Процессы генерации в движущихся лазерно-активных средах и возможности управления динамическими режимами работы лазеров тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

Московский государственный университет им М В Ломоносова

Физический факультет

На правах рукописи

Федосеев Анатолий Иванович

Процессы генерации в движущихся лазерно-активных средах и возможности управления динамическими режимами работы лазеров

Специальность 01 04 05 - оптика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 2007

003071698

Работа выполнена на физическом факультете Московского государственного университета им М В Ломоносова

Защита состоится 14 июня 2007 г в 16 часов на заседании Дисссертационного совета Д 501 001 67 в Московском государственном университете им M В Ломоносова по адресу 119992, г Москва, ГСП-2, Ленинские горы, д 1, стр 2, физический факультет, ауд им Р В Хохлова

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ им M В Ломоносова по адресу 119992, г Москва, ГСП-2, Ленинские горы, д 1, стр 2, физический факультет

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук профессор В А Алешкевич

доктор физико-математических наук профессор А С Бирюков

доктор физико-математических наук профессор А Ф Глова

Ведущая организация

Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН

Автореферат разослан

2007 г

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 501 00 кандидат физико-математических i доцент

.Королев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Физическая проблема взаимодействия мощного излучения с потоком активной среды в резонаторе лазера относится к числу важных проблем нелинейной оптики движущихся сред Актуальность этой проблемы определяется потребностями дальнейшей разработки физических основ проточных газовых лазеров, которые находят широкое применение в науке и технике Электроразрядные лазеры на молекулярных газах (СО2, СО), характеризующиеся высокой энергетической эффективностью, составляют в настоящее время основной арсенал "технологических лазеров", используемых в современном промышленном производстве Газодинамические СО2 лазеры со сверхзвуковым потоком рабочей смеси, способные давать рекордно высокие мощности непрерывной генерации, также находят ряд важных специальных применений

В то же время лазеры с движущейся активной средой сами по себе являются интересным объектом физических исследований Генерация излучения здесь имеет ряд принципиальных особенностей Одна из них состоит в том, что в механизме образования инверсии в оптическом резонаторе существенную, а иногда и главную роль играют процессы вноса и выноса возбужденных молекул Эти процессы во многом определяют вид пространственного распределения коэффициента усиления внутри резонатора и особенности насыщения усиления

В отличие от лазеров с неподвижной средой, воздействие на движущуюся среду стационарного поля в резонаторе в режиме непрерывной генерации всегда является нестационарным Взаимодействие поля с движущейся активной средой носит существенно нелокальный характер, при этом движение среды создает связь между различными пространственными зонами резонатора Такие особенности взаимодействия поля с движущейся активной средой при некоторых условиях могут приводить к неустойчивости стационарной генерации По своим динамическим свойствам проточные лазеры принадлежат к классу распределенных пространственно-неоднородных нелинейных динамических систем с движущейся средой Этот класс систем, остающийся до настоящего времени относительно мало изученным, характеризуется весьма сложным динамическим поведением Исследование механизмов неустойчивости в таких лазерах и динамических режимов их работы, включая хаотическую генерацию, представляет несомненный интерес для общей теории нелинейных динамических систем

Естественно, что эффекты движения среды становятся значительными только в лазерах с достаточно быстрым потоком, когда время пролета молекул через резонатор гу сравнимо или меньше характерных времен релаксации среды В этих условиях кинетические процессы, протекающие с характерными временами, превосходящими г у,

могут считаться «замороженными» Это обстоятельство позволяет получать стационарную генерацию в быстрораспадакицихся активных средах, например в переохлажденном ниже равновесной температуры конденсации углекислом газе Исследование свойств генерации в таких средах может дать важную информацию о кинетических процессах в колебательно-возбужденных газах в области низких температур С другой стороны, реализация в движущейся активной среде короткоживущих сильно неравновесных состояний создает принципиальную возможность достижения инверсии на новых лазерных переходах В газодинамическом СО2 лазере таким путем удается получить генерацию в длинноволновой области ИК спектра, которая представляет интерес для целого ряда практических применений, например в фотохимии, включая разделение изотопов, для зондирования атмосферы, исследований полупроводниковых материалов

Эффективность применения мощных быстропроточных лазеров (БПЛ) в области новых технологий нередко ограничивается недостаточной пространственной и временной стабильностью их излучения, обусловленной флуктуациями показателя преломления в турбулентном потоке, колебаниями плазмы газового разряда и другими факторами Наряду с этим существует и другая причина нестабильности, связанная с динамической неустойчивостью стационарной генерации в движущихся средах и возбуждением автоколебаний Вместе с тем, для многих технологических операций оптимальными являются импульсно-периодические режимы генерации различных видов, причем в ряде случаев желательно иметь возможность изменять режим генерации лазера в процессе выполнения одной операции Применение с этой целью импульсно-периодических источников питания для возбуждения активной среды, как и использование оптических модуляторов, в лазерах большой мощности встречает серьезные трудности По этой причине наряду с задачей стабилизации стационарной генерации, исследования физических механизмов развития динамической неустойчивости представляет интерес для разработки на их основе новых способов получения автомодули-рованной генерации и управления временными характеристиками излучения БПЛ

Целями диссертационной работы являлись

1 Выяснение на основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований с СО2 лазером физических особенностей генерации в движущихся лазерно-активных средах, включая процессы энергосъема и взаимодействия с резонансным излучением

2 Выяснение физических механизмов и типов автоколебательной неустойчивости, возникающей в движущихся средах, а также характеристик автомодулированной генерации

3 Разработка на основе проведенных исследований физических основ методов управления динамическими режимами генерации проточных лазеров

Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи

1 Создать экспериментальный образец газодинамического СО2 лазера с большой длиной усиления, который позволял бы исследовать спектральные и энергетические характеристики лазерных сред в широком диапазоне изменения их параметров, включая переходы с малыми коэффициентами усиления

2 Разработать экспериментальные методы комплексной диагностики сверхзвукового потока активной среды СО2 ГДЛ, которые позволили бы определить все ее основные параметры (скорость, плотность, колебательную и газовую температуры, населенности уровней, коэффициенты усиления переходов и др )

3 Разработать и экспериментально реализовать способ получения активной среды с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности связанных мод С02 и глубоким охлаждением газа Исследовать генерационные свойства лазерных переходов, а также особенности резонансного поглощения излучения в такой среде

4 Разработать теоретические подходы к изучению автоколебательной неустойчивости в БПЛ на основе анализа свойств мод автоколебательных возмущений Исследовать механизмы возбуждения автоколебаний в различных оптических системах БПЛ

5 Исследовать особенности трансформации автоколебательных возмущений при переходе в нелинейную стадию и характеристики насыщенных установившихся автоколебательных режимов генерации

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в том, что в ней впервые

1 Разработан и реализован способ создания активной среды СО2 ГДЛ с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности, который позволяет получать генерацию на целом ряде длинноволновых переходов Экспериментально исследованы характеристики одновременной генерации на переходах с Я=10,6 мкм и 18,4 мкм Показано, что при поглощении резонансного излучения в системе уровней связанных мод СО2 существует механизм нестационарного кинетического охлаждения газа, обусловленный энгармонизмом уровней

3 Показано, что в БПЛ имеется несколько различающихся физических механизмов автоколебательной неустойчивости, которым соответствуют разные по своим свойствам моды возмущений, и дана их классификация Установлено, что моды различных типов могут взаимодействовать между собой, в результате чего происходят изменения частот и инкрементов, а также искажения их пространственных структур

4 Предложена простая аналитическая модель, позволяющая рассчитать частоты, инкременты, пространственную структуру мод возмущений, а также эффекты взаимодействия мод различных типов по характеристикам стационарной генерации

5 Исследованы характеристики режимов автомодулированной хаотической генерации в БПЛ Установлены особенности сценария развития хаоса Показано, что при изменении управляющего параметра происходит перестройка хаотического аттрактора, сопровождающаяся изменением его размерности

6 Разработаны физические основы методов управления динамическими режимами генерации БПЛ с использованием нелинейно-динамических явлений в движущихся средах

По ряду разработанных способов и устройств получены патенты Это относится к способу измерения скорости потока [5], к способу получения активной среды с высокой степенью неравновесности и соответствующему устройству [13], к способам получения импульсно-периодической генерации [23], [24], [28]

Защищаемые положения

1 Предложенный и реализованный газодинамический СО2 лазер модульной конструкции с большой длиной усиления позволяет исследовать процессы генерации в широком диапазоне параметров рабочих смесей, в том числе на переходах с малыми коэффициентами усиления

2 Разработанный способ создания активной среды молекул СО2 с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности и глубоким охлаждением газа по-

зволяет получать информацию о молекулярно-кинетических процессах, а также существенно расширяет набор лазерных переходов

3 Результаты экспериментального исследования «комбинированного» лазера с одновременной генерацией на переходах с Я=10,б и 18,4 мкм молекулы СО2 Механизм кинетического охлаждения молекулярного газа при поглощении резонансного излучения, обусловленный энгармонизмом колебательных уровней

4 В БПЛ с неустойчивым резонатором существуют различные физические механизмы автоколебательной неустойчивости, которые приводят к возбуждению разных по своим характеристикам типов автоколебаний Моды автоколебательных возмущений могут взаимодействовать между собой, что существенно изменяет их свойства Подобные моды возмущений существуют и в системе генератор - многопроходный усилитель

5 Раскачка автоколебаний в области неустойчивости приводит к формированию различных установившихся автомодуляционных регулярных или хаотических режимов генерации Сценарий развития хаоса характеризуется перестройкой аттрактора, сопровождающейся изменением его размерности

6 Результаты исследований механизмов неустойчивости и нелинейно-динамических явлений создают физические основы методов управления динамическими режимами генерации лазеров с движущейся средой

Практическая ценность результатов работы

1 Полный комплекс экспериментальных методов диагностики потоков молекулярных активных сред может найти применение в разработках технологических лазеров, в том числе для оптимизации параметров резонаторов

2 Лазерный источник на длинноволновых переходах в диапазоне 16-21 мкм с перестройкой по отдельным колебательно-вращательным линиям может быть использован для диагностики сред, содержащих молекулы СО2, а также в разнообразных приложениях молекулярной спектроскопии, физики полупроводников и лазерной фотохимии, включая разделение изотопов

3 Результаты исследований физических механизмов автоколебательной неустойчивости в быстропроточных лазерах могут использоваться для стабилизации стационарной генерации в действующих лазерах и должны учитываться при разработке новых типов БПЛ

4 Разработанные методы управления временными характеристиками излучения мощных БПЛ с различными типами резонаторных системам позволяют эффек-

тивно переключать режимы генерации, благодаря чему расширяются возможности практических применений таких лазеров

Апробация работы. Основные результаты исследований, представленных в диссертации, были доложены и обсуждены на следующих научных конференциях и школах-семинарах VIII Международный коллоквиум по газодинамике взрывов (Нью-Йорк , 1981), XI Всесоюзная конференции по когерентной и нелинейной оптике (Ереван -1982 ), I-IV Всесоюзные конференции «Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах» (Москва, МГУ - 1982, 1984, 1986, 1988), VIII и IX Международные конференции «Инфракрасные и миллиметровые волны» (Марсель, 1983, Такарацука 1984), II Всесоюзная конференция "Теоретическая и прикладная оптика" (Ленинград, 1986), V Международная конференция по технологическим лазерам и их применениям (Шатура, 1995), XII, и XV Международные симпозиумы «Проточные, химические и мощные лазеры» (Санкт-Петербург 1998, Прага, 2004), V Международная школа "ХАОС-98" (Саратов, 1998), Международная конференция «Фундаментальные проблемы физики» (Саратов, 2000), Международный конгресс "Оптика -XXI век", Санкт-Петербург, 2000), VII международная конференция «Лазерные и ла-зерно-информационные технологии-2001» (Суздаль, 2001), Международная конференция по лазерам, их применениям и технологиям-2002 усовершенствованные лазеры и лазерные системы (Москва, 2002), Международная конференция по лазерам, их применениям и технологиям-2005 мощные лазеры и их применения (Санкт-Петербург, 2005)

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 62 печатных работы, в том числе 27 статей в реферируемых журналах (Письма в ЖТФ, Квантовая электроника, Оптика и спектроскопия, Журнал прикладной спектроскопии, Вестник Московского университета и др), 5 авторских свидетельств и патентов опубликованы в Бюллетенях изобретений и 30 работ опубликовано в сборниках трудов научных конференций и препринтах Более подробное изложение прикладных аспектов исследований содержится в 12 отчетах по договорным научно-исследовательским работам, выполнявшихся при непосредственном участии автора Основные результаты диссертации опубликованы в работах, список которых приведен в конце автореферата

Личный вклад автора Все изложенные в диссертации оригинальные результаты получены автором лично или при его непосредственном участии Автор осуществлял выбор объектов исследований, разработку методов измерений, постановку и проведение экспериментов, построение расчетных моделей, анализ результатов

Структура и состав диссертации Диссертация состоит из введения и четырех глав В заключении сформулированы основные выводы работы Каждая глава снабжена кратким предисловием, в котором характеризуется направление проводимых исследований и приводится содержание отдельных разделов главы Первый раздел каждой главы содержит краткий литературный обзор состояния вопроса на момент исследований, в последнем разделе сформулированы основные научные результаты главы В конце диссертации приведены списки литературы список цитируемой литературы (239 ссылок), работы автора по теме диссертации (62 ссылки), перечень отчетов по договорным научно-исследовательским работам (12 наименований) Общий объем диссертации составляет 263 страницы, диссертация содержит 159 рисунков и 8 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обсуждается актуальность темы исследований, сформулированы цели, задачи, научная новизна, практическая ценность работы и защищаемые положения, приведена краткая аннотация содержания глав

Первая глава посвящена экспериментальному изучению влияния движения активной среды на характеристики проточного лазера, включая особенности съема энергии в резонаторе В качестве объекта исследования взят газодинамический лазер на смеси СО^-Л^, в котором, благодаря малому времени пролета среды через резонатор (Гу~10"4с), эффекты движения среды проявляются наиболее сильно В литературном

обзоре рассматриваются типовые системы ГДЛ, включая варианты с подмешиванием СОг в поток колебательно-возбужденного азота Анализируются основные теоретические подходы к расчету характеристик ГДЛ и их оптимизации Отмечается в частности, что многофакторная совместная оптимизация параметров активной среды и резонатора, проводившаяся на основе численных расчетов для конкретных ГДЛ, не позволяет установить общие закономерности энергосъема в резонаторе и выявить влияние его отдельных параметров

Приводится описание созданного экспериментального образца СО2 ГДЛ с импульсным электродуговым нагревом газа, предназначенного для диагностических исследований и моделирующего процессы в мощных ГДЛ Использована оригинальная модульная конструкция камеры нагрева и сопловых блоков, состоящая из набора секций, последовательно расположенных вдоль оптического канала Увеличение числа

гЗй

секций позволяет получать, в принципе, любую длину усиления, что дает возможность исследовать характери-ВПЯКШММНМН стики пеРехоД°Е с малыми коэффициентами усиления В ИНИИЗЕшЙЙМИИШИ! экспериментах использовались, как правило, 4 секции с " р|М общей длиной усиления 40 см. Установка работала как в обычном варианте, так и в схеме с подмешиванием СО; и

т

!':::: 1 Даляение ЛГ':7 в фор-камере (аверху. 4,5 и С?г п / ч мощность генерации (внизу, 140 Вт/дед). Гориюн-тальный масштаб 2,5 мс/дел.

'•X'/ : 1 V

обеспечивала широкий диапазон возможных изменений параметров активной среды и резонатора. Длительность квазистационарной генерации составляла ~10 мс (см. осциллограмму на рис.1). С устойчивым резонатором лазер работал в многоходовом режиме генерации с максимальным значением выходной мощности -! кВт. На рис.2 показан отпечаток пучка излучения непосредственно за выходным полупрозрачным зеркалом.

С использованием данной установки решались задачи разработки достаточно полного комплекса методов экспериментальной диагностики потока активной среды. Измерения скорости сверхзвукового потока проводилось с помощью разработанного оригинального метода «оптической метки)». Метод основан на насыщении среды коротким импульсом генерации в режиме модуляции добротности резонатора и регистрации изменений усиления на некотором расстоянии ниже по потоку. Для определения плотности и колебательной температуры возбужденных молекул азота использован метод комбинационного рассеяния (КР), который потребовал значительных разработок с целью приспособления к задачам диагностики разреженного сверхзвукового потока активной среды. Для эффективного возбуждения КР при невысокой плотности газа применялась многоходовая фокусирующая кювета, позволявшая свести в объеме измерений (~ 1 см3) до 50 проходов луча. Для бесшумовой регистрации компонент КР использовались стробирусмые ФЭУ и наборы узкополосных интерференционных светофильтров. включающих антибликовые элементы. Точность измерений колебательной температуры составила -50 К. Наряду с известным методом калиброванных, потерь для исследования характеристик насыщения усиления в работе использован также метод, основанный на измерении к остаточного» коэффициента усиления на выходе потока из резонатора. Найдено, что в режиме стационарной генерации значения по-

Рис.2. Сечение пучка выходного излучения.

и

следнего оказываются существенно ниже величины потерь резонатора, что говорит о более полном съеме энергии с потока по сравнению с неподвижной средой при той же добротности резонатора

В качестве примера в табл 1 представлены измеренные параметры активной

Табл 1

Параметры активной среды ГДЛ(1) ГДЛ(П)

Оптимальная смесь С02 N2 Не 1 2,5 2 1 4 1

Скорость потока газа (см/с) 1,65 105 1,5 105

Статическое давление (атм ) 0,03 0,045

Температура газа (К) 330 360

Плотность Ы2 в смеси (см3) 3 10" 6 10"

Колеб температура, (К) 950 1100

Коэффициент усиления, (см ') 0,7 102 1 ю2

Запас колеб мощи Рк01 (кВт) 1,45 3,9

Отношение Р„рсь/Ркал 0,7 0,8

среды в резонаторе для типовых режимов работы двух вариантов лазера - обычного (I) и с селективным нагревом азота и последующим подмешиванием СО2 вблизи критического сечения сопла (II) Приведенные в таблице значения параметров относятся к моменту максимума мощности генерации (Рпрец - предельная мощность генерации, достигаемая при полном насыщении инверсии полем излучения) Представленные данные показывают преимущества метода селективного термического возбуждения

Анализ экспериментальных результатов проводился в рамках простой аналитической модели, в которой активная среда на входе в резонатор характеризуется минимальным числом параметров Полученные расчетные соотношения позволили использовать измеренные величины параметров насыщения для диагностики потока активной среды Ре- у

0,8

зультаты такой диагностики дают значения параметров потока, хорошо согласующиеся с измеренными прямыми методами

Приводятся результаты расчетов оптималь- М ных значений пропускания зеркал и протяженности <? апертуры резонатора вдоль потока, а также достигаемых величин энергосъема для заданных параметров потока на входе в резонатор при разных величинах диссипативных потерь резонатора В качестве примера на рис 3 показана зависимость величины У7 = Реых / Рпред от нормированной величины пропускания выходного зеркала

0,6 о,е ¡/кЧ

Рис 3 Зависимость коэффициента полезного съема Ч* от ветчины пропускания выходного зеркала дчя различных диссипативных потерь а/к°1 Точки — данные эксперимента пунктирная линия - расчет для неподвижной среды для а/к°1=0 1

для оптимальной протяженности зеркал вдоль потока Н=Нопт (к0- коэффициенту усиления на входе потока в резонатор, I - длина активной среды) Каждая из приведенных кривых соответствует определенной величине диссипативных потерь а/к°1 (цифры у кривых) Из графиков, в частности, видно, что абсолютное уменьшение пропускания по сравнению с оптимальным значением более сильно влияет на величину выходной мощности, чем такое же увеличение пропускания Методика оптимизации резонатора по результатам экспериментальной диагностики активной среды с использованием расчетных соотношений была многократно апробирована на нашей экспериментальной установке и показала свою эффективность

Вторая глава посвящена разработке и экспериментальному исследованию длинноволнового С02 лазера, генерирующего на колебательных переходах в системе уровней связанных мод Данный тип лазера, расширяющий диапазон работы СО2 лазеров в область ИК спектра с Л> 10 мкм, представляет собой уникальный объект физических исследований, в котором реализуется экстремально высокая степень колебательной неравновесности в области температур, меньших равновесной температуры конденсации СО2 По сравнению с традиционными С02-^2 лазерами с ^=10,6 мкм теоретический анализ механизма образования инверсии на уровнях связанных мод является значительно более сложным и, как правило, требует проведения подробных численных расчетов Моделирование динамики формирования квазистационарного распределения, выполненное с учетом поуровневой кинетики шести нижних мульти-плетов связанных мод, показало высокую скорость этого процесса - характерный пилообразный вид распределение приобретает уже после нескольких десятков газокинетических столкновений Для оценки эффективности длинноволнового лазера нами выполнялись также расчеты мощности генерации на одном из переходов (03'0-)0°0) Расчеты показали, что по своим удельным характеристикам такой лазер близок к традиционному с длиной волны Д=10,б мкм и в его активной среде достигается почти такой же удельный энергозапас, но при значительно более низких температурах торможения В то же время из-за невысокой плотности газа в оптическом канале абсолютные значения мощности могут оказаться более низкими Достоверную информацию о характеристиках длинноволнового С02 лазера дают экспериментальные исследования

Экспериментальное получение активной среды с указанными характеристиками в газодинамическом лазере представляет весьма сложную проблему, относящуюся

к смежным областям газодинамики, молекулярной кинетики, физике лазеров и оптической спектроскопии. Для достижения глубокого охлаждения газа в сопловых блоках ГДЛ Использованы профилированные короткие сопла с высокой степенью раскрытия (-100) и полууглом раскрытия, близким к критическому (0=40°). Простые оценки, подтвержденные нашими расчетами, показали, что ни вереи я на переходах связанных мод очень чувствительна к наличию в потоке скачков уплотнений. В связи с этим особое внимание уделялось тщательной отработке всех элементов газодинамического тракта. Проводилась прецизионная юстировка деталей сопловых блоков с применением оптических методов контроля. Для устранения вредного влияния примесей, в первую очередь, паров воды, ускоряющих ('-Г релаксацию связанных мод, производилась тщательная очистка и осушка рабочих газов. Эксперименты проводились на смесях СО} с инертными газами, что позволило дополнительно снизить температуру газа за счет увеличения показателя адиабаты.

Для регистрации длинноволновых переходов был разработан быстродействующий дифракционный ИК спектрометр, включающий нееелективный приемник излучения с линейной характеристикой в широкой полосе радиочастот, устройство градуировки по длинам волн, схему синхронизации с экспериментальной установкой. Спектрометр позволял проводить быстрое I мс) сканирование широких участков И К спектра с разрешением отдельных колебательно-вращательных линий. Экспериментально регистрировалась генерация на 8 колебательных переходах в диапазоне длин волн 16,4-21,2 мкм с лазерных уровней связанных мод до мультиплета с включительно.

Спектры генерации в высокодобротном неселективном резонаторе в различных рабочих смесях показаны на рис.4. Максимальная выходная мощность -10 Вт достигается на О-ветви перехода 03!0-10°0 с Д = 18,4 мкм в смеси СОг:№=1;1. Для Р^да переходов (03'0-10°0, 04"0-! Го, (й'см2 0} в условиях эксперимента реализуется полная колебательная ин-

"5 % "у г *»-"з 4"э "Ъ "3

Ьь I

т ? "В

Рис. 4. Спектры генерации в роиичньг* смесях (нееелективный резонатор): а} СО,:Ые=1:9. 6) СО;Нс=!:2. в) СО,:' 2 I. г) в чистой СО

Рис. 5.Спектр генерации в необъективном резонаторе в диапазоне 16,7 -17,4 мкм. Развертка 100 мкс/дел. Масштаб по длинам волн 0.1 мкм/дея. Смесь СОг№=1:3. Внизу градуированная метка спектрометра 17,2 мкм

версия. При превышении порога генерации на этих переходах последняя идет на линиях Q ветви, поскольку вероятности оптических переходов для них выше, чем для Р и Л ветвей.

На осциллограмме (рис. 5) представлена вращательная структура Р ветвей переходов 0310-0220 (16,74 мкм) и 0430-0330 (17,2 мкм) в неселективном резонаторе. Наличие в генерации нескольких вращательных линий указывает на то, что вращательный обмен является неполным. Интересной особенностью перехода 03'0-02"0 является разреженный спектр вращательных линий, что объясняется наличием сильного конкурирующего перехода 0310-10°0 с Я=1М мкм, имеющего общий верхний уровень с рассматриваемым переходом. данных условиях на переходе А= 18,4 мкм возбуждаются линии 0-ветви, для которых возможны только четные значения вращательного квантового числа 3. Поэтому линии перехода (03'0-0220) с четными значениями ./верхнего состояния оказываются заметно ослабленными.

Использование селективного резонатора, в котором одно из зеркал заменено дифракционной решеткой, позволило получить генерацию, перестраиваемую по колебательно-вращательным линиям различных колебательных переходов. Благодаря устранению конкуренции переходов в селективном резонаторе спектр генерации обогащается новыми линиями. В частности, для наиболее сильного колебательного перехода Й3'0-10°0, наряду с линиями Р и О ветвей появляются линии К ветви (см. рис.6). Благодаря процессам колебательного обмена интенсивности Q -ветвей переходов е неразрешенной вращательной структурой в селективном резонаторе оказываются более высокими.

Ш^ШШШт ■вшш НИ

Рис. 6. Осциллограмма спектра ,',-'.(,■:.-,.5 селективном резонаторе в диапазоне 16,6 - 18,6 "км Развертка 200 мке/дел. Масштаб по длина.ы волн 0,2 мкм/Оел. Смесь

Населенности лазерных уровней определялись путем измерения коэффициентов усиления колебательно-вращательных линий при различной величине потерь резонатора Для определения газовой температуры использованы экспериментальные распределения усиления по линиям Р и Л ветвей перехода 0310-10°0 с полной колебательной инверсией Колебательные населенности рассчитывались по распределению коэффициентов усилений в Р- ветвях переходов с частичной инверсией Измерялись также интегральные интенсивности генерации на переходах 03'0-10°0 и 0420—0330 в режиме модулированной добротности, когда длительность импульса генерации г (в экспериментах г~2 мкс) меньше времени колебательного обмена туу (в наших условиях ти->105с) и в то же время заметно превосходит время вращательной релаксации Тит и время нарастания поля в усиливающей среде г^ = (садВ таком режиме

усиление успевает отслеживать изменение потерь резонатора, а остаточная величина усиления близка к минимальному значению потерь при съюстированных зеркалах резонатора В этих условиях мгновенная интенсивность внутреннего поля ОД несет информацию о насыщении инверсии Оба применявшихся в работе метода позволили с точностью - 15-20% измерить колебательные населенности ряда уровней и дали согласующиеся результаты Пример колебательного распределения для типового режима работы в смеси СО2 Лг= 1 2 показан на рис 7 Наблюдаемое в экспериментах распределение колебательных населенностей близко к распределению Тринора 1}1и ~

^00° 1)91 ехР[~11$2 /Т~2 ^„1,, вплоть до мультиплета с и=5 включи-

тельно (здесь V- номер мультиплета, - энергия уровня и/и^и^, д[ -кратность

вырождения) Результаты комплексной диагностики потока активной среды показали, что в разработанном типе лазера на связанных модах СО: достигается экстремально высокая степень колебательной неравновесности с отношением колебательной и газовой температур Г2/Г—10

Рис 7 Населенности колебательных уровней Сплошные линии - тринороеское распределение для Тг=650 К Т=80 К Точки большого диаметра -экспериментальные данные Вочнистьши линиями показаны лазерные переходы

Рассмотрены также некоторые особенности взаимодействия среды с резонансным излучением на внутримодовых и межмодовых переходах Расчеты, выполненные для перехода с Я=18,4 мкм, показали, что благодаря большой скорости колебательного обмена уровней связанных мод, поглощение резонансного излучения на внутримо-довом переходе (оптическая накачка) приводит к эффективному заселению всей системы уровней связанных мод При достаточно высокой мощности импульсного излучения может быть достигнут «разогрев» моды до колебательной температуры 7У-103 К Показано, что процесс поглощения излучения на данном переходе приводит не только к росту колебательной температуры, но также сопровождается значительным нестационарным охлаждением газа Механизм охлаждения связан с большим ангар-монизмом колебательных уровней связанных мод и ранее не изучался Величина поглощаемого оптического кванта заметно меньше средней величины колебательного кванта связанных мод (.9^-960 К) В этих условиях в процессе перераспределения квантов по другим уровням связанных мод благодаря нерезонансному колебательному обмену и быстрой У-Т релаксации внутри мультиплетов происходит охлаждение газа,

поскольку недостающая энергия черпается из поступательных степеней свободы Охлаждение газа имеет место на временах Туу < ( < г [/у-, после чего сменяется нагреванием Расчеты показали, что глубина охлаждения углекислого газа может достигать нескольких десятков градусов за время ~10 5 с (рис 8) Указанный механизм кинетического охлаждения отличается от описанного в литературе, который имеет место при поглощении молекулами СО2 излучения на межмодовом переходе 10°0-00° 1 (Д=10,6 мкм) и обусловлен разницей характерных времен колебательно-поступательной релаксации тур связанных мод и антисимметричной моды

Рис 8 Изменение температуры газа Т (1 и 1) и колебательной температуры Т2 связанных мод (2 и 2 ) при оптической накачке на переходе ОЗ'О-1 Начальное дав пение газа I атм интенсивность поля на входе в среду 3 МВт/см2 расстояние от границы среды х=2 м Штриховые кривые соответствуют бесконечно-быстрому вращательному обмену

Экспериментально продемонстрирована возможность накачки системы уровней связанных мод СО; генерацией на межмодо-вом переходе 00°1-]0°0 с длиной волны ),=10,6 мкм в той же активной среде (см. рис.9). Генерация на данном переходе обеспечивала в условиях эксперимента накачку системы уровней связанных мод за счет энергии антисимметричной моды. Это позволило реализовать одновременную хваэжгщцомфную генерацию на лвух длтах волн - 10,6 и 18,4 мкм. Осциллограмма, представленная на рис.10, показывает, что генерация на 4=10,6 мкм идет в начале рабочего цикла, т.е. в области достаточно высоких температур и давлений газа в камере нагрева. Мощность генерации на А=18.4 мкм имеет два максимума, Первый из них близко совпадает по времени с максимумом генерации на А=10,6 мкм и наблюдается только в присутствии последней. Это позволяет приписать его возникновение действию дополнительной накачки уровней связанных мод излучением с ,1=10,6 мкм. Второй максимум не связан с наличием генерации на >1=10,6 мкм и соответствует оптимальным условиям образования инверсии на переходе Оз'О-— Ю^О (более низкие, чем для 10,6 мкм, температура и давление газа). Детальные исследования указанных временных зависимостей позволили оценить эффективное время колебательного обмена в условиях эксперимента с. Результаты этих опытов показывают, что существует прин-

ципиальная возможность создания «комбинированных» СОг ГДЛ, работающих на переходах 10,6 и 18,4 мкм (а возможно, и на других переходах между уровнями связанных мод СО;). При этом, поскольку генерация с А=18,4 мкм использует энергию, передаваем™ блоку уровней связанных мод в процессе генерации с Я-10.6 мкм, предельная квантовая эффективность такой системы достигает т)№ =0,8.

В целом результаты исследований длинноволновой генерации в СО? показывают, что такой тип лазера может быть положен в основу разработки источников мощного перестраиваемого излучения длинноволнового диапазона.

Третья глава посвящена изучению физических механизмов автоколебательной неустойчивое™ генерации в резонаторных системах быстропроточпых лазеров. Ис-

02"0

_¡¡¿О

си"о

Рис. 9. Схема переходов

Рис. 10. Генерация на длинах ваян Х-10,6 мкм (верхний луч) м 18,4 Щкм. Горшонтальный масштаб — 2.5мс/дел

следуются также характеристики установившихся автоколебательных режимов генерации, возникающих в результате трансформации возмущений при их переходе в стадию нелинейного насыщения

Автоколебательная неустойчивость может возникать благодаря обратной связи, осуществляемой потоком активной среды между отдельными частями резонаторной системы Ранее было показано, что в БПЛ с неустойчивым резонатором (НР) к развитию автоколебаний приводит неоднородность поля в резонаторе, в то время как наличие накачки внутри резонатора и процессы обмена энергией в активной среде способствуют стабилизации стационарной генерации В литературе имеются экспериментальные данные, указывающие на возможность возникновения автоколебаний в БПЛ

В предшествующих работах исследовался только один вид автоколебаний -«пролетные» колебания, частота которых определяется временем пролета среды через резонатор гу и равна или кратна пролетной частоте П^ = 2л / гу Расчеты проводились, как правило, в приближении квазистационарной генерации в резонаторе, при этом из рассмотрения выпадал целый класс «релаксационных» колебаний Эти автоколебания были обнаружены нами при использовании более общей нестационарной модели НР Для типовых параметров БПЛ частота релаксационных колебаний намного превышает Оу Как показано ниже, возможен еще один вид автоколебаний, частота которых определяется временем пролета среды через зону неоднородности внутри резонатора («внутренние пролетные» колебания) Таким образом, физическая картина автоколебательной неустойчивости является достаточно сложной Задачей исследований, изложенных в данной главе, являлось детальное изучение механизмов автоколебательной неустойчивости в БПЛ с учетом возможного взаимодействия автоколебаний различных видов

Большинство расчетов выполнено для БПЛ с НР в простейшей модели одно-компонентной среды Рассмотрены особенности автоколебательных возмущений в двухкомпонентной среде с колебательным обменом, а также в резонаторной системе типа генератор-усилитель В качестве основного подхода к изучению механизмов автоколебательной неустойчивости используется исследование свойств мод возмущений в рамках линейной теории устойчивости При этом, наряду с частотами и инкрементами мод, исследуется их пространственная структура, которая тесным образом связана с механизмами неустойчивости Большинство представленных в главе результатов получено путем численного моделирования автоколебательных возмущений Вместе с

тем для понимания физических механизмов неустойчивости полезными являются соотношения предложенной аналитической модели, которые связывают свойства мод возмущений с характеристиками стационарной генерации

Использована одномерная модель НР с цилиндрическими зеркалами, целиком заполненного активной средой Принималось, что все величины зависят только от координаты х вдоль потока (рис 11), а потери на увеличение в = 1пМ/2Ь равномерно

распределены по длине резонатора Ь (М-коэффициент увели- _Л_

чения на двойной проход) Исходная система уравнений для коэффициента усиления среды х,1) и интенсивности поля в резонаторе 1¥(х,1) в нормированных величинах имела вид

81 дх v г 1 4

с Э/ дх к '

(1)

(2)

Рис II Схема НР в

лазере с потоком среды (х= Ип — гра-

Здесь й = а/в{а -коэффициент усиления среды), I¥ = Ыт, т"<а зоны "еодно-

родности в и) три

(/- интенсивность поля, а -оптическое сечение перехода, которой шкет место спад скорости

1у = Л/и время пролета среды до оптической оси резонатора накачки) А - апертура резонатора, V- скорость потока), тг - нормированное на г у время релаксации инверсии среды, д = - нормированная накачка (Я - скорость накачки), тс = 21./\сту-1пМ) - нормированное время затухания поля в НР Стационарные решения системы (1)-(2) дают распределения 05(х) и 1¥!(х) в непрерывном режиме генерации

В соответствие со стандартной процедурой исследования устойчивости из (1)-(2) находились линеаризованные уравнения для малых относительных возмущений стационарных решений % = ¿%(х,1)/01(х), $ = <5и'(х,1)/УР$(х) Подстановкой в эти

уравнения ¡>(х,<) = Ц(х) ехр(г¡) и = лу ехр{п), были получены уравнения для

комплексных амплитуд ¿(х) и й^л^мод возмущений с комплексным инкрементом Г (чертой сверху здесь и далее обозначаются комплексные величины)

(3)

ах

х — = в^-Гтсм> ах

Эти уравнения решаются с граничным условием на входе потока в резонатор (.х = 1) = 0 и на оптической оси(дг = 0) ^(0)/м>(0) = Г тс Система уравнений (3)-(4) с указанными граничными условиями представляет собой краевую задачу для нахождения собственных функций (мод возмущений) ¡¡(х), м>(х) и собственных значений Г Неоднородность системы вводилась спадающим к оси НР профилем накачки

д(х) = дт[]-р ехр[-хп/ц1 (5)

где Ъ0- ширина зоны неоднородности накачки «Л), ^-параметр накачки, р = 1 -д(0)/д„,- относительная глубина провала профиля накачки на оси НР, показатель п характеризует крутизну профиля

Приближением разработанной аналитической модели являются малые изменения стационарных распределений С1(х), \У3(х) и д(х) на масштабе пространственного периода автоколебаний Л = 2я/П Условие ее применимости имеет вид Л« А, где А- характерный масштаб пространственной неоднородности системы В этом приближении решение уравнения (3) может быть записано в виде

, - , , - , , ^¡(х) Щх) 1У,(1) ё(х) = %е(х) + (х) =--у ' /+ *' у \ ' ехр

-\(Г + -Зг)с!х

(6)

где %(х) = д/С!-(1 /УУ,;) (с1№!/(1х) Член ¿^(х,), пропорциональный е,/2с, описывает пространственные осцилляции усиления

Для релаксационных колебаний (РК) механизм обратной связи является нере-

зонансным Частота - Од = ^\¥$ (0) / тс определяется параметрами стационарной генерации на оси НР и может плавно перестраиваться при изменении последних Релаксационные автоколебания «в чистом виде», невозмущенные пролетными резонан-сами, могут возбуждаться в БПЛ с достаточно высокими скоростями накачки и релаксации, когда пространственная модуляция усиления, возникающая на краю зеркал на входе потока в резонатор (краевая модуляция), не достигает оси НР Неустойчивость релаксационного типа связана с наличием градиентов в приосевой области Полученное аналитическое выражение для инкремента раскачки этих колебаний Гд = (1/ 2 )[(сЮ; / сЬс)х=0 - д(0)] означает, что релаксационная неустойчивость возникает в том случае, когда в механизме образования инверсии на оси НР перенос возбужденных молекул потоком превалирует над внутренней накачкой

Ф Ц

Рис 12 Релаксационная мода ({2Я~125 9, = 3 23) Стационарные профили усиления 03 (I) интенсивности (2) и накачки д (3) амтитуда колебаний усиления §(4) и интенсивности и» (5) разность фаз Ф (б) Условия расчета Тг -0 2 Я„-19 тс=1(Т<

На рис 12 показана типичная пространственная структура релаксационной моды Механизм неустойчивости связан с происходящим в зоне 09 неоднородности изменением разности фаз Ф колебаний усиления и поля, в результате которого соотношение фаз на оси становится благоприятным для раскачки колебаний (Ф <л / 2)

Возбуждение краевых пролетных колебаний (КПК) вызывается скачком поля на краю апертуры резонатора, который приводит к пространственной модуляции возмущения усиления Наличие последней является обязательным признаком пролетных мод, поскольку оно обеспечивает выполнение граничного условия на оси НР Применение зеркал со сглаженным краем позволяет ослабить краевую модуляцию и снизить инкременты пролетных мод Резонансная обратная связь, приводящая к раскачке КПК, эффективна только в среде с достаточно медленной релаксацией (гг и не слишком высоким уровнем накачки (дт~1) В этом

случае краевая модуляция распространяется до оси НР, благодаря чему на резонансных частотах на оси выполняется граничное условие для Щ Характерными 11< g

1 02

чертами пространственной структуры пролетных мод являются ее квазипериодичность, пилообразное распределение разности фаз Ф и наличие узловых точек, в которых g ~ 0 (рис 13) В этих точках приблизительно воспроизводится начальное невозмущенное состояние среды на входе в резонатор

1 02 1 01 1

х/Н

Рис 13 Структура 6-й краевой пролетной моды (С2т ' 37 68 Гт - 0 86) амплитуды усиления g (1) и интенсивности \\> (2), разность фаз Ф (3) Условия расчета Тг =5 дт=08тс = 1СТ* точки— аналитический расчет по (6)

Внутренние пролетные колебания (ВПК) возбуждаются в средах с высоким уровнем накачки и релаксации, где механизм краевой модуляции не эффективен Пространственная модуляция усиления возникает на внутренних градиентах параметров

системы в области, прилегающей к оси резо-$ 9 натора Так как время пролета через данную область гу-«гу, то эти осцилляции могут

достигать оси и обеспечивать механизм положительной обратной связи Данная обратная связь также является резонансной Частоте 14 Структура 1-й внутренней пролетной моды (О = 27,5 Г "4 47) амплитуды ™ низшей внутренней пролетной моды

«1

О « 2п/ту На рис 14 показана пространст-

усиления g (1) и интенсивности и'(2) разность фаз Ф (3) и профиль накачки д (4) Усювия расчета тг=0 2 «37 тс =0 венная структура ЭТОЙ МОДЫ

Исследовано взаимодействие различных типов мод, которое проявляется в искажениях пространственной структуры, в затягивании и захвате частот, а также в изменении величин инкрементов Влияние релаксационного резонанса на инкременты и

частоты краевых пролетных мод иллюстрирует рис 15 По мере приближения частоты моды к (соответствует т=15), инкременты увеличиваются Из-за эффекта затягивания частот

дами, соседними с О0 Максимальное значение

Рис 15 Частоты Пт и инкремен- ^ достигается при совпадении Частот ты Гт краевых пролетных мод Тг =5

п о - гу „ , Аналитическая модель дает прибли-

зятся ТС=1(Т ио=94 а) с резким т и « « г

краем зеркала б) со сглаженным кра- женное соотношение для инкрементов и частот ем Расчет по формуле (7)- и

возникающих смешанных мод

т м 1 т П I

4Г1 60 № ню От

'"пит ' [ 11™

ы> •?0 * 1

ехр[- 2(гт-гу ;;= 4(Гт Гк) +

1-

о,

2 \

О20

(7)

где Гя и гу - инкременты невозмущенньгх релаксационных и краевых пролетных мод Из (7) следует, что в резонансе положительные инкременты Гт возможны и в том случае, когда оба значения Гк и Г} отрицательны Рис 16 иллюстрирует изменение частоты и инкремента краевой пролетной моды с т=\ 1 при перестройке вблизи

нее релаксационного резонанса £2ц (тг =5, qm =0,8). Эти данные показывают, что ширина области взаимодействия релаксационной и пролетной о. г» мод достаточно широка и охватывает ~ 10 частотных меж-модовых интервалов.

Области частот внутренних и краевых пролетных мод высокого порядка перекрываются, и эти виды колебаний также могут взаимодействовать друг с другом. В ре-

90 Щ (4

зультате такого взаимодействия частоты и инкременты Р<">16. Влияние релаксационного резонанса на чье

мод существенно изменяются. В области частот внутрен- тоту От (1) и инхремечт

них пролетных резонансов происходит значительное уве- Гя Р) Ч-« краевой пролетной моды. Гаснет по

личение инкрементов краевых пролетных мод и возникает ш

неустойчивость.

Исследован вопрос о существовании и особенностях мод автоколебательных возмущений в системе неустойчивый резонатор - многопроходный усилитель (рис.17), которая широко применяется в БПЛ, Показано, что характеристики мод этой систему существенно зависят от параметров усилителя и протяженности промежуточной зоны между генератором и усилителем. С точки зрения динамических свойств

системы роли генератора и усилителя не одинаковы.

Рис. 17. Неустойчивый резона-

Если пространственная структура мод возмущений тор - многопроходный усилитель в потоке активной среды

непосредственна связана с величиной комплексного

инкремента Г, то роль усилителя сводится к созданию на входе потока в генератор того или иного значения входного возмущения усиления ¡¡¡п, которое определяет граничное условие для решения краевой задачи. Это условие (для амплитуды и фазы Ф)„ возмущения! имеет вид:

\-1

К,п " ¡Гш ■ И' ехр(-Г,И2)- Г) + Ча / 01в )2 + Г/ ) , Ф-,П **+Г2 /(П+да /в]а)\-Г2И}, Здесь - интенсивность стационарного поля в усилителе, С10 = С®,, (1 + №5атг)~

(8) (9)

ненасыщенный коэффициент усиления, размер промежуточной зоны между

генератором и усилителем, qa -накачка в усилителе. Величина Н? оказывает заметное

влияние на частоту и инкремент автоколебаний На рис 18 приведены результаты

численных расчетов для следующего набора параметров усилителя г>=2, =4, усиление а®а1 =0,5, число проходов N=15 Значение /¡2 изменялось в пределах от 0,7 до 0,82 длины генератора Результаты показывают зависимость характеристик мод возмущений от длины промежуточной зоны

Показано, что в двухкомпонентной активной среде, такой, как смесь газов С02- N2, энергообмен между компонентами существенным образом влияет на характеристики автоколебательных возмущений разных типов, определяя, в частности, частотную зависимость инкрементов Мода автоколебательного возмущения в такой среде определяется пространственным распределением комплексных амплитуд возмущений населенностей излучающей и энергонесущей компонент, поля »ф:), а также величиной комплексного инкремента Г Уравнения для комплексных амплитуд мод имеют вид

= ^ + (Ю)

ах

~ = ^ + У43+Г4]г4-УзЛз (Ч)

ГДеУ34 и У43 скорости колебательного обмена, и у4 -скорости релаксации, Р1 = - удельная мощность стационарной генерации Как пример решения сис-

темы, на рис 19 показана структура релаксационной моды (расчет для = 120, ^.,=120, у3 = 7) Анализ полученных приближенных (достаточно громоздких) формул для частот и инкрементов релаксационных колебаний, а также численных решений показывает, что релаксационные колебания в двухкомпонентной смеси могут возбуждаться только при условии достаточно быстрого колебательного обмена, когда скорость обмена значительно превосходит релаксационную частоту у34 »Пк В

Рис 18 Изменения характеристик мод возиугцений в зависшюсти от величины /ь а) амплитуда возмущения gш (1) и фаза Ф,„ (2) 6) инкремент Г(1) и частота О (2) 14-й краевой прозетной моды

противном случае «обмен возмущениями» между ком- л

ч

понентами за период колебаний не успевает происходить В смеси СОг-Л^ колебания N2 отстают по фазе от колебаний СО2, что приводит к тому, что обратная пе- я<з редача возмущений от N2 к СО2 происходит не в фазе 1 с колебаниями усиления СО2 и даже может гасить последние

Ф. Ф.

§4 §3,

Рис ¡9 Релаксационная мода двухкомпонентной среды с Г, =4 1 Пк=40 6 gJ(2) 0,(3)1, Ф, (4)

Пространственную структуру £з(;с) и можно также представить в виде суперпозиции квазиоднородной и осциллирующей составляющих ¡¡4(х) = §4е(х) + 84и(х) С Учетом этого для инкрементов КПК при условии » О у может быть получена приближенная формула

Г/ ~1п

0,(1) \¥5(1) Г43

Г43+ Г34

]1Г5С!Х + гз-Г4

(13)

Из нее видно, что инкремент явно зависит от состава смеси Снижение концентрации СО2 в рабочей смеси способствует росту Гу и может приводить к неустойчивости

стационарной генерации Это объясняется более медленным затуханием краевой модуляции в смесях с малым содержанием СО2

Взаимодействие краевых и внутренних пролетных мод в двухкомпонентной смеси иллюстрируется данными рис 20, где показаны частоты Пт и инкременты Гт

смешанных автоколебаний в условиях ин- рт

05\

тенсивной накачки С5(1)~5 и умеренной

. . Л Т г Т . ■ 80 1.

| 2 0 1 ад 60 * I | | | | |

от

Рис 20 Взаимодействие вну трениих и краевых пропетных люд

скорости обмена (/^=65) и релаксации (у3=6) В том случае, когда частоты КПК о1* оказываются близкими к основной частоте ВПК (/2=19) и ее гармоникам, происходит значительное увеличение инкрементов

Отдельный раздел посвящен установившимся насыщенным режимам автомо-дулированной генерации В зависимости от параметров БПЛ наблюдаются разнообразные виды регулярных автомодуляционных режимов, а также хаотическая генера-

ция. Регулярные режимы могут быть классифицированы по тем же типам, что и соответствующие им механизмы неустойчивости как релаксационные, краевые пролетные и внутренние пролетные автоколебания. Вместе с тем, характеристики обратной связи, поддерживающей насыщенные автоколебания, естественно, отличаются от тех, которые имеют место в линейной стадии развития возмущений. В частности, краевая пространственная модуляция усиления в случае насыщенных КПК не является гармонической. Хаотическая генерация наблюдается, как правило, в области значений параметров системы промежуточной между областями стационарной генерации и регулярных автоколебаний. Возникновение хаоса можно объяснить наличием двух конкурирующих процессов восстановления инверсии с различными характерными временами - вносом возбужденных молекул и внутренней накачкой.

Нами было выполнено комплексное исследование хаотических режимов генерации в БПЛ с неоднородным возбуждением одно компонентной активной среды в НР. В число изучаемых характеристик динамических режимов лазера вводили временные зависимости интенсивности генерации, Фурье-спектры интенсивности, отображения Пуанкаре, а также проекции аттрактора на плоскости в фазовом пространстве. Производились также расчеты корреляционной размерности и размерности вложения аттракторов. В большинстве расчетов в качестве управляющего параметра рассматривалась величина гг, в то время как другие параметры системы оставались фиксированными. Показано, что сценарий развития хаоса включает бифуркационные переходы из

точки в фазовом пространстве к предельному циклу (г,.-1,69) и затем к двумерному тору (гг=0,693, квазипериодическая генерация с двумя несоизмеримыми частотами). На следующих стадиях (начиная с тг =1,696) происходит разрушение двумерного тора.

Примеры проекций аттрактора на плоскость 1та-ха=сопи показаны на рис. 21 (в качестве динамических переменных х: н хз выбраны значения интенсивности на оси резонатора и величина коэффициента усиления в средней точке апертуры). Переход к хаотиче-

025 Г1 i СГМ % 11 О! Д',

в г

Рис.2}. Проекции аттрактора системы. Значения управляющего параметра а)1.693: 6) 1.696: в) 1,7: г)1.72.

ской динамике завершается при гг =1,71 При последующем увеличении значения управляющего параметра в области хг =1,71 - 2,28 происходят изменения хаотической динамики, которые сопровождаются рядом бифуркаций При этом некоторые из них приводят к временному упрощению динамики, а в отдельных случаях и к вырождению хаотической динамики в регулярную

Анализ Фурье-спектров показывает, что основной массив характеристических частот может быть с удовлетворительной точностью описан системой с двумя независимыми фундаментальными частотами г„/ =пП+1Л, где и=1,2, , /=0,±1,+2, {0= -у„- разностная частота в группе линий, отстоящих на -1-у =//гу, А>0 - величина

ангармонического сдвига линий) Физически это соответствует наличию двух механизмов образования инверсии в резонаторе с различными характерными временами

По аналогии со спектроскопической терминологией, можно считать, что линии с /=сога/ образуют «серии», а группы эквидистантных линий различных серий с одинаковым п образуют «мультиплеты» (например, 2\, 2г, 2з ) Такие квазирегулярные характеристические спектры и их изменение в зависимости от значений параметра тг дают дополнительную информацию о динамике системы и механизме бифуркаций В качестве примера на рис 22 приведен участок спектра для значения управляющего параметра тг -2 Для «развитого» хаоса характерно обогащение спектра гармониками и составными часто- ау

г> 10

тами В спектре выделяются широкие о 1 мультиплеты с чис- 001 ЛОМ компонент, ДОС- Рис 22 Участок спектра Фурье в области хаотической динамики системы тигающим 10 и более, разделенных интервалом А (или 2А) При этом появляются и начинают играть заметную роль компоненты с 1<О

Многократное перекрытие мультиплетов с разными п приводит к образованию тонкой структуры спектра В большинстве случаев величина расщепления тонкой структуры определяется соотношением 5= | рП - цА |, где р и д -целые числа С изменением управляющего параметра внутри области хаотической динамики бифуркации происходят вблизи точек соизмеримости частот А и О

Пример такой бифуркации, соответствующей переходу от хаотических колебаний к периодической динамике в точке Л/Г3=1/3, (при тг =2,0555) показан на рис 23,

где даны спектры Фурье до и по-

1

¡Л, о

еле бифуркации (рис 23а) и соответствующие временные зависимости интенсивности (рис 23 б и в) Разрушение хаотического аттрактора в данной точке является результатом захвата и фазовой

Рис 23 Изменение динамики системы при переходе точки соиз.ерттсти частот Л/О Ч/За) спектры Фурье синхронизации частот характе-

(пунктир для Тг =2 0560) 6) хаотическая генерация ристического спектра Возни-

(Т, =2 0555) в) периодическая генерация с сложной ере- кающее состояние предельного

менной структурой (X =2 0560)

цикла оказывается достаточно устойчивым и удерживается на значительном интервале изменения управляющего параметра вплоть до значения тг =2,28 Из сравнения Фурье-спектров до и после бифуркации можно оценить верхнюю границу ширины полосы захвата ~0,04у/

Для исследуемой распределенной системы, описываемой уравнениями в частных производных, определение размерности вложения имеет особое значение, так как ее знание позволяет установить число эффективных степеней свободы Показано, что на границах области хаотической динамики (г> =1,7 и 2,5) размерности вложения аттракторов, определяемые методом Грассбергера-Прокаччиа, минимальны и составляют с/е=3 и 4 соответственно (рис 24) В области хаоса размерность вложения возрастает и максимальная ее величина Ле=8 достигается в диапазоне тг =1,9 - 2, соответствующем наиболее развитому хаосу Таким образом, возникновение хаотической генерации связано с усложнением описывающей лазер динамической системы и увеличением числа ее эффективных степеней свободы

Результаты 3 главы показывают, что картина автоколебательных возмущений в ре-зонаторных системах БПЛ носит сложный ха-

Рчс 24 Корреляционная размерность

аттрактора с!с (I) и размерность рактер Раскачка автоколебаний приводит к вюжения де (2) разнообразным установившимся режимам ав-

томодулированной генерации

В четвертой главе с использованием результатов исследований механизмов автоколебательной неустойчивости решаются задачи разработки физических основ методов управления динамическими режимами генерации БПЛ Возможность такого управления обсуждалась в ряде работ, выполненных ранее с участием автора Однако механизмы неустойчивостей детально не изучались Поскольку в этих работах использовалась квазистационарная модель резонатора, их результаты относились только к пролетным автоколебаниям, а предельно упрощенные модели активной среды оставляли неясным вопрос о возможности управления режимами генерации реальных С02 БПЛ Введенная в предыдущей главе классификация автоколебаний и достигнутый уровень понимания механизмов различных типов неустойчивости позволяют провести детальную разработку и физическое обоснование методов управления Ниже приводятся результаты моделирования процессов управления динамическими режимами генерации в различных резонаторных системах БПЛ путем изменения тех или иных управляющих параметров Обсуждаются вопросы их возможного набора и оптимального выбора в зависимости от характеристик активной среды и оптической системы В большинстве расчетов данной главы использовалась более полная модель активной среды, приближенная к реальным условиям БПЛ на смеси газов С02-Я;-Не (Н20) Система кинетических уравнений включала уравнения для чисел колебательных квантов в антисимметричной и связанных модах С02 и в азоте Использовалось также отдельное уравнение для населенности нижнего лазерного уровня, позволявшее учитывать его возможное переполнение при импульсной генерации Одним из приближений модели являлось предположение о постоянстве тазовой температуры в резонаторе, которая в большинстве расчетов полагалась равной 400 К Константы скоростей накачки, колебательного обмена и релаксации брались из литературы

В соответствии с результатами главы 3, в неустойчивом резонаторе с неоднородной накачкой (см рис 10) распределение скорости накачки д(х) оказывает сильное влияние на динамику генерации, и д(х) может рассматриваться как «распределенный» управляющий параметр В качестве числовых управляющих параметров могут быть взяты максимальная скорость накачки дт, размер зоны неоднородности Ид, глубина спада скорости накачки р (см формулу 5) Например, в системе с умеренной скоростью релаксации (гг=0,5) и неоднородной (Лд =0,1) накачкой с дш~4, обеспечивающей 8-кратное превышение усиление над порогом, при увеличении управляющего

параметра р свыше критического значения при рс-0,8 стационарная генерация становится неустойчивой н возникает автомодуляционный режим релаксационных колебаний. Управляющим параметром может также служить уровень усиления в потоке среды на входе в резонатор. В приведенном примере снижение входного усиления до уровня потерь резонатора приводит к установлению режима стационарной генерации. В электроразряд ном БПЛ с секционированными электродами изменения профиля накачки внутри НР, также как и величины входного усиления достигается путем регулировки тока через отдельные секции.

13 среде с более медленной релаксацией ( тг =2) при увеличении зоны неоднородности /у; обнаруживается специфический режим квазипериодического хаоса. Этот

Рис.25. Хаотическая модуляция амплитуды релаксационных колебаний; а) и б)

различаются масштабом режим представляет собой релаксационные колебания с времени хаотической модуляцией амплитуды (рис. 25).

Пример управления режимом генерации в НР для смеси СОг^г.Не —1:2:7 с добавкой Л^0-0,25% при давлении 70 тор показан на рис.26, где дана зависимость выходной интенснвности 'Л'(Ь) от времени (в данном примере среднее значение выходной интенсивности 7( И) = И' (к) Ьсо/аг/ = 1,4 кВт/см2), При «мгновенном» изменении управляющего параметра Но от 0,3 до 0,15 (момент изменения обозначен вертикальной стрелкой) происходит переход от режима краевых прочие. 26. Управление режимом генерации путем

изменения ширины зоны неоднородности от ЛеТНЫХ колебаний с периодом, равным Но=0,3 до /1о=0,!5. параметры расчета: Г j ¡(У4 с; М-2,5, превышение порога генерации на входе go!г:4 ( Г/-/400 К)

\\

/ н,

гу, к автомодуляционному режиму с

большей частотой повторения импульсов. Длительность переходного процес-

са близка к г у .

При плавном изменении ширины зоны неоднородности в пределах от /?л=0,25 до йо=0,14 частота импульсов изменялась также плавно. Это говорит о том, что основной механизм раскачки автоколебаний в данном случае связан с внутренними гра-

диентами поля в зоне неоднородное™ вблизи оси НР и, таким образом, эти колебания должны быть отнесены к классу внутренних пролетных колебаний Дальнейшее снижение И0 приводило к затуханию колебаний

Количественный состав и давление рабочей смеси СОг БПЛ оказывают существенное влияние на развитие неустойчивости и характеристики автомодулированной генерации и также в некоторых случаях могут служить в качестве управляющих параметров Так, расчеты показали, что небольшое снижение концентрации газа-релаксатора (Не, Н2О) в рабочей смеси вызывает стабилизацию стационарного режима генерации, что объясняется увеличением населенности нижнего рабочего уровня

Уменьшение эффективной длины съема колебательной энергии с азота, которое имеет место в смесях с большим содержанием СО2 приводит к увеличению градиентов поля и усиления в зоне неоднородности накачки, что способствует возбуждению внутренних пролетных колебаний Наоборот, в смесях с малым относительным содержанием СО2, вследствие ослабления затухания краевых пространственных осцил-ляций, создаются условия для преимущественного возбуждения краевых пролетных колебаний Пример раскачки краевого пролетного колебания порядка т=2 показан на рис 27 В момент времени, показанный стрелкой, произошло снижение концентрации 4со2ОТ до

10% (итоговая рабочая смесь СО2 N2 Не= 1 4 5) В этом примере в насыщенном режиме генерации частота повторения импульсов ~2ку оказывается близкой к частоте автоколебаний в линейном режиме

Обсуждаются также особенности управления динамическими режимами СО2 БПЛ в том случае, когда неоднородное возбуждение в потоке не может быть реализовано (напи-мер, в лазере с внешней накачкой) Управление может осуществляться в НР с неоднородным распределением потерь вдоль направления потока В таком резонаторе формирование значительных градиентов поля в приосевой «задающей» области, способствующих раскачке автоколебаний, происходит за счет увеличения потерь, а не за счет профиля накачки Величина дополнительных потерь служит управляющим параметром

В более сложной системе типа генератор-усилитель набор управляющих параметров значительно расширяется Как показывают расчеты, выполненные для системы

о : < б t/t/

Рис 27 Раскачка краевых прочетных ко-лебании ( р =60 тор 7=400 К Tt=l400

К h0 =0 35 М=2 2)

неустойчивый резонатор - многопроходный усилитель с возвратным ходом луча (рис 17), для управления динамическими режимами генерации могут дополнительно использоваться такие параметры системы как коэффициент связи генератора с усилителем, зависящий от увеличения резонатора М, размер промежуточной зоны между генератором и усилителем и скорость накачки в промежуточной зоне Существенное влияние на динамику генерации оказывает распределение насыщающего поля н>(х) в усилителе, которое, как правило, характеризуется значительной пространственной неоднородностью В расчетах предполагалось, что входной пучок имеет гауссово распределение интенсивности, что с учетом наложения пучков и их дифракционной расходимости дает выражение

« * (ч) ( {Х-Хк)2\

М*)= Е —7=-ещ--г

к=-п I

(14)

к=-п Ылрк \ Рк ) Здесь хк- координата к-й точки пересечения центрального луча с осью х (в симметричной схеме хк = х_к, хк = к2Ь5), №(хк)- значение интегральной по сечению интенсивности пучка в усилителе 1У+, распространяющегося по симметричной траектории в прямом и обратном направлениях, п - число проходов, Рк~РоФ + )2/(яро)2 ' радиусы пучков (р0 - радиус гауссова пучка в перетяжке, д - расстояние от перетяжки) Интегральные интенсивности пучков Щ находились из решения уравнения

где х0 - координата точки поворота луча в усилителе, а -коэффициент усиления, а -величина диссипативных потерь Ь -расстояние между зеркалами, ё -угол наклона зеркал к оси х В системе генератор-усилитель, изображенной на рис 17 (гг=0,75, М=1,7) в отсутствие накачки в промежуточной зоне коэффициент усиления на входе в резонатор ниже уровня его потерь ат~О,90 и система работает в стационарном режиме Включение накачки в промежуточной зоне (параметр дт~2,5) приводит к возрастанию коэффициента усиления ат~ 1,80 В результате возникает автомодуляционный режим генерации с частотой повторения импульсов ~4уу Параметры автомодулиро-ванной генерации можно изменять, варьируя ширину промежуточной зоны На прак-

тике, при использовании усилителя с возвратным кодом луча, это может быть выполнено путем изменения угла входа луча в усилитель.

В другом варианте системы генератор-усилитель, где в качестве генератора использован устойчивый резонатор, динамический режим генерации очень чувствителен к коэффициенту связи генератора с усилителем, который определяется величиной пропускания выходного зеркала генератора Тт. Эту величину удобно выбрать в качестве управляющего параметра. Например, в системе СО; БПЛ с внешней накачкой, числом проходов в усилителе N-\0 в усилителе и начальном усилении айМ, =5 переход к раскачке автоколебаний от стационарного режима происходит при изменении величины Тт/ад от 0,38 до 0,42 (рис,28). Авто модуляционный режим генерации наблюдается при значениях Тт зна-

1 1 V^

чительно больших оптимального. Поэтому в данной сис- Рис 28. Переход к раскачке колебаний при измене-

теме средняя мощность генерации в автомодуляционном 1ши „ропуската выходно-режиме ниже той, которая может быть достигнута для ста- 10 1еРкси,а г^раторо. ционарной генерации при оптимальной величине Тт. Однако, как показывают расчеты, такое снижение оказывается не слишком значительным, так как в каждом импульсе усиление среды насыщается значительно ниже уровня потерь.

В ряде технологических применений наиболее эффективными являются режимы импульсно-периодической генерации, имеющие

■

существенную долю постоянной составляющей. Расчеты показали, что такой режим может быть -Р реализован в системе генератор-усилитель при определенном выборе параметров. Однако соотношение мощностей постоянной и переменной составляющих в этой системе не удается изменять в дос- „ _

Рис. 29. Система из деул неустоичи-

таточно широких пределах. Для получения указан- #ьи резонаторов; ■ ширина зоны

неоднородности накачки в первом

ных режимов предложена специальная система, со-

резонаторе

стоящая из двух последовательно расположенных в

потоке активной среды неустойчивых резонаторов (рис.29). Выходные пучки обоих резонаторов строго параллельны друг другу. При выполнении условия = (М2 ~\) 1ъ, где М[ и М2-коэффициенты увеличения, и 1ь - ал ер-

туры резонаторов, пучки имеют одинаковую ширину, поэтому в дальней зоне пучки полностью перекрываются В данной системе во втором резонаторе, расположенном выше по потоку, обратная связь по потоку отсутствует и он всегда работает в режиме стационарной генерации, формируя «подставку» в суммарной интенсивности Режим работы первого резонатора, путем подходящего выбора его параметров и профиля накачки, может быть сделан импульсно-периодическим При этом на характеристики его генерации влияют и параметры второго резонатора, который определяет величину входного усиления Скорость накачки во втором резонаторе в такой системе также служит управляющим параметром, с помощью которого можно изменять соотношение постоянной и переменной составляющих интенсивности

Результаты главы 4 показывают перспективность дальнейшей разработки и использования методов управления временными характеристиками излучения БПЛ, основанных на явлениях автоколебательной неустойчивости

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1 Создан лабораторный образец газодинамического С02 лазера модульного типа с большой длиной усиления, который позволяет исследовать генерационные характеристики лазерных переходов в широком диапазоне параметров активной среды, включая переходы с малым коэффициентом усиления Разработанный комплекс диагностических методов дает возможность определять величины всех основных параметров потока активной среды (скорость, плотность, газовая и колебательная температуры, коэффициент усиления переходов и др ) и исследовать характеристики насыщения усиления Данные диагностики потока позволяют целенаправленно выбирать режим работы лазера и оптимизировать параметры резонатора

2 Разработан и реализован способ создания активной среды СОг лазера с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности и глубоким охлаждением газа (отношение колебательной и газовой температур Т^ /Т-10) По спектральным и энергетическим характеристикам длинноволновых лазерных переходов в системе уровней связанных мод проведена комплексная диагностика такой среды, определены колебательная и газовая температуры, населенности колебательных уровней Экспериментально исследована одновременная генерация на переходах с А=10,б и 18,4 мкм в условиях, когда межмодовый переход с А=10,б мкм производит накачку связанных мод через общий нижний уровень 10°0 Показано, что благодаря высокой скорости ко-

лебательного обмена в системе ангармонических уровней связанных мод поглощение импульса резонансного излучения с Я=18,4 мкм молекулами СО2 сопровождается значительным эффектом нестационарного кинетического охлаждения газа

3 Показано, что в неустойчивом резонаторе быстропроточного лазера существует несколько различных механизмов возбуждения автоколебаний Соответствующие им моды возмущений классифицированы как релаксационные, краевые пролетные и внутренние пролетные Эти моды существенно различаются по частотам, инкрементам и пространственной структуре

4 Исследовано взаимодействие мод разных типов, которое проявляется в искажениях их пространственных структур, в затягивании и захвате частот, изменении величин инкрементов Возникающие при взаимодействии моды смешанного типа могут обладать значительно более высокими инкрементами Подобные типы мод возмущений существуют и в системе неустойчивый резонатор - многопроходный усилитель, причем параметры усилителя и протяженность промежуточной зоны существенно влияют на частоты и инкременты мод

5 Предложена простая аналитическая модель автоколебательной неустойчивости, позволяющая рассчитать частоты и инкременты мод возмущений и их пространственную структуру по характеристикам стационарной генерации, а также количественно описать эффекты взаимодействия мод различных типов

6 Обнаружено, что раскачка автоколебаний в области неустойчивости приводит к разнообразной динамике нестационарной генерации в установившемся насыщенном режиме, включая как регулярную импульсно-периодическую генерацию разных видов, так и хаотическую генерацию Хаос в БПЛ характеризуется специфическим сценарием его развития, в процессе которого происходит перестройка хаотического аттрактора с изменением его размерности, причем вследствие захвата частотных компонент Фурье-спектра внутри области хаоса может появляться участок с регулярной динамикой

7 Разработаны физические основы новых методов управления динамическими режимами генерации БПЛ, использующих явления неустойчивости стационарной генерации В рассмотренных оптических резонаторных системах (неустойчивый резонатор с неоднородным возбуждением или с неоднородными потерями, два последовательно расположенных неустойчивых резонатора, различные системы генератор-усилитель) путем изменения управляющих параметров можно стабилизировать ста-

ционарную генерацию или получать различные автомодуляционные режимы и эффективно управлять их характеристиками в интересах практических применений

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1 Баканов Д Г, Одинцов А И , Федосеев А И Газодинамический лазер с нагревом рабочего вещества импульсным электродуговым разрядом //Письма в ЖТФ, 1976, т2, вып 4, с 145-151

2 Баканов Д Г, Одинцов А И, Федосеев А И Применение комбинационного рассеяния света для определения колебательных заселенностей уровней азота в неравновесном газодинамическом потоке //Вестник Московского университета, Сер 3 - физика, астрономия, 1979, т 20, N 2, с 46-52

3 Баканов Д Г , Одинцов А И , Федосеев А И Оптимизация резонатора газодинамического лазера //Квантовая электроника, 1979, т 6, N 5, с 1019-1026

4 Королев Ф А , Баканов Д Г, Одинцов А И , Федосеев А И Экспериментальное исследование характеристик газодинамического СОг лазера смесительного типа //Вестник Московского университета Сер 3 - физика, астрономия, 1980, т 21 N 5, с 36-43

5 Баканов Д Г, Одинцов А И, Федосеев А И Способ измерения скорости газового потока //Авторское свидетельство СССР N 795177 от 8 09 80

6 Баканов Д Г , Одинцов А И , Федосеев А И Насыщение усиления в движущейся активной среде //Журнал прикладной спектроскопии 1981, т 34, вып 4, с 630635

7 Баканов Д Г , Одинцов А И , Федосеев А И Расчет оптимальных пара метров резонатора газодинамического лазера по заданным характеристикам потока //Вестник Московского университета, сер 3 - физика, астрономия, 1981, т 22 N 6, с 13-17

8 Баканов ДГ, Веденеев А А, Волков АИ, Демин АИ, Кудрявцев ЕМ, Одинцов А И , Федосеев А И Генерация на длине волны 18,4 мкм в газодинамическом СОг лазере с электродуговым нагревом //Квантовая электроника, 1981, т 8, N 6, с 1312-1315

9 Баканов Д Г , Инфимовская А А , Корниенко Л С , Одинцов А И , Прохоров А М, Федосеев А И Генерация в диапазоне длин волн 16,8 - 17,2 мкм в газодинамическом С02 лазере //Письма в ЖТФ, 1981, т 7, вып 13, с 802-805

10 Bakanov DG, Demin AI, Fedoseev A1 Koudriavtsev EM, Odintsov A I .Volkov A Yu Laser action on the transition IB 4 цш m various GDL mixtures //Appl Phys, 1982, vB-28,N 2, p 288-291

11 Федосеев А И, Фоменко JIА Особенности поглощения излучения на переходах между уровнями спаренных мод СОг //В сб Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах Под ред А М Прохорова Изд -во МГУ, 1982, с 38-39

12 Баканов ДГ, Корниенко ЛС, Одинцов А И, Федосеев А И Одновременная квазистационарная генерация на переходах 10,6 и 18,4 мкм в газодинамическом СО2 лазере //Журнал прикладной спектроскопии 1982, т 37, вып 2, с 233-238

13 Баканов Д Г , Веденеев А А , Волков А Ю , Демин А И , Кудрявцев Е М , Одинцов А И , Федосеев А И Способ получения лазерной генерации и устройство для его осуществления //Авторское свидетельство СССР N 959594 от 14 05 82

14 Баканов ДГ, Куликов АО, Одинцов АИ, Федосеев А И Генерация на переходах между высоколежащими уровнями симметричной и деформационной мод молекулы С02 //Письма в ЖТФ, 1983, с 273-277

15 Исламов Р Ш , Конев Ю Б , Куликов А О , Одинцов А И , Федосеев А И , Шарков В Ф, Энергетические характеристики ГДЛ на переходах между уровнями симметричной и деформационной мод молекулы СОг //Квантовая электроника, 1984, т 11, №3, с 551-559

16 Одинцов А И , Федосеев А И , Фоменко Л А Кинетическое охлаждение газа при оптической накачке связанных мод СО2 //Журнал прикладной спектроскопии, 1985, т 42, N3, с 383-389

17 Одинцов АИ, Федосеев АИ, Фоменко Л А Численный анализ колебательной кинетики связанных мод СО2 //Вестник МГУ, сер 3 - физика, астрономия, 1986, т 27, № 4, с 66-71

18 Одинцов А И , Федосеев А И , Фоменко Л А Оптимизация условий съема энергии в СО2 ГДЛ на связанных модах //Квантовая электроника, 1988, т 15, №5, с 915-921

19 Баканов Д Г, Иванова О Ю , Куликов А О, Одинцов А И , Федосеев А И Спектр длинноволновой генерации газодинамического СОг лазера //Журнал прикладной спектроскопии, 1987, т 46, N 2, с 218-225

20 Иванова О Ю , Кутузов О А , Одинцов А И, Федосеев А И, Шульга А Г Определение населенностей колебательных уровней и температуры газа по коэффициентам усиления переходов СОг-ГДЛ на связанных модах //Журнал прикладной спектроскопии, 1990, т 52, №6, с 949-954

21 Баранов А H , Иванова О Ю , Одинцов А И , Федосеев А И Определение населенностей рабочих уровней в длинноволновом СО2-ГДЛ с модуляцией добротности //Вестник Московского Университета, сер 3 - физика, астрономия, 1991, т 32, №3, с 62-66

22 Баранов А H , Николаева О Ю , Одинцов А И , Федосеев А И Автомодуляционный режим генерации в лазерах с поперечной прокачкой рабочего вещества //Квантовая электроника, 1993, т 20, №6, с 589-593,

23 Баранов А H , Николаева О Ю , Одинцов А И , Туркин H Г , Федосеев А И Способ получения импульсно-периодического лазерного излучения //Российский патент № 2019016 от 20 03 91, бюллетень «Изобретения Полезные модели», 1994, №16, дата публикации 30 08 94

24 Баранов А H , Николаева О Ю , Одинцов А И , Туркин H Г , Федосеев А И Импульсно-периодический лазер с прокачкой рабочей среды //Российский патент № 2019017 от 2003 91, бюллетень «Изобретения Полезные модели», 1994, №16, дата публикации 30 08 94

25 Николаева О Ю , Одинцов А И , Федосеев А И, Федянович А В Автомоду-лированная генерация быстропроточных лазеров с неустойчивым резонатором //Оптика и спектроскопия, 1995, т 78, №5, с 837-841

26 О Y Nikolaeva, А I Odintsov, А I Fedoseev, А V Fedjanovich Resonator systems providing self-pulsing oscillations m fast flow gas lasers //Proceedmgs of SPIE, 1996, v 2713, pp 67-72

27 Мушенков A В , Одинцов A И , Саркаров, H Э , Федосеев А И , Федянович А В Динамика генерации быстропроточного лазера с неоднородным возбуждением активной среды в неустойчивом резонаторе //Квантовая электроника, 1997, т 24, № 5, с 431 -435

28 Николаева О Ю , Одинцов А И , Федосеев А И , Федянович А В Способ получения импульсно-периодического автомодулированного лазерного излучения //Российский патент № 2080717 от 23 03 94, бюллетень «Изобретения Полезные модели», 1997, №15, дата публикации 27 05 97

29 Fedoseev A I Loskutov A Yu , Mushenkov A V , Odintsov A I, Sharkov A V Non-stationary operation of the fast-flow lasers and new possibilities of controlling the laser output characteristics //Proceedings of SP1E 1999, V 3574, p 791-797

30 Лоскутов А Ю , Мушенков А В , Одинцов А И , Федосеев А И Хаотическая генерация в проточном лазере с пространственно-неоднородной накачкой //Известия ВУЗов Прикладная нелинейная динамика 1999, т 7, N1, с 40-48

31 Лоскутов А Ю , Мушенков А В , Одинцов А И , Федосеев А И , Федянович А В Режимы хаотической генерации в неустойчивом резонаторе быстропроточного лазера с неоднородной накачкой // Квантовая электроника 1999, т 29, N2, с 127-131

32 Fedoseev А I, Fedjanovich А V , Ishenko Е Р , Mushenkov А V , Odintsov А 1 and Sarkarov N Е New Methods of Control of Fast-Flow Laser Operation Regimes //Proceedings of SPIE, 2003, volume 5137, paper 45, p 332-339

33 Fedoseev A I, Mushenkov A V , Odintsov A I and Sarkarov N E Relaxation oscillations of power in an unstable resonator of fast flow laser //Proceedings of SP1E, 2004, volume 5777, p 662-669

34 Fedoseev A I, Gosteva M A , Gurashvily V A , Odintsov A I, Korolenko P V , Sarkarov N E , Tanachev I A Self-pulsing fast flow laser with controllable depth of power modulation //Proceedings of SPIE, 2006, volume 6053, p 123-127

35 Одинцов А И , Саркаров H Э , Федосеев А И Автоколебательные возмущения в быстропроточном лазере с неустойчивым резонатором //Квантовая электроника, 2006, т 36, №9, с 853-859

36 Ануфриева А А , Кузьминский Л С , Федосеев А И Автомодуляционные режимы генерации в быстропроточном СОг лазере Вестник Московского университета Сер 3 - физика, астрономия, 2007, т 48, №2, с 66-68

Подписано к печати 22..ПЗ.07 Тираж {00 Заказ ЛЯ

Отпечатано в отделе оперативной печати физического факультета МГУ

Введение.

Глава 1. Исследование генерационных характеристик в движущейся активной среде газодинамического СОг лазера с длиной волны 10,6 мкм.

1.1. Практическая реализация и расчетные модели ГДЛ (обзор).

1.2. Экспериментальная установка с СО 2 ГДЛ и ее основные характеристики.

1.3. Экспериментальное определение параметров сверхзвукового потока активной среды.

1.3.1. Измерение скорости потока ГДЛ с помощью оптической метки.

1.3.2. Определение населенностей колебательных уровней и плотности молекул азота методом комбинационного рассеяния света.

1.3.3. Методика исследования насыщения коэффициента усиления.

1.3.4. Определение эффективности съема энергии в резонаторе.

1.3.5. Основные характеристики активной среды. Сравнение двух вариантов ГДЛ.

1.4. Характеристики насыщения активной среды.

1.4.1. Модель активной среды и резонатора.

1.4.2. Насыщение среднего коэффициента усиления.

1.4.3. Насыщение остаточного коэффициента усиления.

1.4.4. Экспериментальная диагностика активной среды по измеренным параметрам насыщения.

1.5. Методика оптимизации резонатора и ее экспериментальная проверка.

1.6. Основные результаты главы 1.

Глава 2. Экспериментальное получение и исследование активной среды с высокой степенью колебательной неравновесности в системе уровней связанных мод СОг

2.1. Возможность получения инверсной населенности на переходах между уровнями связанных мод. Экспериментальное осуществление генерации с длиной волны 18,4 мкм (обзор).

2.2. Оценка энергетических характеристик длинноволнового СОг лазера.

2.3. Экспериментальная реализация и исследование характеристик лазера на связанных модах С02.

2.4. Экспериментальное изучение длинноволновых лазерных переходов.

2.4.1. Генерация на Q-ветви перехода ОЗ'О-КУЪ (Д=18,4 мкм) в смесях с различными газами.

2.4.2. Спектр генерации в неселективном резонаторе.

2.4.3. Перестройка длин волн генерации в селективном резонаторе.

2.5. Определение населенностей колебательных уровней и температуры газа по коэффициентам усиления на длинноволновых переходах.

2.6. Генерация длинноволнового СОг лазера в режиме модуляции добротности.

2.7. Кинетическое охлаждение газа при поглощении резонансного излучения.

2.8. Одновременная генерация на переходах с 1=10,6 мкм и А=18,4 мкм.

2.9. Основные результаты главы 2.

Глава 3. Автоколебательная неустойчивость и автомодуляционные режимы генерации в быстропроточном лазере.

3.1. Автоколебательная неустойчивость стационарной генерации в быстропроточном лазере (обзор).

3.2. Физические механизмы возникновения автоколебательной неустойчивости стационарной генерации в БПЛ с неустойчивым резонатором.

3.2.1.Расчетная модель и основные уравнения.

3.2.2. Аналитическая модель для слабонеоднородной системы.

3.2.3. Релаксационные автоколебания.

3.2.4. Краевые пролётные автоколебания.

3.2.5. Внутренние пролетные автоколебания.

3.2.6. Трансформация возмущений при переходе в стадию насыщения.

3.3. Автоколебательная неустойчивость в системе неустойчивый резонатор -многопроходный усилитель.

3.3.1. Структура мод возмущений.

3.3.2. Влияние протяженности промежуточной зоны между усилителем и генератором на раскачку автоколебаний.

3.4. Моды автоколебательных возмущений в двухкомпонентной активной среде.

3.5. Насыщенные режимы генерации в неустойчивом резонаторе с неоднородным возбуждением.

3.6. Хаотическая генерация в неустойчивом резонаторе БПЛ с неоднородной накачкой.

3.6.1. Условия реализации режимов хаотической генерации.

3.6.2. Сценарий развития хаоса.

3.6.3. Фурье-спектры интенсивности.

3.6.4. Размерности аттракторов.

3.7. Основные результаты главы 3.

Глава 4. Методы управления динамическими режимами генерации БПЛ.

4.1. Технологические применения и характеристики молекулярных БПЛ (обзор).

4.2. Особенности моделей, использованных для изучения динамических режимов генерации.

4.2.1. Модель активной среды СО2 БПЛ.

4.2.2. Моделирование влияния допороговой стадии генерации.

4.2.3. Расчет неоднородного насыщающего поля в многопроходном усилителе.

4.3. Управление режимами генерации в БПЛ с неустойчивым резонатором.

4.3.1. Управление режимом путем изменения профиля накачки.

4.3.2. Динамика генерации в различных рабочих смесях С02 - N2 -Не (Н20).

4.3.4. Переключение режимов генерации в неустойчивом резонаторе с неоднородными потерями.

4.4. Динамические режимы генерации в системах типа генератор-усилитель.

4.4.1. Система неустойчивый резонатор-многопроходный усилитель.

4.4.2. Управление режимами генерации СО2 лазера в системе устойчивый резонатор-усилитель.

4.5. Оптические системы БПЛ с управляемой глубиной модуляции.

4.5.1. Возможности управления глубиной модуляции в системе генератор-усилитель.

4.5.2. Управление параметрами генерации в системе из двух неустойчивых резонаторов.

4.6. Основные результаты главы 4.

Актуальность темы. Физическая проблема взаимодействия мощного излучения с потоком активной среды в резонаторе лазера относится к числу важных проблем нелинейной оптики движущихся сред. Актуальность этой проблемы определяется потребностями дальнейшей разработки физических основ проточных газовых лазеров, которые находят широкое применение в науке и технике. Электроразрядные лазеры на молекулярных газах (СО2, СО), характеризующиеся высокой энергетической эффективностью, составляют в настоящее время основной арсенал "технологических лазеров", используемых в современном промышленном производстве. Газодинамические СО2 лазеры со сверхзвуковым потоком рабочей смеси, способные давать рекордно высокие мощности непрерывной генерации, также находят ряд важных специальных применений.

В то же время лазеры с движущейся активной средой сами по себе являются интересным объектом физических исследований. Генерация излучения здесь имеет ряд принципиальных особенностей. Одна из них состоит в том, что в механизме образования инверсии в оптическом резонаторе существенную, а иногда и главную роль играют процессы вноса и выноса возбужденных молекул. Эти процессы во многом определяют вид пространственного распределения коэффициента усиления внутри резонатора и особенности насыщения усиления.

В отличие от лазеров с неподвижной средой, воздействие на движущуюся среду стационарного поля в резонаторе в режиме непрерывной генерации всегда является нестационарным. Взаимодействие поля с движущейся активной средой носит существенно нелокальный характер, при этом движение среды создает связь между различными пространственными зонами резонатора. Такие особенности взаимодействия поля с движущейся активной средой при некоторых условиях могут приводить к неустойчивости стационарной генерации. По своим динамическим свойствам проточные лазеры принадлежат к классу распределенных пространственно-неоднородных нелинейных динамических систем с движущейся средой. Этот класс систем, остающийся до настоящего времени относительно мало изученным, характеризуется весьма сложным динамическим поведением. Исследование механизмов неустойчивости в таких лазерах и динамических режимов их работы, включая хаотическую генерацию, представляет несомненный интерес для общей теории нелинейных динамических систем.

Естественно, что эффекты движения среды становятся значительными только в лазерах с достаточно быстрым потоком, когда время пролета молекул через резонатор г усравнимо или меньше характерных времен релаксации среды. В этих условиях кинетические процессы, протекающие с характерными временами, превосходящими г у, могут считаться «замороженными». Это обстоятельство позволяет получать стационарную генерацию в быстрораспадающихся активных средах, например в переохлажденном ниже равновесной температуры конденсации углекислом газе. Исследование свойств генерации в таких средах может дать важную информацию о кинетических процессах в колебательно-возбужденных газах в области низких температур. С другой стороны, реализация в движущейся активной среде короткоживущих сильно неравновесных состояний создает принципиальную возможность достижения инверсии на новых лазерных переходах. В газодинамическом СО2 лазере таким путем удается получить генерацию в длинноволновой области ИК спектра, которая представляет интерес для целого ряда практических применений, например в фотохимии, включая разделение изотопов, для зондирования атмосферы, исследований полупроводниковых материалов.

Эффективность применения мощных быстропроточных лазеров (БПЛ) в области новых технологий нередко ограничивается недостаточной пространственной и временной , стабильностью их излучения, обусловленной флуктуациями показателя преломления в турбулентном потоке, колебаниями плазмы газового разряда и другими факторами. Наряду с этим существует и другая причина нестабильности, связанная с динамической неустойчивостью стационарной генерации в движущихся средах и возбуждением автоколебаний. Вместе с тем, для многих технологических операций оптимальными являются им-пульсно-периодические режимы генерации различных видов, причем в ряде случаев желательно иметь возможность изменять режим генерации лазера в процессе выполнения одной операции. Применение с этой целью импульсно-периодических источников питания для возбуждения активной среды, как и использование оптических модуляторов, в лазерах большой мощности встречает серьезные трудности. По этой' причине наряду с задачей стабилизации стационарной генерации, исследования физических механизмов развития динамической неустойчивости представляет интерес для разработки на их основе новых способов получения автомодулированной генерации и управления временными характеристиками излучения БПЛ.

Целями диссертационной работы являлись:

1. Выяснение на основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований с СО2 лазером физических особенностей генерации в движущихся лазерно-активных средах, включая процессы энергосъема и взаимодействия с резонансным излучением.

2. Выяснение физических механизмов и типов автоколебательной неустойчивости, возникающей в движущихся средах, а также характеристик автомодулированной генерации.

3. Разработка на основе проведенных исследований физических основ методов управления динамическими режимами генерации проточных лазеров.

Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи:

1. Создать экспериментальный образец газодинамического СО? лазера с большой длиной усиления, который позволял бы исследовать спектральные и энергетические характеристики лазерных сред в широком диапазоне изменения их параметров, включая переходы с малыми коэффициентами усиления.

2. Разработать экспериментальные метода комплексной диагностики сверхзвукового потока активной среды С02 ГДЛ, которые позволили бы определить все её основные параметры (скорость, плотность, колебательную и газовую температуры, населенности уровней, коэффициенты усиления переходов и др.).

3. Разработать и экспериментально реализовать способ получения активной среды с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности связанных мод СО? и глубоким охлаждением газа. Исследовать генерационные свойства лазерных переходов, а также особенности резонансного поглощения излучения в такой среде.

4. Разработать теоретические подходы к изучению автоколебательной неустойчивости в БПЛ на основе анализа свойств мод автоколебательных возмущений. Исследовать механизмы возбуждения автоколебаний в различных оптических системах БПЛ.

5. Исследовать особенности трансформации автоколебательных возмущений при переходе в нелинейную стадию и характеристики насыщенных установившихся автоколебательных режимов генерации.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в том, что в ней впервые:

1. Разработан и реализован способ создания активной среды СО2 ГДЛ с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности, который позволяет получать генерацию на целом ряде длинноволновых переходов. Экспериментально исследованы характеристики одновременной генерации на переходах с \=10,6 мкм и 18,4 мкм. Показано, что при поглощении резонансного излучения в системе уровней связанных мод СО? существует механизм нестационарного кинетического охлаждения газа, обусловленный ангармонизмом уровней.

3. Показано, что в БПЛ имеется несколько различающихся физических механизмов автоколебательной неустойчивости, которым соответствуют разные по своим свойствам моды возмущений, и дана их классификация. Установлено, что моды различных типов могут взаимодействовать между собой, в результате чего происходят изменения частот и инкрементов, а также искажения их пространственных структур.

4. Предложена простая аналитическая модель, позволяющая рассчитать частоты, инкременты, пространственную структуру мод возмущений, а также эффекты взаимодействия мод различных типов по характеристикам стационарной генерации.

5. Исследованы характеристики режимов автомодулированной хаотической генерации в БПЛ. Установлены особенности сценария развития хаоса. Показано, что при изменении управляющего параметра происходит перестройка хаотического аттрактора, сопровождающаяся изменением его размерности.

6. Разработаны физические основы методов управления динамическими режимами генерации БПЛ с использованием нелинейно-динамических явлений в движущихся средах.

По ряду разработанных способов и устройств получены патенты. Это относится к способу измерения скорости потока [5*], к способу получения активной среды с высокой степенью неравновесности и соответствующему устройству [14*], к способам получения импульсно-периодической генерации [37*], [38*], [41*].

Защищаемые положения

1. Предложенный и реализованный газодинамический СО 2 лазер модульной конструкции с большой длиной усиления позволяет исследовать процессы генерации в широком диапазоне параметров рабочих смесей, в том числе на переходах с малыми коэффициентами усиления.

2. Разработанный способ создания активной среды молекул СО2 с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности и глубоким охлаждением газа позволяет получать информацию о молекулярно-кинетических процессах, а также существенно расширяет набор лазерных переходов.

3. Результаты экспериментального исследования «комбинированного» лазера с одновременной генерацией на переходах с \=10,6 и 18,4 мкм молекулы СО2. Механизм кинетического охлаждения молекулярного газа при поглощении резонансного излучения, обусловленный ангармонизмом колебательных уровней.

4. В БПЛ с неустойчивым резонатором существуют различные физические механизмы автоколебательной неустойчивости, которые приводят к возбуждению разных по своим характеристикам типов автоколебаний. Моды автоколебательных возмущений могут взаимодействовать между собой, что существенно изменяет их свойства. Подобные моды возмущений существуют и в системе генератор - многопроходный усилитель.

5. Раскачка автоколебаний в области неустойчивости приводит к формированию различных установившихся автомодуляционных регулярных или хаотических режимов генерации. Сценарий развития хаоса характеризуется перестройкой аттрактора, сопровождающейся изменением его размерности.

6. Результаты исследований механизмов неустойчивости и нелинейно-динамических явлений создают физические основы методов управления динамическими режимами генерации лазеров с движущейся средой.

Практическая ценность результатов работы

1. Полный комплекс экспериментальных методов диагностики потоков молекулярных активных сред может найти применение в разработках технологических лазеров, в том числе для оптимизации параметров резонаторов.

2. Лазерный источник на длинноволновых переходах в диапазоне 16-21 мкм с перестройкой по отдельным колебательно-вращательным линиям может быть использован для диагностики сред, содержащих молекулы СО2, а также в разнообразных приложениях молекулярной спектроскопии, физики полупроводников и лазерной фотохимии, включая разделение изотопов.

3. Результаты исследований физических механизмов автоколебательной неустойчивости в быстропроточных лазерах могут использоваться для стабилизации стационарной генерации в действующих лазерах и должны учитываться при разработке новых типов БПЛ.

4. Разработанные методы управления временными характеристиками излучения мощных БПЛ с различными типами резонаторных системам позволяют эффективно переключать режимы генерации, благодаря чему расширяются возможности практических применений таких лазеров.

Апробация работы. Основные результаты исследований, представленных в диссертации, были доложены и обсуждены на следующих научных конференциях и школах-семинарах: VIII Международный коллоквиум по газодинамике взрывов (Нью-Йорк., 1981); XI Всесоюзная конференции по когерентной и нелинейной оптике (Ереван -1982 ); I-IV Всесоюзные конференции «Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах» (Москва, МГУ - 1982, 1984, 1986, 1988); VIII и IX Международные конференции «Инфракрасные и миллиметровые волны» (Марсель, 1983, Такарацука 1984); II

Всесоюзная конференция "Теоретическая и прикладная оптика" (Ленинград, 1986); V Международная конференция по технологическим лазерам и их применениям (Шатура, 1995); XII, и XV Международные симпозиумы «Проточные, химические и мощные лазеры» (Санкт-Петербург 1998; Прага, 2004); V Международная школа "ХАОС-98" (Саратов, 1998); Международная конференция «Фундаментальные проблемы физики» (Саратов, 2000); Международный конгресс "Оптика - XXI век", Санкт-Петербург, 2000); VII международная конференция «Лазерные и лазерно-информационные технологии-2001» (Суздаль, 2001); Международная конференция по лазерам, их применениям и технологиям-2002: усовершенствованные лазеры и лазерные системы (Москва, 2002), Международная конференция по лазерам, их применениям и технологиям-2005: мощные лазеры и их применения (Санкт-Петербург, 2005).

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 62 печатных работы, в том числе 27 статей в реферируемых журналах (Письма в ЖТФ, Квантовая электроника, Оптика и спектроскопия, Журнал прикладной спектроскопии, Вестник Московского университета и др.), 5 авторских свидетельств и патентов опубликованы в Бюллетенях изобретений и 30 работ опубликовано в сборниках трудов научных конференций и препринтах. Более подробное изложение прикладных аспектов исследований содержится в 12 отчетах по договорным научно-исследовательским работам, выполнявшихся при непосредственном участии автора. Основные результаты диссертации опубликованы в работах, список которых приведен в конце автореферата.

Личный вклад автора. Все изложенные в диссертации оригинальные результаты получены автором лично или при его непосредственном участии. Автор осуществлял выбор объектов исследований, разработку методов измерений, постановку и проведение экспериментов, построение расчетных моделей, анализ результатов.

Структура и состав диссертации. Диссертация состоит из введения и четырех глав. В заключении сформулированы основные выводы работы. Каждая глава снабжена кратким предисловием, в котором характеризуется направление проводимых исследований и приводится содержание отдельных разделов главы. Первый раздел каждой главы содержит краткий литературный обзор состояния вопроса на момент исследований, в последнем разделе сформулированы основные научные результаты главы. В конце приведены списки литературы: список цитируемой литературы (239 ссылок), работы автора по теме диссертации (62 ссылки), перечень отчетов по договорным научно-исследовательским работам (12 наименований). Общий объем диссертации составляет 263 страницы, диссертация содержит 159 рисунков и 8 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Создан лабораторный образец газодинамического СО2 лазера модульного типа с большой длиной усиления, который позволяет исследовать генерационные характеристики лазерных переходов в широком диапазоне параметров активной среды, включая переходы с малым коэффициентом усиления. Разработанный комплекс диагностических методов дает возможность определять величины всех основных параметров потока активной среды (скорость, плотность, газовая и колебательная температуры, коэффициент усиления переходов и др.) и исследовать характеристики насыщения усиления. Данные диагностики потока позволяют целенаправленно выбирать режим работы лазера и оптимизировать параметры резонатора.

2. Разработан и реализован способ создания активной среды СО2 лазера с экстремально высокой степенью колебательной неравновесности и глубоким охлаждением газа (отношение колебательной и газовой температур Т2 /Т ~ 10). По спектральным и энергетическим характеристикам длинноволновых лазерных переходов в системе уровней связанных мод проведена комплексная диагностика активной среды, определены колебательная и газовая температуры, населенности колебательных уровней. Экспериментально исследована одновременная генерации на переходах с \=10,6 и 18,4 мкм в условиях, когда межмодо-вый переход с \=10,6 мкм производит накачку связанных мод через общий нижний уровень 10°0. Показано, что благодаря высокой скорости колебательного обмена в системе ангармонических уровней связанных мод поглощение импульса резонансного излучения с \=18,4 мкм сопровождается значительным эффектом нестационарного кинетического охлаждения газа.

3. Показано, что в неустойчивом резонаторе быстропроточного лазера существует несколько различных механизмов возбуждения автоколебаний. Соответствующие им моды возмущений классифицированы как релаксационные, краевые пролетные и внутренние пролетные. Эти моды существенно различаются по частотам, инкрементам и пространственной структуре.

4. Исследовано взаимодействие мод разных типов, которое проявляется в искажениях их пространственных структур, в затягивании и захвате частот, изменении величин инкрементов. Возникающие при взаимодействии моды смешанного типа могут обладать значительно более высокими инкрементами. Подобные типы мод возмущений существуют и в системе неустойчивый резонатор - многопроходный усилитель, причем параметры усилителя и протяженность промежуточной зоны существенно влияют на частоты и инкременты мод.

5. Предложена простая аналитическая модель автоколебательной неустойчивости, позволяющая рассчитать частоты и инкременты мод возмущений и их пространственную структуру по характеристикам стационарной генерации, а также количественно описать эффекты взаимодействия мод различных типов.

6. Обнаружено, что раскачка автоколебаний в области неустойчивости приводит к разнообразной динамике нестационарной генерации в установившемся насыщенном режиме, включая как регулярную импульсно-периодическую генерацию разных видов, так и хаотическую генерацию. Хаос в БПЛ характеризуется специфическим сценарием его развития, в процессе которого происходит перестройка хаотического аттрактора с изменением его размерности, причем вследствие захвата частотных компонент Фурье-спектра внутри области хаоса может появляться участок с регулярной динамикой.

7. Разработаны физические основы новых методов управления динамическими режимами генерации БПЛ, использующих явления неустойчивости стационарной генерации. В рассмотренных оптических резонаторных системах (неустойчивый резонатор с неоднородным возбуждением или с неоднородными потерями, два последовательно расположенных неустойчивых резонатора, различные системы генератор-усилитель) путем изменения управляющих параметров можно стабилизировать стационарную генерацию или получать различные автомодуляционные режимы и эффективно управлять их характеристиками в интересах практических применений.

1. Конюхов В.К., Прохоров A.M. Инверсная населенность при адиабатическом расширении газовой смеси. //Письма в ЖЭТФ, 1966, т.З, с.436-439

2. Лосев С.А. Газодинамические лазеры. 1977, М., Наука, 336 с.

3. Андерсон Дж. Газодинамические лазеры. 1979, М., Мир, 200 с.

4. ВолковА.Ю., Демин А.И., Логунов А.Н., Кудрявцев Е.М., Соболев Н.Н. Оптимизация СОг-N2-H2O газодинамического лазера. //Препринт ФИАН №4, 1977,21 с.

5. Kuehn D.M., Monson D.J., Experiments with a CO2 gas-dynamic laser. //Appl.Phys.Lett. 1970, V.16.N1 p.48-51

6. Лосев C.A., Макаров B.H., Павлов B.A., Шаталов О.П. Исследование процессов в газодинамическом лазере на ударной трубе большого диаметра. //ФГВ, 1973, т.4, с.463-468

7. Демин А.И., Кудрявцев Е.М., Соболев Н.Н., Файзулаев В.Н. Экспериментальное иследо-вание предельного содержания паров воды в газодинамическом лазере на CO2-H2O-N2 //Квантовая электроника, 1974, т.1 с. 528-533

8. Крошко В.Н., Солоухин Р.И., Фомин Н.А. Газодинамические процессы при получении инверсии в ударных трубах. //ФГВ, 1973, т.9, с.352-357

9. Watt W.S. Carbon monoxide gas dynamic laser. //Appl. Phys.Lett., 1971, v. 18, p. N6, p.487-491

10. Гринь Ю.Н., Поляков B.M., Тестов В.Г. Экспериментальное исследование газодинамического усиления лазерного излучения на смеси ЫгО-Ыг-Не. //Письма в ЖЭТФ, 1973, т. 18, с.260-263

11. Волков А.Ю., Демин А.И., Крауклис А.В. Сравнение газодинамических СОг и N2O лазеров по энергии излучения в схеме с подмешиванием. // Труды ФИАН, 1979, т.113, с. 184-189

12. Волков А.Ю., Демин А.И., Епихин В.Н., Кудрявцев Е.М., Соболев Н.Н. // Исследование газодинамического CS2 лазера с целью повышения КПД и расширения спектрального диапазона этого типа лазеров.//Труды ФИАН, 1979, т.113, с. 168-183

13. Конюхов В.К., Матросов И.В., Прохоров A.M., Шалунов Д.Т., Широков Н.Н. Газодинамический квантовый генератор непрерывного действия на смеси углекислого газа, азота и воды. //Письма в ЖЭТФ, 1970, т. 12, с.461-465

14. Howgate D.W., Roberts T.G., Ватт Т.A. Numerical calculations of the arc-driven supersonic laser operating in the gas-dynamic mode. //J. Appl. Phys., 1972, v.43, N6,2799-2804.

15. Anderson J.D., Harris E.L. Gasdynamic laser two years later //Laser Focus, 1972, v. 8, Issue 5, p.32-34.

16. Anderson J.D. Gasdynamic lasers: review and extension // Acta Astronautica, 1975, v.2, Issue 11-12, p. 911-927

17. Бирюков A.C., Шелепин Jl.А. Химико-механический молекулярный лазер. //ЖТФ, 1970, т.40, с. 2575-2577

18. Tulip J., Seguin Н. Explosion-pumped gas-dynamic CO2 laser. //Appl. Phys.Lett., 1971, v.19, p. 263-268.

19. Gerry E.T. 60 kW gasdynamic C02 laser. IEEE Spectrum, 1970, №.7, p.51-58.

20. Кталхерман М.Г., Мальков B.M., Петухов A.B., Харитонова Я.И. Коэффициент усиления в газодинамическом лазере на продуктах горения бензола. // Квантовая электроника, 1977, т.4, с. 173-176.

21. Hill R.J., Jewell N.T., Jones А.Т., Price R.B. Chemically driven gas-dynamic CO2 laser. //AIAA Journal, 1978, v. 16, p.421-427.

22. Евтюхин H.B., Генич А.П., Юданов A.A., Манелис Г.Б. Коэффициенты усиления многокомпонентных рабочих сред в СО2-ГДЛ на продуктах сгорания. // Квантовая электроника, 1978, т.5, с.1013-1018.

23. Tennant R., Vargas R., Hadley S. Effects of gaseous contaminants on gas dynamic laser performance. //AIAA paper N74-178, New-York, 1974,4p.

24. Макаров B.H., Лосев C.A. О влиянии примесей на коэффициент оптического усиления при течении релаксирующего газа в сверхзвуковом сопле. //ФГВ, 1975, т. 11, с.804-807.

25. Кудрявцев Н.Н., Новиков С.С., Светличный И.Б. О виянии добавок молекулярного водорода на коэффициент усиления излучения СО2 лазера в расширяющемся потоке смеси углекислого газа с азотом. ФГВ, 1976, т.12, №5, с.729-735.

26. Шмелев В.М., Марголин А.Д. Гетерогенные потери в газодинамических лазерах. // Квантовая электроника, 1975, т.2, №8, с.1749-1755.

27. Конюхов В.К., Файзулаев В.Н. О влиянии конденсации газа на скорости релаксационных процессов в газодинамических лазерах. // Квантовая электроника, 1974, т.1, №12, с.2623-2625.

28. Британ А.Б., Корценштейн Н.М. О конденсации водяных паров в газодинамическом СО2 лазере. Квантовая электроника, 1975, т.2, №11, с.2536-2537.

29. Демин А.И., Кудрявцев Е.М., Соболев Н.Н., Файзулаев В.Н., Шубина Н.А. О влиянии конденсации водяных паров на работу газодинамического лазера на двуокиси углерода. Квантовая электроника, 1974, т.1, №3, с.706-709.

30. Крошко В.Н., Солоухин Р.И., Фомин Н.А. Влияние состава и температуры среды на эффективность термического возбуждения инверсии смешением в сверхзвуковом потоке. //ФГВ, 1974 т. 10, с. 473-478

31. Stregack J.A., Wexler B.L., Watt W.S. Mixing electric-discharge gasdynamic laser a unique device for investigating energy transfer laser systems.// Proc. of the Int. Symp. on Gasdyn. and Chem. Lasers, Cologne, W. Germany; 11-15 October, 1976.

32. Cassady P.E., Newton J., Rose P. A new mixing gasdynamic lasers. AIAA paper No 76-343, N.Y., AIAA, 1976

33. Russel D.A., Neice S.E. Rose P.H. Screen nozzles for gasdynamic lasers. //AIAA Journal, 1975, v,13,N5, p.593-599

34. Parthasarathy K.N., Anderson Jr. J.D., Jones, E. Downstream mixing gasdynamic lasers-a numerical solution. AIAA Journal, 1979, v.17, Issue 11, p.1208-1215.

35. Б.Ф.Гордиец, А.И.Осипов, Е.В.Ступоченко, Л.А.Шелепин, Колебательная релаксация в газах и молекулярные лазеры.//УФН, 1972, т.108, с.655-699

36. Бирюков А.С., Шелепин Л.А., Кинетика физических процессов в газодинамических лазерах. Влияние формы сопла на инверсию.//ЖТФ, 1974, т.44, вып.6, с.1232-1247.

37. Anderson J.D. A time-dependent analysis for vibrational and chemical nonequilibrium nozzle flows. //AIAA Journal, 1970, v.8, N3, p.545-550.

38. Бирюков A.C. Кинетика физических процессов в газодинамических лазерах. //Труды ФИАН, 1975, т.83, с. 13-86.

39. Бирюков А.С., Гордиец Б.Ф., Кинетические уравнения релаксации колебательной энергии в смеси многоатомных газов. //ПМТФ, 1972, №6, с.29-37

40. Дьяков А.С., Пискунов А.К., Черкасов Е.М. Теоретическое исследование колебательной релаксации углекислого газа в смесях, содержащих окись углерода. // Квантовая электроника, 1975, т.2, №7, с. 1419-1422.

41. Гембаржевский Г.В., Генералов Н.А., Козлов Г.И. Экспериментальные исследования коэффициента усиления света в смесях CC>2+N2+He (Н20) при расширении в сверхзвуковом сопле. //ПМТФ, 1973, №4, с.31-35

42. Василик Н.Я., Марголин А.Д., Маргулис В.М. К теории газодинамического лазера на бинарной смеси. //ПМТФ, 1974, №3, с.23-30.

43. Курочкин Ю.В., Смагин Н.И. Численное исследование двумерного распределения инверсной населенности и показателя усиления при сверхзвуковом расширении смеси СОг-N2-He. // Квантовая электроника, 1979, т.6, №6, с.1192-1199.

44. Кудрявцев Е.М., Файзулаев В.Н. Инверсная населенность в струе газовой смеси, содержащей двуокись углерода и расширяющейся через щель. //Квантовая электроника, 1974, т.1, 2230-2235

45. Lee G., Gowen F.E. Gain of C02 gasdynamic laser. //Appl. Phys. Lett., 1971, v.20, N4, p.237-239.

46. Lee G., Gowen F.E., Hagen I.R. Gain and power of CO2 gasdynamic lasers. // AIAA Journal, 1972, v.10, N1, p.65-69.

47. Meinzer R.A. Experimental gas dynamic laser studies. // AIAA Journal, 1972, v.10, N4, p.388-394.

48. Ачасов O.B., Солоухин Р.И., Фомин H.A. Численный анализ характеристик газодинамического лазера с селективным тепловым возбуждением и смешением в сверхзвуковом потоке. //Квантовая электроника, 1978, т.5, №11, с.2337-2341.

49. Лосев С.А., Макаров В.Н. Оптимизация коэффициента усиления в газодинамическом лазере на углекислом газе. //Квантовая электроника, 1974, т.1, №7, с.1633-1641.

50. Макаров В.Н. Об оптимизации коэффициента усиления в газодинамическом лазере на углекислом газе. Физика горения и взрыва, 1976, т.12, №5, с.735-739.

51. Генералов Н.А., Козлов Г.И., Селезнева И.К. Расчет характеристик газодинамического лазера.//ПМТФ, 1972, №5, с.33-48

52. Christiansen W.H., Tsongas G.A. Gain kinetics of CO2 gasdynamic laser mixtures at high pressure. //The physics of fluids, 1972, v. 14, N12, p.2611-2619.

53. Логунов А. Н., Кудрявцев ЕМ., Соболев Н. Н. Оптимизация СОг Нг - НгО газодинамического лазера. //Препринт ФИАН, №4,1977.

54. Лосев С.А., Макаров В.Н. Многофакторная оптимизация газодинамического лазера. //Квантовая электроника, 1976, т.З, с.960-969

55. Rigrod W.W. Saturation effects in high-gain lasers.// J. Appl. Phys., 1965, v.36, p.2487-2490

56. Конюхов В.К. Газодинамические СО2 лазеры. //Квантовая электроника, 1977, т.4б с. 10141022.

57. Красицкая Л.С., Напартович А.П., Шарков В.Ф. К расчету газодинамического СОг-лазера. //Препринт ИАЭ им.И.В.Курчатова № 2252, М., 1972,12 с.

58. Напартович А.П., Шарков В.Ф. К расчету мощности газодинамического СОг лазера. //ТВТ, 1974, т. 12, с.659-667

59. Гавриков В.Ф., Дронов А.П., Пискунов А.К., Черкасов Е.М. О неравновесном течении в газодинамическом лазере./ЛСвантовая электроника, 1973, №3(15), с. 109-112.

60. Веденов А.А., Напартович А.П. Теория быстропроточного газового лазера. //ТВТ, 1974, т.12, №5, с.952-956.

61. Микаэлян А.Л., Минаев В.П., Обод Ю.А., Турков Ю.Г.О характеристиках лазера на двуокиси углерода с поперечной прокачкой, работающего в режиме усиления. //Квантовая электроника, 1974, т.1, №5, с.1175-1179.

62. Александров Б.С., Ананьев Ю.А., Лавров А.В., Трусов В.П. Модель среды для расчета резонаторов газодинамических СОг лазеров. //Квантовая электроника, 1977, т.4 с.1461-1466.

63. Prokhorov A.M. High power lasers for industrial and ecological use. //Proceedings of SPIE, 1998, v.3574, p.2-14.

64. Kosyrev F.K., Krasjukov A.G., Naumov V.G., Shashkov V.M. Development of mobile technological complexes. //Proceedings of SPIE, 2000, v. 4165, p.289-296.

65. Boreisho A.S, IP in N.A., Orlov A.E., Torgalo M.V., Trofimovich A.G. Small and medium output power C02 GDL. //Proceedings of SPIE, 1998, v.3574, p.213-217.

66. Konev Y.B., Lipukhin Y.V., Danilov L.I., Karpukhin V.T., Malikov M.M., Sidorenko A.V. High-power CO2 gas-dynamic lasers for applications in technology. Proceedings of SPIE, 1998, v.3343, p.775-782.

67. Вагин Ю.С. Исследование активной среды и оптических резонаторов газодинамических лазеров. // Труды ФИАН, 1979, т.113, с. 115-149

68. Deuto B.G., O'Neil B.D., Forgham J.L., Hedin V.A. Optical history of the high energy gas dynamic laser. Proceedings of SPIE, 1990, v.1224, p.15-43.

69. Баскаев П.Ю., Лавров A.B., Лобачев B.B. Особенности структуры фазовой неоднородно-стии неравновесности рабочей среды за сопловым аппаратом трехмерного расширения газодинамического лазера. //Квантовая электроника, 1998, т.25, № 6, с. 507-511.

70. Ковалевский В.О., Лобачев В.В. Оценка влияния регулярных и стохастических фазовых структур на оптическое качество потока активной среды газодинамического лазера. Квантовая электроника, 2001, т.37, № 7. с. 604-610

71. Vaidyanathan T.S., Russel D.A. Wave-generated disturbance downstream of nozzle array. //AIAA Journal, 1985, v.23, N5, p.749-751

72. Jumper E.J., Hugo R.J. Optical phase distortion due to turbulent-fluid density fields. //AIAA paper No 92-3020, N.Y., AIAA, 1992

73. Malkov V.M., Ktalkherman M.G. Some aspects of aero-optics of GDL nozzle banks. //AIAA paper No 94-2447, N.Y., AIAA, 1994

74. Malkov V. Effect of regular and turbulent supersonic flow structure born by multinozzle banks on optical quality of medium in resonator cavity. //Proceedings of SPIE, 1998, v.3574, p. 179-185.

75. Koctko O.K. Использование лазерной локации в исследованиях атмосферы (обзор). //Квантовая электроника, 1975, т.2, с.2133-2142

76. Ванин Н.В., Мигулин А.В., Рыбаков С.Ю. Лидар для исследования атмосферы различными методами. //Квантовая электроника, 1976, т.З, с.2029-2036

77. Абрамович Т.Н. Прикладная газовая динамика. М., Наука, 1969, 825 с.

78. Пеннер С.С. Количественная молекулярная спектроскопия и излучательная способность газов. М.: ИИЛ, 1963,492 с.

79. Варгин А.Н., Гогохия В.В., Конюхов В.К., Луковников А.И. Исследования колебательной релаксации молекулы углекислого газа фазовым методом.// Труды ФИАН, 1979, т.113, с. 549.

80. Бирюков А. С., Волков А. Ю., Кудрявцев Е. М., Сериков Р. И. Анализ данных по вероятностям спонтанного излучения и сечениям уширения линий перехода 00°1-10°0 молекулы СОг. //Квантовая электроника, 1976, т.З, № 8, с. 1758 1754.

81. Ликальтер А.А. О релаксации симметричной моды колебаний ССЬ. //ПМТФ, 1975, N3, с.8-17.

82. Rothman L.S., Benedict W.S. Infrared energy levels and intensities of carbon dioxide. //Appl. Opt., 1978, v. 17, p.2605-2611.

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

84. Никитин Е.Е. Теория элементарных атомно-молекулярных процессов в газах.- М.: Химия, 1979,455 с.

85. Treanor С.Е., Rich I.W., Rehm R.G. Vibrational relaxation of anharmonic oscillators with exchange- dominated collisions. //J.Chem.Phys., 1968, v.48, N4, p. 1798-1807.

86. Ликальтер А.А. Лазер на переходах между уровнями спаренных мод СО2. //Квантовая электроника, 1975, т.2, с.2399-2402,.

87. Ликальтер А.А. О колебательном распределении многоатомных молекул. //ПМТФ, 1976, N 4, с.3-10.

88. Конюхов В.К., Файзулаев В.Н. К возможности создания газодинамического лазера на переходах между уровнями спаренных мод СО2. //Квантовая электроника, 1978, т.5, N12, с.2620-2622.

89. Конев Ю.Б. Возможность стационарной и квазистационарной генерации газоразрядного СО2- лазера при частичной инверсии на длине волны 16 мкм. //Письма в ЖТФ, 1978, т.4, вып.11, с.677-681.

90. Конев Ю.Б. Усиление газодинамического лазера при частичной инверсии на длине волны 16 мкм. //ЖТФ, 1979, т.40, с.1918-1923.

91. Конюхов В.К. Файзулаев В.Н. О релаксации энергии ангармонических осцилляторов и спаренных мод молекул СО2.// Препринт ФИАН N 89, 1981, 20 с.

92. Brunne М., Zielincki A., Milewski J., Volkov A.Yu., Demin A.I., Kudriavtsev E.M. Simplified calculations for prediction of parameters of 18.4- /j. m CO2 continuous-wave gasdynamic lasers. //J.Appl.Phys., 1981, v.52,Nl, p.74-86.

93. Исламов Р.Ш. Конев Ю.Б., Липатов Н.И., Пашинин П.П. Теоретическое исследование характеристик активной среды на переходах между уровнями симметричной и деформационной мод СОг при тепловой накачке. //Препринт ФИАН N 113, М., 1982, 35 с.

94. Ликальтер А.А. Колебательная кинетика СОг при сильном возбуждении Ферми-резонансных мод. //Теплофизика высоких температур, 1982, т.20, с.614-620.

95. Конюхов В.К., Файзулаев В.Н. Влияние тока квантов на колебательное распределение и релаксацию энергии ангармонических осцилляторов. // Краткие сообщения по физике, 1981, N8, с.36-40.

96. Файзулаев В.Н. Влияние токов квантов на релаксацию спаренных мод молекул СОг- // ПМТФ, 1982., N6, с.9-14

97. Файзулаев В.Н. Токовая модель колебательной релаксации двухатомных молекул. // Препринт ИОФ АН СССР N 241, М„ 25 с, 1984.

98. Файзулаев В.Н. Квазистационарное приближение в колебательной кинетике ангармонических осцилляторов. //Труды ИОФАН, 1985, N12, с.53-64.

99. Веденеев А.А., Волков А.Ю., Демин А.И., Кудрявцев Е.М. и др. Газодинамический лазер с тепловой накачкой на переходах между деформационной и симметричной модами СО2. //Письма в ЖТФ, 1978, т.4, вып.11, с.681-684,.

100. Веденеев А.А., Волков А.Ю., Демин А.И., Кудрявцев Е.М. и др. Влияние противодавления на работу 18,4 мкм СО2-ГДЛ. //Квантовая электроника, 1982, т.9, с.2332-2336.

101. Веденеев А.А., Волков А.Ю., Демин А.И., Кудрявцев Е.М. Влияние примесей воды, водорода и гелия на заселенности колебательных уровней углекислого газа в сильно неравновесных условиях сверхзвукового охлаждения. //Препринт ФИАН N26, М., 1981, 24 с.

102. Vedeneev A.A., Volkov A.Yu., Demin A.I. Kudriavtsev E.M. et al. Shocktube driven pulsed C02-Ar 18,4 (im gas-dynamic laser. //Appl.Phys.Lett., 1981, v.38, p. 199-201.

103. Веденеев А.А., Волков А.Ю., Демин А.И., Кудрявцев E.M. Исследование 18,4 мкм С02 -Ne-газодинамического лазера. //Письма в ЖТФ, 1982, т. 8, с.250-255.

104. Акимов В.А., Волков А.Ю., Демин А.И. Кудрявцев Е.М. Непрерывный ГДЛ на смеси СОг-Аг с длиной волны излучения 18,4 мкм. //Квантовая электроника, 1983, т. 10, N4, с.886-889.

105. Логвиненко В.П. Непрерывный газодинамический лазер на спаренных модах молекулы С02. //Труды ИОФАН, 1988, т. 12, с.41-53,.

106. Баранов А.Н., Волков А.Ю., Демин А.И., Кудрявцев Е.М. Электрогазодинамический лазер на переходах между уровнями спаренных мод молекулы С02. //Квантовая электроника, 1984, т. 12, с.2202-2203

107. Новик В.К., Гаврилова Н.Д., Фельдман Н.Д. Пироэлектрические преобразователи. М., Сов. радио, 1979,273 с.

108. Исламов Р.Ш., Конев Ю.Б., Шарков В.Ф. Исследование характеристик газодинамического С02 лазера с излучением на длине волны 18,4 мкм. //Препринт ИАЭ им.И.В.Курчатова 3661/12, М., 1981,26 с.

109. Chang Т. Y., Wood О. R. Optically pumped 33 atm C02-laser. //Appl. Phys. Lett., 1973, v. 23, p. 370—372.

110. Аверин В. Г., Алимпиев С. С., Баронов Г. С. и др. Спектроскопические характеристики лазера на молекуле тетрафторида углерода с оптической накачкой. //Письма в ЖТФ, 1978, т. 4, с. 1309—1313.

111. Manuccia Т. J., Stregack J. A., Harms Н. W., Wexler В. L. 14 and 16 цт, gasdynamic С02-lasers. //Appl. Phys. Lett., 1976, v. 29, p. 360—362.

112. Osgood R. M. Optically puTped 16 fim C02-laser. //Appl. Phys. Lett., 1976, v. 28, 342—345.

113. Карлов H. В., Конев Ю. Б., Кочетов И. В. и др. Возможность генерации на длинах волн 16 и 14 мкм в газоразрядных С02-лазерах. //Письма в ЖТФ, 1976, т. 2, с. 1062—1065.

114. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Хохлов Р.В. Об охлаждении газа при прохождении мощного излучения С02 лазера через атмосферу. //ЖТФ, 1974, т.44, №5, с.1063-1069

115. Гордиенко В.М., Горшков В.А., Панченко В.Я., Сухоруков А.П. Кинетическое охлаждение смеси газов C02-N2 излучением С02 лазера. //ЖЭТФ, 1977, т.73,№3, с.874-883.

116. Варгин А.Н., Гогохия В.В., Конюхов В.К., Луковннков А.И. К модели кинетического охлаждения углекислого газа. //Квантовая электроника, 1987, т.5, №6, с.1391-1393.

117. Гордиец Б.Ф., Панченко В.Я. Охлаждение молекулярных газов, стимулированное лазерным излучением. //Письма в ЖТФ, 1978,т.4, №23, с.1396-1399.

118. Осипов А.И., Панченко В.Я. Тепловые эффекты при взаимодействии лазерного излучения с молекулярными газами. М., МГУ, 1983, 117 с.

119. Taylor R.L., Bitterman S. Survey of vibrational relaxation data for processes important in CO2-N2 laser system. //Reviews of Modern Physics, 1969, v.41, N1, p.26-47

120. Jacobs R.R., Thomas S.J., Pettipiece K.J. J-dependence of rotation relaxation in the C02 00°1 vibrational level. // IEEE Journ. Quant. El., 1974, v.QE-10, N5, p.480-486

121. Jacobs R.R., Thomas S.J., Pettipiece K.J. Rotational relaxation rate constants for CO2. // Appl. Phys. Lett., 1974, v.28, N8, p.375-377.

122. Preston R.K. and Pack R.T. Mechanism and rates of rotational relaxation of CO2 (00° 1) in He and Ar. // J.Chem.Phys.,1078, v.69, N6, p.2823-2832.

123. Ананьев Ю.А. Оптические резонаторы и проблемы расходимости лазерного излучения. М, Наука, 1979,328 с.

124. Hunter II Alen М. Analysis of the CO2 laser transverse mode-medium instability. //J. Appl. Phys., 1979, v.50 N3, p.1203-1211

125. Ковальчук Л.В., Шестобитов B.E. О влиянии мелкомасштабных фазовых неоднородно-стей на свойства неустойчивых резонаторов. //Квантовая электроника, 1977, т.4, №10, с. 21662172.

126. Glessner J.W., Tannen P.D., Walter R.F., Dente G.C. Review of oscillator performance for electric lasers. //Proceedings of SPIE, 1990, v.1224, p.44-78.

127. Ahouse D. Fluid dynamics of CO2 pulsed and CW discharge lasers. //AIAA Aerospace Science Meeting, January 1977, AIAA paper 77-25.

128. Лиханский B.B., Напартович А.П. О возбуждении звука в лазере с неустойчивым резонатором. //Квантовая электроника, 1981, т.8., №1 с.170-172.

129. Хакен Г. Лазерная светодинамика, -М., Мир, 1988, 380 с.

130. Дрейзин Ю.А., Дыхне A.M. Автоколебательная неустойчивость генерации быстропро-точных лазеров, использующих неустойчивые резонаторы. //Письма в ЖЭТФ, 1974, т. 19, N 12, с.718-722.

131. Alme M.L. Temporal oscillations in the output from a gas-dynamic laser with an unstable resonator. //Appl. Phys. Lett., 1976, v.29, N1, p.35-37.

132. Дрейзин Ю.А., Дыхне A.M., Напартович А.П., Панченко Ю.М. Пульсирующий режим работы стационарных быстропроточных лазеров. //Сб. тезисов П Всесоюзного симпозиума по физике газовых лазеров (Новосибирск, июнь 1975).-М.: Наука, 1975, с.26

133. Mirels Н. Temporal stability of unstable resonator with crossflow; //Appl. Phys. Lett., 1976, v.28, N10, p.612-613.

134. Лиханский B.B., Напартович А.П. Об автоколебательной неустойчивости в проточных лазерах с неустойчивыми резонаторами. //Квантовая электроника, 1980, т.7, N2, с.237-243.

135. Лиханский В.В., Напартович А.П. О динамике излучения быстропроточных СОг- лазеров с неустойчивыми резонаторами. //Изв. АН СССР, сер.физ., 1981, т.45, N2, с.399-402.

136. Yoder M.J., Ahouse D.R. Output flux instabilities in a flowing-gas CW CO2 electric discharge laser. //Appl.Phys. Lett. 1975, v.27, N12, p.673-675. .

137. Артамонов A.B., Наумов В.Г. Особенности генерации быстропроточного СОг-лазера с поперечной прокачкой. //Квантовая электроника, 1977, т.4, № 1, с.178-180.

138. Дмитриев К.И., Кадлубинская Т.А., Куценко А.И., Павлов С.П., Панасюк В.Ф., Соколов Н.А. //Квантовая электроника, 1991, т.18, с.1372-1377.

139. Артамонов А.В., Конев В.А., Лиханский В.В., Напартович А.П. О флуктуациях мощности излучения проточных СОг лазеров с неустойчивыми резонаторами.// Квантовая электроника, 1984, т.11, № 6, с.1199-1206.

140. Хакен ГУ/Лазерная светодинамика. М.: Мир, 1988,380 с.

141. E.T.Arecci, R.Meucci, G.Puccioni, J.Tredicce. Experimental evidence of subharmonic bifurcations, multistability and turbulence in a Q-switched gas laser. //Phys. Rev. Lett., 1982, v.49, № 17, p.1217-1223.

142. Фейгенбаум M. Универсальность в поведении нелинейных систем. //Успехи физических наук, 1983, т.141, вып.2, с.343-359.

143. Lugiato L.A., Narducci L.M., Bandy D.K., Pennice C.A. Breathing, spiking and chaos in a laser with injected signal. //Optics Communications, 1983, v.46, issue 1, p.64-68.

144. Tredicce J.R., Arecchi, F.T., Lippi, G.L., Puccioni, G.P. Instabilities in lasers with an injected signal. //J. Opt. Soc. Am., 1985, v.2, issuel, p.173-183

145. D. Dangoise, P.GIorieux, D. Hennequin. Chaotic phenomena in СОг laser with internal modulation. // Proceedings of SPIE, 1986, v. 667, p.242-247.

146. D. Dangoise, P.GIorieux, D. Hennequin. Chaos in CO2 laser with modulated parameters: experiments and numerical simulations.//Physical review A, 1987, v.36, N10, p.4775-4791.

147. Ogawa T. Quasiperiodic instability and chaos in the bad-cavity laser with modulated inversion. //Phys. Rev. A, 1988, v.37., N11, p.4286-4302

148. Глова А. Ф., Козлов С. H., Лиханский В. В., Ярцев В. П. Бифуркации и хаос в СОг -лазере с периодической накачкой. //Квантовая электроника, 1990, т.17, №7, с.894-896.

149. Глова А.Ф., Лысиков А.Ю. Динамика генерации СОг лазера с малой амплитудой модуляции накачки. //Квантовая электроника, 1995, т.22, №2, с.134-136.

150. Бондаренко А.В., Глова А.Ф., Козлов С.Н., Лебедев Ф.В., Лиханский В.В., Напартович А.П., Письменный В.Д., Ярцев В.П. Бифуркации и хаос в системе оптически связанных СОг лазеров. //ЖЭТФ, 1989, т.95, вып.З, с.807-816.

151. Лиханский В.В., Напартович А.П. Излучение оптически связанных лазеров. //УФН, 1990, т. 160, вып.З, с.101-142.

152. Glova A.F., Lysikov A.Yu. Radiation of optically coupled lasers. //Proceedings of SPIE, 2004, v.5777, p.679-673

153. В.М.Акулин, Н.В.Карлов. Интенсивные резонансные взаимодействия в квантовой электронике. М., Наука, 1987,486 с.

154. Casperson L. W. Spontaneous coherent pulsations in laser oscillators. // IEEE Journal of. Quantum Electronics, 1978, v.QE-14, N10, p.756 -761.

155. Ханин Я.И. Динамика квантовых генераторов. М.: Советсткое радио, 1975, 352 с.

156. Арнольд В. И., Афраймович В. С., Ильяшенко Ю. С., Шильников Л. П. Теория бифуркаций. В сб. Динамические системы. М., ВИНИТИ, т.5,1986, с.471-497.

157. Grassberger P., Procaccia I. Characterization of strange attractors. //Phys. Rev. Lett., 1983, v.50,N5, p.346-349.

158. Лоскутов А. Ю, Михайлов А. С. Введение в синергетику. M., Наука, 1990,281 с.

159. Лоскутов А. Ю, Мищенко Ю. В. Рыбалко С. Д. Физическая мысль России, 1997, вып.2-3, с.53 -64.

160. Напартович А.П., Сухарев А.Г. Декодирование информации в схеме хаотического лазера, управляемого хаотическим сигналом. //Квантовая электроника, 1998, т.25, №1, с.85

161. Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М., Энергоатомиздат, 1985,206 с.

162. Промышленное применение лазеров, под ред. Г.Кёбнера пер. с английского, М., Машиностроение, 1988 г., 279 с.

163. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М., Машиностроение, 1989 г., 412 с.

164. Баранов И.Я. Технология лазерной сварки, закалки и резки. Учебное пособие. СПб., 1999. 75 с. (Балтийский государственный технический университет "Военмех")

165. Panchenko V.Y., Golubev V.S. Applications of lasers in machine building and metallurgy. //Proceedings of SPIE, 2000, v.4165, p.264-277.

166. Kuzmenko T.G., Kosyrev F.K., Rodin A.V. Laser processing for reliability and corrosion resistance enhancement of equipment working in hostile environments. //Proceedings of SPIE, 2000, v.4165, p.306-313.

167. Левченко Е.Б., Черняков А.Л. Неустойчивость поверхностных волн в неоднородно нагретой жидкости. //ЖЭТФ, 1981,т.81, с.202-209.

168. Гладуш Г.Г., Дробязко С.В., Лиханский В.В., Лобойко А.И., Сенаторов Ю.М. Термокапиллярная конвекция при лазерном нагреве поверхности. //Квантовая электроника, 1998, т.25, №5,439-442.

169. Golubev V.S. Possible models of hydrodynamical nonstationary phenomena in the processes of laser beam deep penetration into materials. //Proceedings of SPIE, 1996, v.2713, p.219-230.

170. Гладуш Г.Г., Дробязко C.B., Родионов Н.Б., Антонова Л.И., Сенаторов Ю.М. Изучение механизма резки сталей слабосфокусированным излучением импульсно-периодического СО2-лазера. //Квантовая электроника, 2000, т.30, с.1072-1077

171. Гладуш Г.Г., Родионов Н.Б. Расчет массопереноса при дистанционной резке металлов излучением импульсно-периодического СОг лазера. //Квантовая электроника, 2002, т.32, №1, с.14-18

172. Hugenschmidt M. Interaction of high-average-power repetitively pulsed laser radiation with matter. //Proceedings of SPIE, 1998, v.343, p.78-89.

173. Веденов А.А., Гладуш Г.Г., Дробязко C.B., Павлович Ю.В., Сенаторов Ю.М. Физические закономерности взаимодействия излучения импульсно-периодического С02-лазера с металлами. //Квантовая электроника, 1985, т.12, №1, с.60-67.

174. Karasev V.A., Galushkin M.G., Golubev V.S., Panchenko V.Y., Filippova E.O. Influence of basic parameters of metal cutting with gas laser on process energy efficiency. //Proceedings of SPIE, 2005, v.5777, p.864-873.

175. Minutolo F.M., Curcio F., Daurello G., Caiazzo F. Evaluation of CO2 laser beam welding process efficiency for the Ti6A14V alloy. //Proceedings of SPIE, 2005, v.5777, p.907-912.

176. Якунин В.П., Червошкина Э.Г. Опытно-механические системы для технологической обработки С02-лазерами. Шатура, 1990 г., 15 с.

177. Мурзин С.П. Компьютерная система управления технологическими процессами лазерной и комбинированной обработки материалов.//Известия Саратовского научного центра Российской академии наук, 2002, т.4, №1, с.127-132.

178. Буфетов И.А., Кравцов С.Б., Федоров В.Б. Термодинамические параметры наносекунд-ной плазмы на твердой мишени в поле излучения гармоник мощного неодимового лазера с резким передним фронтом импульса. //Квантовая электроника, 1996, т.23, с.535-538.

179. Вейко В.П., Либенсон М.Н. Лазерная обработка. Л.: Лениздат, 1973,221 с.

180. Горный С.Г., Григорьев A.M., Патров М.И., Соловьев В.Д., Туричин Г.А. Специфика поверхностной обработки металла сериями лазерных импульсов наносекундной длительности. //Квантовая электроника, 2002, т.32, №10, с.929-932.

181. Климентов С.М., Пивоваров П.А., Конов В.И., Брайтлинг Д., Даусингер Ф. Лазерная микрообработка в газовой среде при высокой частоте повторения аблирующих импульсов. //Квантовая электроника, 2004, т. 34, №6, с.537-540.

182. Арутюнян Р.В., Баранов В.Ю., Большое Л.А. и др. Воздействие лазерного излучения на материалы. М.:, Наука, 1989, 368 с.

183. Глова А.Ф., Дробязко С.В., Вавилин О.И., Швом Е.М. Дистанционная обработка металлов излучением двух лазеров. //Квантовая электроника, 2002, т.32, №2, с.169-171.

184. Басов Н.Г., Бабаев И.К., Данилычев В.А., Михайлов М.Д., Орлов В.К., Савельев В.В., Сон В.Г., Чебуркин Н.В. Электроионизационный СОг лазер замкнутого цикла непрерывного действия. //Квантовая электроника, 1979, т.6, с.772-778

185. А.И.Иванченко, В.В.Крашенинников, А.Г.Пономаренко. Исследование и разработка С02-лазеров для технологии. //Препринт ИТПМ СО АН СССР, N6-86, Новосибирск, 1986 г.

186. В.С.Голубев, Ф.В.Лебедев. Физические основы технологических лазеров. М., Высшая школа, 1987 г., 293 с.

187. Абильсиитов Г.А., Бондаренко А.И., Васильцов В.В., Голубев B.C., Гонтарь В.Г., Забелин A.M., Низьев В.Г., Якунин В.П. Промышленные технологические лазеры НИЦТЛ АН СССР. //Квантовая электроника. 1990, т. 17, №6. с.672-676.

188. Беляев А.П., Дмитерко Р.А., Екимов В.А., Наумов В.Г., Шашков В.М., Шулаков В.Н. Мощный быстропроточный СОг лазер непрерывного действия с накачкой комбинированным разрядом. //Письма в ЖТФ, 1979, т.5, №6, с.325-328.

189. Абильсиитов Г.А., Артамонов А.В., Велихов Е.П., Егоров Ю.А., Кажидуб А.В., Лебедев В.Ф., Сидоренко В.В., Сумерин В.В., Фролов В.М. Стационарный технологический СОг лазер мощностью 10 кВт. //Квантовая электроника, 1980, т.7, №11, с.2467-2471.

190. Елов В.В., Куклин В.А., Лешенюк Н.С., Невдах В.В. Исследование активной среды быс-тропроточного технологического СОг лазера замкнутого цикла. //Квантовая электроника, 1982, т.9, №8, с.1558-1565.

191. Yasui К., Kuzumoto М., Ogava S., Yagi S. Silent-discharge excited TEMoo 2.5 kW C02 laser. //IEEE Journal of Quantum Electronict, 1989, v.25, p.836-841.

192. Куценко А.И., Павлов С.П., Пережогин A.M., Саркаров Н.Э., Свотин П.А. Спектрально-временные характеристики быстропроточного электроразрядного С02 лазера. //Квантовая электроника, 1995, т.22, №4, с. 325-327.

193. Gutu I., Medianu R.V., Georgescu G., Petre С., Mihailescu I.N., Kasuya K. High-efficiency high-optical-quality transverse-flow CO2 laser. //Proceedings of SPIE, 1998, v. 3574, p. 132-139.

194. Гурашвили В.А., Зотов A.M., Короленко П.В., Напартович А.П., Павлов С.П, Родин А.В., Саркаров Н.Э. Пространственно-временная структура излучения мощного быстропроточного СОг-лазера. //Квантовая электроника, 2001, т.31, № 8 ,с.821-824

195. Васильцов В.В., Галушкин М.Г., Голубев B.C., Низьев В.Г., Панченко В .Я., Забелин A.M., Завалов Ю.Н. Мощные технологические С02-лазеры с высоким качеством излучения. //Перспективные материалы №2,1999, с.60-67.

196. Gurashvili V. A., Dmitriev К. I., Kosyrev F. К., Kuz'min V. N., Napartovich А. P., Naumov V. G., Rodin А. V. High power СО2 and CO lasers for industrial applications in TRINITI. //Proceedings of SPIE, 2006, v. 6053, p. 45-53.

197. Технические данные лазеров фирмы Trumpf. http://www.us.trumpf.com. Технические данные лазеров фирмы Rofin-Sinar. http://www.rofin.com/home-e/htm

198. Borodin V., Chernukho А.Р., Zhdanok S.A., Sindzingre Т., Guerin D., Larquet C., Cenian A. 1,5 kW CO2 laser with nitrogen selective-excitation in barrier discharge and gas mixing. //Proceedings of SPIE, 2002, v.5120, p.142-145

199. Napartovich A.P., Kumosov A.K., Shnyrev S.L., Ionin A.A., Klimachev Yu.M., Kotkov A.A., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V. CO laser: advances in theory and experiment. //Proceedings of SPIE, 2005, v. 5777, p. 408-413

200. Generalov N.A., Solov'yov N.G., Yakimov M.Y., Zimakov V.P. Beam-quality improvement by means of unstable resonator with variable reflectivity output coupler. //Proceedings of SPIE, 1998,v.3267, p.144-149.

201. Glessner J.W., Tannen P.D., Walter R.F., Schafer W.J. Review of oscillator performance for electric lasers. //Proceedings of SPIE, 1990, v. 1224, p.44-80.

202. Siegnan A.E. Performance limitations of the self-filtering unstable resonator. //Opt. Commun., 1992, v.88, p.295-299.

203. Иванченко А.И., Крашенинников B.B., Смирнов A.JI., Шулятьев В.Б. Технологический СОг лазер мощностью 3 кВт с высоким качеством излучения. Квантовая электроника, 1994, т.21,№7, с.643-646.

204. Афонин Ю.В., Гольппев А.П., Иванченко А.И., Малов А.Н., Оришич A.M., Печурин В.А., Филев В.Ф., Шулятьев В.Б. Генерация излучения с высоким качеством пучка в непрерывном СОг лазере мощностью 8 кВт. //Квантовая электроника, 2004, т.34, №4, с.307-309.

205. Веденов A.A., Дробязко C.B., Егоров A.A., Журавский Л.Г., Турундаевский В.Б. Импульсный СО2 лазер периодического действия открытого цикла со средней мощностью 500 Вт. //Квантовая электроника, 1976, т.З, №11, с.2480-2484.

206. Баранов В.Ю., Клепач Г.М., Малюта Д.Д., Межевов B.C., Низьев В.Г., Чалкин С.Ф. Импульсный СО2 лазер, работающий с высокой частотой повторения импульсов. //Теплофизика высоких температур, 1977, т. 15, №5, с.972-976.

207. Осипов В.В, Иванов М.Г, Лисенков В.В., Платонов В.В. Высокоэффективный импульсно-периодический СОг-лазер ЛАЭРТ для технологических применений. //Квантовая электроника, 2002, т.32, №3, с.253-259.

208. Gofman V.Z., Dembovetsky V.V., Niziev V.G., Tarasov M.N. Industrial repetitive-pulse CO2 laser. //Proceedings of SPIE, 2000, v.4165, p.197-205.

209. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электротехника. М., Наука, 2004, 704 с.

210. Месяц Г.А., Осипов В.В., Тарасенко В.Ф. Импульсные газовые лазеры. М., Наука, 1991, 447 с.

211. Jung М., Mayerhofer W., Renz G., Zeyfang E. Pulsed C02-laser with 15-kW average power at 100-Hz rep-rate. //Proceedings of SPIE, 1997, v.3092, p. 114-117.

212. Mayerhofer W., Zeyfang E., Reide W. Design data of a repetitively pulsed 50-kW multigas laser and recent experimental results. //Proceedings of SPIE, 1998, v.3574, p.644-648.

213. Галушкин М.Г., Голубев B.C., Дембовецкий B.B., Завалов Ю.Н., Панченко В.Я. Усиление и нелинейные потери в непрерывном СО2 лазере с быстрой аксиальной прокачкой. // Квантовая электроника, 1996, т.23, №6, с.544-548.

214. Sugiyama Т., Kimura M., Yamane S., Yano Т., Sano R. Pulsed CO2 laser oscillator excited by microwaves. // Proceedings of SPIE, 1998, v. 3574, p. 815-819.

215. Schlueter H. Advances in industrial high power lasers. //Proceedings of SPIE, 2005, v.5777, p.8-15.

216. Генералов H.A., Зимаков В.П., Косынкин В.Д., Райзер Ю.П., Соловьев Н.Г. Быстропро-точный технологический лазер комбинированного действия. //Квантовая электроника, 1982, т.9, № 8,1549-1557

217. Борисова Н.А., Бреев В.В., Любимов Б.Я., Низьев В.Г., Печенова О.И. Волновые процессы в газовых трактах с импульсно-периодическим вкладом энергии. //Препринт ИАЭ им.И.В.Курчатова № ИАЭ-3349/16. М., 1980,25с.

218. Баранов В.Ю., Бреев В.В., Малюта Д.Д., Низьев В.Г. Ограничение частоты следования импульсов в СОг лазерах периодического действия. Квантовая электроника, 1977, т.4, №9, с.1861-1866.

219. Gnedoy S.A., Samarkin V.V., Yakunin V.P. Controllable output mirror application for a high-power C02 laser. //Proceedings of SPIE, 2000, v.4165, p.219-222.

220. Grachev G.N., Ponomarenko A.G., Smimov A.L., Shulyatyev V.B. Multifunctional 3-kW C02 laser with controllable spectral and temporal characteristics for industrial and scientific applications. //Proceedings of SPIE, 2000, v.4165, p.185-196.

221. Kudryashov A.V., Samarkin V.V. Control of high power CO2 laser beam by adaptive optical elements. //Optics communications, 1995, v. 118, N 3-4, p.317-322.

222. Аполлонов В.В., Кийко В.В., Кислов В.И., Суздальцев А.Г., Егоров А.Б. Высокочастотный импульсно-периодический режим излучения в мощных широкоапертурных лазерах. //Квантовая электроника, 2003, т.ЗЗ, №9, с.753-757.

223. Apollonov V.V., Kijko V.V., Kislov V.I., Tischenko V.N. Pulse-periodic lasers for lightcraft application. Proceedings of SPIE, 2005, v.5777, p.1011-1018.

224. Lachambre J.-L., Lavigne P., Verreault M., Otis G. Frequency and amplitude characteristics of a high repetition rate hybrid TEA-CO2 laser. //IEEE Journal of quantum electronics, 1978, v.QE-14, N3, p.170-177.

225. Бреев B.B., Киселев В.Ф. Математическое моделирование проточных СО2 лазеров. //Препринт ИАЭ им.И.В.Курчатова №ИАЭ 5456/16, М., 1992,178 с.

226. Jacobs R.R., Pettipiece K.J. Tomas S.J. Rate constants for the C02 02°0-10°0 relaxation. //Phys. Rev. A, 1975, v. 11, N1, p.54-59.

227. Taylor R.L., Bitterman S. Survey of vibration relaxation data for processes important in the CO2-N2 laser system. //Rev. mod. Phys., 1969, v.41, N1, p.26-47.

228. Волков А.Ю., Демин А.И., Логунов A.H., Кудрявцев Е.М., Соболев Н.Н. Анализ данных по константам колебательной релаксации в смесях CO2-N2-H2O и оптимизация газодинамического С02 лазера. //Труды ФИАН 1979, т.113, с. 150-167.

229. Аблеков ВЛ., Денисов Ю. Н., Любченко Ф. Н. Справочник по газодинамическим лазерам. М., Наука, 1982,167 с.

230. Smitters М.Е. Laser resonators with non-uniform gain and magnification //Appl. Opt. 1986, v. 25, №1, p. 118-122.

231. Перечень отчетов по договорным научно-исследовательским работам, выполненнымпри непосредственном участии автора

232. Разработка методов диагностики параметров молекулярных газовых ОКГ и исследование физических процессов в их активных средах. Научно-технический отчет по НИР 28/76 с ФИАЭ им. И.В.Курчатова, М., физический факультет МГУ, 1981,97 с.

233. Разработка методов диагностики параметров молекулярных газодинамических лазеров и исследование физических процессов в их активных средах. Научно-техническийотчет по НИР 41/82 с ФИАЭ им. И.В.Курчатова, М., физический факультет МГУ, 1985, 79 с.

234. Разработка методов улучшения пространственной когерентности и расширения спектрального диапазона молекулярных газодинамических лазеров Научнотехническийотчет по НИР 42/85 с ФИАЭ им. И.В.Курчатова, М., физический факультет МГУ, 1988, 82 с.

235. Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оптики лазеров. Науч-но-техническийотчет по НИР 62/88 от 19.07.88 с ФИАЭ им. И.В.Курчатова, М., физический факультет МГУ, 1988, 86 с.

236. Проведение расчетно-теоретических и модельных экспериментальных исследований по динамике спектра генерации мощных СС^-лазеров. Научно-техническийотчет по НИР 33/94 с ТРИНИТИ, М., физический факультет МГУ, 1994, 85 с.

237. Исследование нестабильностей генерации быстропроточных лазеров, вызванных эффектами самовоздействия и многомодовости излучения и разработка методов их подавления. Научно-технический отчет по НИР 4/95 с ТРИНИТИ, М., физический факультет МГУ, 1995,93 с.

238. Определение факторов, влияющих на структуру выходных пучков лазеров и разработка методов их диагностики. Научно-технический отчет по НИР 29/98 с ТРИНИТИ, М., физический факультет МГУ, 1996,91 с.

239. Проведение совместных экспериментальных работ по исследованию регулярных и хаотических колебаний мощности излучения. Научно-технический отчет по НИР 169/02-Б с ТРИНИТИ, М., физический факультет МГУ, 2002, 98 с.

240. Разработка методики определения статистических характеристик флуктуаций лазерного излучения. Выдача рекомендаций по улучшению структуры лазерного излучения. Научно-технический отчет по НИР 33/03-Б с ТРИНИТИ, М., физический факультет МГУ, 2003,114 с.

241. Анализ факторов, ухудшающих пространственно-временные характеристики мощных лазерных пучков. Научно-технический отчет по НИР 13/05-Б с ТРИНИТИ, М., физический факультет МГУ, 2005,136 с.