Лазер на парах бромида меди с высокой частотой следования импульсов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи /

Шиянов Дмитрий Валерьевич

ЛАЗЕР НА ПАРАХ БРОМИДА МЕДИ С ВЫСОКОЙ ЧАСТОТОЙ СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Специальность 01 04 05 — оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Томск - 2007

003069797

Работа выполнена в Институте оптики атмосферы СО РАН и Томском государственном университете

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Евтушенко Геннадий Сергеевич

доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ Солдатов Анатолий Николаевич

кандидат физико-математических наук, Закревский Дмитрий Эдуардович

Ведущая организация

Южный федеральный университет, г Ростов-на-Дону

Защита состоится 25 мая 2007 г в 14 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 003 029 01 при Институте оптики атмосферы СО РАН по адресу 634055, г Томск, пр Академический, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института оптики атмосферы СО РАН

Автореферат разослан 20 апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета д ф -м н

Веретенников В В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Лазер на парах меди является на сегодня наиболее эффективным источником излучения не только среди лазеров на парах металлов, но и среди лазеров видимого диапазона спектра в целом Его средние мощности достигают сотен ватт, импульсные мощности — сотен киловатт, длительности импульсов излучения варьируются от единиц до сотен наносекунд, кпд в режиме генератора достигает 3% при частоте следования импульсов (ЧСИ) единицы-десятки килогерц, ресурс активных элементов превышает 1000 ч Сочетание таких характеристик в одном приборе позволили медному лазеру занять определенную нишу в прикладных областях Устройства на основе медного лазера широко применяются в промышленности, медицине и научных исследованиях

В последнее время все чаще возникает необходимость в лазерах данного типа, работающих при существенно больших частотах (свыше 100 кГц), с целью использования их в исследовании быс-тропротекающих процессов, в оптико-электронных системах записи информации, системах навигации и т д

Анализ современных результатов различных авторов показывает, что высокочастотный режим накачки лазеров на самоограниченных переходах в парах металлов реализуется в узких трубках Рекордный результат получен в медном лазере — 235 кГц [А Н Сол-датов, В Ф Федоров Лазер на парах меди с частотой следования импульсов до 230 кГц//Известия вузов Физика 1983 Т 26 №9 С 80—84] Однако появившиеся в последнее время модифицированные разновидности лазера на парах меди — CuBr + H¿, гибридный лазер и лазер с улучшенной кинетикой, использующие активные примеси (Н2, HCl, НВг), осуществляют эффективную генерацию на частотах, превышающих типичные рабочие частоты обычного медного лазера [С Е Little Metal Vapor Lasers Physics, Engineering & Applications Chichester (UK) John Willey & Sons Ltd , 1998 620 p ] Это происходит благодаря введению в плазму разряда указанных добавок Ускоряются процессы релаксации и рекомбинации плазмы в межимпульсный период, что приводит к увеличению оптимальной частоты следования импульсов накачки В связи с этим следует ожидать, что и максимально достижимые частоты в таких системах будут выше

Вместе с тем до конца не ясен механизм ограничения частот следования импульсов в лазерах на парах металлов Но ясно то, что с практической точки зрения больший интерес представляет высокочастотный СпВг-лазер с добавкой водорода (либо другой не менее эффективной добавкой (HCl, НВг)), поскольку лазер с улучшенной кинетикой и гибридный лазер являются прокачны-ми К тому же более низкие рабочие температуры CuBr-лазера по сравнению с Cu-лазером гарантируют снижение удельного

энерговклада, что должно позволить достичь высоких частот повторения импульсов не только в узких трубках

Таким образом, исследование лазера на парах бромида меди при высоких частотах следования импульсов накачки представляет научный интерес Кроме того, решение задач, связанных с получением практически значимых выходных мощностей излучения при частотах следования 100 кГц и выше, с созданием активного элемента, обеспечивающего значительный ресурс работы лазеров на этих частотах, поиском путей поддержания необходимых концентраций малых активных примесей в активном элементе, позволит сделать эти лазеры более востребованными на практике

Цель работы

Основная цель настоящей работы заключается в изучении возможности реализации максимально достижимых частот следования импульсов генерации СиВг-лазера (в том числе работающего в отпаянном режиме), а также в исследовании влияния активных примесей Н2> НВг на оптические и частотно-энергетические характеристики лазера

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи

1 Исследовать влияние активной примеси НВг (в сравнении с Н2) на оптические и частотно-энергетические характеристики СиВг-лазера при различных условиях накачки

2 Получить практически значимые мощности излучения на высоких частотах следования импульсов (свыше 100 кГц) в СиВг + Ые + Н2(НВг)-лазере

3 Модельным способом изучить возможность получения максимально достижимых частот в СиВг-лазере

4 Изучить возможность создания генератора ПВг, позволяющего в широких пределах контролировать давление примеси в отпаянных газоразрядных трубках СиВг + Ые + НВг-лазеров

5 Рассмотреть возможность создания саморазогревного отпаянного активного элемента СиВг-лазера, работающего как в обычном, так и в высокочастотном режиме

Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались в основном экспериментальные методы исследования оптических и электрических характеристик плазмы импульсно-периодического разряда и генерации в парах бромида меди Для анализа пол ученных результатов в ряде случаев привлекались результаты численных расчетов, проведенные О В Жданеевым и изложенные в совместной публикации [6]

Научная новизна

1 Экспериментальным путем показано, что введение малых добавок бромводорода в активную среду СиВг + Ие-лазера

модифицирует активную среду лазера Увеличивается задержка тока относительно напряжения, возрастает разрядное напряжение в фазе накачки, ускоряются процессы релаксации и рекомбинации плазмы в межимпульсный период В конечном итоге это способствует существенному улучшению частотных и энергетических характеристик лазера

2 Впервые для лазеров на парах металлов, работающих в режиме регулярных импульсов, реализована (на примере лазера на парах бромида меди) частота следования импульсов излучения 300 кГц, а модифицированным методом сдвоенных импульсов показана возможность достижения и больших значений (свыше 600 кГц)

3 Показано, что оптимальная концентрация примеси зависит от состава смеси и условий накачки Установлено, что оптимальная величина добавки НВг в 1,5 раза меньше, чем П2

4 Впервые на примере СиВг-лазера показано, что введением активных добавок режим высоких частот следования импульсов генерации может быть реализован не только в трубках малого диаметра, но и в трубках большего диаметра, что позволяет получать высокие уровни мощности излучения на этих частотах (100 кГц и выше)

Научная ценность

Экспериментальным путем выявлен механизм положительного влияния малых добавок активных примесей бромводорода на генерационные характеристики лазера на парах бромида меди при различных условиях накачки Установлено, что эффект положительного влияния добавки бромводорода на характеристики СиВг-лазера проявляется при больших давлениях буферного газа Ие, чем в СиВг + Ые + Н2-лазере Показано, что активные добавки водорода и бромводорода увеличивают область оптимальных и максимальных частот следования импульсов генерации

Защищаемые положения

1 Введение оптимальной концентрации бромводорода (порядка 0,2 торр) в активные элементы лазера на парах бромида меди аналогично введению добавок водорода и существенно улучшает частотные и энергетические характеристики лазера (в два и более раз) Этому способствуют задержка тока относительно напряжения и возрастание разрядного напряжения на электродах газоразрядной трубки в фазе накачки вследствие более эффективной релаксации и рекомбинации активной среды в межимпульсный период

2 Частоты следования импульсов излучения лазера на парах бромида меди с активными добавками НВг (Н2) выше, чем лазера на парах меди, вследствие меньшего энерговклада в разряд В режиме регулярных импульсов для лазера на парах бромида меди реализована частота следования импульсов 300 кГц, и показана возможность достижения частоты свыше 600 кГц

3 Введение добавок НВг (К^) в активную среду СиВг + Ие-лазера позволяет реализовать режим высоких частот следования импульсов генерации не только в трубках малого (менее 1 см), но и в трубках большого диаметра (более 2 см) и обеспечить высокие уровни средней мощности излучения на этих частотах (более 10 Вт на 100 кГц)

Достоверность и обоснованность результатов

Научные положения и выводы, сделанные в диссертации, следуют из адекватности и надежности используемых экспериментальных методов и средств, подтверждаются сравнением полученных результатов с данными других авторов

Практическая значимость и внедрение полученных

результатов

1 Разработана конструкция «саморазогревного» активного элемента лазера на парах бромида меди, которая защищена патентом РФ

2 Разработан способ поддержания и регулирования концентрации галогеноводорода в газоразрядной трубке лазера на парах галогенида меди, защищенный патентом РФ

3 Разработана методика определения величин активных добавок водорода и бромводорода, определены их оптимальные значения для различных условий накачки и состава газовой смеси

4 Созданы образцы отпаянных лазеров на парах бромида меди, в том числе впервые создан действующий образец лазера на парах бромида меди с встроенным генератором НВг, с выходной мощностью 10 Вт на частоте следования 100 кГц

Исследования по теме диссертации проводились в рамках тематики ИОА СО РАН при поддержке Программ РФФИ «Университеты России», Минобрнауки (ссылки на соответствующие гранты даны в диссертации) Часть результатов работы использована в учебном процессе на электрофизическом факультете Томского политехнического университета и при создании системы приборной ориентации речных судов (соответствующие документы представлены в Приложении к диссертации)

Личный вклад автора

Все результаты в основе защищаемых положений получены автором либо при его определяющем участии

Апробация результатов работы

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах

1 II, III Всероссийская научная конференция «Молекулярная физика неравновесных систем» г Иваново 2000, 2001 г

2 Симпозиум «Лазеры на парах металлов» г Ростов-на-Дону 2000, 2002, 2004, 2006 гг

3 XIII, XIV, XV, XVI International Symposium on Gas Flow & Chemical Lasers and High Power Laser Conference-GCL-HPL 2000 (Florence, Italy), 2002 (Wroclaw, Poland), 2004 (Prague, Chech Rep ), 2006 (Gmunden, Austria)

4 V, VI, VII International Conference «Atomic and Molecular Pulsed Lasers» - AMPL, Tomsk, Russia 2001, 2003, 2005 гг

5 VII International Scientific and Practical Conference of Students, Post-Graduates and Young Scientists «Modern Technique and Technologies» — MTT'2001 Tomsk, Russia

6 International Quantum Electronics Conference — IQEC'2002 Moscow, Russia

7 III International Symposium «Laser Technologies and Lasers» - LTL'2003 Plovdiv, Bulgaria

8 International Symposium «Optics Laser» St -Petersburg, Russia 2003

9 VIII Korea-Russia International Symposium on Science and Technology Korus 2004 Tomsk, Russia

10 The 7-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies 2004, Tomsk, Russia

11 На семинарах лаборатории квантовой электроники ИОА СО РАН и кафедры промышленной и медицинской электроники электрофизического факультета ТПУ, 2000—2007 гг

Основные результаты, включенные в диссертацию, опубликованы в 12 печатных работах в рецензируемых изданиях Па основании результатов диссертации получены два патента РФ Общее число публикаций по теме — 33

Структура и краткое содержание работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, состоящего из 174 наименования и двух приложений Текст диссертации содержит 125 страниц, включая 38 рисунков и 6 таблиц

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, показываются научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлены защищаемые положения, и дано краткое описание работы

В первой главе содержится обзор, в котором дан анализ состояния исследований по лазеру на парах меди (ЛПМ) и его разновидностям, в том числе при высоких частотах следования импульсов накачки

Показано, что на данный момент самыми эффективными являются гибридный лазер и ЛПМ с улучшенной кинетикой Однако их практическое применение ограничено прокачным принципом работы Поэтому самым массовым из ЛПМ остается лазер на парах чистой меди В настоящее время все более серьезную конкуренцию ему составляют лазеры на парах бромида меди (ЛПБМ) с активными добавками (в частности водорода) За счет того, что они работают при более низких рабочих температурах, чем ЛПМ, уровень вводимых в разряд удельных мощностей значительно ниже Времена релаксации основных параметров плазмы существенно меньше и, соответственно, выше оптимальные частоты следования, т е частоты, при которых средняя мощность излучения максимальна, выше Выше должны быть и максимально достижимые частоты следования, а в перспективе и средние мощности излучения Их наработка в газоразрядных трубках (ГРТ) малых и средних размеров уже достигает 1000 ч, а по кпд они не уступают своим аналогам К тому же разработка «саморазогревных» отпаянных конструкций ГРТ ЛПБМ и решение проблемы удержания в них водорода или другой активной примеси сделают их еще более востребованными в практических приложениях

В главе 2 описываются конструкции исследуемых ГРТ ЛПБМ, их особенности, материалы, из которых они изготовлены, габариты, и изложена методика подготовки их к работе

Во втором разделе главы описываются способы введения добавок Н2, НВг в активную среду ЛПБМ при использовании специальных генераторов Н2, НВг и отдельной магистрали Также приводятся методики измерения давления вводимых добавок при различных условиях накачки различном давлении буферного газа, различных частотах следования импульсов, при изменении напряжения и мощности накачки

В третьем разделе описываются схемы накачки ГРТ с разным объемом активной среды как при типичных, так и при высоких ЧСИ Для увеличения мощности излучения применяются специальные схемы укорочения импульса возбуждения и увеличения напряжения на газоразрядной трубке Приводятся схемы, формирующие режим сдвоенных импульсов, а также схемы, моделирующие режим пониженного энерговклада Кроме того, представлены методики измерения параметров излучения ЛПБМ при использовании указанных схем накачки

В последней части главы перечисляется используемая регистрирующая аппаратура и дается анализ погрешностей измерений

Обобщая сказанное в главе 2, следует отметить, что с участием автора в лаборатории квантовой электроники ИОА создана технологическая база для разработки и выпуска активных элементов лазеров на парах галогенидов металлов, а также для проведения

исследований таких лазеров Разработаны саморазогревные конструкции отпаянных активных элементов лазеров на бромиде меди, использующие активные добавки для повышения выходных характеристик Изготовленные по данной технологии активные элементы СпВг-лазеров обеспечивают ресурс работы 500—1000 ч в отпаянном режиме Изготовлены стендовые источники питания, коммутирующие мощности до 10 кВт с использованием мощных тиратронов, а также источники, работающие на частотах повторения от единиц до 300 кГц с использованием таситронов

Третья глава посвящена исследованию генерационных характеристик СпВг-лазеров при высоких ЧСИ

В первом разделе главы проводится подробное сравнительное исследование влияния добавок Н2, НВг на энергетические характеристики ЛПБМ при различных условиях возбуждения Сравнение энергетических характеристик нескольких ГРТ диаметром от 1 до 5 см с использованием добавки Н2, а затем и НВг показало их полную идентичность (мощность излучения увеличивается в два и более раз) Кроме того, НВг, также как и Н2, вносит задержку импульса тока относительно напряжения, увеличивает напряжение на ГРТ и длительность импульса излучения (рис 1), что подтверждает предположение об идентичности механизма влияния этих добавок, поскольку активная среда имеет схожий состав

а

в

Рис 1 Осциллограммы импульсов напряжения (/), тока С?) и генерации О) для ГРТ диаметром 2,6 см, длиной 76 см а — в чистом Ие, б — с добавкой Н2, в — с добавкой НВг Масштаб по оси абсцисс — 40 нс/дел, по оси ординат —

отн ед

При использовании добавкок НВг (Н2) наблюдается особенность генерации в узких трубках, связанная с дополнительной наработкой рабочего вещества, осевшего на стенках ГРТ, при взаимодействии с НВг, Вг и происходящая по схемам

Си (твердая фаза) + Вг (газ) —* СпВг (газ), (1)

Си (твердая фаза) + НВг (газ) —> СиВг (газ) + Н (газ) (2)

с дальнейшей наработкой рабочего вещества

Добавки НВг изменяют и радиальное распределение пучка На рис 2 приведено радиальное распределение излучения для ГРТ диаметром 2,6 см при средней мощности 10 Вт Происходит пере-распреде пение интенсивности излучения с максимумом свечения на оси разряда, так что при оптимальных добавках, например, бромводорода в пределах 0,2 торр, эффективный диаметр лазерного пучка уменьшается и составляет ~ 0,7(1 Это свидетельствует о том, что с добавлением активной примеси происходит переход от пристеночного (диффузионного) механизма релаксации плазмы к объемному

/, отн ед

Рис 2 Радиальное распределение суммарной мощности излучения лазера с ГРТ диаметром 2,0 см при максимальном значении 10 Вт с добавкой НВг (максимум на оси) и без добавки НВ1 с мощностью нзтучешш 5 Вт и провалом на оси

В работе установлено, что оптимальное давление буферного газа Ые в СиВг + № + НВг-лазере больше, чем в СиВг + Ые + Н2, что принципиально важно для создания отпаянного активного элемента лазера с большим ресурсом Определены давления добавок Н^, НВг при различных давлениях причем давление Н^ больше, чем НВг Показано, что при увеличении напряжения на разрядном промежутке требуется большее давление добавки Аналогичная картина наблюдается при увеличении мощности накачки, что связано с повышением концентрации электронов к концу импульса накачки Соответственно, для эффективной релаксации и рекомбинации плазмы в межимпульсный период требуется большая концентрация молекул НВг Величина оптимальной добавки увеличивается с увеличением диаметра ГРТ (рис 3), причиной этого являются снижение эффективности диффузионных процессов в больших трубках и нарастание роли объемных процессов релаксации

Рнс 3 Зависимость давления оптимальной добавки Н2 от диаметра канала ГРТ при различных дав тениях буферного газа Ие

Такая же зависимость наблюдается с увеличением ЧСИ (рис 4) Для ускорения процесса релаксации плазмы при уменьшении межимпульсного периода требуется больше активной примеси Но при этом концентрация рабочего вещества снижается в связи с тем, что не все атомы меди могут связываться в СиВг и идет накопление свободных атомов меди

Давтение С11В1 н Н^, торо

о 1

20 зо 40 50 60 70 во эо юо но Частота, кГц

Рнс 4 Зависимость оптимального давления паров С11В1 н добавки ГЬ от частоты стсдованпя импульсов для ГРТ диаметром 2,6 см н длиной 76 см

При увеличении ЧСИ накачки происходит перераспределение в спектре когерентного излучения в сторону увеличения доли желтой линии в суммарной мощности генерации (рис 5)

Нам представляется, что перераспределение на рис 5 объясняется снижением эффективности накачки верхнего лазерного уровня 2Рч/2 по отношению к нижнему рабочему уровню (зеленая линия спектра излучения) Экспериментальным подтверждением такого объяснения служит то, что формирование более крутого

фронта импульса накачкн за счет увеличения концентрации активной добавки или увеличения напряжения накала генератора водорода тиратрона приводило к нарастанию доли зеленой линии

Мощность излучения, Вт

Рис 5 Зависимость суммарной мощности га пучения, мощности из пучения зепеной и женой компонент спектра С11В1-лазера (диаметр ГРТ 2,6 см) от частоты следования пмпучьсов

Во второй части этой главы представлены результаты по получению генерации на максимально достижимых ЧСИ накачки Показано, что в ГРТ диаметром 1,4 см генерация в десятки милливатт получена на ЧСИ 300 кГц при удельной мощности накачки 10 Вт/см®, что значительно ниже удельных мощностей в подобном ЛПМ При этом кпд (относительно потребляемой мощности) на частотах 80—100 кГц составляет 0,2% Снижение удельной вводимой мощности до 5 Вт/см3 за счет увеличения диаметра ГРТ приводит к возрастанию кпд до 1,4% Однако максимальные ЧСИ в этом случае ниже

В разделе 3 показано, что использование более мощного коммутатора позволяет организовать высокочастотный режим работы СиВг + Н2(НВг)-лазера не только в ГРТ с малым объемом, но и в ГРТ большего размера В трубке диаметром 2,6 см впервые реализована мощность излучения 1,5 Вт на частоте 250 кГц На частоте 100 кГц выходная мощность достигла рекордного значения 10 Вт (рис 6)

Четвертый раздел посвящен исследованию предельных ЧСИ модельным модифицированным способом, который позволяет формировать сдвоенные импульсы с регулируемой задержкой, которые следуют с частотой между парами 10—30 кГц, что более реально моделирует режим регулярных импульсов Результаты показали, что существует возможность получения генерации на частотах свыше 600 кГц

Частота, кГц

Рис 6 Зависимость мощности генерации СиВг-лазера (диаметр ГРТ 2,6 см) с добавкой н без добавки Н2 от частоты следования нмиучьсов при давлении Ые 30 торр и при датешш добавки Н2 0,3 торр Крестиками обозначены значения мощности при оптимальной добавке Н2

На рис 7 показано, что генерация в ГРТ диаметром 2,5 см во втором импульсе существует при задержке 1,5 мкс

J, отн ед ], отн ед

а б

Рис 7 Импучьсы тока (/), напряжения (2) и генерации (3) при накачке ГРТ (диаметр 2,5 см, длина 80 см) Давление Ме 30 торр, частота следования регулярных импульсов 30 кГц а — задержка между пмиульсамн 10 мкс, б — 1,5 мкс

Значения модельных максимальных ЧСИ хорошо коррелируют со значениями частот, полученных в реальном импульспо-периодическом режиме, что отражено в таблице

Экспериментальные и модельные значения ЧСИ для различных ГРТ

Диаметр ГРТ, см Длина ГРТ, см Регутярная ЧСИ, кГц Модельная ЧСИ, кГц

0,4 30 160 —

0,С 20 — 160

0,8 40 270 -

1,0 35 — 200

1,4 25 300 —

1,6 40 — 333

2,5 80 - 666

Последний раздел касается оптимизации работы СаВг-лазера Отмечается, что для увеличения эффективности работы лазера необходимо увеличивать выходную мощность или уменьшать вводимую Переход к высоким ЧСИ также предполагает снижение энерговклада в каждом импульсе В связи с этим были проведены исследования снижения энерговклада в СиВг-лазер с диаметром ГРТ менее 1 см Резкое переключение лазера на меньшую рабочую емкость показало, что при снижении вкладываемой мощности более чем в два раза, в первые моменты времени мощность излучения остается на прежнем уровне Оценка энергии, требуемой для диссоциации 10ь см-1 молекул бромида меди при условии, что Иосм = Юь см"1 — типичная для генерации плотность атомов меди в основном состоянии, дает величину 5 Ю-4 Дж/см3, т е вводимый в разряд энерговклад должен превышать это значение С учетом этого для определения энергии, затрачиваемой на диссоциацию СиВг и на накачку рабочих уровней, был сформирован режим сдвоенных импульсов, в котором второй импульс был диссоциирующим, а первый выполнял функцию накачки (рис 8)

ПА)

и (кВ)

^ 200 400/" £ не

V/

и (кВ)

а

Рис 8 Импульсы напряжения (/), тока (2) и генерации (3) для С11В1-лазера (ГРТ диаметром 0,8 см) при накачке сдвоенными импульсами (Рм = 30 торр), с суммарной мощностью Рсум = 300 Вт (в) и в режиме с пониженным энер-

1ающего им " ~

Р„,к = 36 Вт (б)

говкладом (относительно возбуждающего импульса) при Ргуч — 300 Вт,

При этом энерговклад, обеспечиваемый возбуждающим импульсом, составил 3,6 ■ 10 Дж/см1, а дисеоциирущцим — 2,6 ■ 1(Г! Дж/см3, что значительно превышает оцененное выше значение (5 ■ Дж/см'5)-

Таким образом, сравнение режимов пониженного энерговклада, реализуемого в СиВг и ранее в Си-лазере, показывает, что при значительном снижении энерговклада в Си-лазере концентрация атомов меди, требуемая для эффективной генерации, которая задается температурой внутренней стенки ГРТ, будет обеспечена (непродолжительное время) предшествующим саморазогревом. А оставшейся вводимой в разряд удельной мощности (единицы Вт/см3) оказывается вполне достаточно для накачки рабочих состояний. В СпВг-дазере существует минимальный энерговклад, который обеспечивает требуемую концентрацию атомов меди посредством диссоциации СнВг (при меньших энерговкладах генерация отсутствует). Эта ситуация схематически отображена на рис. 9. Использование режима сдвоенных импульсов позволило снизить энерговклад в первый импульс в 9 раз (как в С и-лазере) без потери в выходной мощности, что привело к увеличению физического кпд лазера (относительно импульса накачки).

/

а 6 в

Риг. 9, Схематическое представление энерговклада, вводимого и разряд, для Си-лазера (а) и CuBr-лазера (б) в обычном режиму (для Си-лазера — саморазогрев) (/), в режиме пониженного энерговклада (2), а также в режиме накачки CuBr-лазера сдвоенными импульсами { / — энерговклад импульса возбуждения, 2 — энергокклад «диссоциирующего» импульса) (в)

Исследование режима пониженного энерговклада в разряд СнВг-лазера и анализ результатов, полученных при повышенных ЧСИ накачки, позволяют заключить, что существует реальная возможность дальнейшего увеличения частот следования и мощностей излучения лазеров па галогенидах Меди, причем не только в активных элементах малого, по и большого объема, при условии быстрого ввода энергии и малых энерговкладах за импульс.

Четвертая глава посвящена разработке и испытанию само-разогревной конструкции газоразрядной трубки ЛПБМ с использованием добавок НВг

В первом пункте излагаются принципы работы саморазогревно-го ЛПБМ, описывается его конструкция, которая делает его проще в обращении и решает задачу увеличения срока службы лазера за счет создания оптимальной разности температуры контейнеров и рабочего канала путем стабилизации температуры контейнеров Указаны преимущества такой конструкции перед широко распространенной в данный момент с независимым нагревом контейнеров с СиВг Обосновывается выбор оптимальной геометрии основных элементов газоразрядной трубки контейнеров для СиВг, рабочего канала, ловушек отработанного рабочего вещества итд Подробно описана оригинальная конструкция специально разработанного реверсивного цеолитового генератора НВг, который в отличие от известного на сегодняшний день генератора Н2 («ООО Импульсные технологии» г Рязань) способен не только вводить НВг в активную среду лазера, но и удалять избыток НВг из рабочего объема ГРТ обратно в генератор На рис 10 показана эволюция формы импульсов накачки при различном давлении вводимой добавки

Рис 10 Эволюция импучьсов тока 1'—3' и напряжения 1—3 в процессе ухода НВг из ГРТ диаметром 2,6 см в генератор НВг 1', 1 — импульсы, соответствующие работе лазера в чистом N6 без примесей, 2', 2 — с концентрацией добавленного НВг выше оптимальной, 3', 3 — через 20 мин после отключения нагревателя генератора НВг

Сравнительные исследования выходных характеристик самора-зогревных ЛПБМ и лазеров с независимым нагревом контейнеров с СиВг показали, что как на типичных, так и на высоких частотах

1'

следования импульсов обе конструкции обеспечивают сравнимые выходные параметры Все это в совокупности позволяет создавать относительно простые эффективные саморазогревные ЛПБМ, способные работать в широком диапазоне рабочих ЧСИ, в том числе с практически значимыми мощностями излучения на высоких частотах следования импульсов накачки (более 100 кГц)

В заключении сформулированы основные результаты работы

1 Экспериментально показано, что добавки НВг в активную среду CuBr-лазера аналогичны влиянию Н2 и значительно увеличивают выходные характеристики лазера, причем для достижения максимума мощности генерации требуются большие концентрации Н2, чем НВг

2 Максимум мощности излучения в CuBr + Ne + HBr-лазере достигается при больших давлениях буферного газа Ne, чем в CuBr + Ne + Н2-лазере Это способствует увеличению срока службы активного элемента лазера

3 Установлены величины оптимальных добавок Н2 и НВг в зависимости от различных условий накачки

• При одинаковых условиях накачки оптимум давления вводимой добавки при высоких давлениях буферного газа (~ 100 торр) меньше, чем при низких давлениях Ne (25 торр) вследствие повышения напряжения пробоя Увеличение рабочего напряжения и давления добавки П2 приводит к увеличению выходной мощности

• С увеличением мощности накачки требуется и большая величина оптимальной добавки активной примеси (Н2, НВг) Как правило, это сопровождается увеличением разрядного тока, поэтому повышается концентрация электронов, а также и ее предымпульс-ное значение В этом случае для эффективной релаксации плазмы в послесвечении необходимо большее количество добавки

• Эксперименты с ГРТ разного диаметра показали линейную зависимость величины вводимой добавки от диаметра ГРТ Это вызвано тем, что в узких трубках наряду с объемным механизмом релаксации плазмы в межимпульсный период работает пристеночный, вследствие диффузии частиц к стенке ГРТ, а в трубках большего диаметра для ускорения процессов релаксации требуются большие добавки активных примесей

• С увеличением частоты следования импульсов накачки также требуется большая добавка примеси Межимпульсный интервал уменьшается, и для ускорения процессов релаксации плазмы (в первую очередь по электронной компоненте) требуется увеличить величину добавки В то же время оптимальное давление рабочего вещества уменьшается с увеличением частоты следования, что

может быть объяснено накоплением свободных атомов меди в активном объеме ГРТ при сокращении межимпульсного интервала

3 Использование в качестве коммутатора в схеме накачки СиВг + Ые + Н^-лазера с малым объемом активной среды таситро-на ТГУ1-5/12 позволило достичь частоты повторения импульсов генерации 300 кГц

4 Применение более мощного коммутатора для накачки ГРТ среднего объема привело к реализации практически значимых мощностей излучения на частотах свыше 100 кГц При максимально достигнутой частоте накачки 250 кГц в лазерной трубке диаметром 2,6 см мощность излучения составляет 1,5 Вт На частотах 200 и 100 кГц мощности равны 3 и 10,5 Вт соответственно

5 Исследования частотных свойств СиВг-лазера, проведенные в режиме сдвоенных регулярно повторяющихся с частотой до 30 кГц импульсов накачки, свидетельствуют о возможности достижения частот следования импульсов излучения свыше 600 кГц

6 Разработанная конструкция саморазогревного активного элемента ЛПБМ технически проста и удобна в работе и не уступает но наработке и энергетическим характеристикам известным ранее элементам с независимым нагревом контейнеров с СиВг

7 Специально разработанный генератор НВг лишен недостатка известного генератора Нг, связанного с реверсивностью, и позволяет обеспечивать стабильную работу саморазогревного ЛПБМ в широком диапазоне рабочих ЧСИ и достигать практически значимых мощностей излучения при высоких частотах следования импульсов накачки (100 и более кГц)

В приложении 1 описывается навигационная оптико-электронная система «Обзор», в основе которой в качестве источника подсветки используется СиВг-лазер

В приложении 2 приводится акт внедрения результатов работы в учебном процессе электрофизического факультета ТПУ

Основные результаты работы опубликованы в следующих рецензируемых изданиях:

1 Евтушенко Г С , Шиянов Д В , Федоров В Ф Частотные характеристики СиВг-лазера // Оптика атмосферы и океана 2000 Т 13 № 3 С 254— 257

2 Евтушенко Г С , Петраш Г Г, Суханов В Б , Федоров В Ф , Шиянов Д В СиВ1-лазер с пониженным энерговкладом в разряд // Квантовая электроника 2000 Т 30 № 5 С 406-408

3 Суханов В Б , Евтушенко Г С , Шиянов Д В , Чернышев А И Самора-зогревнон СиВ1-лазер // Оптика атмосферы и океана 2000 Т 13 №11 С 1053-1055

4 Евтушенко Г С , Костыря И Д , Тарасенко В Ф , Шиянов Д В Особенности накачки лазера на парах меди и бромида меди // Квантовая электроника 2001 Т 31 № 8 С 704-708

5 Шиянов Д В , Евтушенко Г С , Суханов В Б , Федоров В Ф Лазер на парах бромида меди с высокой частотой следования импульсов // Квантовая электроника 2002 Т 32 № 8 С 680-682

6 Андриенко А С , Евтушенко Г С , Жданеев О В , Суханов В Б , Шиянов Д В Влияние добавок НВг в активную среду лазеров на парах меди и галогенида меди // Оптика атмосферы и океана 2004 Т 17 № 2—3 С 112-118

7 Шиянов Д В , Евтушенко Г С , Суханов В Б , Бочков В Д , Куди-нов В Н Экспериментальное исследование влияния добавок водорода на частотные и энергетические характеристики CuBr-лазера // Известия Томского политехнического университета 2004 Т 307 X? 3 С 74—77

8 Шиянов Д В , Суханов В Б , Евтушенко Г С , Андриенко О С Экспериментальное исследование влияния добавок НВг на генерационные характеристики CuBr-лазера // Квантовая электроника 2004 Т 34 № 7 С 625-629

9 Активный элемент лазера на парах галогенида металла / Патент РФ №2243619, 2004 г //ГС Евтушенко, В Б Суханов, Д В Шиянов, А И Чернышев

10 Andrienko О S , Dimaki VA , Evtushenko G S , Sukhanov V В , Troit-skiy V O , Shiyanov D V Metal and metal halide lasers new opportunities // Optical Engineering 2005 V 44 N 7 P 071204-1-071204-5

11 Шиянов Д В , Евтушенко Г С , Суханов В Б Влияние масштабирования вводимой мощности на характеристики CuBr + Ne и CuBr + Ne + Н2-лазеров// Оптика атмосферы и океана 2006 Т 19 №2—3 С 221—223

12 Шиянов Д В , Евтушенко Г С , Суханов В Б Температурный режим работы CuBr + Ne + Н2(НВг)-лазера при изменении накачки // Известия Томского политехнического университета 2006 Т 309 № 5 С 66—69

13 Способ поддержания и регулирования концентрации галогеноводорода в газоразрядной трубке лазера и газоразрядная трубка лазера на парах гало-генидов металлов / Патент РФ № 2295811, 2007 г //ОС Андриенко, В Б Суханов, В О Троицкий, Д Ю Шестаков, Д В Шиянов

14 Шиянов Д В , Евтушенко Г С , Суханов В Б , Федоров В Ф Влияние состава газовой смеси и условий накачки на характеристики CuBr-Ne-Н2(НВг)-лазера // Квантовая электроника 2007 Т 37 № 1 С 49—52

(О

Печ л 1 Тираж 100 экз Заказ № 53

Тираж отпечатан в типографии ИОА СО РАН

Введение.

Глава 1. Характеристики лазеров на парах бромида меди.

1.1. Характеристики лазера на парах меди и его модификаций.

1.2. Получение генерации в солях меди.

1.3. Повышение энергетических характеристик Си и СиВг лазеров.

1.4. Сравнение кинетических и энергетических характеристик СиВг и СиВг+Нг лазеров с характеристиками гибридного лазера и Си лазера с модифицированной кинетикой.

1.5. Анализ механизмов ограничения частоты следования импульсов Си и СиВг лазеров.

Выводы.

Глава 2. Приборы и техника эксперимента.

2.1. Конструкция активных элементов СиВг лазеров и подготовка их к работе.

2.2. Методика введения и измерения малых добавок Н2, НВг.

2.3. Схемы накачки для типичных и высоких частот следования импульсов.

2.4. Регистрирующая аппаратура, методы измерения параметров лазерного излучения, анализ ошибок.

Выводы.

Глава 3. Исследования СиВг лазеров при высоких частотах следования импульсов.

3.1. Сравнительное исследование влияния добавок Н2 и НВг на генерационные характеристики СиВг лазеров при изменении состава газовой смеси и различных условиях накачки.

3.2. СиВг лазер малого активного объема с частотой следования регулярных импульсов до 300 кГц.

3.3. СиВг лазер среднего активного объема с частотой следования регулярных импульсов свыше 200 кГц.

3.4. Исследование предельных частот следования модифицированным методом сдвоенных импульсов.

3.5. Исследование СиВг лазеров в режиме пониженных энерговкладов.

Выводы.

Глава 4. Разработка саморазогревного отпаянного активного элемента СиВг лазера с добавками НВг.

4.1. Особенности конструктивного исполнения саморазогревных СиВг лазеров с добавками НВг(Н2).

4.2. Сравнение характеристик саморазогревных СиВг лазеров с лазерами с независимым нагревом контейнеров с СиВг.

Выводы.

Актуальность проблемы

Лазер на парах меди является на сегодня наиболее эффективным источником излучения не только среди лазеров на парах металлов, но и среди лазеров видимого диапазона спектра в целом. Работая в импульсно-периодическом режиме его средние мощности достигают сотен Вт, импульсные мощности - сотен кВт, длительности импульсов излучения варьируются от единиц до сотен не, КПД в режиме генератора достигает 3% при частоте следования импульсов единицы -десятки кГц, ресурс активных элементов превышает 1000 час. Сочетание таких характеристик в одном приборе позволили медному лазеру занять определенную нишу в прикладных областях. Они широко применяются в промышленности, медицине и научных исследованиях [1-6].

В последнее время все чаще возникает необходимость в лазерах данного типа, работающих при существенно больших ЧСИ (свыше 100 кГц), с целью использования их в исследовании быстропротекающих процессов, в оптико-электронных системах записи информации, системах навигации, трассовом газоанализе, зондировании параметров приземного слоя атмосферы и т.д.

Анализ современных результатов различных авторов показывает, что высокочастотный режим реализуется в узких трубках. Рекордный результат получен Солдатовым, Федоровым в медном лазере - 235 кГц [2]. Однако появившиеся в последнее время модифицированные разновидности лазера на парах меди - СиВг+Нг, гибридный лазер и лазер с улучшенной кинетикой, использующие активные примеси (Н2, HCl, НВг), осуществляют эффективную генерацию на частотах, превышающих рабочие частоты обычного медного лазера. Это происходит благодаря указанным добавкам. Они приводят к ускорению процессов релаксации и рекомбинации плазмы в межимпульсный период, а следовательно, и к увеличению частоты. В связи с этим следует ожидать, что и максимально достижимые частоты в таких системах будут выше.

Вместе с тем до конца не ясен механизм ограничения частот следования импульсов в лазерах на парах металлов. Но ясно то, что с практической точки зрения больший интерес представляет высокочастотный CuBr лазер с добавкой водорода (либо другой не менее эффективной добавкой (HCl, НВг)), поскольку лазер с улучшенной кинетикой и гибридный лазер (несмотря на то, что он низкотемпературный) являются прокачными. К тому же более низкие рабочие температуры СиВг лазера по сравнению с Си лазером гарантируют снижение удельного энерговклада и возможно позволят достичь высоких частот не только в узких трубках.

Таким образом, исследование лазера на парах бромида меди при высоких частотах следования импульсов накачки представляет научный интерес. Кроме этого, решение задач, связанных с получением практически значимых выходных мощностей излучения при частотах следования 100 кГц и выше, с созданием активного элемента, обеспечивающего значительный ресурс работы лазеров на этих частотах, поиском путей поддержания необходимых концентраций малых активных примесей в активном элементе, позволит сделать эти лазеры более востребованными на практике.

Цель работы

Основная цель настоящей работы заключается в изучении возможности реализации максимально достижимых частот следования импульсов генерации СиВг лазера (в том числе работающего в отпаянном режиме), а также в исследовании влияния активных примесей Н2, НВг на оптические и частотно-энергетические характеристики этих лазеров.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

• Исследовать влияние активной примеси НВг (в сравнении с Н2) на оптические и частотно-энергетические характеристики СиВг лазера при различных условиях накачки.

• Получить практически значимые мощности излучения на высоких частотах следования импульсов (свыше 100 кГц) в СиВг+№+Н2(НВг) лазере.

• Модельным способом изучить возможность достижения максимально достижимых частот в СиВг лазере.

• Изучить возможность создания генератора НВг, позволяющего в широких пределах контролировать давление примеси в отпаянных газоразрядных трубках СиВг+№+НВг лазеров.

• Рассмотреть возможность создания саморазогревного отпаянного активного элемента СиВг лазера, работающего как в обычном, так и в высокочастотном режиме. Методы исследования

Для решения поставленных задач использовались в основном экспериментальные методы исследования оптических и электрических характеристик плазмы импульсно-периодического разряда и генерации в парах бромида меди. Для анализа полученных результатов в ряде случаев привлекались результаты численных расчетов, проведенные О.В. Жданеевым и изложенные в совместной публикации [6]. Научная новизна

1. Экспериментальным путем показано, что введение малых добавок бромводорода в активную среду СиВг+№ лазера модифицирует активную среду лазера. Увеличивается задержка тока относительно напряжения, возрастает разрядное напряжение в фазе накачки, ускоряются процессы релаксации и рекомбинации плазмы в межимпульсный период. В конечном итоге это способствует существенному улучшению частотных и энергетических характеристик лазера.

2. Впервые для лазеров на парах металлов, работающих в режиме регулярных импульсов, реализована (на примере лазера на парах бромида меди) частота следования импульсов излучения 300 кГц, а модифицированным методом сдвоенных импульсов показана возможность достижения и больших значений (свыше 600 кГц).

3. Показано, что оптимальная концентрация примеси зависит от состава смеси и условий накачки. Установлено, что оптимальная величина добавки НВг в 1.5 раза меньше, чем Н2.

4. Впервые на примере СиВг лазера показано, что введением активных добавок режим высоких частот следования импульсов генерации может быть реализован не только в трубках малого диаметра, но и в трубках большего диаметра, что позволяет получать высокие уровни мощности излучения на этих частотах (100 кГц и выше).

Научная ценность

Экспериментальным путем выявлен механизм положительного влияния малых добавок активных примесей бромводорода на генерационные характеристики лазера на парах бромида меди при различных условиях накачки. Установлено, что эффект положительного влияния добавки бромводорода на характеристики СиВг-лазера проявляется при больших давлениях буферного газа чем в СиВг+Ые+Нг-лазере. Показано, что активные добавки водорода, бромводорода увеличивают область оптимальных и максимальных частот следования импульсов генерации. Защищаемые положения

1. Введение оптимальной концентрации бромводорода (порядка 0.2 торр) в активные элементы лазера на парах бромида меди аналогично введению добавок водорода и существенно улучшает частотные и энергетические характеристики лазера (в два и более раз). Этому способствуют: задержка тока относительно напряжения и возрастание разрядного напряжения на электродах газоразрядной трубки в фазе накачки вследствие более эффективной релаксации и рекомбинации активной среды в межимпульсный период.

2. Частоты следования импульсов излучения лазера на парах бромида меди с активными добавками НВг (Н2) выше, чем лазера на парах меди, вследствие меньшего энерговклада в разряд. В режиме регулярных импульсов для лазера на парах бромида меди реализована частота следования импульсов 300 кГц, и показана возможность достижения частоты свыше 600 кГц.

3. Введение добавок НВг (Н2) в активную среду СиВг+№ лазера позволяет реализовать режим высоких частот следования импульсов генерации не только в трубках малого (менее 1 см), но и в трубках большого диаметра (более 2 см) и обеспечить высокие уровни средней мощности излучения на этих частотах (более 10 Вт на 100 кГц).

Достоверность и обоснованность результатов

Научные положения и выводы, сделанные в диссертации, следуют из адекватности и надежности используемых экспериментальных методов и средств, подтверждается сравнением полученных результатов с данными других авторов.

Практическая значимость и внедрение полученных результатов

1. Разработана конструкция «саморазогревного» активного элемента лазера на парах бромида меди, которая защищена патентом РФ.

2. Разработан способ поддержания и регулирования концентрации галогеноводорода в газоразрядной трубке лазера на парах галогенида меди, защищенный патентом РФ.

3. Разработана методика определения величин активных добавок водорода и бромводорода, определены их оптимальные значения для различных условий накачки и состава газовой смеси.

4. Созданы образцы отпаянных лазеров на парах бромида меди, в том числе впервые создан действующий образец лазера на парах бромида меди с встроенным генератором НВг, с выходной мощностью 10 Вт на частоте следования 100 кГц.

Личный вклад автора

Все исследования, определяющие защищаемые положения выполнены лично автором, либо при его определяющем участии. Апробация результатов работы

Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях и симпозиумах:

1. И, III Всероссийская научная конференция "Молекулярная физика неравновесных систем". г.Иваново. 2000,2001 гг.

2. Симпозиум "Лазеры на парах металлов", г. Ростов-на-Дону. 2000, 2002, 2004,2006 гг.

3. XIII, XIV, XV, XVI International Symposium on Gas Flow & Chemical Lasers and High Power Laser Conference-GCL-HPL. 2000 (Florence, Italy), 2002 (Wroclaw, Poland), 2004 (Prague, Chech. Rep.), 2006 (Gmunden, Austria).

4. V, VI, VII International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers"-AMPL, Tomsk, Russia. 2001,2003,2005 гг.

5. VII International Scientific and Practical Conference of Students, PostGraduates and Young Scientists "Modern Technique and Technologies"- MTT'2001. Tomsk, Russia.

6. International Quantum Electronics Conference-IQEC'2002. Moscow, Russia.

7. III International Symposium "Laser Technologies and Lasers"-LTL'2003. Plovdiv, Bulgaria.

8. International Symposium "Optics Laser". St.-Petersburg, Russia. 2003.

9. VIII Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. Korus 2004. Tomsk, Russia.

10. The 7-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies. 2004, Tomsk, Russia.

11. На семинарах лаборатории квантовой электроники ИОА СО РАН и кафедры промышленной и медицинской электроники электрофизического факультета ТПУ, 2000-2007 гг.

Основные результаты, включенные в диссертацию, опубликованы в 13 печатных работах в рецензируемых изданиях, а также двух патентах РФ. Общее число публикаций по теме - 33. Они указаны в ссылках [8-40].

Исследования по теме диссертации и представление результатов проведены в рамках г/б и прикладной тематик Института оптики атмосферы СО РАН, при поддержке:

- РФФИ, гранты №№ 99-02-17016-а, 00-02-26801-3, 02-02-27130-з, 03-0227135-3,05-02-27130-3,

- Фонда Карипло, Италия, 2000,

- ФЦП «Интеграция науки и высшей школы», 2002,

- ИОА СО РАН, грант для молодых ученых, 2005 -2006 гг.

- «Университеты России», 2005,

- Минобрнауки «Развитие научного потенциала высшей школы 20062008», РНП 2.1.1.5440.

Структура и краткое содержание работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, состоящего из 174 наименований и двух приложений. В работе 125 страниц, включая 38 рисунков и 6 таблиц.

Выводы

Предложенная конструкция саморазогревного активного элемента ЛПБМ в сравнении с известными ранее технически проста и удобна в работе. По энергетическим характеристикам рассматриваемые ГРТ не уступают своим аналогам с независимым нагревом контейнеров с СиВг. Очень важно и то, что в саморазогревном исполнении автоматически поддерживается требуемая разность температур между рабочим каналом и контейнерами с СиВг и снимается задача электрической развязки между ними, поскольку нагреватели контейнеров отсутствуют. Этот факт отражается на сроке службы лазера. Дополнительное использование специального генератора НВг, оригинальность которого заключается в свойстве реверсивности НВг, делает их очень перспективными при решении прикладных задач. Все это в совокупности позволяет обеспечивать стабильную работу саморазогревного ЛПБМ в широком диапазоне рабочих ЧСИ и достигать практически значимых мощностей излучения на высоких для данного момента времени частотах - более 100 кГц.

Заключение

В работе получены следующие основные результаты:

1. Экспериментально показано, что добавки НВг в активную среду СиВг лазера аналогичны действию Н2 и значительно увеличивают его выходные характеристики, причем для достижения максимума генерации требуются большие концентрации Н2, чем НВг.

2. Максимум мощности излучения в СиВг+№+НВг лазере достигается при больших давлениях буферного газа №, чем в СиВг+№+Н2 лазере. Это способствует увеличению срока службы активного элемента лазера.

3. Установлены величины оптимальных добавок Н2, НВг в зависимости от различных условий накачки:

• При одинаковых условиях накачки оптимум давления вводимой добавки при высоких давлениях буферного газа (~100 торр) меньше, чем при низких давлениях № (25 торр) вследствие повышения напряжения пробоя. Увеличение рабочего напряжения и давления добавки Н2 приводит к увеличению выходной мощности, значение которой приближается к мощности излучения при низких давлениях №.

• С увеличением мощности накачки требуется и большая величина оптимальной добавки активной примеси (Н2, НВг). Как правило, это сопровождается увеличением разрядного тока, поэтому повышается концентрация электронов, а также и ее предимпульсное значение. В этом случае для эффективной релаксации плазмы в послесвечении необходимо г большее количество добавки.

• Эксперименты с трубками разного диаметра показали линейную зависимость величины вводимой добавки от диаметра ГРТ. Это вызвано тем, что в узких трубках наряду с объемным механизмом релаксации плазмы в межимпульсный период работает пристеночный, вследствие диффузии частиц к стенке ГРТ, а в трубках большего диаметра для ускорения процессов релаксации требуются большие добавки активных примесей.

• С увеличением частоты следования импульсов накачки также г требуется большая добавка примеси. Межимпульсный интервал уменьшается и для ускорения процессов релаксации плазмы (в первую очередь по электронной компоненте) требуется увеличить величину добавки. В тоже время, оптимальное давление рабочего вещества уменьшается с увеличением частоты следования, что может быть вызвано накоплением свободных атомов меди при сокращении межимпульсного интервала.

4. Использование в качестве коммутатора в схеме накачки СиВг+Нг лазера с малым объемом активной среды таситрона ТГУ1-5/12 позволило достичь частоты повторения импульсов генерации 300 кГц.

5. Применение более мощного коммутатора для накачки ГРТ среднего объема привело к реализации практически значимых мощностей излучения на частотах свыше 200 кГц. При максимально достигнутой частоте накачки 250 кГц в лазерной трубке диаметром 2.6 см мощность излучения составила 1.5 Вт. На частотах 200 и 100 кГц мощности были равны 3 и 10.5 Вт, соответственно.

6. Исследования частотных свойств СиВг лазера, проведенные в режиме сдвоенных, регулярно повторяющихся с частотой до 30 кГц, импульсов накачки, свидетельствуют о возможности достижения частот следования импульсов излучения свыше 500 кГц.

7. На основании исследования режима пониженного энерговклада в разряд СиВг лазера и полученных результатов на высокой частоте делается вывод о том, что существует реальная возможность дальнейшего увеличения частот следования и мощностей излучения лазеров на галогенидах меди в активных элементах не только малого, но и большого объема при условии быстрого ввода энергии и малых энерговкладах за импульс.

8. Разработанная конструкция саморазогревного активного элемента ЛПБМ технически проста и удобна в работе и не уступает по наработке и энергетическим характеристикам известным ранее элементам с независимым нагревом контейнеров с СиВг.

9. Специально разработанный генератор НВг лишен недостатка известного генератора Н2, связанного с реверсивностью и позволяет обеспечивать стабильную работу саморазогревного ЛПБМ в широком диапазоне рабочих ЧСИ и достигать практически значимых мощностей излучения на высоких частотах.

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю д.т.н. профессору Евтушенко Г.С. за руководство работой, а также всем сотрудникам Лаборатории Квантовой Электроники Института Оптики Атмосферы за их неоценимую помощь и вклад в работу.

1. Петраш Г.Г. Импульсные газоразрядные лазеры // Успехи физ. наук. -1971. -Т.105. Вып.4. - С.645-676.

2. Солдатов А.Н., Соломонов В.И. Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов. Новосибирск.: Наука, 1985. - 152 с.

3. Батенин В.М., Бучанов В.В., Казарян М.А., Молодых Э.И., Климовский И.И. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. Москва: Научная книга, 1998. - 544 с.

4. Little C.E. Metal Vapor Lasers: Physics, Engineering & Applicftsons. Chichester (UK): John Willey & Sons Ltd., 1998. - 620 p.

5. Григорьянц А.Г., Казарян M.A., Лябин H.A. Лазеры на парах меди. Москва: Физматлит, 2005. - 312 с.

6. Евтушенко Г.С., Петраш Г.Г., Суханов В.Б., Федоров В.Ф. CuBr-лазер с частотой повторения импульсов до 300 кГц // Квантовая электроника. 1999.- Т.28. №3. - С.220-222.

7. Евтушенко Г.С., Шиянов Д.В., Федоров В.Ф. Частотные характеристики CuBr-лазера // Оптика атмосферы и океана. 2000. - Т.13. - №3. - С.254-257.

8. Евтушенко Г.С., Петраш Г.Г., Суханов В.Б., Федоров В.Ф., Шиянов Д.В. CuBr-лазер с пониженным энерговкладом в разряд // Квантовая электроника.- 2000. Т.ЗО. - №5. - С.406-408.

9. Суханов В.Б., Евтушенко Г.С., Шиянов Д.В., Чернышев А.И. Саморазогревной CuBr-лазер. Оптика атмосферы и океана // 2000. Т.13. -№11. - С.1053-1055.

10. Шиянов Д.В., Федоров В.Ф. Исследование CuBr-лазера в режиме пониженного энерговклада в разряд // Тез. докл. Симпозиума "Лазеры на парах металлов". Лазаревское. ОК "Зарница", 25-29 сентября. 2000 г. -Ростов-на-Дону. - 2000 г. с. 10.

11. Евтушенко Г.С., Костыря И.Д., Тарасенко В.Ф., Шиянов Д.В. Особенности накачки лазера на парах меди и бромида меди // Квантовая электроника. -2001. -Т.31. -№8. С.704-708.

12. Evtushenko G.S., Petrash G.G., Sukhanov V.B., Shiyanov D.V., Fedorov V.F. High pulse repetition frequency CuBr-laser // Proc. SPIE. 2001. - Vol.4184. -P.199-202.

13. Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б., Федоров В.Ф. Лазер на парах бромида меди с высокой частотой следования импульсов // Квантовая электроника. 2002. - Т.32.- №8. - С.680-682.

14. Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б., Федоров В.Ф. Лазер на парах бромида меди с высокой частотой следования импульсов // Тез. Докл. Симпозиума "Лазеры на парах металлов". Лоо. 24-26 сентября. 2002 г. -г.Ростов-на-Дону. 2002 г. - С.45.

15. Evtushenko G.S., Shiyanov D.V., Shestakov D.Yu., Sukhanov V.B., Fedorov V.F., Zhdaneev O.V. High pules repetition rate metal and metal halide vapor lasers // Proc. SPIE. 2003. - Vol.5120. - P.60-66.

16. Андриенко A.C., Евтушенко Г.С., Жданеев O.B., Суханов В.Б., Шиянов Д.В. Влияние добавок НВг в активную среду лазеров на парах меди и галогенида меди // Оптика атмосферы и океана. 2004. - Т. 17. - №2-3. - С. 112-118.

17. Шиянов Д.В., Суханов В.Б., Евтушенко Г.С., Андриенко О.С. Экспериментальное исследование влияния добавок НВг на генерационные характеристики CuBr-лазера // Квантовая электроника. 2004. - Т.34. - №7. -С.625-629.

18. Активный элемент лазера на парах галогенида металла / Патент РФ №2243619 // Евтушенко Г.С., Суханов В.Б., Шиянов Д.В., Чернышев А.И.

19. Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б., Андриенко О.С. Особенности работы лазера на парах бромида меди с добавками бромводорода // Тез.

20. Докл. Симпозиума "Лазеры на парах металлов". Лоо. 21-23 сентября 2004 г. -Ростов-на-Дону. 2004 г. - С.40-41.

21. Evtushenko G.S., Shiyanov D.V., Zhdaneev О.V., Sukhanov V.B. Influence of H2 and HBr-additives on Cu and CuBr vapor lasers performance // Proc. SPIE. -2005,-Vol.5777.-P.511-518.

22. Andrienko O.S., Dimaki V.A., Evtushenko G.S., Sukhanov V.B., Troitskiy V.O., Shiyanov D.V. Metal and metal halide lasers: new opportunities // Optical Engineering. 2005. - Vol.44. - №7. - P.071204-1-071204-5.

23. Shiyanov D.V. Studying laser dependence on specific input power for the CuBr-Ne and CuBr-Ne-H2 lasers // Abstracts of the VIIth International Conference "Atomic and Molecular Pulsed Lasers"-AMPL'2005. September 12-16. Tomsk. Russia. - 2005. - P.24.

24. Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б. Влияние масштабирования вводимой мощности на характеристики CuBr+Ne- и СиВг+№+Н2-лазеров // Оптика атмосферы и океана. 2006. - Т. 19. - №2-3. - С.221-223.

25. Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б. Температурный режим работы CuBr+Ne+H2(HBr) лазера при изменении накачки // Известия Томского политехнического университета. - 2006. - Т.309. - №5. - С.66-69.

26. Способ поддержания и регулирования концентрации галогеноводорода в газорарядной трубке лазера и газоразрядная трубка лазера на парахгалогенидов металлов / Патент РФ №2295811 // Андриенко О.С., Суханов

27. B.Б., Троицкий В.О., Шестаков Д.Ю., Шиянов Д.В.

28. Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б., Федоров В.Ф. Влияние состава газовой смеси и условий накачки на характеристики CuBr-Ne-H2(HBr) -лазера // Квантовая электроника. 2007. - Т.37. - №1. - С.49-52.

29. Shiyanov D.V., Evtushenko G.S., Sukhanov V.B., Fedorov V.F. Influence of gas mixture content and pumping conditions on CuBr+Ne+H2 (HBr) vapor lasers performance // Proc. SPIE. 2006. - Vol.6263. - P.62630C-1-62630C-8.

30. Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С., Суханов В.Б. CuBr-Ne-H2(HBr) лазер с высокой частотой следования импульсов // Докл. Симпозиума "Лазеры на парах металлов". Лоо. 25-29 сентября 2006 г. - Ростов-на-Дону. - 2006 г.1. C.8.

31. Fowles G.R., Silfvast W.T. High-gain laser transition in lead vapor // Appl. Phys. Lett. 1965. - Vol.6. - №12. - P.236-237.

32. Piltch M., Walter W.T., Solimene N., Bennet Jr. Pulsed metal transition in manganese vapor//Appl. Phys. Lett. 1965. - Vol.7. - №11. - P.309-310.

33. Walter W.T., Piltch M., Solimene N., Gould G. Pulsed laser action in atomic copper vapor// Bull. Amer. Phys. Soc. 1966. - Vol.11.-№1. P. 113.

34. Walter W.T., Solimene N., Piltch M., Gould G. Efficient pulsed gas discharge lasers // IEEE J. Quantum Electron. 1966. - V.2. - №9. - P.474-479.

35. Справочник по лазерам / Пер. с англ. с изм. и доп. под ред. Прохорова А.М. // Петраш Г.Г. Лазеры на парах металлов. Москва: "Сов. радио". - 1978. -Т.1. - С.183-197.

36. Климкин В.М. Момент количества движения атома мера инверсии в импульсных лазерах на парах химических элементов. Оптика атмосферы и океана // 2001. - Т.14. - №11. - С.1030-1032.

37. Konagai С., Kimura Н., Aoki N., Kobayashi N., Iizuka S., Baba I. Development of high-power copper vapor laser amplifier // Proc. 15th Ann. Meeting Laser Soc. Jpn. Osaka. Laser Soc. Jpn. 1995. - Vol.15. - P.l 12.

38. Бохан П.А., Герасимов B.A. Оптимизация условий возбуждения в лазере на парах меди. Квантовая электроника // 1979. Т.6. - №3. - С.451-455.

39. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Эффективный импульсный лазер на парах меди с высокой средней мощностью генерации // Письма в ЖЭТФ. -1972. -Т.16. -Вып.1.- С.40-42.

40. Исаков И. М., Леонов А. Г. Лазер на парах меди при давлении близком к атмосферному // Письма в ЖТФ. 1976.- Т.2. - №19. - С.865-867.

41. Федоров А.И., Сергеенко В .П., Тарасенко В.Ф. Установка для исследования генерации с импульсным созданием паров // Квантовая электроника. 1977. Т.4. - №9. - С.2036-2037.

42. Исаков И. М., Леонов А. Г., Старостин А.Н. Лазер на парах меди с разрядом, контролируемым пучком электронов // Письма в ЖТФ. 1981. - Т.7. - №7. С.427-430.

43. Шухтин A.M., Федотов Г.А., Мишаков В.Г. Стимулированное излучение на линиях меди без применения нагревательного элемента. Оптика и спектроскопия //1976. Т.40. - №2. - С.411-412.

44. Шухтин A.M., Федотов Г.А., Мишаков В.Г. Сверхизлучение на линиях меди при импульсном получении паров. Вестник ЛГУ // 1977. №22. - С.33-34.

45. Бохан П.А., Силантьев В.И., Соломонов В.И. О механизме ограничения частоты следования импульсов в лазере на парах меди // Квантовая электроника. 1980. - Т.7. - №6. - С.1264-1269.

46. Withford M.J., Brown D.J.W., Piper J.A. Investigation of the effects of hydrogen and deuterium on copper vapor laser performance // Optics Commun. 1994. -Vol.110. - September. - P.699-707.

47. Chen J.C., Nerheim N.M., Russel R.G. Double discharge copper vapor laser with copper chloride as a lasant // Appl. Phys. Lett. 1973. - Vol.23. - №9.- P.514-515.

48. Gabay S., Smilanski I., Levin L.A., Erez G. Comparison of CuCl, CuBr, and Cul as a lasant for copper vapor laser // IEEE J. Quantum Electron. 1977. - Vol.13. -№5. -P.364-366.

49. Акиртава O.C., Джикия В.Л., Олейник Ю.М. Лазер на парах Cul в парах галогенидов меди. Квантовая электроника // 1975. Т.2.- №8.- С.1831-1832.

50. Исаев А.А., Казарян М.А., Леммерман Г.Ю., Петраш Г.Г. Импульсная генерация на переходах атома меди в разряде в парах бромистой и хлористой меди//Квантовая электроника. 1976.- Т.З.-№8.- С.1800-1803.

51. Astadjov D.N., Sabotinov N.V., Vuchkov N.K. Effect of hydrogen on CuBr laser power and efficiency // Optics Commun. 1985. - Vol.56.- №4. - P.279-282.

52. Livingstone E.S., Jones D.R., Maitland A., Little C.E. Characteristics of a copper bromide laser with flowing Ne-HBr buffer gas // Opt. Quantum Electron. 1992. -Vol.24.-№5.-P.73-82.

53. Jones D.R., Maitland A., Little C.E. A high-efficiency 200 W average power copper HyBrlD laser // IEEE J. Quantum Electron. 1994. - Vol.30. - №10. -P.2385-2390.

54. Withford M.J., Brown D.J.W., Carman R.J., Piper J.A. Investigation of the effects of bromine and hydrogen bromide additives on copper vapor laser performance // Optics Commun. 1997. - Vol.135. - №. - P.164-170.

55. Withford M.J., Brown D.J.W., Carman R.J., Piper J.A. Enhanced performance of elemental copper-vapor lasers by use of H2-HCl-Ne buffer-gas mixtures // Optics Letters. 1998. - Vol.23. - №9. - P.706-708.

56. Withford M.J., Brown D.J.W., Piper J.A. Repetition rate scaling of a kinetically enhanced copper vapor laser // Optics Letters. 1998. - Vol. 23. - №19. - P.1538-1540.

57. Mildren R.P., Marshall G.D., Withford M.J., Coutts D.V., Piper J.A. Input/output power scaling of a compact (0.8 L) kinetically-enhanced copper vapor laser // IEEE J. Quantum Electron. 2003. - Vol.39. - №6. - P.773-777.

58. Marshall G.D., Coutts D.W. Repetition rate scaling up to 100 kHz of a small-scale (50 W) kinetically enhanced copper vapor laser // IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electron. 2000. - Vol.6. - №4. - P.623-628.

59. Astadjov D.N., Dimitrov K.D., Jones D.R., Kirkov V.K., Little C.E., Sabotinov N.V., Vuchkov N.K. Copper Bromide Laser of 120-W Average Output Power // IEEE J. Quantum Electron. 1997. - Vol.33. - №5. - P.705-709.

60. Шухтин A.M., Мишаков В.Г., Федотов Г.А., Танеев A.A. Генерация излучения на линиях Cul при использовании паров бромида меди // Оптика и спектроскопия. 1975. - Т.39. - Вып.6. - С. 1186-1187.

61. Исаков В.К., Калугин М.М., Потапов С.Е., Трофимов Н.П., Тютчев М.В. Лазер на парах CuCl // Письма в ЖТФ. 1976. - Т.2. - Вып.З. - С. 120-124.

62. Абросимов Г.В., Васильцов В.В., Волошин В.Н., Корнеев А.В., Письменный

63. B.Д. Импульсная генерация на самоограниченных переходах атома меди в парах галогенидов меди // Письма В ЖТФ. 1976. - Т.2. - Вып.9. - С.417-420.

64. Nerheim N.M. A parametric study of the copper chloride laser // J. Appl. Phys. -1977. Vol.48. - №3. - P.l 186-1190.

65. Tenenbaum J., Smilanski I., Gabay S., Frez G., Levin L.A., Katriel J., Speiser S. Buffer gas effect on ground and metastable populations in a pulsed CuBr laser // IEEE J. Quantum Electron. 1978. - Vol.14.- №9. - P.680-685.

66. Liu C.S., Feldman D.V., Pack J.L., Weaver L.A. Kinetic processes in continuously pulsed copper halide laser // IEEE J. Quantum Electron. 1977. - Vol.13. - №9. -P.744-751.

67. Гордон Е.Б., Егоров В.Г., Павленко B.C. Возбуждение лазеров на парах металлов цугами импульсов // Квантовая электроника. 1978. - Т.5. - №2.1. C.452-454.

68. Liberman I., Babcock R.V., Liu C.S., George T.V., Weaver L.A. High-repetition-rate copper iodide laser // Appl. Phys. Lett. 1974. - Vol.25. - №6. - P.334-335.

69. Tenenbaum J., Smilanski I., Gabay S., Levin L.A., Erez G. Laser power variation and time dependence of populations in a burst-mode CuBr laser // J. Appl. Phys.1979.-Vol.50.-№1.-P.57-61.

70. Гордон Е.Б., Егоров В.Г., Павленко B.C. Лазер на парах CuCl. Процессы, лимитирующие мощность генерации // Квантовая электроника. 1979. - Т.6. - №12. - С.2579-2589.

71. Tobin R.C., Peard К.А. Interdependence of buffer gas pressure and optimum interpulse delay in a burst mode copper halide laser // IEEE J. Quantum Electron. -1984. Vol.20. - №8. - P.970-977.

72. Chen C.J., Russel G.R. High-efficiency multiply pulsed copper vapor laser utilizing copper chloride as a lasant // Appl. Phys. Lett. 1975. - Vol.26. - №9. -P.504-505.

73. Казарян M.A., Петраш Г.Г., Трофимов A.H. Сравнительные характеристики лазеров на парах меди, хлорида и бромида меди // Квантовая электроника.1980. Т.7.- №3. - С.583-592.

74. Казарян М. А., Трофимов А. Н. Газоразрядная трубка для лазеров на парах галогенидов металлов // Квантовая электроника. 1978. - Т.5. - №11. - С. 2471-2472.

75. Вучков Н.К., Петраш Г.Г., Саботинов Н.В. О сроке службы лазера на парах бромистой меди // Квантовая электроника. 1982. - Т.9. - №9. - С.1891-1893.

76. Солдатов А.Н., Ермолаев А.П., Кирилов А.Е., Филонов А.Г., Филонова Н.А. Температурный режим работы лазера на бромиде меди // Оптика атмосферы и океана. 2000. - Т.13.- №8. - С.775-778.

77. Лазеры на парах металлов и их галогенидов / Под ред. Петраша Г.Г. // Труды ФИАН.- 1987.-Т.181.-193с.

78. Климкин В.М. Проблемы неустойчивости продольных импульсно-периодических разрядов в лазерах на парах металлов // Препринт №1 ИОА. -Томск. 1999.-25с.

79. Климкин В.М. Повторная контракция энергонапряженных импульсно-периодических разрядов // Письма в ЖТФ. 2003. - Т.29. - Вып.18. - С.16-21.

80. Chen C.J., Bhanji A.M., Russel G.R. Long-duration High-efficiency operation of continuously pulsed copper laser utilizing copper bromide as a lasant // Appl. Phys. Lett. 1978. - Vol.33. - №2. - P.146-148.

81. Vetter A.A., Nerheim N.M. Addition of HC1 to the double-pulse copper chloride laser//Appl. Phys. Lett. 1977. - Vol.30. - №8. - P. 405-407.

82. Sabotinov N.V., Vuchkov N.K., Astadjov D.N. Effect of hydrogen in the CuBr-and CuCl-vapor laser // Optics Commun. 1993. - Vol.95. - №55-56.

83. Елаев В.Ф., Лях Г.Д., Пеленков В.П. CuBr-лазер со средней мощностью генерации свыше 100 Вт // Оптика атмосферы. 1989. - Т.2. - №11. - С.1228-1229.

84. Глаголев С.П. Кварцевое стекло. 1934. - Москва - Ленинград: Государственное химико-технологическое издательство. - 215 с.

85. Marazov O.R., Manev L.G. Externally heated CuBr laser // Optics Commun. -1990.-Vol.78.-№l.-P.63-66.

86. Бочков В.Д., Гошева-Маразова М., Климовский И.И. Излучатели лазеров на парах металлов, снабженные генератором водорода с большим сроком службы // Оптика атмосферы и океана. 2001. - Т.14. - №11. - С.1027-1029.

87. Sabotinov N.V., Kostadinov I.K., Bergman H.W., Salimbeni R., Mizeraczyk J. A 50-Watt copper bromide laser//Proc. SPIE. 2001. - Vol.4184. - P.203-205.

88. Евтушенко Г.С., Егоров A.JI., Полунин Е.П. Возможности схемы накачки лазеров на парах металлов с формирующей цепью // Оптика атмосферы и океана. 1996. - Т.9. - №2. - С.166-168.

89. Кухарев В.Н., Ларин В.В., Мальцев А.Н. Возможность повышения выходной мощности лазера на парах меди // Приборы и техника эксперимента. 1995. -№5. - С.156-160.

90. Воронов В.И., Елаев В.Ф., Иванов А.И., Кирилов А.Е., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Шумейко А.С. Исследование и разработка мощных лазеров на парах бромида меди с отпаянным активным элементому // Оптика атмосферы и океана. 1993. - Т.6. - №6. - С.727-730.

91. Vuchkov N.K., Astadjov D.N., Sabotinov N.V. Influence of the excitation circuits on the CuBr laser performance // IEEE J. Quantum Electron. 1994. - Vol.30. -№3. -P.750-758.

92. Vuchkov N.K. Novel circuits for the exitation of metal vapor lasers. In: Pulsed Metal Vapor Lasers / Little C.E., Sabotinov N.V. Editors // Kluwer*Academic Publishers. Dordrecht. - 1996. - P. 183-188.

93. Юдин H.A. Влияние параметров разрядного контура на частотно-энергетические характеристики генерации лазера на самоограниченных переходах атома меди // Квантовая электроника. 2000. - Т.30. - №7. - С.583-586.

94. Astadjov D.N., Dimitrov K.D., Jones D.R., Kirkov V., Little L., Little C.E., Sabotinov N.V., Vuchkov N.K. Influence on operating characteristics of scaling sealed-off CuBr lasers in active length // Optics Commun. 1997. - Vol.135. -P.289-294.

95. Фогельсон Т.Б., Бреусова Л.Н., Вагин Л.Н. Импульсные водородные тиратроны. Москва: "Сов. радио ". - 1974. - 212 с.

96. Юдин Н.А. Энергетические характеристики лазера на парах меди в области устойчивой работы тиратрона // Квантовая электроника. 1998. - Т.25. №9. С.795-798.

97. Юдин H.A. Влияние параметров коммутатора на эксплуатационные характеристики лазера на парах меди // Квантовая электроника. 2002. -Т.32. - №9. - С.815-819.

98. Кухарев В.Н., Ларин В.В., Мальцев А.Н. Исследование лазера на парах меди с большим активным объемом при накачке от тиристорного и тиратронного источников // Оптика атмосферы и океана. 1996. - Т.9. -№11.- С.1529-1534.

99. Евтушенко Г.С., Кашаев В.Ю., Паршина Н.В., Суханов В.Б., Татур В.В., Трифонов А.Н., Федоров В.Ф. CuBr-лазер с транзисторным коммутатором // Оптика атмосферы и океана. 2000. - Т.13. - №3. - С.265-266.

100. Иванов Е.В., Мошкунов С.И., Хомич В.Ю. Магнитотранзисторный генератор для питания лазера на парах меди // Приборы и техника эксперимента. 2006. - №1. - С.88-89.

101. Le Guyadec Е., Chatroux D., Garnier L. High power copper vapor laser driven by solid state power supplies // Proc. SPIE. 2001. - Vol.4184. - P. 195-198.

102. Soldatov A.N., Polunin Yu.P., Chausova L.N. Evaluation of metal vapor laser designs with radial separation of active medium // Proc. SPIE. 1993. - Vol.2619. - P.123-133.

103. Chang J.J., Warner B.E., Boley C.D., Dragon E.P. High-power copper vapor lasers and applications. In: Pulsed Metal Vapor Lasers / Little C.E., Sabotinov N.V. Editors // Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. - 1996. - P. 101-112.

104. Активный элемент лазера на парах металлов: По заявке №2003102571 (002718) с приоритетом от 30.01.2003 г. / Евтушенко Г.С., Жданеев О.В., Климкин В.М., Погребенков В.М., Суханов В.Б., Федоров В.Ф.

105. Жданеев О.В., Евтушенко Г.С. Теоретический анализ влияния радиальных вставок на генерационные характеристики лазера на парах меди // Оптика атмосферы и океана. 2003. - Т.16. - №7. - С.616-623.

106. Демкин В.П., Солдатов А.Н., Юдин H.A. Эффективность лазера на парах меди (ЛПМ) // Оптика атмосферы и океана. 1993. - Т.6 - №6. - С.659-664.

107. Солдатов А.Н., 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.

108. Солдатов А.Н., Федоров В.Ф. Лазер на парах меди со стабилизированными выходными параметрами // Квантовая электроника. 1983. - Т.10. - №5. -С.974-980.

109. Солдатов А.Н. Физика и техника лазеров на парах меди с управляемыми параметрами // Оптика атмосферы и океана. 1993. - Т.6. - №6. - С.650-658.

110. Tenenbaum J., Smilanaki I., Gabay S., Erez G., Levin L.A. Time dependence of copper-atom concentration in ground and metastable states in a pulsed CuCl laser // J. Appl. Phys. 1978. - Vol.49. - №5. - P.2662-2665.

111. Заякин А.А., Климовский И.И. Временной ход концентрации электронов в послесвечении лазеров на галогенидах меди, работающих в режиме сдвоенных импульсов возбуждения // Квантовая электроника. 1983. Т.10. -№6. - С.1092-1097.

112. Мальцев А.Н. Кинетика импульсно-периодической генерации лазера на парах меди // Препринт ИОА №1. Томск. -1982. - 40 с.

113. Cheng Ch., Sun W. Study on the kinetic mechanisms of copper vapor lasers with hydrogen neon admixtures // Optics Commun. 1997. - Vol.144. - December. -P.109-117.

114. Carman R.G., Withford M.J., Brown D.J.W., Piper J.A. Influence of the pre-pulse plasma electron density on the performance of elemental copper vapor lasers // Optics Commun. 1998. - Vol.157. - December. - P.99-104.

115. Boichenko A.M., Evtushenko G.S., Yakovlenko S.I., Zhdaneev O.V. Theoretical analysis of mechanisms behind the influence of hydrogen admixtures on lasing characteristics of a copper-vapor laser // Laser Physics. 2003. - Vol. 13. - №10. -P.1231-1255.

116. Бойченко A.M., Евтушенко Г.С., Жданеев O.B., Яковленко С.И. Теоретический анализ механизмов влияния добавок водорода на генерационные характеристики лазера на парах меди // Квантовая электроника. 2003. - Т.ЗЗ. - №12. - С.1047-1058.

117. Жданеев О.В. Моделирование процессов в лазерах на парах меди с модифицированной кинетикой. Дисс. к. ф.-м. н. Томск. - 2004.

118. Boichenko A.M., Evtushenko G.S., Yakovlenko S.I., Zhdaneev O.V. Theoretical analyze of influence of hydrogen chloride additives on copper vapor laser performance // Laser Physics. 2004. - Vol. 14. - №8. - P.930-952.

119. Boichenko A.M., Evtushenko G.S., Yakovlenko S.I., Zhdaneev O.V. Analysis of influence of hydrogen bromide admixtures on copper vapor laser performance // Laser Physics. 2004. - Vol. 14. - №7. - P.835-846.

120. Cheng Cheng, Wei Sun. Effects of additive hydrogen on kinetics mechanisms of CuBr lasers // Optics Commun. 1995. - Vol.117. - №. - P.357-366.

121. Астаджов Д.Н., Вучков H.K., Исаев A.A, Петраш Г.Г., Пономарев И.В., Саботинов Н.В. Релаксация метастабильных атомов меди в лазере на парах бромида меди в режиме регулярных импульсов // Квантовая электроника. -1987. Т.14. - №2. - С.396-399.

122. Astadjov D.N., Isaev A.A., Petrash G.G., Ponomarev I.V., Sabotinov N.V., Vuchkov N.K. Temporal and radial evolution of the populations of Cul levels in the CuBr laser // IEEE J. Quantum Electron. 1992. - Vol.28. - №10. - P. 19661969.

123. Astadjov D.N., Vuchkov N.K., Sabotinov N.V. Parametric snudy of the CuBr laser with hydrogen additives // IEEE J. Quantum Electron. 1988. - Vol.24. -№9. - P.1927-1935.

124. Astadjov D.N. Influence of hydrogen on the kinetics of copper bromide lasers. In: Pulsed Metal Vapor Lasers / Little C.E., Sabotinov N.V. Editors // Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. - 1996. - P. 169-174.

125. Jones D.R., Little C.E. Kinetics of copper HyBrlD lasers // Proc. SPIE. 1995. -Vol.2619.-P.52-67.

126. Jones D.R., Halliwell S.N., Little C.E. Influence of remanent electron density on the performance of copper HyBrlD lasers // Optics Commun. 1994. - Vol.111.-October. - P.394-402.

127. Webb C.E., Hogan G.P. Copper laser kinetics-a comparative study. In: Pulsed Metal Vapor Lasers / Little C.E., Sabotinov N.V. Editors // Kluwer Academic Publishers. Dordrecht. - 1996. - P.29-41.

128. Isaev A.A., Jones D.R., Little C.E., Petrash G.G., Whyte C.G., Zemskov K.I. Characteristics of pulsed discharges in copper bromide and copper HyBrlD lasers // IEEE J. Quantum Electron. 1997. - Vol.33. - №6. - P.919-926.

129. Mildren R.P., Withford M.J., Brown D.J.W., Carman R.J., Piper J.A. Afterglow ground-state copper density behaviour in kinetically enhanced copper vapor lasers // IEEE J. Quantum Eltctron. 1998. - Vol.34. - №12. - P.2275-2278.

130. Carman R.J., Mildren R.P., Withford M.J., Brown D.J.W., Piper J.A. Modelling the plasma kinetics in a kinetically enhanced copper vapor laser utilising HC1+H2 admixture // IEEE J. Quantum Electron. 2000. - Vol.36. - №4. - P.438-449.

131. Carman R.J., Mildren R.P., Piper J.A., Marshall G.D., Courts D.W. Plasma kinetics issues for repetition rate scaling of kinetically enhanced copper vapor lasers //Proc. SPIE. 2001. - Vol.4184. - P.215-218.

132. Земсков К.И., Исаев А.А., Петраш Г.Г. Роль отрицательных ионов в плазме импульсных лазеров на парах металлов и их соединений // Квантовая электроника. 1997. - Т.24.- №7. - С.596-600.

133. Воробьёв Б.Д., Калинин С.В., Климовский И.И., Костадинов И.К., Крестов В.А., Кубасов В.М., Маразов О.Р. Лазер на парах меди со средней удельнойлмощностью генерации свыше 1 Вт/см // Квантовая электроника. 1991. -Т.18. -№10. -С.1178-1180.

134. Astadjov D.N., Dimitrov K.D., Little С.Е., Sabotinov N.V., Vuchkov N.K. A CuBr-laser with 1.4 W/cm3 average output power // IEEE J. Quantum. Electron. -1994.-Vol.30.-№6. -P.3158-3160.

135. Sabotinov N.V., Akerboom F., Jones D.R., Maitland A., Little C.E. A copper HyBrlD laser with 2 W/cm3 specific average output power // IEEE J. Quantum Electron. 1995. - Vol.31.- №4. - P.747-753.

136. Алаев M.A., Баранов А.И., Верещагин H.M., Гнедин И.Н. Лазер на парах меди с частотой повторения импульсов излучения 100 кГц // Квантовая электроника.- 1976.- Т.З.- №5.-С. 1134-1135.

137. Fahlen T.S. High pulse rate mode-locked copper vapor laser // IEEE J. Quantum Electron. 1977. - Vol.13. - №3. - P.546-547.

138. Солдатов А.Н., Федоров В.Ф. Лазер на парах меди с частотой следования импульсов до 230 кГц // Известия вузов. Физика. 1983. - Т.26. - №9. - С.80-84.

139. 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.

140. 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.

141. Исаев A.A. Михкельсоо В.Т., Петраш Г.Г., Пеэт В.Э., Пономарев И.В., Трещалов А.Б. Кинетика возбуждения рабочих уровней лазера на парах меди в режиме сдвоенных импульсов // Квантовая электроника. 1988. - Т. 15. -№12. - С.2510-2513.

142. Петраш Г.Г. Процессы, определяющие достижимую частоту повторения импульсов в импульсных лазерах на парах металлов и их соединений // Препринт ФИАН. 1999. - №28. - С. 1-36.

143. Лябин H.A., Чурсин А.Д., Угольников С.А., Королева М.Е., Казарян М.А. Разработка, производство и применение отпаянных лазеров на парах меди и золота // Квантовая электроника. 2001. - Т.31. - №3. - С.191-202.

144. Юдин H.A. Оптимальные режимы работы лазера на парах меди в условиях эффективной накачки // Оптика атмосферы и океана. 2002. - Т. 15. - №3.-С.228-233.

145. 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. - Vol.11. -№5. - P.580-588.

146. Яковленко С.И. Критическая плотность электронов при ограничении частоты следования импульсов в лазере на парах меди // Квантовая электроника. 2000. - Т.30. - №6. - С.501-505.

147. Бойченко A.M., Яковленко С.И. Критические предимпульсные плотности электронов и метастабилей в лазерах на парах меди // Квантовая электроника. 2002. - Т.32. - №2. - С.172-178.

148. Boichenko A.M., Yakovlenko S.I. Critical prepulse densities of electrons and metastable states in copper-vapor lasers // Laser physics. 2002. - Vol.12. - №7. -P.1007-1021.

149. Петраш Г.Г. Об ограничении частоты повторения импульсов в лазере на парах меди, связанном с предымпульсной плотностью электронов // Квантовая электроника. 2001. - Т.31.- №5. - С.407-411.

150. Петраш Г.Г. Влияние предимпульсной плотности электронов и населенности нижнего лазерного уровня на достижимую частоту повторения импульсов в лазере на парах меди // Квантовая электроника. 2002. - Т.32. - №2. - С. 179182.

151. Петраш Г.Г. О моделировании лазера на парах меди с добавками водорода // Квантовая электроника. 2005. - Т.35. - №6. - С.576-577.

152. Бойченко A.M., Евтушенко Г.С., Жданеев О.В., Яковленко С.И. Комментарий к заметке Г.Г. Петраша "О моделировании лазера на парах меди с добавками водорода" // Квантовая электроника. 2005. - Т.35. - №6. -С.578-560.

153. Юдин H.A. Ограничение эффективности лазера на парах меди и пути его преодоления // Оптика атмосферы и океана. 2004. - Т.17. - №2-3. - С. 140145.

154. Трофимов А.Н. Исследование импульсных лазеров на парах галогенидов меди. Дисс. к. ф-м. н. Москва. 1982. - 166 с.

155. Фогельсон Т.Б., Бреусова JI.H., Вагин Л.И. Импульсные водородные тиратроны. Москва: Сов. Радио, 1974. - 211 с.

156. Диагностика плазмы / Под ред. Хаддлстоуна Р., Леонарда С. Москва: Мир, 1967.-515 с.

157. Вассерман С.Б. Работа пояса Роговского при измерении токов импульсных пучков наносекундной длительности // Приборы и техника эксперимента. -1972. №2. - С.98-103.

158. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Ленинград: Наука, 1974.-108 с.

159. Лосев B.C., Тарасенко В.Ф. Влияние добавок SF6 на характеристики N2 лазера. Журнал технической физики. 1976. - Т.46. - вып.Ю. - С.2202-2204.

160. Солдатов А. Н., Суханов В. Б., Федоров В. Ф. Юдин Н. А. Исследование лазера на парах меди с повышенным КПД // Оптика атмосферы и океана. -1995.-Т. 8.-№11.-С. 1626-1636.

161. Справочник химика / Под. Ред. Никольского Б.П. Ленинград: Химия, -1971.-Т.1.-1071 с.

162. Liu C.S., Feldman D.W., Weaver L.A. Temporal and spatial measurements of Cu ground state densities in continuously-pulsed CuBr laser discharges // Proc. Int. Conf. On Lasers'79, STS Press: McLean, VA. 1980. - P. 352-358.

163. Брек Д. Цеолитные молекулярные сита. Москва: Мир, 1980. - Т.1. - 502 с.

164. Воронов В.И., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Кирилов А.Е., Шумейко A.C., Юдин H.A. Лазер на парах бромида меди с воздушным охлаждением и средней мощностью генерации 10-15 Вт // Оптика атмосферы и океана. -1998.-Т.П.-№2-3.-С. 187-188.