)=2,4'1О-|6см2.

- Проведен сопоставительный анализ результатов экспериментального и численного исследования Не-Щ"1" лазера. Показано, что основными механизмами накачки в рекомбинирующей плазме являются процессы ударно-радиационной рекомбинации для \=567,7 нм П§П и перезарядки для Х=615 нм Н§П, а вклад в накачку ступенчатой реакции Пеннинга пренебрежимо мал.

- Показано существенное влияние на характеристики генерации на переходах Н§1 и 1^11 процессов электронного девозбуждения.

4. Проведены экспериментальные исследования возможности осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов и генерации

в спектрах многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде. В результате:

- Показано, что упругие соударения с атомами и ионами легкого буферного газа наряду с процессом амбиполярной диффузии обеспечивают достаточно быстрое (за —0,1—1,0 мкс) охлаждение электронов в послесвечении разряда при относительно низких (<1 Тор) давлениях буферного газа (облегчающих получение значительных концентраций многозарядных ионов) и небольших (~0,3 см) диаметрах разрядной трубки.

- На примере переходов ТИП, OIII и XelV экспериментально показана возможность осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде.

- Впервые получена и исследована генерация на четырех переходах ТИП видимого и ближнего ИК диапазона с >.=468, 482, 770 и 806 нм в ионизационном режиме возбуждения. Достигнут коэффициент усиления 2 дБ/м.

- Получена и исследована генерация в рекомбинационном режиме накачки на трех 3p-3s переходах OUI УФ и видимого диапазона с А,=375,5; 376,0; 559,2 нм и на девяти переходах XelV УФ и видимого диапазона с >-=335,0; 430,6; 495,4; 500,8; 515,9; 526,0; 535,3; 539,5; 595,6 нм. Достигнут коэффициент усиления 3 дБ/м на переходе с Х=559,2 нм OIII и 2 дБ/м на переходах XelV с ¡1=526,0; 539,5 нм.

5. Проведены измерения параметров плазмы He-Sr+ рекомбинационного лазера спектроскопическими методами. Установлено, что при типичных для генерации на >,=430,5 нм SrII условиях возбуждения (рне~250-300 Тор, /?5ги0,1 Тор) параметры плазмы принимают следующие значения в раннем послесвечении: Wsr(m)~1012 см"3, /vWm,~1013 см'3, 7>0,22-0,25 эВ, ис«(3-3,5)-1014 см"3. Показано, что наблюдаемый при повышении />це рост скорости рекомбинационной накачки уровней SrII обусловлен ростом концентрации ионов Sr++ при поддержании низкого уровня Те в раннем послесвечении.

6. Проведена экспериментальная оптимизация шести саморазогревных активных элементов He-Sr+(Ca+) рекомбинационных лазеров (Х=430,5 нм SrII и >.=373,7 нм Call) различных геометрических размеров (/=9-45 см, (/=0,3-1,5 см). Достигнуты рекордные для саморазогревных He-Sr+ и Не-Са+ лазеров с естественным радиационным и конвективным охлаждением удельные средние мощности генерации (73 мВт/см3 и 50 мВт/см3, соответственно) и коэффициенты усиления (0,14 см"1 и 0,1 см'1, соответственно), а также достигнут максимальный для продольных He-Sr+ трубок, работающих при давлениях не выше 1 атм, удельный энергосъем 12 мкДж/см3. Выявлены общие закономерности, присущие активным средам He-Sr+(Ca+) лазеров, и установлены физические механизмы, определяющие эти закономерности. На основе установленных закономерностей разработана методика, позволяющая рассчитывать оптимальные параметры возбуждения и характеристики генерации саморазогревных Не-Sr+(Ca+) лазеров, исходя из известных параметров оптимизированных лазерных трубок. Эта методика может применяться при анализе и систематизации результатов экспериментов, а также при разработке и инженерных расчетах

активных элементов рекомбинационных лазеров и схем их импульсного возбуждения.

7. Разработан отпаянный экспериментальный образец (макет) Не-Са+ лазера, обеспечивающий УФ генерацию на А.=373,7 нм Call с уровнем средней мощности ~0,3 Вт при частоте следования импульсов 5-7 кГц. Макет удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР. Проведен анализ возможных практических применений He-Sr+(Ca+) лазеров, в том числе малогабаритных, и показана их перспективность.

8. Разработаны и протестированы самосогласованные математические модели He-Sr+ и Не-Са+ лазеров, позволяющие рассчитывать пространственно-временную эволюцию параметров плазмы и характеристик генерации в им-пульсно-периодическом режиме. Модели могут применяться как инструменты исследований кинетики активных сред, а также для прогнозирования оптимальных параметров возбуждения и выходных характеристик. Предложены две удобные при практических расчетах коэффициента усиления аппроксима-ционные формулы для форм-фактора в центре линий со смешанным фойгтов-ским контуром, имеющие низкую погрешность (<6% и <1%). Реализованы два метода автоматической численной многопараметрической оптимизации - метод Нелдера-Мида и генетический алгоритм.

9. Проведен численный расчет и анализ пространственно-временных характеристик активной среды He-Sr+ лазера. Показано существенное влияние эффектов самопоглощения (и усиления) на временной ход интенсивности спектральных линий в He-Sr+(Ca+) лазерах. Показано, что установившийся им-пульсно-периодический режим формируется за ~40-50 импульсов, при этом образуется неоднородный по радиусу профиль газовой температуры с максимумом на оси. Это приводит к минимуму интенсивности генерации на оси трубки при достаточно больших диаметрах и давлениях (ci>l,5 см, /)це>200 Тор). Показано, что увеличивающаяся с ростом диаметра степень пространственной неоднородности плазмы является фактором, ограничивающим рост энергетических характеристик генерации.

10. Проведены численные исследования процесса контракции импульс-но-периодического разряда в гелии и процесса расконтрагирования разряда при добавлении паров стронция, благодаря которому автоматически обеспечивается достаточно высокая пространственная однородность плазмы при больших давлениях. Установлены основные физические механизмы, определяющие существование явлений контракции и расконтрагирования, а также основные согласующиеся с экспериментами закономерности, свойственные этим явлениям при условиях, типичных для возбуждения рекомбинационных лазеров.

11. Проведены комплексные экспериментальные и численные исследования, направленные на определение достижимых энергетических, частотных и спектральных характеристик He-Sr+(Ca+) лазеров. В результате:

- Показано, что достижимый максимум погонной мощности He-Sr+ лазера составляет: -6,2 Вт/м для саморазогревных активных элементов из ВеО-керамики и ~7,8 Вт/м - при чернении их поверхности; -7,7 Вт/м при независимом вводе паров металла и -9,4 Вт/м - при его сочетании с чернением; -17

Вт/м при интенсивном принудительном охлаждении активных элементов цилиндрической геометрии и -29 Вт/м - с активными элементами прямоугольного сечения при соотношении размеров стенок 1:3.

- Показана возможность повышения КПД и энергетических характеристик саморазогревных He-Sr+(Ca+) лазеров в режиме возбуждения пачками импульсов тока с коротким межимпульсным интервалом. Найдено оптимальное количество импульсов -10 в пачке с интервалом 1 мкс, при котором усредненный по пачке КПД и средняя мощность генерации могут возрасти на -21%.

- Показано, что пиковая мощность типичного He-Sr+ лазера может быть повышена в режиме разгрузки резонатора более чем на порядок и может достичь значений >10 кВт, при этом импульсы генерации могут быть существенно укорочены.

- Исследованы два режима оперативного управления характеристиками генерации He-Sr+ лазера - путем изменения момента включения в послесвечении дополнительного подогревающего электронный газ импульса тока и путем изменения его амплитуды. Установлено, что в обоих режимах управления регулировка характеристик генерации может осуществляться в широких пределах.

- С использованием математической модели He-Sr+ лазера осуществлен поиск новых потенциальных лазерных переходов в спектре SrII. Показано, что в сильно нестационарных условиях в раннем послесвечении возможно получение инверсии населенностей на УФ переходах 52D}/2^/2-52Pm,3/2 SrII (>,=338,1 и 346,4 нм).

- В лазере на парах стронция получена и исследована (совместно с ТГУ) одновременная многоволновая видимая и ИК генерация на девяти переходах SrII и Sri (>.=0,4305 мкм SrII, >.=6,456; 3,011; 3,066; 2,92; 2,69 и 2,60 мкм Sri, Л.=1,033 и 1,091 мкм SrII), что позволяет решить задачу визуализации ИК излучения на самоограниченных переходах атома и иона стронция рекомбинацион-ной линией генерации с ^=0,4305 мкм SrII. Показано, что частота следования импульсов генерации на ИК переходах SrII (Л,=1,033 и >.=1,091 мкм) в принципе может достигать -1 МГц. Показана перспективность использования пачек импульсов для возбуждения ИК переходов иона стронция и найден оптимальный межимпульсный интервал в пачке -5-10 мкс.

- Показана принципиальная возможность ускорения деионизации плазмы в межимпульсный период импульсно-периодического разряда за счет «ускорения» амбиполярной диффузии при небольшом подогреве электронного газа в послесвечении дополнительным импульсом (при низких давлениях буферного газа -6-8 Тор и малых диаметрах разрядных трубок -0,4-0,6 см).

12. Проведены комплексные исследования возможности осуществления катафорезного ввода паров металлов в активные среды ЛПМ в условиях продольного импульсно-периодического разряда, а также исследования, направленные на экспериментальную реализацию катафорезных импульсно-периодических He-Cd+ и He-Sr+ лазеров. В результате:

- Теоретически исследована динамика катафореза и найдены времена достижения однородного аксиального распределения паров металла за счет

катафореза при типичных для импульсно-периодичееких Не-8г+ и Не-СсГ лазеров параметрах возбуждения (эти времена имеют достаточно малую величину порядка секунды).

- Получены обобщенные критерии, выполнение которых обеспечивает достаточно высокую однородность аксиального и радиального распределений концентрации паров металла при катафорезной прокачке паров;

- Впервые экспериментально реализована прокачка паров кадмия за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси Не-Сс1. Впервые при катафорезном вводе паров кадмия получена и исследована им-пульсно-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на зеленых ■(>,=533,7 и 537,8 нм) и синей (/.=441,6 нм) линиях Сс1П. Достигнуты максимальные для этих линий в продольном разряде коэффициенты усиления 30%м"' (~1 дБ/м) и 3 дБ/м, что свидетельствует о высокой однородности активной среды,

- Впервые экспериментально реализована прокачка паров стронция за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси Не-Бг высокого давления ~0,3-1 атм. Впервые при катафорезном вводе паров стронция получена и исследована импульсно-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на переходе >.=430,5 нм БгИ. Достигнуты максимальные для рекомбинационных лазеров частоты следования импульсов генерации 30-50 кГц. При активном объеме 1,84 см3 получены высокие значения средней мощности генерации 510 мВт, а также удельного энергосъема 10,2 мкДж/см3 и удельной пиковой мощности 46 Вт/см3. Достигнуты рекордные для Не-Бг* лазеров всех типов удельная средняя мощность 277 мВт/см3 и коэффициент усиления 0,15 см"1.

В целом, результатом комплексных исследований, обобщенных в диссертации, явилось развитие научного направления рекомбинационных газоразрядных лазеров - найдены новые перспективные активные среды и способы их возбуждения, разработаны теоретические основы для создания эффективных рекомбинационных лазеров на переходах атомов, одно- и многозарядных ионов и экспериментально обоснованы пути их практической реализации. Таким образом, в диссертационной работе разработаны теоретические положения, совокупность которых можно квалифицировать как новое крупное научное достижение в развитии квантовой радиофизики, связанное с созданием новых типов рекомбинационных газоразрядных лазеров, в том числе коротковолнового диапазона.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Изучение процессов заселения ионных уровней ртути в разряде Не-^ методом модуляции населенностей. // Труды XIX Всесоюзного съезда по спектроскопии. Томск. 1983. С.279-281.

2. Букшпун Л.М., Атамась С.Н., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Кальций-гелиевый лазер. // Проспект ВДНХ СССР. - М.: 1983. - 4с.

3. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Изучение процессов заселения ионных уровней ртути в разряде Не-Ь^ методом модуляции населенностей. // Известия вузов. Физика. 1984. Т.27. № 5. С.90-97.

4. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Новые лазерные переходы в Hgl. // Квантовая электроника. 1985. Т.12. № 11. С.2375-2377.

5. Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д. О применимости метода максимальных потерь для измерения коэффициента усиления импульсных лазеров. // Квантовая электроника. 1985. Т.12. № 7. С.1480-1484.

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

7. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Генерация на переходе 2pi~ls2 585,3 нм Nel при разряде в полом катоде и в продольном разряде. // Труды Всесоюзного совещания "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах". Томск. Изд. ТГУ. 1986. С.7-8.

8. Коптев Ю.В., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Диагностика плазмы He-Sr рекомбинационного лазера. // Труды Всесоюзного совещания "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах". Томск. Изд. ТГУ. 1986. С.35-36.

9. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Новые линии генерации в таллии. // Труды Всесоюзного совещания "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах". Томск. Изд. ТГУ. 1986. С. 145.

Ю.Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Рекомбинационные газоразрядные лазеры на переходах многозарядных ионов OIII и XelV. // Квантовая электроника. 1989. Т.16. № 12. С.2394-2399.

11 .Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. Механизмы генерации газоразрядного неон-водородного лазера на А.=585,3 нм. // Квантовая электроника. 1990. Т.17. № 11. С.1418-1423.

12.Корогодин Д.А., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д. О роли ступенчатых ударов второго рода в лазере на ионных переходах ртути. // Квантовая электроника. 1990. Т.17. № 6. С.712-716.

13.Латуш Е.Л., Коптев Ю.В., Сэм М.Ф., Чеботарев Г.Д., Корогодин Д.А. Роль ступенчатых ударов второго рода в механизме накачки гелий-стронциевого рекомбинационного лазера. // Квантовая электроника. 1991. Т. 18. № 12. С.1427-1434.

14.Сэм М.Ф., Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Букшпун Л.М. Создание лазеров на парах стронция и кальция для контроля технологических процессов и цветных проекционных систем. I. // Лазерная физика, С-Пб.: изд. СпбГУ. 1992. №2. С. 12.

15.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Ненасыщенный коэффициент усиления линий со смешанным контуром уширения. // Квантовая электроника. 1993. Т. 20. №1. С. 99-100.

16.Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Гумберг C.B., Микизиль В.В. Поиск и исследование лазерных сред на основе газов и паров химических элементов. I. // Лазерная физика, С-Пб.: изд. СПбГУ. 1993. №3. С.9.

17.Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Гумберг С.В., Микизиль В.В. Поиск и исследование лазерных сред на основе газов и паров химических элементов. II. // Лазерная физика, С-Пб.: изд. СПбГУ. 1994. №8. С.10-11.

18.Latush E.L., Sem M.F., Chebotarev G.D. Strontium and calcium ion recombination lasers and their applications. In "Pulsed Metal Vapour Lasers". Ed. by Chris E. Little and Nicola V. Sabotinov. NATO ASI Series. 1. Disarmament Technologies. V.5. Kluwer Academic Publishers. Dortrecht, Boston, London. 1996. P.149-160.

19.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Влияние эффектов самопоглощения на временной ход интенсивности линий в лазерах. // Оптика и спектроскопия. 1996. Т.81. № 4. С.688-694.

20.Chebotarev G.D., Latush E.L., Sotnikov R.Yu. A method of optimal scaling of He-Sr+(Ca+) recombination laser. // J. Moscow Phys. Soc. 1997. V.7. N.2. P. 129137.

21.Chebotarev G.D., Latush E.L., Sem M.F. A compact He-Sr+ (430.5 nm) laser with highly specific characteristics. //J. Moscow Phys. Soc. 1997. V.7. N.2. P.125-128.

22.Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Чеботарев Т.Д., Васильченко А.В. He-Sr (430,5; 416,2 нм) и Не-Са (373,7 нм) лазеры и перспективы их применений в медицине и биологии. // Тезисы докладов 5-го Петербургского семинара-выставки "Лазеры для медицины и биологии". С-Пб. 1997. С.24,

23.Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Васильченко А.В. Импульсные катафорезные лазеры на парах кадмия и стронция. // Оптика атмосферы и океана. 1998. Т.П. № 2-3. С.171-175.

24.Latush E.L., Chebotarev, G.D., Vasilchenko A.V. Strontium and cadmium pulsed cataphoretic lasers. //Proceedings of SPIE. 1998. V.3403. P.141-144.

25.Васильченко A.B., Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д. Импульсные катафорезные лазеры на парах кадмия и стронция. // В сборнике "Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники". Ростов-на-Дону: Изд. СКНЦ ВШ. 1998. С.84-91.

26.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Оптимальное масштабирование рекомбинаци-онных He-Sr+(Ca+) лазеров. // Квантовая электроника. 2000. Т.30. №5. С.393-398.

27.Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Сэм М.Ф. Малогабаритные He-Sr+(Ca+) реком-бинационные лазеры. //Квантовая электроника. 2000. Т.30. №6. С.471-478.

28.Latush E.L., Chebotarev G.D., Sem M.F. Small-Scale Efficient He-Sr+(Ca+) recombination lasers. // Proceedings of SPIE. 2000. V.4071. P. 119-127.

29.Пруцаков О.О., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Динамика продольного и поперечного катафореза в импульсно-периодических лазерах на парах металлов. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2000. С.З.

30.Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Пруцаков О.О. Способ уменьшения межимпульсной концентрации электронов за счет ускоренной амбиполярной диффузии. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2000. С.19.

3¡.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Пруцаков О.О. Исследование динамики катафореза в импульсно-периодических лазерах на парах металлов. // Материалы III международной научно-технической конференции "Квантовая электроника". Минск. 2000. С.87-89.

32.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Малогабаритные He-Sr(Ca) рекомби-национные лазеры и их возможные применения в медицине биологии и экологии. // Тезисы докладов Всероссийской конференции "Лазеры для медицины, биологии и экологии". Санкт-Петербург. 2000. С.6-7.

33.Пруцаков О.О., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Исследование динамики продольного катафореза в импульсно-периодических лазерах на парах металлов. // Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники: Сборник статей. Вып. 5. Изд. СКНЦ ВШ. Ростов-на-Дону. 2001. С.113-123.

34.Chebotarev G.D., Prutsakov О.О., Latush E.L. Dynamics of cataphoresis in the pulse-periodic discharge. // The 5th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Proceedings. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2001.P.56.

35.Latush E.L., Prutsakov O.O., Chebotarev G.D. Deionization of afterglow plasma of pulsed lasers through intensified ambipolar diffusion. // The 5th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Proceedings. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2001. P.63.

Зб.Чеботарев Г.Д., Пруцаков O.O., Латуш Е.Л. Динамика катафореза в им-пульсно-периодическом разряде. // Оптика атмосферы и океана. 2001. Т.14. №11. С.1011-1015.

37.Латуш Е.Л., Пруцаков О.О., Чеботарев Г.Д. Деионизация плазмы послесвечения за счет ускоренной амбиполярной диффузии. // Квантовая электроника. 2002. Т.32. №4. С.289-293.

38.Chebotarev G.D., Prutsakov О.О., Latush E.L. Dynamics of cataphoresis in the pulse-periodic discharge. // Proceedings of SPIE. 2002. V.4747. P.188-193.

39.Latush E.L., Prutsakov O.O., Chebotarev G.D. Deionization of afterglow plasma of pulsed lasers through intensified ambipolar diffusion. // Proceedings of SPIE. 2002. V.4747. P.181-187.

40.Чеботарев Г.Д., Пруцаков O.O., Латуш Е.Л. Математическое моделирование рекомбинационного гелий-стронциевого лазера. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2002. С.65-66.

41.Латуш Е.Л., Пруцаков О.О., Чеботарев Г.Д. О возможности генерации на новых переходах SrII в условиях сильно нестационарной рекомбинационной кинетики (самоограниченные рекомбинационные лазеры). // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2002. С.67.

42.Chebotarev G.D., Prutsakov О.О., Latush E.L. Studies of the longitudinal cataphoresis dynamics in pulse-periodic discharges. // Journal of Russian Laser Research. 2003. V. 24. N.l. P.37-44.

43.Chebotarev G.D., Prutsakov O.O., Latush E.L. Mathematical modeling of ion recombination strontium vapour laser. // The 6th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Proceedings. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2003. P.19-20.

44.Latush E.L., Prutsakov O.O., Chebotarev G.D. On the possibility of lasing on new transitions of Sr II under conditions of strongly non-stationary recombination kinetics. // The 6th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Proceedings. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2003. P.23-24.

45.Chebotarev G.D., Prutsakov O.O., Latush E.L. Mathematical modeling of ion recombination strontium vapour laser. // Proceedings of SPIE. 2004. V.5483, P.83-103.

46.Latush E.L., Prutsakov O.O., Chebotarev G.D. On the possibility of lasing on new transitions of Sr II under conditions of strongly non-stationary recombination kinetics. //Proceedings of SPIE. 2004. V.5483. P.120-124.

47.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Гумберг C.B., Фесенко А.А. Исследование генерации на переходах Nel, KrII и Cdll в продольных сегментированных разрядах типа положительный столб - двойной слой (ПС-ДС) и положительный столб - полый катод (ПС-РПК). // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2004. С.22-23.

48.Чеботарев Г.Д., Пруцаков О.О., Латуш Е.Л. Исследование радиальных неод-нородностей активной среды рекомбинационного He-Sr лазера методом математического моделирования. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2004. С.24-25.

49.Пруцаков О.О., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Численная многопараметрическая оптимизация He-Sr рекомбинационного лазера. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2004. С.26.

50.Пруцаков О.О., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Математическое моделирование Не-Са рекомбинационного лазера. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2004. С.27-28.

51.Чеботарев Г.Д., Пруцаков О.О., Латуш Е.Л. Критерии пространственной однородности катафорезных импульсно-периодических лазеров на парах металлов. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2004. С.29.

52.Чеботарев Г.Д., Пруцаков О.О., Латуш Е.Л. Критерии пространственной однородности активных сред катафорезных импульсно-периодических лазеров на парах металлов. // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. №7, С.598-604.

53.Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д. Импульсно-периодические катафорезные лазеры. // В Энциклопедии низкотемпературной плазмы. / Под ред. В.Е. Форто-ва. Том XI-4. Газовые и плазменные лазеры. М.: Физматлит. 2005. С.468-470.

54.Chebotarev G.D., Latush E.L., Prutsakov О.О. He-Sr+(Ca+) recombination lasers: review of the latest studies. // The 7th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Proceedings. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2005. P.15.

55.Chebotarev G.D., Latush E.L., Prutsakov O.O. Study of contraction and discontraction processes in an active media of the He-Sr+ recombination laser. // The 7th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Proceedings. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2005. P.48-49.

56.Чеботарев Г.Д., Пруцаков О.О., Латуш Е.Л. Исследование процессов контракции и расконтрагирования в активной среде рекомбинационного He-Sr+ лазера. // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т. 19. №2-3. С. 113-120.

57.Чеботарев Г.Д., Фесенко A.A., Латуш Е.Л. Исследование возможностей повышения энергетических характеристик ионных рекомбинационных лазеров за счет увеличения давления активной среды. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2006. С.27-29.

58.Чеботарев Г.Д., Фесенко A.A., Латуш Е.Л. Управление энергетическими характеристиками ионных рекомбинационных лазеров. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2006. С.30-32.

59.Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Фесенко A.A. Исследование возможности повышения кпд и энергетических характеристик ионных рекомбинационных лазеров в режиме возбуждения пачками импульсов. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2006. С.33-35.

бО.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. // Анализ возможности повышения пиковой мощности и укорочения импульсов генерации He-Sr+ лазера методом разгрузки резонатора. // Тезисы докладов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2006. С.36-38.

61.Фесенко A.A., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Управление энергетическими характеристиками рекомбинационного He-Sr+ лазера при помощи дополнительного импульса тока. // Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники: Сборник статей. Вып. 9. Изд. СКНЦ ВШ. Ростов-на-Дону. 2006. С.100-114.

62.Chebotarev G.D., Latush E.L., Fesenko A.A. Optimization and Controlling of Output Characteristics of The He-Sr+ (Ca+) Recombination Lasers. // The 8th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Abstracts. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2007. P.20.

63.Soldatov A.N., Polunin Yu.P., Vasiljeva A.V., Chebotarev G.D., Latush E.L., Fesenko A.A. Opportunities to Increase PRR in SrVL. // The 8th International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers" Conference Abstracts. Tomsk. Institute of Atmospheric Optics SB RAS. 2007. P.52.

64. Фесенко A.A., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л. Энергетические характеристики рекомбинационных He-Sr+ лазеров. // Фундаментальные и прикладные проблемы современной техники: Сборник статей, вып. 10. Изд. СКНЦ ВШ ЮФУ. Ростов-на-Дону. 2007. С.118-131.

65.Баленко С.К., Шепеленко E.H., Рыбалкин В.П., Зинченко С.П., Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Брень В.А., Ткачев В.В., Алдошин С.М., Минкин В.И. Структура и фотохромизм 2-метил-бензо[6]тиено[3,2-«/]тиофен-3-ил фульги-да в твердой фазе. // Тезисы докладов симпозиума "Нанофотоника". Черноголовка. 2007. С.41.

бб.Зинченко С.П., Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Баленко С.К., Шепеленко E.H., Брень В.А., Минкин В.И. Фотохромные превращения под действием излучения импульсного рекомбинационного гелий-кальциевого лазера на длине волны 373,7 нм. // Сборник трудов симпозиума "Лазеры на парах металлов", Ростов-на-Дону. 2008. С.36-37.

67.Солдатов А.Н., Юдин H.A., Васильева A.B., Полунин Ю.П., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. Условия одновременной генерации на самоограниченных и рекомбинационных переходах стронция. // Сборник трудов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2008. С.75.

68.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. Анализ возможностей повышения энергетических характеристик ионных рекомбинационных лазеров при увеличении объема активной среды и частоты следования импульсов. // Сборник трудов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2008. С.95-96.

69.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. Оптимизация рекомбинационных He-Sr+(Ca+) лазеров по энерговкладу в активную среду. // Сборник трудов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2008. С.97-98.

70.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. Возбуждение лазерно-активных сред в разрядных трубках с металлическими сегментами. // Сборник трудов симпозиума "Лазеры на парах металлов". Ростов-на-Дону. 2008. С. 99-100.

71.Soldatov A.N., Yudin N.A., Polumin Yu.P., Vasil'eva A.V., Tolstobrova A.O., Chebotarev G.D., Latush E.L., Fesenko A.A. Visualization of IR radiation of a strontium vapor laser. // Proceedings of the 9-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies. Tomsk. Russia. 2008. P.47-50.

72.Soldatov A.N., Yudin N.A., Vasilieva A.V., Polunin Yu.P., Chebotarev G.D., Latush E.L., Fesenko A.A. A laser on self-terminated strontium ion transitions with high pulse repetition frequency. // Proceedings of the 9-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies. Tomsk. Russia. 2008. P.61-70.

73.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. Исследование комбинированного разряда в трубке с металлическими сегментами как активной среды газоразрядных лазеров. // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т.313. №4. С.78-86.

74.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. Оптимизация и управление выходными характеристиками He-Sr+(Ca+) рекомбинационных лазеров. // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21. №8. С.682-690.

75.Солдатов А.Н., Юдин H.A., Васильева A.B., Полунин Ю.П., Латуш Е.Л., Чеботарев Г.Д., Фесенко A.A. О предельной частоте следования импульсов генерации самоограниченного He-Sr+ лазера. // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т.21. №8. С.696-699.

76.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Прудаков О.О., Фесенко A.A. Кинетика активной среды рекомбинационного He-Sr+ лазера. I. Пространственно-временные характеристики. // Квантовая электроника. 2008. Т.38. №4. С.299-308.

77.Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. Кинетика активной среды рекомбинационного He-Sr+ лазера. II. Достижимые энергетические характеристики. //Квантовая электроника. 2008. Т.38. №4. С.309-318.

78.Солдатов А.Н., Юдин H.A., Васильева A.B., Полунин Ю.П., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко A.A. О предельной частоте следования импульсов генерации ионного самоограниченного лазера на парах стронция. // Квантовая электроника. 2008. Т.38. №11. С.1009-1015.

ВВЕДЕНИЕ.

1. РЕКОМБИНАЦИОНЫЙ Ne-H2 ЛАЗЕР С ПЕННИНГОВСКОЙ ОЧИСТКОЙ НИЖНЕГО УРОВНЯ.

1.1. Генерация на А,=585,3 нм Nel в разряде с полым катодом

1.2. Генерация на Х,=585,3 нм Nel в продольном разряде.

1.3. Механизмы накачки и инверсии Ne-H2 лазера.

1.4. Исследование продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами как активной среды рекомбинационных лазеров.

1.4.1. Глубина проникновения разряда в катодную полость металлических сегментов

1.4.2. Спектрально-временные характеристики «сегментированного» разряда.

1.4.3. Ne-H2 и Не-Кг+ лазеры с возбуждением в «сегментированном» разряде.

1.5. Выводы.

2. ЛАЗЕР НА АТОМНЫХ И ИОННЫХ ПЕРЕХОДАХ РТУТИ

2.1. Новые лазерные переходы в спектре Hgl

2.2. Механизмы генерации на переходах Hgll

2.3. Исследование процессов заселения уровней Hgll методом модуляции населенностей

2.4. Изучение процессов заселения уровней бейтлеровского спектра Hgll

2.5. О роли ступенчатых ударов второго рода в лазере на ионных переходах ртути

2.6. Выводы.

3. РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ НА ПЕРЕХОДАХ МНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ

3.1. Потенциальные рекомбинационные лазерные переходы в спектрах многозарядных ионов.

3.2. Анализ возможности рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов в газоразрядной плазме.

3.3. Экспериментальное исследование возможности рекомбинационной накачки уровней T1III.

3.4. Рекомбинационные лазеры на переходах OUI и XelV

3.5. Выводы.

4. ОПТИМИЗАЦИЯ И ДИАГНОСТИКА РЕКОМБИНАЦИОННЫХ He-Sr+ и

Не-Са+ЛАЗЕРОВ.

4.1. Механизмы генерации He-Sr^Ca*) лазеров.

4.2. Диагностика активных сред He-Sr^Ca*) лазеров.

4.2.1. Измерение концентраций долгоживущих компонент плазмы

4.2.2. Измерение электронной температуры и концентрации

4.3. Экспериментальная оптимизация He-Sr^Ca*) лазеров

4.3.1.Оптимизация по давлению активной среды.

4.3.2. Оптимизация по энерговкладу в активную среду.

4.3.3. Закономерности, присущие активным средам саморазогревных He-Sr+(Ca+) лазеров.

4.4. Методика расчета оптимальных параметров He-Sr^Ca4") лазеров.

4.4.1. Тестирование методики расчета оптимальных параметров

He-Sr^Ca^) лазеров

4.5. Малогабаритные He-Sr^Ca*) лазеры

4.5.1. Типы малогабаритных саморазогревных He-Sr^Ca4") лазеров.

4.5.2. Экспериментальный образец (макет) Не-Са+ лазера

4.6. Применения He-Sr^Ca^) лазеров.

4.7. Выводы

5. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИВНЫХ

СРЕД He-Sr+ и Не-Са+ ЛАЗЕРОВ.

5.1. Самосогласованные математические модели He-Sr+ и Не-Са+ лазеров

5.1.1. Модель He-Sr+ лазера.

5.1.1.1. Электрическая цепь накачки

5.1.1.2. Долгоживущие частицы.

5.1.1.3. Поуровневая кинетика.

5.1.1.4. Электронная и газовая температура.

5.1.1.5. Процессы переноса.

5.1.1.6. Коэффициент усиления

5.1.1.7. Энергетические характеристики излучения

5.1.1.8. Исходные данные и начальные условия

5.1.2. Модель Не-Са+ лазера.

5.2. Тестирование математических моделей

5.3. Анализ влияния эффектов самопоглощения на временной ход интенсивности спектральных линий,в He-Sr+(Ca+) лазерах.

5.4. Анализ пространственно-временных характеристик активной среды He-Sr+ лазера.

5.4.1 . Процесс установления, импульсно-периодического режима

5:4:2. Установившийся импульсно-периодический режим-.

5.5. Исследование процессов контракции и расконтрагирования в активной среде He-Sr+ лазера1.

5.6; Выводы .„.„:.„.

6. ДОСТИЖИМЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГННЕРАЦШ Ые-8г+(Са+) ЛАЗЕРОВ .245 6:1. Численная многопараметрическая оптимизация*.

6.2. Повышение энергетических характеристик за счет увеличения давления^ активной среды

6.3. Повышение энергетических характеристик за счет увеличения объема активноЙ1среды шчастоты следования импульсов .„.„.

6.4. Повышение энергетических характеристик в режиме возбуждения пачкамиьимпульсов?.

6.5. Повышение пиковой мощности и укорочение импульсов генерации .методом;разгрузкирезонатора'.

6;6: Оперативное управление характеристиками генерации-. 6.7. Анализ возможности получения инверсии на новых переходах Srü в условиях сильношестационарной рекомбйнационной кинетикт.„„.

6.8: Многоволновая генерацияна видимьк и'ИК-переходах SrIImiSrIf.:.;.;.284 6.8i 1.Условия юдновременноЙ!Многоволновой«генерацииша переходах

Srll H'Srli . .:.:.;.„„.

6.8.2. Предельная.частота следования импульсов генерации на ИК переходах SrII:.:.„„.:.„:.„.

6:9. Деионизация плазмы послесвечения за счет «ускоренной» амбиполярной диффузии;.„.„.„.

6.10. Выводы;.„.:.

7. КАТАФОРЕЗНЫЕ ИМПУЛЬС1Ю-ПЕРИОДИЧЕСКИЕ He-Cd+ и He-Sr+ ЛАЗЕРЫ

7.1. Скорость прокачки паров металла в импульсно-периодическом разряде .:.

7.2. Динамика катафореза' в импульсно-периодическом разряде.

7.3. Катафорезные импульсно-периодические;лазеры на парах кадмияш стронция .;.

7.3.1. Катафорезный;импульсно-периодический НегС(1? лазер.;

7.3-1.1. Возбуждение В'продольномфазряде;.

7.3.1.2. Возбуждение в «сегментированном» разряде.

7.3.2. Катафорезный импульсно-периодический He-Srf лазер.

310 :

7.4. Критерии пространственной однородности активных сред катафорезных импульсно-периодических лазеров на парах металлов.

7.4.1. Поперечное распределение паров металла.

7.4.1.1. Радиальный катафорез

7.4.1.2. Термодиффузия

7.4.1.3. Предымпульсный радиальный профиль концентрации атомов металла

7.4.2. Критерий поперечной однородности активных сред импульсно-периодических ЛГГМ.

7.4.3. Оптимальные режимы возбуждения катафорезных импульсно-периодических ЛПМ.

7.5. Выводы

Актуальность темы. Диссертация посвящена комплексному исследованию кинетики процессов, определяющих накачку и инверсию населенностей на переходах в спектрах нейтральных атомов, одно- и многозарядных ионов в рекомби-нирующей газоразрядной плазме, а также поиску новых перспективных активных сред рекомбинационных лазеров и способов их возбуждения.

Рекомбинационные лазеры (РЛ) - лазеры, инверсная заселенность в которых возникает в период рекомбинации плазмы, обладают рядом привлекательных черт, обеспечивших в последнее время их интенсивное развитие [1-10]. В первую очередь могут быть отмечены потенциальная возможность ввода в плазму высоких плотностей энергии и получения высоких выходных мощностей, а также возможность возбуждения в рекомбинирующей плазме переходов в спектрах не только атомов и ионов, но таюке и многозарядных ионов, что перспективно для создания лазеров коротковолнового диапазона.

Наиболее удобным и распространенным способом возбуждения РЛ является газоразрядный способ. Газоразрядные лазеры представляют собой обширный класс источников излучения высокого качества, которые обеспечивают генерацию в широком диапазоне длин волн, обладают высокими выходными характеристиками и находят широкое применение для решения большого круга научных и практических задач [5-22].

Рекомбинационные газоразрядные лазеры обладают всеми достоинствами, присущими газоразрядным лазерам. Они имеют достаточно простую конструкцию, их излучение обладает высокой монохроматичностью, когерентностью, направленностью, узкой линией генерации. Импульсный режим возбуждения РЛ позволяет достигать высокого усиления как правило на нескольких переходах и тем самым обеспечивать во многих активных средах одновременную многоволновую генерацию в разных участках спектра. Применение импульсно-периодического режима с высокой частотой следования импульсов позволяет достигать высоких значений как импульсной, так и средней мощности генерации. При этом в рекомбинационных лазерах на парах металлов (ЛПМ) использование режима саморазогрева решает задачу ввода паров в активную среду и обеспечивает достаточно высокий практический КПД [5-10], а наличие эффекта расконтраги-рования разряда [23-27] позволяет обеспечивать пространственную однородность активных сред при высоких давлениях вплоть до нескольких атмосфер. Высокие выходные характеристики и возможность генерации высококачественного излучения в широком диапазоне длин волн от мягкого рентгеновского до ИК диапазона делает рекомбинационные газоразрядные лазеры перспективными для многих практических применений.

Плазма, служащая активной средой газоразрядных лазеров, является термодинамически неравновесной. По отклонению от равновесия различают перегретую (ионизационно-неравновесную) и переохлажденную (рекомбинационно-неравновесную) плазму. Поскольку степень ионизации, как правило, не является равновесной, то состояние плазмы можно классифицировать по отклонению степени ее ионизации от равновесного значения для данной электронной температуры. Если плазма имеет недостаточную для равновесия степень ионизации, то плазма преимущественно ионизуется, в противном: случае преобладают процессы рекомбинации заряженных частиц. Лазеры на переохлажденной плазме: обычно называют рекомбинационными или плазменными, а лазеры на перегретой плазме-газовыми [1-10].

Лазеры с одним типом неравновесности активных сред имеют'ряд общих свойств, отличных от лазеров с другим типом неравновесности. Так, газовые лазеры генерируют, как правило, на переднем фронте возбуждающего импульса (их типичными представителями являются самоограниченные лазеры на переходах атомов меди, золота, свинца, а также атомов: и ионов стронция, кальция, бария [7-8, 11-14, 20-22, 28-29]) или в непрерывном режиме: в газах низкого давления (например, ионные аргоновый и криптоновый лазеры [8, 18; 30]). Рекомбинационные же лазеры обычно генерируют в послесвечении импульсного разряда (например, ионные лазеры на фиолетовых переходах стронция (fc=430,5 и 416,2 нм SrII), на УФ переходах кальция (А.=373,7 и 370,6 нм Gall), на зеленой линии ртути ()l=567;7 нм Hgll) [5-10]). При этом расположение уровней, удобное для формирования инверсии при возбуждении электронным ударом из основного состояния атома или иона, как правило, не приводит к инверсии при рекомбинационной накачке и наоборот [8].

Впервые возможность использования рекомбинирующей плазмы в качестве активной среды для лазеров была показана в 1963 г. в работе Л.И. Гудзенко и Л.А. Шелепина [31], где на основе теоретического анализа неравновесной водородной плазмы сделан вывод о возможности получения значительных коэффициентов' усиления. В дальнейших теоретических работах рассматривались различные механизмы, приводящие к быстрому охлаждению свободных электронов — охлаждение за счет столкновений с тяжелыми частицами, пристеночное охлаждение за счет амбиполярной диффузии^ разлетный механизм охлаждения [32-34]. Проводился анализ релаксационных процессов, приводящих к инверсии населенностей в атомах и ионах с различной электронной структурой [35-37]. Изучалась возможность создания коротковолновых лазеров за счет рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов [4, 38-42]. Развивалась теория лазеров на электронных переходах разлетных молекул [43-44]. Для получения интенсивно рекомби-нирующей плазмы рассматривалась возможность использования послесвечения импульсного разряда [37], разлетающегося в вакуум плазменного сгустка [34], лазерной плазмы [38]. Была показана принципиальная возможность создания непрерывного РЛ на основе плазмы, стационарно рекомбинирующей при воздействии электронного пучка [45], продуктов ядерных реакций [46]. Поскольку одной из задач в реализации РЛ является эффективное очищение нижнего лазерного уровня, анализировались различные схемы его очистки: радиационный распад [3132], девозбуждение при столкновениях с медленными электронами [35, 37], очистка ионизирующейся примесью [1, 3, 45„47-48].

К началу 1970-х годов теоретические исследования РЛ оформились в самостоятельное научное направление, значительный вклад в развитие которого внесли работы Л.И. Гудзенко, Л.А. Шелепина, С.И. Яковленко с сотрудниками [1-4, 8, 45-55]. Примерно в это же время начались систематические целенаправленные экспериментальные исследования РЛ [56-65].

Генерация в спектрах нейтральных атомов в импульсном разряде была получена при различных типах рекомбинации заряженных частиц.

В частности, генерация на ИК переходах в спектрах Аг1, Кг1, Хе1 наблюдалась в смесях инертных газов (лучшими выходными характеристиками обладает линия А.= 1,73 мкм Хе1). Наиболее высокие характеристики генерации достигались при больших давлениях газов (порядка атмосферного). При столь больших давлениях используется преимущественно электроионизационный и электронно-лучевой метод создания плазмы [66-75]. В этих условиях накачка возбужденных уровней в послесвечении, а также частично в период действия электронного пучка, обусловлена процессами диссоциативной рекомбинации молекулярных ионов инертных газов:

При давлениях значительно ниже атмосферного накачка в послесвечении в основном обусловлена ударно-радиационной рекомбинацией атомарных ионов:

Генерация на А.=844,6 нм 01 в послесвечении разряда в кислороде осуществлялась при накачке диссоциативной рекомбинацией (1) [76]. Процесс ион-ионной рекомбинации:

А2+ + е —» А* + А, АВ+ + е —» А* + В.

1) (2)

А+ + е + е(А, В) А* + е(А, В).

3)

А+ + В~ —> А* + В

4) обеспечивал накачку и генерацию на ИК переходах атомов натрия (А=1,138 и 1,140 мкм) и калия (Л,=1,243 и 1,252 мкм) в их смесях с водородом [77-80].

В [81] установлена решающая роль ион-ионной рекомбинации в накачке резонансного уровня при генерации на резонансном переходе алюминия с Л.=396,2 нм, полученной при облучении алюминиевой мишени АгБ лазером (А,=193 нм) и разлете паров алюминия в водород. Основным источником получения ионов А1+ и Н~ являлась фотоионизация компонент А1-Н2 смеси излучением АгБ лазера. В [82] исследовались спектральные и электрические характеристики импульсно-периодического разряда в парах алюминия с водородом в присутствии буферных газов неона и гелия с целью поиска разрядных условий, которые бы позволили реализовать в разряде физические процессы, аналогичные фотопроцессам при освещении металлических мишеней эксимерными лазерами.

Серия работ [83-86] посвящена поиску новых возможных систем для реализации импульсных лазеров, инверсия в которых образуется в процессе ион-ионной рекомбинации. В частности, рассмотрены возможные пары положительных ионов металлов и отрицательного иона кислорода. Также экспериментально установлена заметная роль ион-ионной рекомбинации в формировании послесвечения импульсного разряда в смесях галогенидов металлов с водородом и буферным газом гелием.

Наибольшее количество линий генерации в спектрах нейтральных атомов было получено при накачке ударно-радиационной рекомбинацией:

А+ + 2е —» А* + е. (5)

Основная часть этих линий принадлежит ИК диапазону. В их числе находятся генерация на переходе 4-3 атома водорода (А,= 1,87 мкм) [58], на Зр-Зз переходах атомов углерода (А,=1454, 1069, 1068, 966, 941 нм) и на ряде переходов в атоме азота (А=906,4; 862,9; 859,4 нм) [87-89]. Генерация в послесвечении наблюдалась также на ИК атомных переходах ртути, кадмия, цинка, магния, таллия, олова, серы, никеля, свинца [90-96].

В [97-99] была предложена новая методика создания рекомбинирующей газоразрядной плазмы - сегментированный искровой разряд, который возбуждался в небольших зазорах между рядом тонких металлических полосок, размещенных на диэлектрической подложке. Под действием разряда атомы металла вводятся в плазму между полосками, ионизируются, и плазменные сгустки расширяются полусферически в окружающий буферный газ (преимущественно гелий). При этом плазма быстро охлаждается и рекомбинирует. При использовании сегментированного искрового разряда была получена генерация при реком-бинационной накачке на 54 переходах ближнего ИК диапазона в спектрах атомов углерода, кадмия, цинка, магния, олова, свинца, серебра, индия, кальция, меди, висмута, лития, алюминия.

Генерация на атомарных переходах видимого диапазона, нижними уровнями которых обычно являются сильнозаселенные метастабильные и резонансные состояния, может быть получена при использовании столкновительного механизма очистки. Так, в [100] была получена генерация на переходе атома кадмия 6 S] - 5 Pi (А.=480 нм) в послесвечении поперечного разряда в смеси паров кад

•7 мия с водородом и гелием при очистке нижнего уровня 5 Pi в столкновениях с молекулами водорода.

Одним из эффективных способов столкновительной очистки нижнего лазерного уровня является очистка ионизирующейся примесью [1, 3, 45, 47]. Экспериментально такая схема инверсии при очистке реакцией Пеннинга на водороде впервые была по-видимому реализована на линии гелия A.=706,5 нм Hei в послесвечении продольного импульсного разряда в смеси Не-Н2 [101], а также на желтой линии неона А.=585,3 нм Nel в послесвечении поперечного разряда в смеси Ne-H2 [102-103]. Высокие удельные мощности генерации были получены при возбуждении Ne-H2 лазера электронным пучком [104-105], что свидетельствует о перспективности Ne-H2 лазера при таких способах газоразрядного возбуждения, которые обеспечивают эффективную ионизацию рабочего газа, например, за счет наличия-в плазме группы быстрых немаксвелловских электронов.

Потенциалы как однократной, так и двукратной ионизации многих элементов сравнительно невелики, что позволяет получать в условиях газового разряда значительные концентрации не только однократных, но и двукратных ионов и осуществлять в послесвечении рекомбинационную накачку ионных переходов, имеющих более короткие длины волн по сравнению с атомарными переходами.

Одними из первых экспериментальных работ, посвященных исследованиям ионных рекомбинационных лазеров, были работы, начатые в 1972 году E.JI. Jla-тушем и М.Ф. Сэмом с сотрудниками в Ростовском государственном университете [56-57, 59-65]. Результатом этих работ, обобщенных в [5-6, 9-10], является создание класса ионных рекомбинационных лазеров на парах металлов.

В частности, была впервые получена генерация на 35 ионных переходах щелочноземельных металлов, алюминия, олова и свинца в послесвечении импульсного разряда при накачке ударно-радиационной рекомбинацией:

А"14" + 2е —» А+* + е, (6) а также была исследована генерация при рекомбинационной накачке на ионных переходах ртути, кадмия, цинка.

Была показана важность электронного девозбуждения [106]:

А+** + е -> А+* + е, (7) которое перераспределяет населенности близкорасположенных уровней, а значит существенно влияет на создание инверсии в условиях рекомбинирующей плазмы.

С учетом роли электронного девозбуждения были сформулированы общие требования к расположению лазерных уровней для формирования инверсии в условиях рекомбинационно-столкновительной кинетики:

- верхний лазерный уровень должен быть одним из нижних в верхней группе близкорасположенных уровней;

- нижний лазерный уровень должен быть одним из верхних в нижней группе близкорасположенных уровней;

- нижний лазерный уровень не должен располагаться слишком близко к основному состоянию;

- уровень электронной температуры Тс должен быть как можно ниже, а концентрация электронов пс должна быть достаточно высокой, чтобы вероятность столкновительных переходов внутри групп превосходила вероятность оптических переходов.

Именно при таком расположении уровней электронное девозбуждение способствует концентрации накачки на верхнем лазерном уровне и эффективной очистке нижнего уровня.

Наиболее эффективными из ионных рекомбинационных лазерных переходов являются переходы 62Si/2 - 52P3/2>i/2 SrII (А.=430,5 и 416,2 нм) и 52S1/2 - 42P3/2;i/2 Call (к=373,7 и 370,6 нм), что является следствием удачного расположения лазерных уровней с точки зрения рекомбинационно-столкновительной кинетики [5-10]. Генерация на фиолетовых и УФ линиях ионов стронция и кальция наиболее эффективна при больших давлениях легкого буферного газа гелия, способствующих быстрому и глубокому охлаждению электронов в послесвечении, необходимому для достижения высокой скорости рекомбинационной накачки (коэффициент ударно-радиационной рекомбинации а^ резко зависит от электронной температуры

Те, а также от заряда иона Z: ar = 9,2M0"27Z3 In-Vz2 +1 -Т'9'2 [3, 5-6, 107-110]; здесь Те измеряется в эВ). Достаточно высокие достигнутые значения средней (до ~4 Вт) и импульсной (до ~20 кВт) мощности генерации, коэффициента усиления (—0,1 см"1) и КПД (-0,1%) при высоком качестве излучения ставят рекомбинацион-ные He-Sr+ и Не-Са+ лазеры в ряд лучших источников лазерного излучения фиолетового и УФ диапазонов.

Исследования механизмов генерации в послесвечении импульсного разряда [5-10, 111-131] показали, что существенную роль в накачке ряда ионных лазерных переходов (в том числе, в спектрах элементов II группы) в рекомбинирующей плазме играют удары 2 рода между тяжелыми долгоживущими частицами с тепловыми энергиями, при которых возбужденный атом или ион буферного газа передает энергию атому или иону примеси. Было показано также [128], что в условиях рекомбинационно-столкновительной кинетики удары 2 рода могут быть рассмотрены как процессы, увеличивающие, начиная; с некоторого уровня, рекомбинаци-онный поток, проходящий по уровням энергии сверху вниз. При этом сохраняют силу сформулированные выше требования к расположению лазерных уровней; В частности; накачка может осуществляться за счет следующих реакций: •

- квазирезонансной перезарядки с возбуждением и с ионизацией

А + В -> + В, . . ' (8)

А + В+-> А^+В + е; ,• (9)

- пеннинговской ионизации атомов примеси метастабилями буферного газа;

А ь В(ш) —> А+* ь В + е,. (10)

А-ь В(ш) ^ А^-ь В + 2с; . • • .".' (110

- ступенчатьшпроцессов передачи возбужденияш-пеннинговской ионизации

А+ + В(т) —> А^* + В; (12>

А4" + В(т) —» А^ + В;+ е. (13)

Возможны также процессы, когда оба участвующих в реакции компонента находятся в; возбужденном! состоянии; однако поскольку концентрации их существенно меньше, чем концентрации;атомов;и,ионов?восновном?состоянии; вклад их в накачку обычно невелик [5-6; 8-10]. Заметим, что для? накачки уровней; за счет соударенийгтяжелых частиц не требуются; низкие электронные температуры,.поэтому этот, механизм накачки реализуется ¿также и в ионизационном режиме возбуждения, в том числе в стационарном разряде [5-10, 131].

В настоящей работе исследовались активные среды как с рекомбинационной накачкой, так и с накачкой ударами 2 рода в рекомбинирующей плазме.

В число наиболее;эффективных лазеров, накачиваемых ударами 2 рода, входят лазеры на ионных переходах ртути (к=615 и 794,5 нм Н§И), кадмия (А,=441,6; 533,7 и 537,8 нм СаП), криптона (Х=469,4; 458,3 и 431,8 нм КгИ) [5-10, 131]. В рекомбинационных же лазерах на ионных переходах стронция и кальция реакция перезарядки с ионизацией (9) является дополнительным; каналом; создания двукратных ионовметаллов в период рекомбинации плазмьь [5-10].

Результаты проведенных в РГУ исследований послужили стимулом к постановке исследований ионных рекомбинационных лазеров также во многих других лабораториях в нашей стране и за рубежом [7-8, 132-152].

Что касается исследований генерации на переходах многозарядных ионов в рекомбинирующей газоразрядной плазме, то ко времени выполнения настоящей работы эти исследования находились лишь в начальной стадии. Наибольший интерес представляют работы [98-99, 153], где в сильноточном сегментированном искровом разряде наряду с упоминавшейся выше генерацией в атомных спектрах была получена генерация на переходах ионов цинка, магния, олова, свинца, серебра, индия, кальция, меди, алюминия, а также на ряде переходов МП, BilII, A1III при накачке уровней ионов различной кратности Z ударно-радиационной рекомбинацией:

Az+ + 2е A(z"1)+* + е. (14)

Эти результаты свидетельствуют о перспективности использования сильноточного газового разряда для возбуждения рекомбинационных лазеров на переходах многозарядных ионов.

Таким образом, к началу данной работы (1982 г.) рекомбинационные газоразрядные лазеры уже сформировались как самостоятельный класс лазеров. В то же время стало очевидным, что перспективы дальнейшего развития PJI связаны с необходимостью глубоких комплексных исследований свойств и характеристик их активных сред. Также определился круг задач этих исследований. Исследования, представленные в диссертации, продолжают исследования рекомбинационных лазеров, начатые научной группой Ростовского государственного университета (в дальнейшем Южного федерального университета). В них отражен научный вклад автора в развитие этого направления.

Объектами данных исследований являются активные среды наиболее эффективных лазеров на ионных переходах, накачиваемых в рекомбинирующей плазме процессами рекомбинации и ударами 2 рода (He-Sr+, Не-Са+, He-Hg+, Не-Cd+, He-Kr+ лазеры), а также лазеров на переходах нейтральных атомов (Ne-H2 и He-Hg лазеры) и многозарядных ионов (ТИП, OUI и XelV).

Предметом этих исследований являются физические механизмы, определяющие накачку и инверсию в период рекомбинации плазмы, общие закономерности, присущие активным средам рекомбинационных газоразрядных лазеров, оптимальные способы и условия их возбуждения.

Актуальность исследований определяется тем, что они позволяют расширить набор длин волн генерации, получить одновременную многоволновую генерацию в разных участках спектра, в том числе в коротковолновом диапазоне, установить механизмы накачки и инверсии, найти пути повышения выходных характеристик и способы оперативного управления ими, определить достижимые характеристики генерации, выявить общие закономерности, присущие активным средам, прогнозировать оптимальные параметры возбуждения рекомбинационных лазеров и их выходные характеристики. Плазма рекомбинационных газоразрядных лазеров отличается большим разнообразием происходящих в ней элементарных процессов взаимодействия частиц, а также наличием таких явлений, как контракция, расконтрагирование, катафорез. Детальные исследования этих процессов и явлений также представляют интерес для смежных областей — физики электронных и атомных столкновений, физики плазмы и газового разряда.

Цель диссертационной'работы. В соответствии с вышесказанным целью настоящей работы являлись комплексные экспериментальные и теоретические исследования кинетики процессов в рекомбинирующей газоразрядной плазме, направленные на поиск новых перспективных активных сред рекомбинационных газоразрядных лазеров на переходах атомов, одно- и многозарядных ионов и способов их возбуждения, установление физических механизмов, формирующих инверсию в период рекомбинации плазмы, определение достижимых характеристик генерации, выявление закономерностей, присущих активным средам, и определение оптимальных условий их возбуждения.

Основные задачи научных исследований. Конкретная реализация цели работы предполагала решение следующих задач:

- экспериментальное исследование активной среды Ne-H2 лазера при возбуждении в различных типах разряда; исследование продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами как способа возбуждения активных сред (в частности, Ne-H2, Не-Кг+ и He-Cd+ лазеров), сочетающего свойства продольного разряда и разряда с полым катодом;

- поиск новых рекомбинационных лазерных переходов в спектре Hgl; комплексное исследование механизмов формирования инверсии на переходах Hgl и Hgll;

- экспериментальное исследование возможности осуществления рекомбина-ционной накачки уровней многозарядных ионов (в частности, уровней ТИП, OUI, XelV) в плазме сильноточного импульсного разряда; поиск рекомбинационных лазерных переходов в спектрах многозарядных ионов;

- экспериментальная оптимизация саморазогревных He-Sr+ и Не-Са+ лазеров различных геометрических размеров, поиск общих закономерностей, присущих их активным средам; создание отпаянного экспериментального образца Не-Са+ лазера; анализ возможных практических применений рекомбинационных лазеров;

- разработка и тестирование самосогласованных математических моделей He-Sr+ и Не-Са+ лазеров; численное исследование пространственно-временных характеристик активных сред, в том числе исследование механизмов явлений контракции и расконтрагирования импульсно-периодического разряда;

- комплексное исследование механизмов, ограничивающих рост энергетических характеристик Не-Бг4" и Не-Са+ лазеров, поиск путей повышения выходных характеристик и способов оперативного управления ими, определение достижимых характеристик генерации;

- комплексное исследование возможности осуществления катафорезного ввода паров металлов в активные среды лазеров на парах металлов в условиях продольного импульсно-периодического разряда; экспериментальная реализация катафорезных импульсно-периодических Не-Сё+ и Не-8г+ лазеров.

Научная новизна работы определяется поставленными задачами и рядом впервые полученных научных результатов. К наиболее существенным можно отнести следующие новые результаты:

1. Впервые получена и исследована генерация на переходе А.=585,3 нм №1 в рекомбинирующей плазме разряда с полым катодом и продольного разряда; установлено, что основным механизмом накачки при условиях, типичных для генерации, является ударно-радиационная рекомбинация ионов неона, механизмом очистки нижнего уровня — реакция Пеннинга на водороде.

2. Предложен и исследован продольный разряд в трубке с протяженными металлическими сегментами как способ возбуждения активных сред рекомбина-ционных лазеров, сочетающий свойства продольного разряда и разряда с полым катодом. Впервые при возбуждении в этом разряде получена и исследована генерация в рекомбинирующей плазме на переходах N61 (А,=585,3 нм), КгП (А.=469,4; 458,3 и 431,8 нм), СсШ (А.=441,6; 533,7 и 537,8 нм).

3. Впервые получена и исследована генерация на 7 ИК переходах установлен рекомбинационный механизм накачки. Установлено эффективное заселение перезарядкой уровней бейтлеровского спектра определены парциальные сечения перезарядки ионов гелия на атомах ртути; показано, что основными механизмами накачки в рекомбинирующей плазме являются ударно-радиационная рекомбинация для Х=561,1 нм Н^П и перезарядка для ^=615 нм Н^П, а вклад в накачку ступенчатой реакции Пеннинга пренебрежимо мал.

4. Впервые получена и исследована генерация на 4 переходах Т1Ш (А=468, 482, 770 и 806 нм) в ионизационном режиме возбуждения; получена и исследована генерация при рекомбинационной накачке на 3 переходах 01П и на 9 переходах Хе1У УФ и видимого диапазона; установлено, что ступенчатая ионизация играет преобладающую роль в создании ионов высокой кратности, а основными механизмами охлаждения электронов в послесвечении являются упругие электрон-ионные соударения и диффузионное охлаждение.

5. Установлены общие закономерности, присущие активным средам самора-зогревных He-Sr+ (А=430,5 нм SrII) и Не-Са+ (А,=373,7 нм Call) лазеров; установлены механизмы, ограничивающие рост энергетических характеристик генерации.

6. Установлены механизмы явлений контракции и расконтрагирования в активных средах He-Sr+(Ca+) лазеров, а также основные закономерности, свойственные этим явлениям.

7. Впервые теоретически обоснован и экспериментально реализован ката-форезный ввод паров металлов в активные среды импульсно-периодических лазеров на парах металлов, в том числе при больших давлениях (до 1 атм). Найдены обобщенные критерии аксиальной и радиальной однородности их активных сред. Впервые при катафорезном вводе паров получена и исследована им-пульсно-периодическая генерация на переходах Cdll (А.=441,6; 533,7 и 537,8 нм) и на переходе А=430,5 нм SrII.

Научная значимость полученных в работе результатов состоит в следующем:

- показана эффективность рекомбинирующей газоразрядной плазмы как активной среды лазеров на переходах атомов, одно- и многозарядных ионов;

- разработаны теоретические основы для создания эффективных рекомбина-ционных лазеров, в том числе коротковолнового диапазона, и экспериментально обоснованы пути их практической реализации; |

- найдены новые перспективные активные среды и способы их возбуждения, установлены физические механизмы, определяющие свойства и характеристики активных сред рекомбинационных лазеров;

- установлены закономерности, присущие активным средам рекомбинационных лазеров, определены оптимальные условия их возбуждения, найдены критерии пространственной однородности активных сред, определены достижимые характеристики генерации;

- созданы лазеры нового типа - катафорезные импульсно-периодические лазеры на парах металлов;

- результаты работы могут представлять интерес при исследованиях широкого класса газоразрядных лазеров, а также для физики электронных и атомных столкновений, физики плазмы и газового разряда.

Практическая значимость работы определяется тем, что ее результаты могут являться основой при разработке и создании рекомбинационных лазеров с высокими выходными характеристиками, перспективных для практических применений, а также могут быть использованы при дальнейших, в том числе прикладных, исследованиях рекомбинационных лазеров. К наиболее важным можно отнести следующие из таких результатов:

1. Проведены комплексные исследования по разработке и оптимизации рекомбинационных лазеров, в результате которых:

- достигнуты максимальные для рекомбинационных лазеров частоты следования импульсов 30-50 кГц и рекордные для He-Sr+ (А,=430,5 нм SrII) лазеров

3 1 удельная средняя мощность 277 мВт/см и коэффициент усиления 0,15 см" ;

- достигнут рекордный для Ne-H2 (А,=585,3 нм Nel) лазера коэффициент усиления 160 дБ/м;

- расширен набор длин волн генерации за счет новых лазерных переходов — 7 ИК переходов Hgl и 4 видимых и ИК переходов ТИП;

- реализована одновременная многоволновая генерация на переходах Sri и SrII (к-6,456 и ~3 мкм Sri; и 0,4305 мкм SrII), KrII (Л.=469,4; 458,3 и 431,8 нм), Cdll (À,=441,6; 533,7 и 537,8 нм), OUI (Х.=375,5; 376,0 и 559,2 нм), XelV (Х.=335,0; 430,6; 495,4; 500,8; 515;9; 526,0; 535,3; 539,5 и.595,6 нм);

- показана перспективность сильноточного импульсного разряда как способа реализации активных сред рекомбинационных лазеров коротковолнового диапазона на переходах многозарядных ионов;

- показана перспективность катафорезного ввода паров металлов в активные среды импульсно-периодических лазеров на парах металлов; разработана практическая конструкция катафорезного импульсно-периодического He-Sr+ (À,=430,5 нм SrII) лазера;

- показана перспективность продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами, сочетающего свойства продольного разряда и разряда с полым катодом, как способа возбуждения активных сред рекомбинационных лазеров;

- разработан отпаянный экспериментальный образец (макет) Не-Са+ лазера, обеспечивающий УФ генерацию (А,=373,7 нм Call) с уровнем средней мощности 0,3 Вт (макет удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР).

2. Найдены пути повышения выходных характеристик He-Sr+(Ca+) лазеров и способы оперативного управления ими, определены достижимые характеристики генерации.

3. Разработаны самосогласованные математические модели He-Sr+(Ca+) лазеров, которые могут применяться как инструменты исследований кинетики активных сред, а также для прогнозирования оптимальных параметров возбуждения и выходных характеристик.

4. Разработана основанная на установленных для саморазогревных He-Sr^Ca*) лазеров закономерностях методика расчета оптимальных параметров возбуждения и характеристик генерации, которая может применяться при анализе и систематизации. результатов экспериментов, а также при инженерных расчетах активных элементов и схем их импульсного возбуждения.

5: Предложены две удобные при практических расчетах коэффициента усиления аппроксимационные формулы для форм-фактора в центре линий со. смешанным фойгтовским контуром, имеющие низкую погрешность (<6% и <1%).

На защиту выносятся следующие результаты и положения:

Г. Результаты экспериментальных исследований Ne-H2 лазера:

- впервые генерация на переходе 7^=585,3 нм Nel получена и исследована в рекомбинирующей плазме разряда с полым катодом, продольного разряда^ а также продольного разряда в трубке с протяженными металлическими сегментами;

- установлено, что основным механизмом накачки-в рекомбинирующей плазме при условиях,. типичных для генерации; является- ударно-радиационная; рекомбинация ионов неона, а основным механизмом очистки нижнего уровня является реакция Пеннинга на водороде. .

2. Результаты комплексных исследовании механизмов, формирующих ин- . версию населенностей на полученных новых лазерных переходах в спектре Hgl, а также на переходах Hgll в рекомбинирующей плазме. :

3. Результаты экспериментальных исследований возможности осуществления. рекомбинационной накачки уровней, многозарядных ионов и генерации в спектрах многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде.

4. Результаты экспериментальных исследований саморазогревных He-Sr+ (А,=430,5 нм SrII) и Не-Са+ (А,=373,7 нм Gall) лазеров, включающие установленные закономерности:

- существование оптимального давления гелия обусловлено ограничением скорости охлаждения электронов при больших давлениях вследствие • греющего воздействия заднего фронта импульса тока; оптимальное давление соответствует примерному равенству длительности заднего фронта импульса тока и времени охлаждения электронов в раннем послесвечении;

- оптимальным является энерговклад в разряд, одновременно обеспечивающий достаточно высокий процент двукратной ионизации атомов металла и согласование лазерной трубки со схемой накачки путем достижения необходимой величины сопротивления плазмы.

5. Разработанные самосогласованные математические модели Не-Бг*" и Не-Са+ лазеров, позволяющие рассчитывать пространственно-временную эволюцию параметров плазмы и характеристик генерации в импульсно-периодическом режиме.

6. Результаты исследований механизмов явлений контракции и расконтра-гирования в активной среде Не-Бг+ лазера.

7. Результаты комплексных исследований катафорезных импульсно-периодических лазеров на парах металлов.

Достоверность и обоснованность полученных результатов, научных положений и выводов определяется применением современных методов исследований и их комплексным характером, воспроизводимостью результатов, взаимным соответствием результатов экспериментов и теоретического анализа, практической реализацией научных положений и выводов при создании эффективных рекомби-национных лазеров, а также согласием с данными других авторов.

Реализация результатов работы. Работа по теме диссертации выполнялась в рамках госбюджетных и хоздоговорных НИР, проводившихся кафедрой квантовой радиофизики ЮФУ в период 1982-2008 гг., а также в ходе выполнения ряда проектов в области фундаментальных и прикладных исследований, поддержанных грантами: Минобразования (№Е20-3.2-157), ФЦП «Интеграция» (проект №582), РФФИ (№ 96-02-19750, № 99-02-17539, №04-02-96804, №06-02-26126). Полученные в работе результаты нашли отражение в научно-технических отчетах по выполненным НИР. Результаты проведенных исследований и разработанные активные элементы рекомбинационных лазеров используются на физическом факультете ЮФУ при выполнении НИР и в учебном процессе в программах подготовки студентов, магистрантов и аспирантов. Некоторые результаты работы были использованы при совместных с ТГУ (г. Томск) исследованиях многоволнового лазера на парах стронция. Разработанные активные элементы использовались в качестве инструментов научных исследований, проводившихся в ЮНЦ РАН и НИИ ФОХ ЮФУ (г. Ростов-на-Дону).

Личный вклад автора. В исследованиях, представленных в диссертации, автору принадлежат инициатива проведения исследований, постановка задач, анализ и интерпретация полученных результатов. Результаты экспериментальных и теоретических исследований получены лично автором либо при его определяющем участии. Разработка математических моделей и численные эксперименты проводились под руководством и при непосредственном участии автора. На различных этапах исследований в постановке некоторых конкретных задач и обсуждении результатов принимали участие Е.Л. Латуш и М.Ф. Сэм.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 78 печатных работ в отечественных и зарубежных изданиях (включая 22 статьи в российских журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов докторских диссертаций). Кроме того, ряд материалов диссертации представлен в научно-технических отчетах, а также отражен в учебно-методических работах автора.

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях:

XIX Всесоюзный съезд по спектроскопии. (Томск, 1983); Всесоюзное совещание «Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах» (Томск, 1986 г.); Рабочее совещание «Активные среды плазменных и газоразрядных лазеров» (Гродно, 1987 г.);-Международный симпозиум «Pulsed Metal Vapour Lasers» (Великобритания, Сэнт Андрюс, 1995 г.); 5-й Санкт-Петербургский семинар-выставка «Лазеры для медицины и биологии» (Санкт-Петербург, 1997 г.); Всероссийская конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии» (Санкт-Петербург, 2000 г.); III Международная научно-техническая конференция «Квантовая электроника», (Минск, 2000 г.); Симпозиум «Нанофотоника», (Черноголовка, 2007 г.); Всесоюзные и Всероссийские семинары и симпозиумы «Лазеры на парах металлов» (Ростов-на-Дону, Новороссийск, Туапсе, Сочи, 1985, 1989, 1991, 1993, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2006, 2008 г.); 3-я, 4-я, 5-я, 6-я, 7-я и 8-я Международные конференции «Atomic and Molecular Pulsed Lasers» (Томск, 1997, 1999, 2001, 2003, 2005, 2007 г.), 9-й Российско-китайский симпозиум «Laser Physics and Laser Technologies» (Томск, 2008 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и двух приложений. Она содержит 414 страниц, включая 144 рисунка, 13 таблиц и список литературы из 534 наименований, из них 78 — работы автора.

7.5. Выводы

1. Проведены оценки средних скоростей прокачки паров металлов за счет катафореза при типичных параметрах возбуждения импульсно-периодических Не-Сс1+ и Не-8г+ лазеров. Показано, что эти скорости могут быть соизмеримы со скоростями прокачки паров в непрерывных ЛПМ, что свидетельствует о принципиальной возможности осуществления катафорезного ввода паров металлов в активные среды импульсно-периодических ЛПМ, в том числе при высоких давлениях.

2. Теоретически исследована динамика катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде и показано, что при типичных параметрах возбуждения импульсно-периодических Не-Бг4 и Не-Сс1+ лазеров возможно достижение достаточно однородного распределения паров за счет катафореза. Получен обобщенный критерий, выполнение которого обеспечивает достаточно высокую однородность аксиального распределения паров в промежутке между источником паров и катодом, и в то же время надежное запирание паров со стороны анода. Установлено, что степень однородности распределения паров тем выше, чем больше длина активной зоны разрядного канала, степень ионизации паров металла, напряженность электрического поля, длительность импульса тока, частота следования импульсов, и тем ниже, чем выше газовая температура. Показано, что высокие степени одно

355 родности распределения паров достигаются при высоких средних скоростях их прокачки, при этом при равных скоростях более однородные распределения соответствуют большим длинам активной зоны.

3. Найдены времена достижения однородного аксиального распределения паров металла за счет катафореза при типичных для импульсно-периодических Не-Sr+ и He-Cd+ лазеров параметрах возбуждения (эти времена имеют достаточно малую величину порядка секунды). Установлено, что однородное распределение паров будет достигаться тем быстрее, чем выше газовая температура, степень ионизации паров металла, напряженность электрического поля, длительность импульса тока, частота следования импульсов, и тем медленнее, чем больше длина активной зоны и выше давление буферного газа.

4. Впервые экспериментально реализована прокачка паров кадмия за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси He-Cd. Впервые при катафорезном вводе паров кадмия получена и исследована импульсно-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на зеленых (1=533,7 и 537,8 нм) и синей (1=441,6 нм) линиях Cdll. Достигнуты максимальные для этих линий в продольном разряде коэффициенты усиления 30%м~' (~1 дБ/м) и 3 дБ/м, что свидетельствует о высокой однородности активной среды. Получена совместная трех-волновая генерация на зеленых и синей линиях Cdll в комбинированном импульс-но-непрерывном режиме.

5. Впервые при возбуждении в «сегментированном» разряде (при катафорезном вводе паров кадмия) получена и исследована импульсно-периодическая и квазинепрерывная трехволновая генерация на синей (1=441,6 нм) и зеленых (1=533,7 и 537,8 нм) линиях Cdll, а также непрерывная генерация на 1=441,6 нм Cdll. Достигнуты высокие коэффициенты усиления (4 дБ/м для 1=441,6 нм и 2 дБ/м для 1=533,7 и 537,8 нм), превышающие усиление в продольном разряде.

6. Впервые экспериментально реализована прокачка паров стронция за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси He-Sr высокого давления -0,3-1 атм. Впервые при катафорезном вводе паров стронция получена и исследована импульсно-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на переходе 1=430,5 нм SrII. Достигнуты максимальные для рекомбинаци-онных лазеров частоты следования импульсов генерации 30-50 кГц. При активном объеме 1,84 см получены высокие значения средней мощности генерации 510 мВт, а также удельного энергосъема 10,2 мкДж/см3 и удельной пиковой мощности 46

3 4*

Вт/см . Достигнуты рекордные для He-Sr лазеров всех типов удельная средняя

-> 1 мощность 277 мВт/см и коэффициент усиления 0,15 см" .

7. Детально исследованы механизмы формирования радиального профиля концентрации атомов металла в импульсно-периодических ЛПМ с продольным разрядом. Показано, что перегрев приосевых областей разряда и радиальный катафорез приводят к дефициту активных частиц в приосевых частях лазерной трубки, что может негативно сказаться на характеристиках генерации. Получен обобщенный критерий, выполнение которого обеспечивает величину перепада концентрации атомов металла между стенкой и осью разрядной трубки, не превышающую заданное значение. Этот критерий применим как к катафорезным, так и к традиционным импульсно-периодическим ЛПМ. Полученные аналитические результаты подтверждены численными расчетами с использованием математической модели Не-8г+ лазера и результатами экспериментов.

8. Показано, что для катафорезных импульсно-периодических ЛПМ должны одновременно выполняться критерии аксиальной и радиальной однородности распределения концентрации паров металла и определены границы областей оптимальных параметров возбуждения, обеспечивающих выполнение этих критериев. Полученные результаты позволяют осуществлять целенаправленный выбор условий возбуждения, обеспечивающих пространственную однородность активных сред катафорезных импульсно-периодических ЛПМ и, как следствие, высокие выходные характеристики.

В целом, основным результатом данной главы можно считать создание и исследование лазеров нового типа - катафорезных импульсно-периодических лазеров на парах металлов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение дадим сводку основных полученных в диссертационной работе результатов.

1. Экспериметально исследована возможность получения генерации на переходе Я=585,3 нм Ке1 в смеси №-Н2 при пеннинговской очистке нижнего уровня в рекомбинирующей плазме разрядов различного типа. В результате:

Впервые генерация на переходе Я=585,3 нм №1 получена и исследована в разряде с полым катодом. Генерация осуществлялась в смеси №-Н2 (а также в этой смеси с добавками гелия и аргона) в импульсно-периодическом режиме (при частотах следования импульсов —1—103 Гц) как в послесвечении (при токах разряда 0,2— 1,3 кА), так и во время импульса тока (при токах 1,5-3 кА). Установлено, что при больших давлениях смеси (>10 Тор) оптимальным является соотношение №:Н2=1:1,5. Достигнут коэффициент усиления 5,2 дБ/м.

Впервые генерация на переходе Я=585,3 нм N61 получена и исследована в продольном разряде при рекомбинационной накачке. Генерация осуществлялась в смеси №-Н2 (в широком диапазоне давлений ~7—100 Тор) в импульсно-периодическом режиме (при частотах следования импульсов ~1-5Т0 Гц). Генерация наблюдалась в послесвечении (при относительно небольших токах разряда ~30—150 А), а также на переднем фронте импульса рекомбинационной накачки (при больших токах ~1,5-3 кА). При этом генерация при больших токах может происходить как на спаде импульса тока (при длинных импульсах тока >0,5 мкс), так и в послесвечении (при коротких импульсах <0,5 мкс). Установлено, что оптимальным для генерации в послесвечении при относительно небольших токах является соотношение №:Н2«1:1,5, в то время как при больших токах оптимально соотношение №:Н2~1:2. Достигнуты коэффициент усиления 10 дБ/м в режиме небольших токов и рекордный для линии А.=585,3 нм N61 коэффициент усиления 160 дБ/м в режиме больших токов.

Установлено, что основным механизмом накачки в рекомбинирующей плазме при условиях, типичных для генерации, является ударно-радиационная рекомбинация ионов неона. Показано, что в плазме продольного импульсного разряда рекомбинационная неравновесность может достигаться не только в послесвечении, но и на спаде импульса тока. Показано, что нижний лазерный уровень атома неона эффективно очищается в смеси №-Н2 за счет реакции Пеннинга на водороде. Установлен селективный характер очистки этого уровня. Выявлено, что временные характеристики генерации в существенной степени определяются неупругими соударениями электронов с возбужденными атомами неона.

- Показано, что эффекты самопоглощения могут существенным образом искажать наблюдаемый временной ход интенсивности линий, что говорит о необходимости учета самопоглощения при исследованиях механизмов накачки уровней спектрально-временным методом и о предпочтительности регистрации спонтанного излучения сбоку трубки.

2. Предложен и исследован продольный разряд в трубке с протяженными металлическими сегментами («сегментированный» разряд) как способ возбуждения активных сред рекомбинационных лазеров, сочетающий свойства продольного разряда (устойчивость разряда, простота конструкции разрядной трубки, возможность катафорезного ввода паров металлов) и разряда с полым катодом (наличие «жесткой» составляющей ФРЭЭ на значительной части активной длины). В результате:

- Изучена зависимость глубины проникновения плазмы в полость металлических" сегментов от условий возбуждения. Показано, что зависимость глубины проникновения плазмы от давления рабочей смеси и внутреннего диаметра сегментов может быть использована в качестве характеристики, определяющей степень проявления эффекта полого катода в «сегментированном» разряде.

- Впервые при возбуждении в «сегментированном» разряде получена и исследована генерация на переходе ^=585,3 нм N61, а также трехволновая генерация на переходах КгП (^=469,4; 458,3 и 431,8 нм). Генерация осуществлялась в ре-комбинирующей плазме в импульсно-периодическом режиме (при частотах сле-дованимя импульсов —1—103 Гц). Достигнуты высокие коэффициенты усиления (12 дБ/м и 3 дБ/м, соответственно), превышающие усиление в продольном разряде (в режиме небольших токов).

- Впервые при возбуждении в «сегментированном» разряде (при катафорез-ном вводе паров кадмия) получена и исследована импульсно-периодическая и квазинепрерывная трехволновая генерация на переходах СсШ (^=441,6; 533,7 и 537,8 нм), а также непрерывная генерация на ^=441,6 нм СсШ. Достигнуты высокие коэффициенты усиления (4 дБ/м для А.=441,6 нм и 2 дБ/м для ^=533,7 и 537,8 нм), превышающие усиление в продольном разряде.

3. Проведены комплексные исследования лазера на атомных и ионных переходах ртути. В результате:

- Впервые получена и исследована генерация на семи переходах в ближней ИК области спектра. Найдены оптимальные условия генерации. Достигнут коэффициент усиления 2-10'3 см"1. Установлено, что накачка верхних лазерных

359 уровней в послесвечении осуществляется за счет ударно-радиационной рекомбинации ионов ртути, а накачка в течение импульса тока - за счет электронного удара. Показано, что эффект смещения импульса генерации в позднее послесвечение при повышении тока разряда обусловлен процессами электронного девозбуждения.

- С использованием метода модуляции населенностей определены соотношения между парциальными сечениями перезарядки для уровней Н§П:

6/72Р'/2|«0,18, и коэффициенты ветвления 77(615 нм)я0,1 и т/(794,5

О-у Р3/2у Ол] Р3/2) нм)^0,17 для лазерных линий иона ртути 1=615 и 1=794,5 нм ЩН.

- На основе экспериментального исследования временных характеристик спонтанного излучения на линиях ^П и измерения их интенсивностей установлено, что уровни бейтлеровского спектра иона ртути эффективно заселяются перезарядкой, а сечение перезарядки распределяется между уровнями одноэлектронного и бейтлеровского спектра ЩП в пропорции примерно 3:7. По результатам количественных оценок вклада уровней Н§П в полное сечение перезарядки определены абсолютные значения парциальных сечений перезарядки ионов гелия на атомах ртути: 0(72Р3/2)=2,0-10"15 см2, 0(72Р1/2)=3,6-Ю"16 см2, 0(6205/2)=2,4-10"16 см2, б(2Р*з/2)«6-10"16 см2.

- Проведен сопоставительный анализ характеристик спонтанного и лазерного излучения на видимых переходах Н§И и результатов математического моделирования активной среды Не-Н§+ лазера. Показано, что при условиях, типичных для генерации, основными механизмами накачки в послесвечении являются процессы ударно-радиационной рекомбинации для 1=567,7 нм Н§П и перезарядки для 1=615 нм ^П. При этом вклад в накачку лазерных уровней Н§П ступенчатой реакции Пеннинга пренебрежимо мал. Вклад в рекомбинационную накачку ионов Нд"14", образуемых при тепловых соударениях однократных ионов ртути и метастабилей гелия, составляет ~5%. Показано существенное влияние на характеристики генерации процессов электронного девозбуждения.

4. Проведены экспериментальные исследования возможности осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов и генерации в спектрах многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде. В результате:

- Проведен анализ изоэлектронных последовательностей ионов и выбраны переходы в спектрах многозарядных ионов (Т1Ш, ОШ, Хе1У), на которых целесообразно исследовать возможность реализации рекомбинационной накачки и генерации.

- Проведен анализ условий, необходимых для осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде.

Показано, что упругие соударения с атомами и ионами легкого буферного газа наряду с процессом амбиполярной диффузии обеспечивают достаточно быстрое (за ~0,1— 1,0 мкс) охлаждение электронов в послесвечении разряда при относительно низких (<1 Тор) давлениях буферного газа (облегчающих получение значительных концентраций многозарядных ионов) и небольших (~0,3 см) диаметрах разрядной трубки. Показано, что с уменьшением концентрации буферного газа и повышением кратности иона резко возрастают требования к крутизне заднего фронта импульса тока.

На примере переходов T1III, OIII и XelV экспериментально показана возможность осуществления рекомбинационной накачки уровней многозарядных ионов в сильноточном импульсном разряде. Установлена преобладающая роль ступенчатой ионизации в создании ионов высокой кратности.

- Впервые получена и исследована генерация на четырех переходах T1III видимого и ближнего ИК диапазона с А,=468, 482, 770 и 806 нм в ионизационном режиме возбуждения. Достигнут коэффициент усиления 2 дБ/м.

Получена и исследована генерация в рекомбинационном режиме накачки на трех переходах OIII ультрафиолетового и видимого диапазона с À.=375,5; 376,0 и 559,2 нм и на девяти переходах XelV ультрафиолетового и видимого диапазона с À.=335,0; 430,6; 495,4; 500,8; 515,9; 526,0; 535,3; 539,5 и 595,6 нм. Достигнут коэффициент усиления 3 дБ/м на переходе А,=559,2 нм OIII и 2 дБ/м на переходах А,=526,0; 539,5 нм XelV.

- Измерены параметры рекомбинирующей плазмы при характерных для генерации на переходах многозарядных ионов условиях. Показано, что концентрация электронов быстро спадает в раннем послесвечении в основном вследствие амбиполярной диффузии заряженных частиц, а основными механизмами охлаждения электронов являются упругие электрон-ионные соударения и диффузионное охлаждение.

5. Проведены измерения параметров плазмы рекомбинационного He-Sr+ лазера спектроскопическими методами. Установлено, что при типичных для генерации на À,=430,5 нм SrII условиях возбуждения (рые~250-300 Top, ps^0,l Тор) параметры плазмы принимают следующие значения в раннем послесвечении: Nsr(m)~1012 СМ"3, 7Уне(т)~1013 см"3, 7>0,22-0,25 эВ, we«(3-3,5>1014 см"3. Показано, что наблюдаемый при повышении рНе рост скорости рекомбинационной накачки уровней SrII обусловлен ростом концентрации ионов Sr++ при поддержании низкого уровня Тс в раннем послесвечении.

6. Проведена экспериментальная оптимизация шести саморазогревных активных элементов He-Sr^Ca*) рекомбинационных лазеров (А,=430,5 нм SrII и А-=373,7 нм Call) различных геометрических размеров (/=9—45 см, d= 0,3-1,5 см), выявлены общие закономерности в поведении параметров возбуждения и выходных характеристик, установлены физические механизмы, определяющие эти закономерности. В частности, установлено, что существование оптимального давления гелия обусловлено ограничением скорости охлаждения электронов при больших давлениях вследствие греющего воздействия заднего фронта импульса тока, а значение оптимального давления определяется величиной накопительной емкости и индуктивности и соответствует примерному равенству длительности заднего фронта импульса тока и времени охлаждения электронов в раннем послесвечении. Также показано, что оптимальным является энерговклад в разряд, одновременно обеспечивающий достаточно высокий процент двукратной ионизации атомов металла и согласование лазерной трубки со схемой накачки путем достижения необходимой величины сопротивления плазмы.

7. Разработана и протестирована методика расчета оптимальных параметров саморазогревных He-Sr^Ca*) лазеров, которая позволяет в пределах установленных границ ее применимости, исходя из известных параметров оптимизированных лазерных трубок, с приемлемой для практического использования точностью рассчитывать оптимальные параметры возбуждения и выходные характеристики лазеров с трубками произвольных геометрических размеров. Эта методика может применяться при анализе и систематизации результатов экспериментов, а также при разработке и инженерных расчетах активных элементов рекомбинационных лазеров и схем их импульсного возбуждения.

8. Проведен анализ особенностей конструкций и выходных характеристик малогабаритных (/<33 см, ¿/<1,1 см) He-Sr+ и Не-Са+ лазеров. Показано, что одним из путей достижения высоких удельных характеристик генерации является использование в активных элементах толстостенных керамических трубок, обеспечивающих интенсивный теплоотвод. Достигнуты рекордные для саморазогревных He-Sr+ и Не-Са+ лазеров с естественным радиационным и конвективным охлаждением удельные средние мощности генерации (73 мВт/см3 и 50 мВт/см3, соответственно) и коэффициенты усиления (0,14 см"1 и 0,1 см"1, соответственно), а также достигнут максимальный для продольных He-Sr+ трубок, работающих при давлениях не выше

•2

1 атм, удельный энергосъем 12 мкДж/см . Разработан отпаянный экспериментальный образец (макет) Не-Са+ лазера, обеспечивающий УФ генерацию на 1=373,7 нм Call с уровнем средней мощности ~0,3 Вт при частоте следования импульсов 5-7 кГц. Макет удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР. Проведен анализ некоторых возможных практических применений He-Sr^Ca*) лазеров, в том числе малогабаритных, и показана их перспективность.

9. Разработаны и протестированы самосогласованные математические модели Не-Бг+ и Не-Са+ лазеров, позволяющие рассчитывать пространственно-временную эволюцию параметров плазмы и характеристик генерации в импульсно-периодическом режиме. Показано, что модели достаточно точно отражают основные закономерности в поведении характеристик активных сред рекомбинационных лазеров и могут служить удобным инструментом исследований их кинетики. Предложены две удобные при практических расчетах коэффициента усиления аппрок-симационные формулы для форм-фактора в центре линий со смешанным фойгтов-ским контуром. Погрешность первой, более простой формулы, не превышает 6%, а погрешность второй, более сложной формулы — 1% при любых относительных вкладах уширений лоренцевского и гауссова типов.

10. Для математических моделей Не-Бг+ и Не-Са+ лазеров реализованы два метода автоматической численной многопараметрической оптимизации — метод Нелдера-Мида и генетический алгоритм. Проведен численный поиск оптимальных режимов возбуждения для активных элементов Не-8г+ и Не-Са+ лазеров с различными геометрическими размерами, показавший хорошее согласие с данными экспериментов, что свидетельствует о возможности применения моделей для прогнозирования оптимальных параметров возбуждения и выходных характеристик.

11. С использованием результатов экспериментов и численного моделирования проведен анализ влияния эффектов самопоглощения (и усиления) на временной ход интенсивности спектральных линий в Не-Бг+(Са4) лазерах. Показано, что они могут существенным образом искажать наблюдаемый временной ход интенсивности линий. С учетом самопоглощения дано объяснение эффекту «исчезновения» послесвечения на резонансных линиях ионов и атомов стронция и кальция.

12. Проведен численный расчет и анализ пространственно-временных характеристик активной среды Не-8г+ лазера как в процессе установления импульсно-периодического режима, так и в установившемся режиме. Показано, что установившийся импульсно-периодический режим формируется за -40-50 импульсов, при этом из-за накопления тепла формируется неоднородный по радиусу профиль газовой температуры. Это вследствие термодиффузии наряду с радиальным катафорезом приводит к неоднородному предымпульсному радиальному распределению концентрации атомов металла и, как следствие, к провалу в интенсивности генерации на оси трубки при достаточно больших диаметрах и давлениях см, /?Не>200 Тор). Показано, что увеличивающаяся с ростом диаметра степень пространственной неоднородности плазмы является фактором, ограничивающим рост энергетических характеристик генерации.

13. С использованием математической модели Не-8г+ лазера проведены численные исследования процесса контракции импульсно-периодического разряда в гелии и процесса расконтрагирования разряда при добавлении паров стронция, благодаря которому автоматически обеспечивается достаточно высокая пространственная однородность плазмы при больших давлениях. Установлены основные физические механизмы, определяющие существование явлений контракции и расконтрагирования, а также основные согласующиеся с экспериментами закономерности, свойственные этим явлениям при условиях, типичных для возбуждения рекомбинационных лазеров.

14. Проведены комплексные экспериментальные и численные исследования, направленные на установление физических механизмов, ограничивающих рост энергетических характеристик Не-8г+(Са4) лазеров, поиск возможных способов повышения выходных характеристик и управления ими, определение достижимых энергетических, частотных и спектральных характеристик. В результате:

Проведен анализ возможностей повышения выходных характеристик Не-8г+(Са+) лазеров за счет увеличения давления активной среды. Показано, что повысить среднюю мощность генерации и КПД при больших давлениях можно путем снижения накопительной емкости и индуктивности лазерных трубок, а также за счет резкого обрыва импульса тока. При этом применение независимого ввода паров металла позволяет достичь более высоких оптимальных давлений по сравнению с саморазогревным режимом.

Проведен анализ механизмов, ограничивающих рост энергетических характеристик Не-8г+(Са4) лазеров при увеличении объема активной среды и частоты следования импульсов. Установлено, что с ростом диаметра трубки и частоты средняя мощность насыщается, а затем снижается из-за формирования радиальной неоднородности активной среды вследствие ее перегрева на оси и радиального катафореза, а также из-за замедления релаксации электронной температуры и подъема уровня Ге в раннем послесвечении, обусловленных ростом газовой температуры.

Проведены численные расчеты достижимых энергетических характеристик. Показано, что достижимый максимум погонной мощности Не-8г+ лазера составляет: -6,2 Вт/м для саморазогревных активных элементов из ВеО-керамики и ~7,8 Вт/м - при чернении их поверхности; -7,7 Вт/м при независимом вводе паров металла и —9,4 Вт/м — при его сочетании с чернением; —17 Вт/м при интенсивном принудительном охлаждении активных элементов цилиндрической геометрии и -29 Вт/м - с активными элементами прямоугольного сечения при соотношении размеров стенок 1:3.

- Показана возможность повышения КПД и энергетических характеристик саморазогревных He-Sr^Ca4) лазеров в режиме возбуждения пачками импульсов тока с коротким межимпульсным интервалом. Найдено оптимальное количество импульсов ~10 в пачке с интервалом 1 мкс, при котором усредненный по пачке КПД и средняя мощность генерации могут возрасти на ~21%.

Показано, что пиковая мощность типичного He-Sr+ лазера может быть повышена в режиме разгрузки резонатора более чем на порядок и может достичь значений >10 кВт, при этом импульсы генерации могут быть существенно укорочены.

Проведен анализ возможности оперативного управления характеристиками генерации рекомбинационных лазеров. Численно исследованы два режима управления He-Sr+ лазера - путем изменения момента включения в послесвечении дополнительного подогревающего электронный газ импульса тока и путем изменения его амплитуды. Установлено, что в обоих режимах управления регулировка характеристик генерации может осуществляться в широких пределах, при этом при использовании первого режима кривые управления близки к линейным.

- С использованием математической модели He-Sr+ лазера осуществлен поиск новых потенциальных лазерных переходов в спектре SrII. Показано, что в сильно нестационарных условиях в раннем послесвечении возможно получение инверсии населенностей на УФ переходах 52^з/2,5/2—1/2,3/2 SrII (1=338,1 и 346,4 нм) на переднем фронте импульса рекомбинационной накачки.

- В лазере на парах стронция получена и исследована (совместно с ТГУ) одновременная многоволновая видимая и ИК генерация на девяти переходах SrII и Sri (1=0,4305 мкм SrII, 1=6,456; 3,011; 3,066; 2,92; 2,69 и 2,60 мкм Sri, 1=1,033 и 1,091 мкм SrII). Найдены оптимальные для совместной генерации условия возбуждения. Эти результаты позволяют решить задачу визуализации ИК излучения лазера на парах стронция рекомбинационной линией генерации с 1=0,4305 мкм SrII. Проведены исследования частотно-энергетических характеристик генерации на ИК переходах SrII (1=1,033 мкм и 1=1,091 мкм) методом сдвоенных импульсов. На основе результатов экспериментов и численного моделирования показано, что частота следования импульсов генерации в принципе может достигать ~1 МГц. Показана перспективность использования пачек импульсов для возбуждения ИК переходов иона стронция и найден оптимальный межимпульсный интервал в пачке ~5—10 мкс.

Показана принципиальная возможность ускорения деионизации плазмы в межимпульсный период импульсно-периодического разряда за счет «ускорения» амбиполярной диффузии при небольшом подогреве электронного газа в послесвечении дополнительным импульсом (при низких давлениях буферного газа ~6-8 Тор и малых диаметрах разрядных трубок ~0,4-0,6 см).

15. Проведены комплексные исследования возможности осуществления ка-тафорезного ввода паров металлов в активные среды ЛПМ в условиях продольного импульсно-периодического разряда, а также исследования, направленные на экспериментальную реализацию катафорезных импульсно-периодических Не-Сс1+ и Не-8г+ лазеров. В результате:

Теоретически исследована динамика катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде и показано, что при типичных параметрах возбуждения импульсно-периодических Не-8г+ и Не-СсГ лазеров возможно достижение достаточно однородного распределения паров за счет катафореза. Найдены времена достижения однородного аксиального распределения паров металла за счет катафореза при типичных для импульсно-периодических Не-8г+ и Не-Сё+ лазеров параметрах возбуждения (эти времена имеют достаточно малую величину порядка секунды).

Получены обобщенные критерии, выполнение которых обеспечивает достаточно высокую однородность аксиального и радиального распределений концентрации паров металла при катафорезной прокачке паров. Показано, что для катафорезных импульсно-периодических ЛПМ должны одновременно выполняться критерии аксиальной и радиальной однородности распределения концентрации паров металла и определены границы областей оптимальных параметров возбуждения, обеспечивающих выполнение этих критериев.

Впервые экспериментально реализована прокачка паров кадмия за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси Не-Сё. Впервые при катафорезном вводе паров кадмия получена и исследована импульсно-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на зеленых (А.=533,7 и 537,8 нм) и синей (Х=441,6 нм) линиях СсШ. Достигнуты максимальные для этих линий в продольном разряде коэффициенты усиления 30%м"' (~1 дБ/м) и 3 дБ/м, что свидетельствует о высокой однородности активной среды.

Впервые экспериментально реализована прокачка паров стронция за счет катафореза в продольном импульсно-периодическом разряде в смеси Не-8г высокого давления ~0,3-1 атм. Впервые при катафорезном вводе паров стронция получена и исследована импульсно-периодическая генерация в рекомбинирующей плазме на переходе >.=430,5 нм 8г11. Достигнуты максимальные для рекомбинаци-онных лазеров частоты следования импульсов генерации 30-50 кГц. При активном объеме 1,84 см3 получены высокие значения средней мощности генерации 510 мВт, л а также удельного энергосъема 10,2 мкДж/см и удельной пиковой мощности 46

Вт/см . Достигнуты рекордные для He-Sr лазеров всех типов удельная средняя мощность 277 мВт/см3 и коэффициент усиления 0,15 см"1.

В целом, результатом комплексных исследований, обобщенных в диссертации, явилось развитие научного направления рекомбинационных газоразрядных лазеров — найдены новые перспективные активные среды и способы их возбуждения, разработаны теоретические основы для создания эффективных рекомбинационных лазеров на переходах атомов, одно- и многозарядных ионов и экспериментально обоснованы пути их практической реализации. Таким образом, в диссертационной работе разработаны теоретические положения, совокупность которых можно квалифицировать как новое крупное научное достижение в развитии квантовой радиофизики, связанное с созданием новых типов рекомбинационных газоразрядных лазеров, в том числе коротковолнового диапазона.

Благодарности

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность своему Учителю и научному консультанту, доктору физико-математических наук, профессору Евгению Леонидовичу Латушу, одному из основоположников класса рекомбинационных лазеров, определившему для автора данное направление исследований. Автор отдает себе отчет в том, что полученные в работе результаты являются в той или иной мере итогом коллективных усилий сотрудников кафедры квантовой радиофизики физического факультета Южного федерального университета, и выражает искреннюю признательность всем коллегам, аспирантам и студентам, принимавшим участие в выполнении отдельных этапов работы и в обсуждении ее результатов. Автор также признателен коллегам из Томского государственного университета, Южного Научного центра РАН, НИИ Физической и органической химии ЮФУ за плодотворное сотрудничество.

1. Гудзенко Л.И., Шелепин Л.А., Яковленко С.И. Усиление в рекомбинирующей плазме (плазменные лазеры). // УФН. 1974. Т.114. №3. С.457-485.

2. Гудзенко Л.И., Шелепин Л.А., Яковленко С.И. Теория плазменных лазеров. // Труды ФИАН. 1975. Т.83. С.100-145.

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

4. Бункин Ф.В., Держиев В.И., Яковленко С.И. О перспективах усиления света дальнего УФ диапазона. //Квантовая электроника. 1981. Т.8. №8. С.1621-1649.

5. Иванов И.Г., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Ионные лазеры на парах металлов. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 256 с.

6. Ivanov I.G., Latush E.L., Sem M.F. Metal Vapour Ion Lasers: Kinetic Processes and Gas Discharges. Chichester, New York: John Willey & Sons, 1996. - 285 p.

7. Little C.E. Metal Vapour Lasers: Physics, Engineering and Applications. Chichester, New York: John Willey & Sons, 1999. - 619 p.

8. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. / Под ред. В.Е. Фортова. Том XI-4. Газовые и плазменные лазеры. М.: Физматлит, 2005. - 822 с.

9. Сэм М.Ф. Ионные газоразрядные лазеры на парах химических элементов. Дисс. докт. физ.-мат. наук. Ростов-на-Дону: РГУ, 1981.

10. Латуш Е.Л. Газоразрядные рекомбинационные лазеры на парах металлов. Дисс. докт. физ.-мат. наук. Ростов-на-Дону: РГУ, 2000.

11. Петраш Г.Г. Импульсные газоразрядные лазеры. // УФН. 1971. Т. 105. №4. С.645-676.

12. Петраш Г.Г. Лазеры на парах металлов. // В Справочнике по лазерам в 2 т. / Под ред. A.M. Прохорова. -М.: Советское радио, 1978. Т.1. С.183-197.

13. Эффективные газоразрядные лазеры на парах металлов: Сборник статей. / Под ред. П.А. Бохана. Томск: ИОА СО АН, 1978. - 209 с.

14. Солдатов А.Н., Соломонов В.И. Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов. Новосибирск: Наука, 1985. - 151 с.

15. Елецкий A.B., Смирнов Б.М. Физические процессы в газовых лазерах. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 150 с.

16. Месяц Г.А., Осипов В.В., Тарасенко В.Ф. Импульсные газовые лазеры. М.: Наука, 1991.-271 с.

17. Петраш Г.Г., Исаев A.A. Импульсные газоразрядные лазеры. // Труды ФИАН. 1991. Т.212. С.93-108.

18. Справочник по лазерной технике. / Под ред. А.П. Напартовича. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 544 с.

19. Иванов В.А., Привалов В.Е. Применение лазеров в приборах точной механики. С-Пб.: Политехника, 1993. - 216 с.

20. Pulsed Metal Vapour Lasers. / Ed. by Chris E. Little and Nicola V. Sabotinov. NATO ASI Series. 1. Disarmament Technologies. V.5. Kluwer Academic Publishers. — Dortrecht, Boston, London, 1996. 479 p.

21. Батенин B.M., Бучанов В.В., Казарян М.А., Кпимовский И.И., Молодых Э.И. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. М.: Научная книга,1998.-544 с.

22. Григорьянц А.Г., Казарян Г.А., Лябин Н.А. Лазеры на парах меди: конструкция, характеристики и применения. М.: Физматлит, 2005. — 312 с.

23. Букшпун Л.М., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Влияние температуры активной среды на характеристики генерации рекомбинационного Sr-He лазера. // Квантовая электроника. 1988. Т.15. №9. С.1762-1764.

24. Бохан П.А., Закревский Д.Э. Исследование продольного импульсно-периодического продольного разряда в парогазовых смесях высокого давления. // ЖТФ. 1997. Т.67. №4. С.25-31.

25. Бохан П.А., Закревский Д.Э. Мощный самостабилизированный продольный разряд мультиатмосферного давления. // Письма в ЖЭТФ. 1995. Т.62. №1. С.26-30.

26. Климкин В.М. Проблемы неустойчивости продольных импульсно-периодических разрядов в лазерах на парах металлов. // Препринт ИОА СО РАН №1. Томск,1999.

27. Klimkin V. Stability of longitudinal repetitively pulsed discharges in metal vapor lasers (the Petrash Effect). // Proc. SPIE. 2002. V.4747. P.164-179.

28. Soldatov A.N., Filonov A.G., Shumeiko A.S., Kirilov A.E., Ivanov В., Haglund R., Mendenhall M., Gabella В., Kostadinov I. Sealed-off Strontium-Vapor Laser. // Proc. SPIE. 2004. V.5483. P.252-261.

29. Soldatov A.N., Polunin Yu.P., Shumeiko A.S. and Sidorov I.V. Record Output Energy Parameters of a Sri and SrII-Vapor Laser. // Proceedings of the 7-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies. Russia. Tomsk, 2004. P.201-206.

30. Бриджес В., Честер А. Лазеры на ионизированных газах. // В Справочнике по лазерам в 2 т. / Под ред. A.M. Прохорова. М.: Советское радио, 1978. Т.1. С.63-102.

31. Гудзенко Л.И., Шелепин Л.А. Отрицательное поглощение в неравновесной водородной плазме. //ЖЭТФ. 1963. Т.45. №5. С.1445-1449.

32. Гудзенко Л.И., Шелепин Л.А. Усиление в рекомбинирующей плазме. // Доклады АН СССР. 1965. Т.160. №6. С.1296-1299.

33. Гордиец Б.Ф., Гудзенко Л.И., Шелепин Л.А. Об охлаждении свободных электронов плазмы. //ЖТФ. 1966. Т.36. №9. С.1622-1625.

34. Гудзенко Л.И., Филиппов С.С., Шелепин Л.А. Усиленно рекомбинирующая плазменная струя. //ЖЭТФ. 1966. Т.51. №4. С.1115-1119.

35. Гордиец Б.Ф., Гудзенко Л.И., Шелепин JI.A. О релаксационных процессах и усилении излучения в плотной плазме. //ЖЭТФ. 1968. Т.55. №3. С.942-950.

36. Гордиец Б.Ф., Дымова И.А., Шелепин JI.A. Релаксационные процессы и инверсная заселенность уровней в аргоновой плазме. //ЖПС. 1971. Т. 15. №2. С.205-213.

37. Гудзенко Л.И., Евстигнеев В.В., Яковленко С.И. О возможности усиления излучения на длине волны À,=1776 Â в рекомбинирующей плазме. // Краткие сообщения по физике. 1973. № 9. С.23-27.

38. Гудзенко Л.И., Евстигнеев В.В., Яковленко С.И. Об усилении рентгеновского излучения в распадающейся плазме на переходе гелиеподобного иона. // Квантовая электроника. 1974. Т.1. №9. С.2061-2062.

39. Кононов Э.Я., Кошелев К.Н. Инверсная населенность уровней многозарядных ионов. // Квантовая электроника. 1974. Т.1. №11. С.2411-2416.

40. Бойко В.А., Бункин Ф.В., Держиев В.И., Яковленко С.И. Активные лазерные среды на основе рекомбинирующей плазмы многозарядных ионов. // Известия АН СССР. Серия Физика. 1984. Т.48. №8. С.1626-1638.

41. Hagelstein P.L. Reviev of radiation pumped soft x-ray lasers. // Plasma Physics. 1983. V.25. N.12. P.1345-1367.

42. Яковленко С.И. О возможности усиления на фотодиссоциативных переходах. // Препринт ИАЭ №2174. Москва, 1972.

43. Молчанов А.Г. Теория активных сред эксимерных лазеров. // Труды ФИАН. 1986. Т.171. С.54-127.

44. Гудзенко Л.И., Незлин М.В., Яковленко С.И. О рекомбинационном лазере на переохлажденной плазме, стационарно создаваемой электронным пучком. // ЖТФ. 1973. Т.43. №9. С. 1931-1937.

45. Гудзенко Л.И., Яковленко С.И. Атомный реактор-лазер. // Краткие сообщения по физике. 1974. №2. С. 14-15.

46. Гудзенко Л.И., Яковленко С.И. Использование ионизационного резонанса для создания плазменного лазера. // Препринт ФИАН №158. Москва, 1969.

47. Гудзенко Л.И., Яковленко С.И. Формирование неравновесной заселенности в плазме в условиях ионизационного резонанса. // ЖЭТФ. 1970. Т.59. №5. С.1863-1871.

48. Держиев В.И., Жидков А.Г., Яковленко С.И. Излучение ионов в неравновесной плотной плазме. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 160 с.

49. Бойченко A.M., Держиев В.И., Жидков А.Г., Карелин A.B., Коваль A.B., Середа О.В., Яковленко С.И. Кинетические модели некоторых плазменных лазеров, накачиваемых жестким ионизатором. //Труды ИОФАН. 1989. Т.21. С.44-115.

50. Держиев В.И., Жидков А.Г., Карелин A.B., Яковленко С.И. Кинетические модели лазеров высокого давления на смесях стронция с инертными газами (гелий, неон, ксенон). // Препринт ИОФАН № 90. Москва, 1988.

51. Карелин A.B., Яковленко С.И. Кинетика активных сред лазеров высокого давления на парах металлов (обзор). //Квантовая электроника. 1993. Т.20. №7. С.631-651.

52. Карелин A.B., Яковленко С.И. Кинетическая модель He-Ne-Ar-H2 лазера, накачиваемого жестким ионизатором. // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т.8. №11. С. 1568-1574.

53. Karelin A.V., Tarasenko V.F., Fedenev A.V., Yakovlenko S.I. About maximal efficiency of a Penning plasma laser on neon. //Proc. SPIE. 1995. V.2619. P. 14-21.

54. Карелин A.B., Симакова O.B. Кинетика активной среды многоволнового ИК-лазера на ксеноне с накачкой жестким ионизатором в смесях с Не и Ar. (1. Электронно-пучковая накачка. 2. Ядерная накачка.) // Квантовая электроника. 1999. Т.28. №8. С.121-135.

55. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Рекомбинационные лазерные переходы в Call и SrII. // ЖЭТФ. 1973. Т.64. №6. С.2017-2019.

56. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Генерация на ионных переходах щелочно-земельных металлов. // Квантовая электроника. 1973. Т.15. №3. С.66-71.

57. Алейников B.C., Шелепо А.П. О механизме инверсии населенностей в атомарном водороде. // Оптика и спектроскопия. 1974. Т.36. №4. С.813-814.

58. Жуков В.В., Ильюшко В.Г., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Импульсная генерация в парах бериллия. // Квантовая электроника. 1975. Т.2. №7. С.1409-1415.

59. Жуков В.В., Латуш Е.Л., Михалевский B.C., Сэм М.Ф. Новые лазерные переходы в спектре олова и механизмы создания инверсии населенностей уровней. // Квантовая электроника. 1975. Т.2. №4. С.842-844.

60. Жуков В.В., Кучеров B.C., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Толмачев Г.Д. Рекомбинационные лазеры на парах стронция и кальция. // Письма в ЖТФ. 1976. Т.2. №12. С.550-553.

61. Жуков В.В., Латуш Е.Л., Михалевский B.C., Сэм М.Ф. Рекомбинационные лазеры на парах химических элементов. I. Принципы получения генерации в рекомбина-ционном режиме. //Квантовая электроника. 1977. Т.4. №6. С.1249-1256.

62. Жуков В.В., Кучеров B.C., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Рекомбинационные лазеры на парах химических элементов. II. Генерация на ионных переходах металлов. // Квантовая электроника. 1977. Т.4. №6. С.1257-1267.

63. Жуков В.В., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Генерация когерентного излучения на ионных переходах алюминия, бария и стронция. // Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Серия Физическая. 1977. №1. С.38-42.

64. Жуков В.В., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Импульсная генерация на ионных и атомных переходах свинца. // Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Серия Естественные науки. 1977. №3. С.32-33.

65. Lawton S.A., Richards J.B., Newman L.A. et al. The high-pressure neutral infrared xenon laser //J. Appl. Phys. 1979. V.50, №6. P.3888-3898.

66. Лосев В.Ф., Тарасенко В.Ф. Генерация в смеси Аг-Хе при комбинированной накачке. // Квантовая электроника. 1980. Т.8. №3. С.663-664.

67. Olson R.A., Sarka B.Jr., Garscadden A., Bletzinger P. Closed cycle annular — flow-return laser. //Rev. Sci. Instrum. 1981. V.52. N.7. P.984-988.

68. Ohwa M., Moratz T.J., Kushner M.J. Excitation mechanisms of the electron-beam-pumped atomic xenon (5d-6p) laser in Аг/Xe mixtures. // J. Appl. Phys. 1989. V.66. N.l 1. P.5131-5145.

69. Basov N.G., Chugunov A.Yu., Danilychev V.A. et al. Powerful Electroionization Laser on Xe Infrared Atomic Transitions. // IEEE J. Quant. Electron. 1983. V.19. №2. P. 126-128.

70. Басов Н.Г., Баранов B.B., Данилычев В.А. и др. Электроионизационный лазер высокого давления на ИК переходах Arl. // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. №3. С.482-487.

71. Басов Н.Г., Баранов В.В., Белоглазов А.А. и др. Электроионизационный Аг-Хе-лазер на основе электронной пушки с нагревным катодом. // Квантовая электроника. 1988. Т.15. №3. С.453-454.

72. Середа О.В., Тарасенко В.Ф., Феденев А.В., Яковленко С.И. Мощные ИК-лазеры на переходах Xel. // Квантовая электроника. 1993. Т.20. №6. С.535-558.

73. Тарасенко В.Ф., Феденев А.В., Скакун B.C. Об эффективности лазера на атомарных переходах ксенона при накачке пучком электронов. // Квантовая электроника. 1999. Т.26. №3. С.209-213.

74. Fedenev A.V., Karelin A.V., Simakova O.V., Tarasenko V.F. Optimization of generation parameters of the wide-aperture Xe-laser pumped by electron beam. // Proc. SPIE. 2002. V.4747. P.80-87.

75. Туницкий Л.Н., Черкасов E.M. ОКГ на чистом кислороде. // ЖТФ. 1968. Т.38. №7. С. 1200-1202.

76. Тибилов А.С. Шухтин A.M. Генерация на линиях Na. // Оптика и спектроскопия. 1966. Т.21. №1. С.122-124.

77. Тибилов А.С., Шухтин A.M. Исследование генерации в смеси Na-H2. // Оптика и спектроскопия. 1968. Т.25. №3. С.409-416.

78. Погорелый П.А., Тибилов A.C. О механизме генерации излучения в смеси Na-Н2. // Оптика и спектроскопия. 1968. Т.25. №4. С.542-549.

79. Шухтин A.M., Тибилов A.C. Лазер на линиях натрия при рекомбинации Na+ и Н~. // В Сборнике "Физика газовых лазеров". Л.: ЛГУ, 1969. С.122-144.

80. Kielkopf J.F., Pinnaduwage L.A., Cristophorow L.G. basing in Al following pho-toionization and neutralization in the presence of H2: The role of H~. // Phys. Rev. 1994. V.A49. N.4. P.2675-2680.

81. Исаев A.A. Оптические характеристики импульсного разряда в парах алюминия с водородом. // Тезисы докладов Симпозиума "Лазеры на парах металлов" (ЛПМ-2006). Ростов-на-Дону: РГУ, 2006. С.9.

82. Петраш Г.Г., Земсков К.И. Возможные системы для реализации импульсного лазера на ион-ионной рекомбинации. I. Рекомбинация с отрицательными ионами галогенов. // Оптика и спектроскопия. 2004. Т.96. №3. С.493-499.

83. Петраш Г.Г., Маркова С.В., Земсков К.И. Возможные системы для реализации импульсного лазера на ион-ионной рекомбинации. II. Рекомбинация с отрицательным ионом кислорода. // Препринт ФИАН №8. Москва, 2005. С.3-21.

84. Петраш Г.Г., Маркова С.В., Земсков К.И. Возможные системы для реализации лазеров на ион-ионной рекомбинации. // Тезисы докладов Симпозиума "Лазеры на парах металлов" (ЛПМ-2006). Ростов-на-Дону: РГУ, 2006. С.41.

85. Петраш Г.Г., Маркова С.В., Земсков К.И. Послесвечение импульсного разряда в смеси бромид кадмия-водород-гелий. // Тезисы докладов Симпозиума "Лазеры на парах металлов" (ЛПМ-2006). Ростов-на-Дону: РГУ, 2006. С.42.

86. Cooper J.W., Verdeyen J.T. Recombination pumped atomic nitrogen and carbon afterglow lasers. // J. Appl. Phys. 1977. V.48. N.3. P.l 170-1175.

87. Chou M.S., Zavadzkas J.T. Observation of new atomic nitrogen laser transition at 9064 Ä. // Optics Communs. 1978. V.26. N.l. P.92.

88. Gnädig К., Fu-Cheng L. A hollow cathode carbon atom laser. // Appl. Phys. 1981. V.25. N.3. P.273-274.

89. Doyle W.M. Use of time resolution in identifying laser transitions in a mercury-rare gas discharges. //J. Appl. Phys. 1964. V.35. N.4. P.l 348-1349.

90. Дубровин A.H., Тибилов A.C., Шевцов M.K. Генерация излучения на линиях Cd, Zn, Mg и возможности ее применения. // Оптика и спектроскопия. 1972. Т.32. №6. С.1252-1253.

91. Chou M.S., Cool Т.А., Laser operation by dissociation of metal complexes: New transitions in As, Bi, Ga, Ge, Hg, In, Pb, Sb, and Tl. // J. Appl. Phys. 1976. V.47. N.3. P.1055-1061.

92. Sutton D.J., Galvan L., Suchard S.N. Two-electron laser transition in Sn(I)? // IEEE J. Quant. Electron. 1975. V.ll. N.6. P.312.

93. Hocker L.O. New infrared laser transitions in neutral sulfur. // J. Appl. Phys. 1977. V.48.N.7. P.3127-3128.

94. Solanki R., Collins G.J., Fairbank W.M. IR laser transitions in nickel hollow cathode discharge. // IEEE J. Quant. Electron. 1979. V.15. N.6. P.525.

95. Батенин B.M., Галкин А.Ф., Климовский И.И. ИК генерация в лазере на парах свинца. // Квантовая электроника. 1981. Т.8. №5. С. 1098-1100.

96. SilfVast W.T., Szeto L.J., Wood O.R.II. Simple metal vapor recombination lasers using segmented plasma excitation. // Appl. Phys. Lett. 1980. V.36. N.8. P.615-617.

97. SilfVast W.T., Wood O.R.II. Recombination laser transitions in expanding plasmas of Mg, Ca, Cu, Zn, Ag, Cd, In, Sn, Pb, and Bi. // Optics Letters. 1982. V.7. N.l. P.34-36.

98. Macklin J.J., Wood O.R.II, SilfVast W.T. // New recombination lasers in Li, Al, Ca, and Cu in a segmented plasma device employing foil electrodes // IEEE J. Quant. Electron. 1982. V. 18. N.l 1. P. 1832-1835.

99. Greene D.P., Eden J.G. Cd(63Sr53Pi) laser at 480 nm pumped by a trasverse discharge. // IEEE J. Quant. Electron. 1983. V.19. N.12. P. 1739-1741.

100. Pixton R.M., Fowless G.R. Visible laser oscillation in helium at 7065 A. // Phys. Lett. 1969. V.29A. N.l 1. P.654-655.

101. Schmieder D., Brink D.J., Salamon T.I., Jones E.G. A high pressure 585.3 nm neon hydrogen laser. // Opt. communs. 1981. V.36. N.3. P.223-226.

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

103. Латуш Е.Л., Михалевский B.C., Сэм М.Ф. Роль электронного девозбуждения в заселении ионных уровней кадмия и цинка. // Оптика и спектроскопия. 1973. Т.34. №2. С.214-221.

104. Гуревич А.В., Питаевский Л.П. Коэффициент рекомбинации в плотной низкотемпературной плазме. //ЖЭТФ. 1964. Т.46. № 4. С. 1289-1284.

105. Веселовский И.С. Коэффициент электронной рекомбинации в плазме при тройном столкновении. // ЖТФ. 1969. Т.39. №2. С.271-277.

106. Биберман Л.М., Воробьев B.C., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. -М.: Наука, 1982. — 375 с.

107. Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. — М.: Атомиздат, 1974. — 397 с.

108. Сэм М.Ф., Михалевский B.C. Импульсная генерация на парах цинка и кадмия. // ЖПС. 1967. Т.6. №5. С.668-669.

109. Collins G.J. Excitation mechanisms in He-Cd and He-Zn ion lasers. // J. Appl. Phys. 1973. V.44. N.10. P.4633-4652.

110. Csillag L., Janossy M., Salamon T. Time delay of laser oscillation in the green transitions of a pulsed He-Cd laser. //Phys. Lett. 1970. V.31A. N.10. P.532-533.

111. Dana L., Laures P. Stimulated emission in kripton and xenon ions by collisions with metastable atoms. //Proc IEEE. 1965. V.53. №1. P.78-79.

112. Dyson D.J. Mechanism of population inversion at 6149 A in the mercury ion laser. // Nature. 1965. V.207. P.361-363.

113. Susuki N. Spectroscopy of mercury helium discharge and 6150 A laser oscillation. // Jap. J. Appl. Phys. 1965. V.4. N.2. P.442-457.

114. Алейников B.C. Применение электронной пушки для установления природы ударов второго рода в смеси ртуть-гелий. // Оптика и спектроскопия. 1970. Т.28. №1. С.31-34.

115. Алейников B.C., Ушаков В.В. Спектроскопическое исследование перезарядки ионов гелия на атомах Zn, Cd, Hg и других элементов. // Оптика и спектроскопия. 1972. Т.ЗЗ. №2. С.214-221.

116. Богданова И.П., Марусин В.Д., Яхонтова В.Е., Исследование перезарядки ионов гелия на атомах ртути. // Оптика и спектроскопия. 1974. Т.37. №4. С.643-648.

117. Капо Н., Shay Т., Collins G.J. A second look at the excitation mechanism of the He-Hg+ laser. // Appl. Phys. Lett. 1975. V.27. N.l 1. P.610-612.

118. Shay Т., Капо H., Hattory S., Collins G.J. Time-resolved double-probe study in a He-Hg afterglow. // J. Appl. Phys. 1977. V.48. N.l 1. P.4449-4453.

119. Латуш Е.Л. Роль ступенчатых ударов второго рода в заселении ионных уровней ртути. // Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Серия Физическая. 1973. №2. С. 101-102.

120. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Двухкратная ионизация магния при тепловых столкновениях с ионами гелия. // Письма в ЖЭТФ. 1972. Т.15. №11. С.645-648.

121. Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Новые линии генерации в таллии. // ЖПС. 1973. Т. 19. №2. С.358-360.

122. Сэм М.Ф. Оптические квантовые генераторы на парах химических элементов. // Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Серия Естественные науки. 1973. №2. С.66-72.

123. Жуков В.В., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Двухкратная ионизация атомов щелочноземельных металлов при тепловых столкновениях с ионами инертных газов. // Известия вузов. Физика. 1977. №7. С. 137-138.

124. Жуков В.В., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Генерация в смеси Sr-Kr, Са-Кг за счет перезарядки. //ЖПС. 1980. Т.32. №4. С.738-740.

125. Жуков В.В. Исследование активных сред рекомбинационных ионных лазеров на парах химических элементов. Дисс. канд. физ.-мат. наук. Харьков: ХГУ, 1978.

126. Пиотровский Ю.А., Толмачев Ю.А., Касьяненко С.В. Исследование процесса нерезонансной перезарядки в системе гелий-ртуть. // Оптика и спектроскопия. 1982. Т.52. №4. С.754-765.

127. Толмачев Ю.А. Нерезонансная перезарядка ионов гелия на атомах металлов при тепловых энергиях. // В кн. Общие проблемы физики столкновений. Столкновения атомных частиц. Петрозаводск, 1984. С.54-63.

128. Иванов И.Г. Ионные газоразрядные лазеры на парах металлов с накачкой столкновениями 2-го рода. Дисс. докт. физ.-мат. наук. Ростов-на-Дону: РГУ, 2005.

129. Климкин В.М., Прокопьев В.Е., Фадин Л.В. Измерение скорости накачки и концентрации электронов в импульсных Не-Eu и He-Sr лазерах. // Квантовая электроника. 1979. Т.6. №3. С.599-602.

130. Бохан П.А., Закревский Д.Э. Накачка рекомбинационного лазера на ионе стронция в схеме со срезающим тиратроном. // Квантовая электроника. 1991. Т. 18. №8. С.926-928.

131. Butler M.S., Piper J.A. High-pressure high-current transversely excited Sr+ recombination laser. //Appl. Phys. Lett. 1983. V.42. N.12. P.1008-1010.

132. Brandt M. Repetitively pulsed transversely excited Sr+ recombination laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1984. V.20. N.9. P. 1006-1007.

133. Butler M.S., Piper J.A. Optimization of excitation channels in the discharge excited Sr+ recombination laser. // Appl. Phys. Lett. 1984. V.45. N.7. P.707-709.

134. Butler M.S., Piper J.A. Pulse energy scaling characteristics of longitudinally excited Sr+ discharge recombination laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1985. V.21.N.10. P.1563-1566.

135. Butler M.S., Piper J.A. Long-volume longitudinally excited Ca+ discharge-recombination laser. // Opt. Lett. 1987. V.12. N.3. P.166-168.

136. Kiinnemeyer R., McLucas C.W., Brown D.J.W., Mcintosh A.J. Time-resolved measurements of population density in a Sr+ recombination laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1987. V.23. N.l 1. P.2028-2033.

137. McLucas C.W., Mcintosh A.J. Investigation of laser emission in Sr+ and Ca+. // J. Phys. D. 1987. V.20. N.5. P.591-596.

138. Little C.E., Piper J.A. Average-power limitations of large-aperture self-heated Ca+ afterglow-recombination lasers. // Opt. communs. 1988. V.68. N.4. P.282-286.

139. Little C.E., Piper J.A. Average-Power Scaling of Self-Heated Sr+ Afterglow Recombination Laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1990. V.26. N.5. P.903-910.

140. Pugsley T.R., Little C.E. The influence of radiative cooling on the performance of strontium recombination" laser. // Techn. Digest of the Eur. Q.E. conf. The 10-th UK National QE Conf. 1991. Edinburg, PLTU23. P.60.

141. Bethel J.M., Little C.E. Forced-air cooled strontium-ion recombination laser. // Opt. Communs. 1991. V.84. N.5,6. P.317-322.

142. Loveland D.G., Ochard D:A., Zerouk A.F., Webb C.E. Design of a 1.7 W stable long-lived strontium vapour laser. // Meas. Sci. Technol. 1991. V.2. N.l 1, P.1083-1087.

143. Loveland D.G., Webb C.E. Measurement of the electron density in a strontium vapour laser. // J. Phys. 1992. V.25. P.597-604. .

144. Bethel J.M., Maitland A., Beecham R.M., Bell T.C., Webb S., Little C.E. A microwave-excited strontium-ion (M30.5 nm) recombination laser.:// Opt. Quant. Electron. 1994. V.26.P.1079-1087.

145. Hentschel R.M., Piper J:A. Repetition-rate scaling of a rectangular bore discharge-excited Sr' recombination laser. // Opt. Communs. 1994. V.l 13. P.91-98.

146. Hentschel R.M., Piper ■ JiA. Optical Characteristics of a rectangular bore discharge-excited Sr+ recombination laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1996. V.32. N.5. P.756-763.

147. Tarte B.J., Piper J.A. Characteristics of laser emission and gain on competing transitions in a Sr+ recombination laser. // J. Phys. D. 1995. V.28. P. 1287-1292.

148. Takeda Y., Iwata A., Uegura S., Fujii K. Lasing characteristics of Sr+ recombination laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1994. V.30. N.5. P. 1176-1180.

149. Vuchkov N.K., Astadjov D.N. IC-excited strontium' recombination laser. // Opt. Laser Technol. 1995. V.27. N.6. P.407-408.

150. Silfvast W.T., Szeto L.J., Wood O.R.IT. Isoelectronic scaling of recombination lasers to higher ion stages and shorter wavelengths. // Appl. Phys. Lett. 1981. V.39. N.3. P.212-214.

151. Bridges W.B., Chester A.N. Visible and UV laser oscillations at 118 wavelengths in ionized neon, argon, kripton, xenon, oxygen and other gases. // Appl. Optics. 1965. : V.4. N.5. P.573-580.

152. Бородин B.C., Каган Ю.М. Сравнение электрических характеристик полого катода и положительного столба.//ЖТФ. 1966. Т.36. №1. С.181-185.

153. Солдатов А.Н., Муравьев И.И., Евтушенко Г.С. Распределение электронов по , энергиям и неупругие столкновения в плазме отрицательного свечения. // Известия вузов. Физика.1974. №11. С.120-122.

154. Хирд X. Измерение лазерных параметров. М.: Мир, 1970. 540 с.

155. Чеботаев В.П., Василенко Л.С. Исследование ОКГ на смеси Ne-H2 при больших токах разряда. // ЖЭТФ. 1965. Т.48. №3. С.779-781.

156. Афанасьева В.Л., Лукин A.B., Мустафин КС. Распределение электронов по энергиям в смеси Ne-He в плазме полого катода. // ЖТФ. 1967. Т.37. №2. С.327.

157. Сыцько Ю.И., Яковленко С.И. Расчет параметров активной среды для плазменного лазера на электронном пучке. // Квантовая электроника. 1975. Т.2. №4. С.657-665.

158. Вайнштейн Л.А., Собельман И.И., Юков Е.А. Возбуждение атомов и ушире-ние спектральных линий. — М.: Наука. Физматлит, 1979. 320 с.

159. Грим Г. Уширение спектральных линий в плазме. — М.: Мир, 1978. -491 с.

160. Salamon T.I., Schmieder D. The inversion mechanism of the 585.3 nm neon laser. // Opt. Communs. 1987. V.62. N.5. P.323-327.

161. Держиев В.И., Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И., Янчарина A.M. Пеннингов-ские плазменные лазеры на переходах гелия и неона. // Труды ИОФ АН СССР. 1989. Т.21. С.5-43.

162. Вигард В.Дж. Кинетика ионов при высоких давлениях. // В кн. Газовые лазеры. / Под. ред. И. Мак-Даниеля, У. Нигэна. М.: Мир, 1986. С.95.

163. Иванов В.А., Пенкин Н.П. Спектроскопическое исследование процессов рекомбинации в слабоионизованной плазме инертных газов (обзор). // ЖПС. 1984. Т.40. №1. С.5-32.

164. Егоров B.C., Пастор А.А. О влиянии ионно-молекулярных реакций на характер послесвечения разряда в смеси неон-водород. // Вестник ЛГУ. 1973. №22. С.48-52.

165. Спектроскопия газоразрядной плазмы. / Под. ред. С.Э. Фриша. — Л.: Наука, 1970.-360 с.

166. Заярный Д.А., Холин И.В., Чугунов А.Ю. Дезактивация Зэ-уровней атомов неона при столкновении с неоном, аргоном, криптоном и ксеноном. // Квантовая электроника. 1995. Т.22. №3. С.233-238.

167. Usui Т. Spectroscopic investigation of recombination process in a pulsed discharge plasma using laser induced fluorescence technique. // Japan J. Appl. Phys. 1984. V.23. N.4. P.468-474.

168. Чеботарев Г.Д. Рекомбинационные лазерные переходы в ртути, таллии, кислороде, ксеноне и неоне. Дисс. канд. физ.-мат. наук. Ростов-на-Дону: РГУ, 1988.

169. Смирнов Б.М. Возбужденные атомы. М.: Энергоиздат, 1982. - 232 с.

170. Sharpton F.A., John R.M.St., Lin C.C., Fajen F.E. Experimental and theoretical studies of electron impact excitation of neon. //Phys. Rev. 1970. V.2A. N.4. P.1305-1322.

171. Sawada Т., Percell J.E., Green A.F.S. Distorted wave calculation of electron impact excitation of the rare gases. // Phys. Rev. 1971. V.4A. N.l. P. 193-203.

172. Борисов В.Б., Егоров B.C., Пастор А.А. Исследование передачи возбуждения между состояниями 2р53р конфигурации неона методом лазерной флуоресценции. // Оптика и спектроскопия. 1988. Т.65. №5. С. 1029-1031.

173. Бохан П.А., Закревский Д.Э., Мали В.И., Шевнин A.M., Янчарина A.M. Квазинепрерывная генерация на А,=585,3 нм Ne при накачке смеси Ne-H2 пучком низкоэнергетических электронов. // Квантовая электроника. 1989. Т. 16. №6. С.1110-1115.

174. Pramatarov P.M., Stefanova M.S., Ganciu M., Karelin A.V., Yancharina A.M., Ivanova J.P., Yakovlenko S.I. Neon-Hydrogen Penning Plasma laser in a Helical Hollow-Cathode Discharge. //Appl. Phys. 1991. V.B53. P.30-33.

175. Ganciu M., Surmeinn A., Diplasu C., Chera I., Musa G., Popescu I.-Iovitz. Quasi-CW laser at 585.3 nm of the Nel line in Ne-H2 in a simple coaxial alternating highvoltage glow discharge. // Opt. communs. 1992. V.88. N.4-6. P.381-384.

176. Petrov G.M., Stefanova M.S., Pramatarov P.M. A simple kinetic model of a Ne-H2 Penning-plasma laser. // Appl. Phys. 1995. V.B61. P.305-310.

177. Petrov G.M. A theoretical and experimental study of a Ne-H2 Penning recombination laser operating in a hollow cathode discharge. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1997. V.30. P.67-77.

178. Муравьев И.И., Черникова E.B., Янчарина A.M. Квазистационарная генерация на А,=585,3 нм неона в смеси Ne-H2, возбуждаемой продольным разрядом с предыонизацией. //Квантовая электроника. 1989. Т. 16. №2. С. 189-194.

179. Ломаев М.И., Тарасенко В.Ф. Генерация на длинах волн 585,3, 540,1 нм неона и на 428 нм иона азота при накачке поперечным разрядом. // Оптика и спектроскопия. 1986. Т.61. №5. С.1102-1105.

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

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

182. Ашурбеков Н.А., Борисов В.Б., Егоров B.C., Кардашов В.Р. Оптимизация параметров возбуждения пеннинговского плазменного лазера на смеси неон-водород продольным наносекундным разрядом. // Оптика и спектроскопия. 1995. Т.78. №6. С.999-1003.

183. Ваулин В.А., Держиев В.И., Лапин В.М., Слинко В.Н., Сулакшин С.С., Яков-ленко С.И., Янчарина A.M. Плазменный Ne-H2 лазер на СВЧ разряде. // Квантовая электроника. 1989. Т. 16. №3. С.486-489.

184. Винтизенко Л.Г., Гушенец В.И., Коваль Н.Н., Месяц Г.А., Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Феденев А.В., Щанин П.М. Генерация в инертных газах при накачке электронным пучком ускорителя с плазменным катодом. // Доклады АН СССР. 1986. Т.288. №3. С.609-612.

185. Скакун B.C., Тарасенко В.Ф., Феденев А.В., Фомин Е.А., Шпак В.Г. Неоновый лазер с накачкой электронным пучком малогабаритного ускорителя. // ПТЭ. 1987. №4. С.175-177.

186. Бункин Ф.В., Держиев В.И., Коваль Н.Н., Месяц Г.А., Скакун B.C., Тарасенко

187. B.Ф., Щанин П.М., Яковленко С.И. Исследование квазистационарной генерации в пеннинговском плазменном лазере на А.=585,3 нм. // Радиотехника и электроника. 1987. Т.32. №8. С.1672-1677.

188. Show J.W., Rhoades R.L., Verdeyen J.T., Kushner M.J. Short pulse electron beam excitation of the high pressure atomic Ne laser. // J. Appl. Phys. 1993. V.73. N.12. P.8059-8065.

189. Карелин A.B., Тарасенко В.Ф., Феденев A.B., Яковленко С.И. О предельном КПД пеннинговского лазера на неоне. // Квантовая электроника. 1996. Т.23. №4. С.299-302.

190. Воинов A.M., Кривоносов В.Н., Мельников С.П. и др. Квазинепрерывная генерация на переходах 3p-3s атома неона при возбуждении смесей осколками деления урана. //Доклады АН СССР. 1990. Т.312. №4. С.864-867.

191. Копай-Гора А.П., Миськевич А.И., Саламаха Б.С. Генерация лазерного излучения с длиной волны 585,3 нм в плотной 3He-Ne-Ar плазме. // Письма в ЖТФ. 1990. Т. 16. №11. С.23-26.

192. Hebner G.A., Hays G.N. Fission-fragment-excited lasing at 585,3 nm in 3He/Ne/Ar mixtures. // Appl. Phys. Lett. 1990. V.57. P.2175-2177.

193. Schmieder D., Salamon T.I. Avisible helium plasma recombination laser. // Opt. communications. 1985. V.55. N.l. P.49-54.

194. Бердников A.A., Держиев В.И., Муравьев И.И., Яковленко С.И., Янчарина A.M. Пеннинговский плазменный лазер на новых переходах атома гелия в видимой области спектра. // Квантовая электроника. 1987. Т.14. №11.1. C.2197-2200.

195. Держиев В.И., Жидков А.Г., Коваль А.В., Яковленко С.И. Кинетическая модель пеннинговского плазменного лазера на He-Ne-Ar смеси. // Препринт ИОФАН №233.-Москва, 1987.

196. Карелин А.В., Яковленко С.И. Кинетическая модель He-Ne-Ar-H2 лазера с накачкой жестким ионизирующим излучением. // Квантовая электроника. 1995. Т.22. №8. С.769-774.

197. Карелин> А.В. Физические основы реактора-лазера. М.: НПП ВНИИЭМ, 2007.-260 с.

198. Maitland A. Theory of segmented metal discharge tubes for argon lasers. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1971. V.4. P.907-915.

199. Clark G.L., Maitland A. A copper vapour laser with the discharge confined by long metal tubes. //J. Modern Optics. 1988. V.35. P.615-621.

200. Smith A.L.S., Brooks M. Gas laser discharges in continuous metal tubes. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1974. V.7. P.2455-2463.

201. Mcintosh A.I., Dunn M.H., Belal I.K. Helium singlet and triplet metastable number densities in hollow-cathode/metal vapour lasers. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1978. V.ll.P.301-311.

202. Grace J.R., Mcintosh A.I. Design and performance of an improved hollow cathode He-Cd+ laser. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1979. V.12. P.2043-2051.

203. Кириченко В.И., Ткаченко B.M., Тютюнник В.Б. Влияние геометрических размеров, материала катода и рода газа на область оптимальных давлений тлеющего разряда с цилиндрическим полым катодом. // ЖТФ. 1976. Т.46. №9. С.1857-1867.

204. Острицкий И.В., Ткаченко В.М. Исследование глубины проникновения плазмы в катодную полость тлеющего разряда с цилиндрическим полым катодом. //Известия вузов. Радиофизика. 1990. №2. С.258-260.

205. Энгель А., Штеенбек М. Физика и техника электрического разряда в газах. Том 2.-М., Л.: ОНТИ, 1936.-382 с.

206. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. -М.: Наука, 1987. — 592 с.

207. Kato I., Satake Т., Shimizu Т. Time variation of internal plasma parameters in microwave-pulse excited He-Kr+ ion laser. // Jap. J. Appl. Phys. 1977. V.16. N.4. P.597-600.

208. Vuchkov N.K., Grozeva M.G., Sabotinov N.V. CW and pulsed generation in a hollow-cathode He-Kr discharge. // Opt. communs. 1978. V.27. N.l. P.l 14-116.

209. Pacheva Y., Stefanova M., Pramatarov P. CW laser oscillations on the KrII 4694 A and KrII 4318 A lines in a hollow-cathode He-Kr discharge. // Opt. communs. 1978. V.27. N.l. P.121-122.

210. Solanki R., Latush E.L., Gerstenberger D.C., Fairbank W.M., Jr., Collins G.J. Hollow-cathode excitation of ion laser transitions in noble-gas mixtures. // Appl. Phys. Lett. 1979. V.35. N.4. P.317-319.

211. Bell W.E. Visible laser transitions in Hg+. //Appl. Phys. Lett. 1964.V.4. N.2. P.34-35.

212. Bloom A.L., Bell W.E., Lopez F.O. Laser spectroscopy of a pulsed mercury-helium discharge. //Phys. Rev. 1964. V.135A. N.3. P.578-579.

213. Bockaster K., Garavaglia M., Lengyel B.A., Lundholm T. Laser lines in Hgl. // J. Opt. Soc. Amer. 1965. V.55. N.9. P.1051-1053.

214. Тибилов A.C. Генерация излучения в парах Zn. // Оптика и спектроскопия. 1965. Т.20. №5. С.920.

215. Тибилов А.С. Генерация излучения в смеси He-Zn и Ne-Cd. // Оптика и спектроскопия. 1965. Т. 19. №5. С.833-834.

216. Djeu N. Bernham R. Otically Pumped CW Hg laser at 546,1 nm. // Appl. Phys. Lett. 1974. V.25. N.6. P.350-351.

217. Artusy Max, Holmes Neil, Siegmen A.E. Sealed-off Hg-laser emitting near 546.1 nm with CW optical pumping. // Appl. Phys. Lett. 1976. V.28. N.3. P.133-134.

218. Жуков B.B., Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Импульсная генерация при разряде в парах кадмия и ртути. // ЖПС. 1977. Т.26. №3. С.544-547.

219. Справочник по лазерам. / Под ред. A.M. Прохорова. Т.1. — М.: Советское радио, 1978.-504 с.

220. Beck R., English W., Gurs К. Table of laser lines in gases and vapors. — New York, Berlin, Spinger-Verlag, 1980.

221. Фриш С.Э. Оптические спектры атомов. -М., Л.: Физматлит, 1963. — 640 с.

222. Ninomiya Н., Osumi Н., Horiguchi S. Pumping mechanisms of mercury ion laser. // J. Appl. Phys. 1980. V.51. N.12. P.6091-6094.

223. Horiguchi S. Excitation mechanism responsible for the 615.0 nm oscillation in a He-Hg ion laser. // J. Appl. Phys. 1981. V.52. N.4. P.2699-2704.

224. Ninomiya H. Radial dependence of the excitation process in a Hg ion laser. // J. Appl. Phys. 1981. V.52. N.5. P.3229-3232.

225. Ninomiya H. Temporal and radial dependence of laser action in He-Hg pulsed discharge. //J. Appl. Phys. 1981. V.52. N.6. P.3889-3891.

226. Картазаев B.A., Пиотровский Ю.А., Толмачев Ю.А. Неупругие столкновения метастабильных атомов гелия и ртути. // Оптика и спектроскопия. 1977. Т.43. №1. С.196-198.

227. Алейников B.C. // Доклад на 1-м Всесоюзном семинаре "Лазеры на парах металлов и их применения". Ростов-на-Дону, 1971.

228. Латуш Е.Л. Исследование физических процессов в плазме ионных импульсных ОКГ на парах элементов второй группы. Дисс. канд. физ.-мат. наук. — Ростов-на-Дону: РГУ, 1974.

229. Зинченко С.П., Иванов И.Г., Латуш EJL, Сэм М.Ф. Влияние неупругих столкновений с медленными электронами на возбуждение линий в He-Hg лазере с полым катодом. // Оптика и спектроскопия. 1985. Т.58. №2. С.302-306.

230. Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Генерация в смеси ртуть-гелий при катафорезе. // Электронная техника. Серия 4. 1974. №10. С.42-46.

231. Littlewood I.M., Piper J. A., Webb С.Е. Excitation mechanisms in CW He-Hg lasers. // Opt. communs. 1976. V. 16. N. 1. P.45-49.

232. Иванов И.Г., Латуш Е.Л., Папакин В.Ф., Сэм М.Ф. Параметры плазмы и механизмы накачки в He-Cd ОКГ. // Известия вузов. Физика. 1972. №8. С.85-90.

233. Вайнер В.В., Зинченко С.П., Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Импульсные ионные лазеры на парах металлов с полым катодом. // Квантовая электроника. 1980. Т.7. №5. С.1019-1027.

234. Andersen Т., Sorensen G. Systematic trends in atomic transition probabilities in neutral and singly-ionized zinc, cadmium, mercuiy. // J.Q.S.R.T. 1973. V.13. N.4. P.369-376.

235. Семенова И.В., Смирнов Ю.М. Определение сечений возбуждения и вероятностей переходов Hgll. // Оптика и спектроскопия. 1978. Т.44. №3. С.414-421.

236. Turner-Smith A.R., Green J.M., Webb С.Е. Charge-transfer into excited states in thermal energy collisions. // J. Phys. B. 1973. V.6. N.l. P. 114-130.

237. Соскида M.-T. И., Шевера B.C. Перезарядка с возбуждением ионов гелия на атомах кадмия. //Украинский физический журнал. 1974. Т. 19. №8. С. 1395-1396.

238. Соскида М.-Т. И., Шевера B.C. Исследование перезарядки на Не+, Ne+, Аг+ на бейтлеровские состояния кадмия и цинка при малых энергиях. // Письма в ЖЭТФ. 1975. Т.22. №11. С.545-549.

239. Moore С.Е. Atomic Energy Levels. Washington: NBS, 1949-1958.

240. Варшавский С.П., Митюрева A.A., Пенкин Н.П. Эффективные сечения образования возбужденных ионов ртути при ионизации атомов ртути электронным ударом. // Оптика и спектроскопия. 1970. Т.28. №1. С.26-30.

241. Goldsborough J.P., Bloom A.L. Near-infrared operation characteristics of the mercury ion laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1969. V.5. N.9. P.459-460.

242. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. -М.: Наука, 1977. — 319 с.

243. Плазма в лазерах. / Под. ред. Дж. Бекефи. М.: Энергоиздат, 1982.-416 с.

244. Куприянов С.Е., Латыпов 3.3. Ионизация положительных ионов электронами. //ЖЭТФ. 1963 Т.45. №3. С.815-816.

245. Kieffer L. A. Joint Institute for Laboratory Astrophysics, Information Center Report. -Boulder, USA, 1973. №13.

246. Tawara H., Kato T. Total and partial ionization cross sections of atoms and ions by electron impact. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1987. V.36. 167-353.

247. Akerman М.А., Miley G.H., McArthur D.A. A He-Hg direct nuclear pumped lasers. // Appl. Phys. Lett. 1977. V.30. N.6. P.409-412.

248. Батырбеков Г.А., Батырбеков Э.Г., Долгих B.A., Рудой И.Г., Сорока A.M., Тлеужанов А.Б., Хасенов М.У. Кинетика возбужденных состояний Hg при накачке ионизирующим излучением. // Препринт № 3-87 ИЯФ АН КазССР. — Алма-Ата, 1987.

249. Бочков А.В., Крыжановский В.А., Магда Э.П. Квазинепрерывная генерация на 73Si-63P2 переходе атома ртути. // Письма в ЖТФ. 1992. Т.18. №7. С.91-93.

250. Key М.Н. XUV lasers. // J. Scientific and Industrial Research. 1990. V.44. N.4. P.166-173.

251. Suckewer S., Skinner C.H. Soft X-ray Lasers and their applications. // Science. 1990. V.247. N.4950. P.1553-1557.

252. Элтон P. Рентгеновские лазеры. M.: Мир, 1994. - 336 с.

253. Peacock N.J., Summers Н.Р. Level inversion in multiply charged ions and possible applications. //Nucl. Instruments and Methods in Physics. 1987. V.B23. N.l-2. P.226-233.

254. Брюнеткин Б.А., Держиев В.И., Дякин B.M., Майоров С.А., Яковленко С.И. Наблюдение генерации на переходе 4f-5d (А.=253 нм) иона BelV в рекомбини-рующей лазерной плазме. // Письма в ЖТФ. 1986. Т.12. №10. С.613-617.

255. Брюнеткин Б.А., Дякин В.М., Колдашов Г.А., Скобелев И.Ю., Фаенов А.Я. Измерение коэффициента усиления на переходе иона BelV в рекомбинирую-щей лазерной плазме. // Квантовая электроника. 1990. Т.17. №10. С.1338-1339.

256. Yacoby. D., Pert G.J., Ramsden S.A. et al. Observation of gain in a possible extreme ultraviolet lasing sistem. // Optics Communs. 1981. V.37. N.3. P. 193-196.

257. Chenais-Popovics C., Corbett R., Hooker C.J. et al. Laser amplification at 18.2 nm in recombining plasma from a laser-irradiated carbon fiber. // Phys. Rev. Lett. 1987. V.59.N.19. P.2161-2164.

258. Zhang J., Key M.H., Norreys P. A. et al. Demonstration of high gain in a recombination XUV laser at 18.2 nm driven by a 20 J, 2 ps glass laser. // Phys. Rev. Lett. 1995. V.74. N.8. P.1335-1338.

259. Chowdhury A., Joshi R.A., Naik P.A., Gupta P.D. Optimization of C5+ Balmer-a line intensity at 182 A from laser-produced carbon plasma. // Pramana J. Phys. 2007. V.68. N.l. P.43-49.

260. Key M.H. XUV lasers. // J. Modern. Opt. 1988. V.35. N.3. P.575-585.

261. Goltsov A., Korobkin D., Morozov A., Suckewer S. Very compact soft x-ray lasers and their potential applications. //Plasma Phys. Control Fusion. 1999. V.41. P.A595-A607.

262. Korobkin D.V., Nam C.H., Suckevver S. Demonstration of soft x-ray lasing to ground state in Lilll. // Phys. Rev. Lett. 1996. V.77. N.26. P.5206-5209.

263. Nagata Y., Midorikawa K., Kubodera Sh. et al. Soft x-ray amplification of the liman-a transition by optical-field-induced ionization. // Phys. Rev. Lett. 1993. V.71. N.23. P.3774-3777.

264. Murphy. M., Glasheen. C., Moscatelli F.A., Donnelly T.D. Optimization of plasmas for recombination-pumped short-wavelength lasers. // Phys. Rev. A. 1997. V.55. N.4. P.R2543-R2546.

265. Keane C.J., Ceglio N.M., MacGrowan B.J. et al. Soft x-ray laser source development and applications experiments at Lawrence Livermore National Laboratory. // J. Phys. B. 1989. V.22. P.3343-3362.

266. Ozaki Т., Kuroda H. Demonstration of large amplification in multipulse-pumped lithiumlike aluminum soft-x-ray lasers. //Physical Review A. 1998. V.58. P.1605-1608.

267. Matthews D.L., Hagelstein P.L., Rosen M.D. et al. Demonstration of soft x-ray amplifier. //Phys. Rev. Lett. 1985. V.54. N.2. P.l 10-113.

268. Lee T.N., McLean E.A., Elton R.C. Soft x-ray lasing in neonlike germanium and copper plasmas. // Phys. Rev. Lett. 1987. V.59. N. 11. P. 1185-1188.

269. MacGrowan B.J., Maxon S., Hagelstein P.L. et al. Demonstration of soft x-ray amplification in nickel-like ions. //Phys. Rev. Lett. 1987. V.59. N.19. P.2157-2160.

270. MacGrowan B.J., Maxon S., Da Silva L.B. et al. Demonstration of x-ray amplifiers near the carbon К edge. // Phys. Rev. Lett. 1990. V.65. N.4. P.420-423.

271. Präg A.R., Loewenthal F., Balmer J.E. Intense J=0-1 soft-x-ray lasing at 28.5 nm in neonlike chromium. //Physical Review A. 1996. V.54. P.4585-4588.

272. Rus В., Carillon A., Dhez P., Jaegle P., Jamelot G., Klisnick A., Nantel M., Zeitoun P. Efficient, high-brightness soft-x-ray laser at 21.2 nm. //Physical Review A. 1997. V.55. P.3858-3873.

273. Sebban S., Daido H., Sakaya N., Kato Y., Murai K., Tang H., Gu Y., Huang G., Wang S., Klisnick A. et al. Full characterization of a high-gain saturated x-ray laser at 13.9 nm. //Phys. Rev. A. 2000. V.61. N.4. P.043810.

274. Silfvast W.T., Wood O.R.II. Gain scaling of short-wave length plasma-recombination lasers. // Opt. Letters. 1983. V.8. N.3. P.169-171.

275. Wiese W.L. et al. Atomic transition probabilities. V.I. Washington: NBS, NS RDS, 1966.

276. Янчарина A.M., Муравьев И.И., Шевнин A.M. Исследование импульсных плазменных струй в инертных газах. // Труды XIX Всесоюзного съезда по спектроскопии. Томск, 1983. С.240-242.

277. Duchowicz R., Schinca D., Gallardo M. New analisys for the assignment of UV-Visible ionic Xe laser lines. // IEEE J. Quant. Electron. 1994. V.30. №1. P.155-159.

278. Методы исследования плазмы. / Под ред. В. Лохте-Хольтгревева. М.: Мир, 1971.-552 с.

279. Диагностика плазмы. / Под. ред. Р. Хаддлстоуна, С. Леонарда. М.: Мир, 1967.-516 с.

280. Коптев Ю.В. Диагностика плазмы и анализ физических процессов в рекомби-национном гелий-стронциевом лазере. Дисс. канд. физ.-мат. наук. — Ростов-на-Дону: РГУ, 1991.

281. Rocca J.J., Beethe D.C., Marconi М.С. Proposal for Soft-X-Ray and XUV lasers in capillary discharge. // Opt. Lett. 1988. V.13. N.7. P.565-567.

282. Rocca J.J., Marconi M.C., Tomasel F.G. Study of the Soft-X-Ray emission from carbon ions in a capillary discharge. // IEEE J. Quant. Electron. 1993. V.29. N.l. P. 182-191.

283. Rocca J.J., Shlyaptsev V., Tomasel F.G., Cortazar O.D., Hartshorn D., Chilla J.L.A. Demonstration of a discharge Pumped Table-Top Soft-X-Ray Laser. // Phys. Rev. Lett. 1994. V.73. N.16. P.2192-2195.

284. Shin H.J., Kim D.E., Lee T.N. Soft-x-ray amplification in a capillary discharge. // Physical Review E. 1994. V.50. P. 1376-1382.

285. Lee T.N., Shin H.J., Kim D.E. Soft x-ray lasing in a capillary discharge. // AIP Conference Proceedings. 1995. V.332. P.367-374.

286. ВбВ Т., Neff W., Boboc Т., Weigand F., Bischoff R., Langhoff H. Optical gain for the Ne VIII 4-3 transition by capillary discharge pumping. // J. Phys. D: Appl. Phys.1998. V.31. P.2472-2478.

287. Boboc Т., Weigand F., Langhoff H. Intensity enhancement of the C5+ Balmer radiation excited by capillary discharge pumping. // Appl. Phys. B: Lasers and Optics. 2000. V.70. P.399-405.

288. Ellwi S.S., Juschkin L., Ferri S., Kunze H.-J., Koshelev K.N., Louis E. X-ray lasing as a result of an induced instability in an'ablative capillary discharge. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V.34. P.336-339.

289. Ellwi S.S., Andreic Z., Pleslic S., Kunze H.-J. Probing of the active layers in a capillary discharge soft X-ray laser at 18.22 nm. //Phys. Lett. A. 2001. V.292. P. 125-128.

290. Гринченко Б.И. Об одном механизме образования инверсии в газовых лазерах. //ЖТФ. 1982. Т.52. №9. С. 1892-1894.

291. Гринченко Б.И. Механизмы образования инверсии в рекомбинационных лазерах. // Препринт ИВТ АН СССР №5-155. Москва, 1985. - 72 с.

292. Гринченко Б.И. О принципе действия Sr+ рекомбинационного лазера. // Теплофизика высоких температур. 1983. Т.31. №2. С.169-175.

293. Бабенко С.М., Яковленко С.И. Анализ кинетики процессов в He-Sr лазере. // Препринт ИАЭ №3192. Москва, 1979.

294. Букшпун Л.М., Латуш Е.Л. Математическое моделирование газоразрядного рекомбинационного стронций-гелиевого лазера. // Деп. ВИНИТИ. №6298-В87, 1987.

295. Carman R.J. A self-consistent model for a longitudinal discharge excited He-Sr recombination laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1990. V.26. N.9. P. 1588-1608.

296. Carman R.J. A time-depended two electron group model for a discharge excited He-Sr recombination laser. //J. Phys. D. 1991. V.24. P. 1803-1810.

297. Carman R.J., Brown D.J.W., Piper J.A. A self-consistent model for the discharge kinetics in a high-repetition-rate copper-vapour laser. // IEEE J. Quant. Electron. 1994. V.30. N.8. P.1876-1895.

298. Cheng C., Sun W. Study on the kinetic mechanisms of copper vapour lasers with hydrogen-neon admixtures. // Optics Comm. 1997. V.144. P. 109-117.

299. Boichenko A.M., Evtushenko G.S., Yakovlenko S.I., Zhdaneev O.V. The influence of the initial density of metastable states and electron density on the pulse repetition rate in a copper-vapor laser. // Laser Physics. 2001. V.ll. N.5. P.580-588.

300. Арланцев C.B., Бучанов B.B., Васильев JI.A., Молодых Э.И. и др. Численное моделирование развития генерации в импульсных лазерах на парах металлов. //Доклады АН СССР. 1981. Т.260. №3. С.853-857.

301. Little С. Е., Maitland A. Similarity and scaling in gas lasers. // In Proc. 6th Int. School on Quantum Electron. Varna, Bulgaria. 14-19 September, 1990.

302. Kravchenko V.F. Method of physical modeling of pulse discharge lasers. // J. Russian Laser Res. 1994. V.15. N.l. P.83-89.

303. Грим Г. Спектроскопия плазмы. — М.: Атомиздат, 1969. — 452 с.

304. Горчаков Л.В., Демкин В.П., Муравьев И.И., Янчарина A.M. Излучение атомов инертных газов в электрическом поле. — Томск: ТГУ, 1984. — 144 с.

305. Коптев Ю.В., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Исследование кинетики населенностей уровней в активной среде He-Sr лазера методом резонансного поглощения. // Оптика и спектроскопия. 1992. Т.72. №5. С.1229-1235.

306. Atamas' S.N., Latush E.L., Sem M.F. He-Sr recombination laser with helium pressure up to 5 atm. // J. Russian Laser Research. 1994. V.15. №1. P.66-68.

307. Исаев A.A., Леммерман Г.Ю. Системы питания импульсных лазеров на парах металлов. // Труды ФИАН. 1987. Т.181. С. 164-179.

308. Королев Ю.Д, Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. — М.: Наука, 1991.-224 с.362*. Chebotarev G.D., Prutsakov О.О., Latush E.L. Mathematical modeling of ion recombination strontium vapour laser. // Proc. SPIE. 2004. V.5483. P.83-103.

309. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1969. - 424 с.

310. Букшпун Л.М., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Роль теплоотвода в повышении средней мощности генерации рекомбинационных лазеров на парах Sr и Са. // Теплофизика высоких температур. 1986. Т.24. №2. С.402-405.

311. Латуш E.JI., Сэм М.Ф., Букшпун Л.М., Коптев Ю.В., Атамась С.Н. Газоразрядные рекомбннацнонные лазеры на парах стронция и кальция. // Оптика и спектроскопия. 1992. Т.72. №5. С.1215-1228.

312. Latush E.L., Koptev Yu.V., Sem M.F., Bukshpun L.M., Atamas'. Strontium and calcium vapor recombination lasers: excitation mechanisms, operation regimes, and applications. // Proc. SPIE. 1993. V.2110. P.106-127.

313. Атамась C.H., Букшпун Л.М., Коптев Ю.В., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Флуоресценция и сверхсветимость на линии таллия 5350 À при оптической накачке в далеком крыле линии поглощения. // Труды XIX Всесоюзного съезда по спектроскопии. Томск, 1983. С.146-148.

314. Атамась С.Н., Коптев Ю.В., Латуш Е.Л. Генерация на переходах димеров теллура при оптической накачке излучением рекомбинационного He-Sr лазера. // Квантовая электроника. 1985. Т. 12. №2. С.432-433.

315. Зинченко С.П., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф., Тикиджи-Хамбурьян Р.А. Лазер на красителе с накачкой рекомбинационным He-Sr лазером. // Квантовая электроника. 1992. Т. 19. №9. С.860-861.

316. Messenger Н.М. Metal-vapor laser display versatility. // Laser Focus World. 1990. V.26. N.4. P.87-92.

317. Lewis R.R., Naylor G.A., Salkeld N., Kearsley A .J., Webb C.E. Improvements in copper vapour laser technology: new applications. // Proc. SPIE. 1987. V.737. P.10-16.

318. Земсков К.И., Казарян M.А., Петраш Г.Г. Усилители яркости изображений в проекционных оптических системах. //Труды ФИАН. 1991. Т.206. С.3-62.

319. Земсков К.И., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Активные оптические системы с усилителями яркости изображений. // Труды ФИАН. 1991. Т.212. С.168-177.

320. Зинченко С.П., Петраш Г.Г., Сэм М.Ф. Активная оптическая система с рекомбинационным гелий-стронциевым лазером. // Квантовая электроника. 1993. Т.20. №7. С.677-679.

321. Vlasov D.V., Ivashkin P.I., Isaev A.A., Kazaryan M.A., Kuznetsova T.I., Chvykov V.V. Amplification of image brightness in strontium vapor. // Physica Scripta. 1993. V.48. P.461-463.

322. Vasiliev Yu.P., Dimarevsky Yu.D., Zemskov K.I., Kazaryan M.A., Medvedeva L.V., Petrovicheva G.A., Chvykov V.V., Vlasov D.V., Ivashkin P.I. A Phase object in the projection system with brightness amplification. // Physica Scripta. 1995. V.51. P.92-93.

323. Сэм М.Ф., Зинченко С.П., Латуш Е.Л. Создание лазеров на парах стронция и кальция для контроля технологических процессов и цветных проекционных систем. II. //Лазерная физика, С-Пб.: изд. СпбГУ. 1993. №3. С.16.

324. Сэм М.Ф., Зинченко С.П., Латуш Е.Л. Создание лазеров на парах стронция и кальция для контроля технологических процессов и цветных проекционных систем. III. //Лазерная физика, С-Пб.: изд. СпбГУ. 1994. №7. С.8.

325. Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. Л.: Машиностроение, 1986.-248 с.

326. New embossed series from Liconix redefines embossed hologram manufacturing. // Laser Lines. Liconix Quarterly Newsletter. 1991. N.2. P. 1-2.

327. Довичи H. Лазерный микрохимический анализ. // Приборы для научных исследований. 1990. №12. С.9-19.

328. Theo Н., Rainer R. Lidar fluorescent of mineral oil spills on the sea surface. // Appl. Opt. 1990. V.22. N.90. P.3218-3227.

329. Dudelzak A.E., Babichenko S.M., Polivkina L.V. Total luminescent spectroscopy for remote laser diagnostics of natural water conditions. // Appl. Opt. 1991. V.30. N.4. P.453-458.

330. Глушков C.M., Фадеев B.B., Филиппова E.M., Чубаров В.В. Проблемы лазерной флуориметрии органических примесей в природных водах. // Оптика атмосферы и океана. 1994. Т.7. №4. С.433-449.

331. Ксенофонтова Н.М., Малевич И.А., Чубаров С.И. Современные методы анализа природных и технологических вод и водных растворов. // ЖПС. 1993. Т.59. №1-2. С.7-21.

332. Бурлаков В.Д., Зуев В.В., Евтушенко Г.С., Ельников А.В., Марычев В.Н., Прав-дин В.Л. Лазеры на парах металлов для дистанционного зондирования атмосферного аэрозоля. // Оптика атмосферы и океана. 1993. Т.6. №3. С.326-331.

333. Ветчинникова О.Н. Ультрафиолетовое облучение крови с лечебно-оздоровительной целью. // Laser Market. 1994. N.4. P. 14-17.

334. Пирузян Л.А. Проблемы медицинской биофизики. М.: Знание, 1991.

335. Application unlimited. // Photonics Spectra. 1993. Y.27. N.5. P.86-100.

336. Grant B. Blue light detects cancer without photosensitizers. // Biophotonics International. 1997. V.4. N.3. P.18-19.

337. Платонов A.B., Солдатов A.H., Филонов А.Г. Импульсный лазер на парах стронция. //Квантовая электроника. 1978. Т.5. №1. С. 198-201.

338. Горбунова Т.М., Солдатов А.Н., Филонов А.Г. О механизме формирования инверсии на инфракрасных переходах атома Sri и иона SrII. // Оптика атмосферы и океана. 2004. Т. 17. №2-3. С.262-265.•2 о

339. Бохан П.А., Бурлаков В.Д. О механизме генерации на переходах 4d Di;2-5p Р0,2 атома стронция. // Квантовая электроника. 1979. Т.6. №3. С.623-625.

340. Солдатов A.H., Васильева A.B. Эффект лазерной резонансной абляции в микро- и нанотехнологиях. // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т.312. №2. С.81-85.

341. Климкин В.М. Повторная контракция энергонапряженных импульсно-периодических разрядов. // Письма в ЖТФ. 2003. Т.29. №18. С.16-21.

342. Солдатов А.Н., Шапарев Н.Я., Кирилов А.Е., Глизер В.Я., Полунин Ю.П., Федоров В.Ф. Радиальные характеристики генерационного излучения лазера на парах меди. // Известия вузов. Физика. 1980. №10. С.38-43.

343. Букшпун JI.M., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Малогабаритный гелий-стронциевый лазер с водяным охлаждением. // Труды Всесоюзного совещания "Инверсная заселенность и генерация на переходах в атомах и молекулах". Томск: Изд. ТГУ, 1986. С.33-34.

344. Карелин А.В. Кинетика лазерно-активных сред на переходах атомов и ионов с накачкой жестким ионизатором. // Дисс. докт. физ.-мат. наук. — Москва: ИОФ РАН, 1998.

345. Karelin A.V., Yakovlenko S.I. Numerical modeling of active media of high-pressure group-II-metal lasers. // Sov. J. of Laser Research. 1994. Y.15. N.l. P.l-9.

346. Карелин A.B., Широков P.B. Кинетическая модель Xe-Sr-H2 лазера (430,5 нм) с накачкой жестким ионизирующим излучением. // Квантовая электроника. 1997. Т.24. №5. С.419-422.

347. Okuno Y. Ionization cross sections of Ca, Sr and Ba by electron impact. // J. Phys. Soc. Japan. 1971. V.31. N.4. P. 1189-1195.

348. Chatteijee S.N., Roy B.N. Electron impact double ionization of Ca and Sr. // J. Phys. B. 1984. V.17. N.12. P.2527-2534.

349. Peart В., DolderK. Measurements of cross sections for inner- and outer-shell ionization ofRb+, Cs+, Ca+ and Sr+ ions by electron impact. // J. Phys. B: 1975. V.8. N.l. P.56-62.

350. Алхазов Г.Д. Эффективные сечения ионизации и возбуждения-гелия электронным ударом. //ЖТФ. 1970. Т.40. №1. С.97-107.

351. Wetzel R.C., Baiocchi F.A., Hayes T.R., Freund R.S. Absolute cross sections for electron-impact ionization of the rare-gas atoms by the fast-neutral-beam method. // Phys. Rev. A. 1987. V.35. N.2. P.559-577.

352. Физические величины. Справочник. / Под. ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейли-хова. —М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

353. Смирнов Б.М. Комплексные ионы. -М.: Наука. Физматлит, 1983. 150 с.

354. Deloche R., Lambert F., Monchicourt P., Cheret M. High-pressure helium afterglow at room temperature. //Phys. Rev. A. 1976. V.13. N.3. P.l 140-1176.

355. Кудрявцев A.A., Никитин А.Г. Кинетика рекомбинации атомарных ионов в плотной низкотемпературной плазме. // Теплофизика высоких температур. 1991. Т.29. №4. С.625-632.

356. Redko Т.Р., Kosinar I. Diffusion coeffcients of metals in inert gases: comparison of calculations with experimental data. // Czech. J. Phys. 1980. V.B30. P.1293-1306.

357. Мак-Даниэль И. Процессы столкновений в ионизованных газах. — М.: Мир, 1967.-832 с.

358. Фуголь И.Я., Григоращенко О.Н., Мышкис Д.А. Экспериментальное исследование разрушения метастабильных атомов гелия в плазме при низких температурах. //ЖЭТФ. 1971. Т.60. №1. С.423-440.

359. Миленин В.М., Панасюк A.C. Функция распределения электронов по энергиям в положительном столбе разряда в многокомпонентной смеси паров металлов с инертными газами. //Вестник ЛГУ. 1986. №1. С. 119-121.

360. Wiese W.L. et al. Atomic transition probabilities. V.U. Washington: NBS, NS RDS, 1969.

361. Павловская E.H., Подмошенский H.B. Влияние атомных столкновений на распределение заселенностей уровней гелия. // Оптика и спектроскопия. 1973. Т.34. №1. С.19-23.

362. Гарбуни М. Физика оптических явлений. М.: Энергия, 1967. - 496 с.

363. Guisti-Suzor A., Roueff Е. Depolarization, broadening and shift of the SrII and Call lines by collisions with helium atoms. // J. Phys. B. 1975. V.8. N.16. P.2708-2717.

364. Звелто О. Принципы лазеров. M.: Мир, 1990. - 560 с.

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

366. Каханер Д., Моулер К., Нэш С. Численные методы и программное обеспечение. М.: Мир, 2001.-575 с.

367. Арушанян О.Б., Залеткин С.Ф. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений на фортране. М.: МГУ, 1990. - 335 с.

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

369. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Неоднородная газоразрядная плазма. // УФН. 1996. Т. 166. №11. С. 1197-1217.

370. Велихов Е.П., Ковалев А.С., Рахимов А.Т. Физические явления в газоразрядной плазме:-М.: Наука, 1987. 160 с.

371. Акишев Ю:С., Напартович А.П.,. Пашкин С.В;, Пономаренко В.В., Соколов Н.А., Таран Т.В., Таран М.Д. Исследование контракций объемного разряда в гелии. // Физика плазмы. 1984. Т. 10. №2. С.361-371.

372. Ульянов К.Н. Контракция, положительного столба разряда в газах с диссоциативным механизмом рекомбинации. //ЖТФ: 1973. Т.43. №3. С.570-578:

373. Лесин В.В., Лисовец Ю.П. Основы методов оптимизации. М.: МАИ, 1998. - 344 с.

374. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. — М.: Мир, 1975. — 534 с.

375. Cheng С., Не S. Optimal design for a copper vapour laser with a maximum output by using a genetic algorithm. // Optical and Quant. Electron. 2001. V.33. P.83-98.

376. Carroll D.L. Genetic algorithms and optimizing chemical oxygen-iodine lasers. // Developments in theoretical and applied mechanics. 1996. V.18. P.411-424.

377. Carroll D.L. Chemical laser modeling with genetic algorithms. // AIAA Journal. 1996. V.34. N.2. P.338-346.

378. Holland J.H. Adaptation in natural and artificial systems. Ann Arbor.: University of Michigan Press, 1975.

379. Goldberg D.E. Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. — Addison-Wesley, 1989.

380. Солдатов A.H., Федоров В.Ф., Юдин H.A. Эффективность лазера на парах меди с частичным разрядом накопительной емкости. // Квантовая электроника. 1994. Т.21. №8. С.733-734.

381. Maydan D. Fast modulator for extraction of internal laser power. // J. of Appl. Phys. 1970. V.41. N4. P. 1552-1559.

382. Солдатов A.H., Федоров В.Ф. Лазеры на парах меди со стабилизированными выходными параметрами. //Квантовая электроника. 1983. Т.10. №5. С.974-980.

383. Евтушенко Г.С., Кирилов А.Е., Кругляков B.JL, Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Филонова H.A. Управление длительностью генерации лазера на парах меди. // ЖПС. 1988. Т.49. №5. С.745-751.

384. Солдатов А.Н., Филонов А.Г., Васильева A.B. Высокочастотный режим работы лазера на парах стронция. // Тезисы докладов Симпозиума "Лазеры на парах металлов" (ЛПМ-2006). Ростов-на-Дону: РГУ, 2006. С.24.

385. Прокопьев В.Е., Соломонов В.И. Исследование лазера на парах стронция. // Квантовая электроника. 1985. Т. 12. №6. С. 1261-1269.

386. Юдин H.A., Суханов В.Б., Губарев Ф.А., Евтушенко Г.С. О природе фантомных токов в активной среде лазеров на самоограниченных переходах атомов металлов. // Квантовая электроника. 2008. Т.38. №1. С.23-28.

387. Исаев A.A., Казаков В.В., Лесной М.А., Маркова C.B., Петраш Г.Г. Распад метастабильных состояний и его влияние на характеристики генерации лазера на парах меди. // Квантовая электроника. 1986. Т.13. №11. С.2302-2309.

388. Исаев A.A., Михкельсоо В.Т., Петраш Г.Г., Пеэт В.Э., Пономарев И.В., Тре-щалов А.Б. Кинетика возбуждения рабочих уровней лазера на парах меди в режиме сдвоенных импульсов. // Квантовая электроника. 1988. Т. 15. №12. С.2510-2513.

389. Петраш Г.Г. Процессы, определяющие достижимую частоту повторения импульсов в импульсных лазерах на парах металлов и их соединений. // Препринт ФИАН №28. Москва, 1999. С. 1-36.

390. Бохан П.А., Силантьев В.И., Соломонов В.И. О механизме ограничения частоты следования импульсов генерации в лазере на парах меди. // Квантовая электроника. 1980. Т.7. №6. С. 1264-1269.

391. Бохан П.А. О механизме ограничения оптимальной частоты следования импульсов генерации в лазерах на самоограниченных переходах паров металлов. // Квантовая электроника. 1985. Т.12. №5. С.945-952.

392. 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.

393. Бохан П.А., Закревский Д.Э. О предельных частотах следования импульсов генерации в лазерах на парах меди. // ЖТФ. 1997. Т.67. №5. С.54-60.

394. Яковленко С.И. Критическая плотность электронов при ограничении частоты следования импульсов в лазере на парах меди. // Квантовая электроника. 2000. Т.ЗО. №6. С.501-505.

395. Юдин Н.А. Влияние предымпульеных параметров плазмы на частотно-энергетические характеристики лазера на парах меди. // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т. 19. №2-3. С. 145-150.

396. Солдатов А.Н. Физика и техника лазеров на парах меди с управляемыми параметрами. // Оптика атмосферы и океана. 1993. Т.6. С.650-658.

397. Gokay М.С., Soltanolkotaby М., Cross. L.A. Single and double-pulse experiments on the Sr+ cyclic ion laser. // IEEE J. Quantum Electron. 1978. V.14. N.12. P.1004-1007.

398. Гудков А.А., Карабут Э.К., Кравченко В.Ф. Оптимизация ионного самоограниченного лазера на парах стронция в импульсно-периодическом режиме. // Известия вузов. Физика. 1983. №6. С.104-105.

399. Cross L.A., Gokay М.С. Double-pulse excitation experiments on the Ca+ cyclic laser. // J. Appl: Phys. 1979. V.50. N.2. P.624-627.

400. Губарев Ф.А., Федоров В.Ф., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б., Заикин С.С. Лазер на парах бромида меди с частотой следования импульсов 400 кГц. // Известия Томского политехнического университета. 2008. Т.312. № 2. С. 106-107.

401. Sosnowski T.P. Cataphoresis in the helium-cadmium laser discharge tube. // J. Appl. Phys. 1969. V.40. N.13. P.5138-5144.

402. Hernqvist K.G. He-Cd lasers using recirculation geometry. // IEEE J. Quant. Electron. 1972. V.8. N9. P.740-743.

403. Райзер ЮЛ. Основы современной физики газового разряда. М.: Наука, 1980. - 230 с.

404. Лозанский Э:А., Фирсов О.Б. Теория искры. -М.: Атомиздат, 1975.-215 с.

405. Веролайнен Я.Ф., Привалов В.И. Радиационные времена жизни 2Р.> и 2D состояний CdIL // Оптика и спектр. 1980. Т.48. № 3. С.447-450.

406. Schearer L.D., Holton W.C. Magnetic resonance of some optically oriented excited ions ofZn and Cd. //Phys. Rev. Lett. 1970. V.24. N.22. P.1214-1218.

407. Klein M.B., Maydan D. Measurement of the upper laser level lifetime in the helium-cadmium laser by fast cavity dumping technique. // Appl. Phys. Lett. 1970. V.16. N.12.P.509.

408. Hodges D.T. Helium-cadmium laser parameters. // Appl. Phys. Lett. 1970. V.17. N.l. P.11-13.

409. Silfvast W.T. Penning ionization in a He-Cd dc discharge. // Phys. Rev. Lett. 1971. V.27.N.22. P. 1489-1492.

410. Mori M., Murayama M., Goto Т., Hattori S. Excitation mechanism of the Cd(II) 441.6nm laser in the positive column He-Cd discharge. // IEEE J.Quant. Electron. 1978. V.14. N.6. P.427-433.

411. Inaba S., Goto Т., Hattory S., Penning excitation cross-section for individual Cdll states by He(23S) metastable atoms. // J. Phys. B. 1981. V.14. P.507-512.

412. Елагин B.B., Фотиади А.Э. О механизме создания инверсии населенности в активной среде катафорезного He-Cd лазера на длине волны 441бА. // Оптика и спектр. 1988. Т.65. №1. С.161-166.

413. Green J.Mi, Webb C.W. The production of excited metal ions in thermal energy charge-transfer and Penning reactions. //J. Phys; B. 1974.V.7. N.13. P.1698-1711.

414. Melius C.F. The charge exchange mechanism in metal vapor lasers. // J. Phys. B. 1974.V.7. N.13. P.1692-1697.

415. Толмачев Ю.А. Неупругие столкновения возбужденных атомов гелия в состояниях п = 2 с атомами металлов. // Оптика и спектр: 1987. Т.62. №4. С.750-757.

416. Бочкова О.П, Ивакин И.А., Кулигин А.В. и др. Перезарядка с возбуждением иона в системе He+-Gd. //Оптика и спектр. 1991. Т.70: №1.,С.19-25.

417. Вайнер В.В., Иванов И.Г., Сэм М.Ф: Особенности возбуждения смеси гелий-пары кадмия в разряде с полым катодом. // ЖТФ. 1979. Т.49: №8. С. 1604-1608.

418. Telle H.H., Hopkin I.D., Ramalingam P., Fun H.K., Grey-Morgan С. СW multi-line operation of a hollow cathode, segmented element He-Gd+ laser. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1988. V.21. N.10S. P.S167-S170.

419. Wong K.H., Grey-Morgan C. "White" light laser. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1983. . V.16. P.L1-L4.

420. Otaka M., Oshima T., Takeuchi M., Oikawa T., Fujii K. He-Cd+ white light laser by a novel tube structure. // IEEE J. Quantum Electron. 1981. V.17. N.3. P.414-417.,

421. Fuke A., Masuda K., Tokita Y. High-power He-Cd+ white-light laser. // Electron. Commun. Jpn., Part 2. 1988. V.71. N.9. P.19-27.

422. Вайнер B.B., Иванов И.Г., Михалевский B.C., Сэм М.Ф: Характеристики непрерывного лазера с полым катодом на смеси гелий-кадмий-ртуть. // Квантовая электроника. 1983. Т. 10. №4. С.677-678;

423. Ivanov I.G., Pimonov A.Yu. A pulsed helium-krypton-mercury laser with a hollow cathode discharge. //J. of Moscow Phys: Soc. 1997. V.7. №4. P.371-377.

424. Ma Tao. Анализ радиального распределения температуры в рекомбинацион-ном 8г+-лазере и ограничение выходной мощности. // Chin. J. Lasers. 2006. V.33.N.4. Р.477-480.

425. Xia Ting-Ting, Zhong Jian-Wei, Mao Bang-Ning et al. Влияние катафореза на распределение паров металла в разрядных лазерах на парах металлов с высокой частотой следования импульсов. // Actaphys. sin. 2006. V.55. N.l. P.202-205.

426. Пруцаков O.O. Кинетика активных сред на парах стронция и кальция. Дисс. канд. физ.-мат. наук. Ростов-на-Дону: РГУ, 2004.