Разработка физических основ и создание мощных технологических CO2-лазеров с высококачественным быстро управляемым излучением

Соловьев, Николай Германович

Разработка физических основ и создание мощных технологических CO2-лазеров с высококачественным быстро управляемым излучением тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

Соловьев, Николай Германович АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.05 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Разработка физических основ и создание мощных технологических CO2-лазеров с высококачественным быстро управляемым излучением»

Автореферат диссертации на тему "Разработка физических основ и создание мощных технологических CO2-лазеров с высококачественным быстро управляемым излучением"

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МЕХАНИКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВ Николай Германович

РАЗРАБОТКА ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ И СОЗДАНИЕ МОЩНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СО2-ЛАЗЕРОВ С ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫМ БЫСТРО УПРАВЛЯЕМЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

01.02.05. - Механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Институте проблем механики Российской академии наук.

Научный консультант: член-корреспондент РАН

Н. А. Генералов.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор С. А. Лосев.

доктор физико-математических наук, профессор В. М. Шашков.

доктор физико-математических наук, профессор Г. И. Козлов.

Ведущая организация: Институт проблем лазерных и информа-

ционных технологий Российской академии наук.

Защита состоится 14 октября 2004 г. в 15:00 часов на заседании диссертационного совета Д 002.240.01 при ИПМех РАН по адресу: 119526, Москва, пр-т Вернадского, д. 101, корп. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем механики РАН.

Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 002.240.01 при ИПМех РАН к.ф.-м.н,

Е. Я. Сысоева.

Общая характеристика работы.

Диссертация посвящена экспериментальному исследованию несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией в быстром потоке газа и созданию на его основе серии мощных технологических СО2-лазеров с высококачественным быстро управляемым излучением, обладающих целым рядом достоинств по сравнению с другими типами лазеров.

Актуальность проблемы. Темпы развития и применения лазеров в промышленности характеризуются стабильным ростом объема продаж на рынке лазерного оборудования, составляющим около 20% ежегодно. Лазерная обработка обладает рядом существенных преимуществ перед другими способами воздействия на материалы. Из-за высокой плотности мощности излучения ее можно производить с большими скоростями, лежащими в диапазоне от десятков до сотен миллиметров в секунду. В настоящее время лазер стал универсальным технологическим инструментом, позволяющим с высокой производительностью осуществлять резку различных материалов, сварку металлов, поверхностное упрочнение, восстановление изношенных деталей машин и механизмов.

Лидирующее место среди технологических лазеров принадлежит лазерам на СО2. Основной проблемой при разработке и совершенствовании лазеров этого типа остается способ организации однородного тлеющего разряда с высоким энерговкладом в больших объемах. Несмотря на многообразие конструктивных решений и используемых способов вклада энергии в разряд, все они, наряду с неоспоримыми достоинствами, обладают некоторыми существенными недостатками, которые ограничивают их использование в различных приложениях, в особенности в промышленности.

РОС. НАЦИОНАЛ«.'.

БИБЛИОТЕКА СПетер«*>г Г/&

ОЭ МО </0£

Цель и задачи исследования. В данной работе была поставлена задача разработать физические основы создания мощных быстро управляемых экономичных технологических СС^-лазеров на базе несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией, свободных от большинства недостатков существующих типов лазеров и сочетающих в себе их достоинства. Практическим результатом решения этой задачи должно стать создание серии технологических лазеров на основе несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной пре-дыонизацией, полностью соответствующих требованиям современной промышленности.

Направление исследований. Для решения поставленной задачи были проведены исследования: а) влияния размеров разрядной камеры, формы и количества электродов на параметры разряда и лазерного излучения; б) импульсного емкостного разряда предыонизации и его характеристик: тока, напряжения на плазме, концентрации электронов; в) физических принципов быстрого управления мощностью лазерного излучения и реализации импульсного режима генерации; г) распределения потенциала несамостоятельного разряда в объеме камеры и в приэлектродных областях; д) процессов гибели электронов в несамостоятельном тлеющем разряде после импульсного разряда предыонизации; е) влияния на энерговклад в несамостоятельный тлеющий разряд параметров газовой среды (состава, давления, скорости, турбулентности) и емкостного разряда предыонизации; ж) спектральных характеристик излучения лазера; з) изменения состава лазерной смеси в условиях замкнутого газового цикла; и) технологических возможностей лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией; к) управляемости, устойчивости, надежности работы лазера.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования характеристик несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией в широком диапазоне скоростей, составов и давлений лазерной смеси, параметров импульсной емкостной предыонизации и несамостоятельного тлеющего разряда с целью получения высококачественного лазерного излучения с управляемой мощностью.

2. Разработка научных основ и создание конструкции рабочей камеры СО2-лазера с импульсной емкостной предыонизацией с минимальным количеством электродов и высокой степенью надежности для использования в серийных технологических лазерах.

3. Разработка научных основ и создание конструкции опытного образца моноблочного автоматизированного технологического СОг-лазера с управляемой мощностью излучения 3 кВт с импульсной емкостной пре-дыонизацией для процессов резки, сварки и поверхностного термоупрочнения.

4. Алгоритмы для устройства автоматического управления технологическим лазером с импульсной емкостной предыонизацией, основанные на отклике лазера, как физической системы, на управляющее воздействие.

5. Разработка алгоритмов и реализация на их основе комплекса компьютерных программ для предварительной технологической подготовки файлов для процессов лазерной резки и программ высокого уровня для лазерной резки изделий из металлов и диэлектриков на лазерных технологических установках.

Научная новизна. Впервые исследования несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией проводились на лазере с замкнутым циклом с быстрым протоком газа «Циклон», который создавался как экспериментальная установка с изменяемыми в широ-

ких пределах электрическими параметрами разряда, длиной разрядной зоны, скоростью газового потока, составом и давлением рабочей смеси, и т. д. На этой установке было подробно изучено влияние характеристик потока газа и турбулентности на устойчивость разряда, электронные процессы в плазме при ионизации газа повторяющимися безэлектродными импульсами, кинетика прилипания и отлипания электронов, эффективность возбуждения колебательных уровней. Но многие экспериментальные исследования, имеющие огромное значение при создании технологических лазеров, не были осуществлены из-за технических особенностей лазера «Циклон», либо не вошли в круг задач, поставленных при разработке экспериментальной установки. Вопросы оптимизации параметров, деградации лазерной смеси, экономичности, надежности, повторяемости, технологичности изготовления, ремонтопригодности, стоящие на первом месте для технологических лазеров, не являлись основными для экспериментальной установки и по этим причинам не были исследованы в полном объеме.

Таким образом, несмотря на огромный экспериментальный и теоретический материал, полученный с помощью установки «Циклон», возникла необходимость провести дополнительные широкие исследования несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыони-зацией, имеющие конкретную практическую цель - реализовать все преимущества такого типа разряда в технологических лазерах. Подавляющее большинство этих исследований были проведены впервые. В результате этого в диссертациопной работе были предложены научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в области лазерной техники, технологических лазеров и лазерных технологий: появился новый класс технологических лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией в быстром потоке газа.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием проверенных методов получения экспериментальных данных, получением результатов с помощью различных физических методов исследования, многократным повторением измерений при изменении условий эксперимента, проверкой результатов на модельных и контрольных экспериментах, сопоставлением полученных данных с теоретическими представлениями.

Практическое значение работы заключается в непосредственном использовании результатов физических исследований в промышленности. На основе проведенных исследований были сделаны следующие разработки:

1. Экспериментальный технологический лазер «Лантан-1», на котором были проведены основные физические и технологические эксперименты.

2. Технологический лазер УЛГ-2.01, разработанный и созданный совместно с ВНИИЭСО, г. Ленинград, серийно выпускавшийся на заводе «Индуктор» в г. Новозыбков.

3. Технологические моноблочные автоматизированные лазеры «Лан-тан-3» и «Лантан-ЗМ» выпускались серийно на НПО «Ротор», г. Черкассы, и на Ижевском механическом заводе.

Апробация работы. Результаты диссертации были предметами докладов на конференциях: Всесоюзный семинар «Лазерная техника и технология», Вильнюс, 1988 г., IV Всесоюзная конференция «Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах», МГУ, Красновидо-во, 1988 г., Conference on Lasers and Electro-Optics, 1991 (CLEO-91), Bal-timor, USA., Международный симпозиум "LASE'98: High-Power Lasers and Applications", конференция "Laser Resonators I". San Jose, California, USA,

1998, Международная конференция «Оптика лазеров '98», секция "Laser Characteristics Control". Санкт-Петербург, 1998 г., VI Международная конференция «Лазерные технологии: фундаментальные проблемы и приложения», г. Шатура Московской области, НИЦТЛ, 1998 г., Ш Международная конференция-презентация «Лазеры. Международное сотрудничество с Россией» - LIC Russia'98, Москва, 1998 г., IQEC/LAT 2002 (International Quantum Electronics Conference / Conference on Lasers, Applications, and Technologies), Москва, 2002 г., SPIE International Symposium on Lasers and Applications in Science and Engineering (LASE'2003): Conference on Laser Resonators and Beam Control VI, San Jose, CA, USA, 2003, Laser Optics XI, Санкт-Петербург, 2003 г., International Conference on the Methods of Aerophysical Research - Novosibirsk, 2004, a также на семинарах в ИПМех РАН и в Институте механики МГУ.

Публикации. За время работы над диссертацией опубликовано 5 статей в ведущих российских научных журналах и изданиях.

Личный вклад автора. Основные экспериментальные результаты, изложенные в работе, получены лично автором, либо в соавторстве при его непосредственном участии. Участие автора в создания технологических лазеров для промышленного выпуска заключалось в разработке разрядной камеры с минимальным количеством электродов, тарисформаторной схемы импульсного генератора предыонизации, электронных и электрических схем лазеров, алгоритмов работы микропроцессорного устройства управления, алгоритмов, реализованных в программах подготовки файлов для лазерной обработки.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 244 страницах, включает 88 рисунков и 3 таблицы. Диссертация состоит из Преди-

словия, трех глав, двух приложений и Заключения. Список цитированной литературы содержит 180 наименований.

Содержание работы.

Содержание диссертации является органически единым. Технологический лазер, физические принципы создания и разработки которого описаны в трех первых главах, является основой для создания технологических комплексов и разработки технологий, приведенных в Приложении 1. В Приложении 2 приведено описание математического обеспечения для подготовки файлов к лазерной резке на технологических комплексах, описанных в Приложении 1.

В Предисловии обоснована актуальность проблемы, поставлены задачи работы, определены методы исследования, приведены положения, выносимые на защиту.

В Главе 1 анализируются описанные в литературе способы организации однородного тлеющего разряда в рабочих камерах СОг-лазеров для получения лазерного излучения, используемого в процессах обработки материалов. Описываются лазеры с диффузионным охлаждением, их основные достоинства и недостатки, лазеры с конвективным охлаждением с быстрым протоком газа. Приводятся примеры использования различных типов разрядов для возбуждения активной среды мощных -лазеров: самостоятельный разряд постоянного тока, высокочастотный емкостной разряд, разряд переменного тока, а также различные типы несамостоятельных разрядов.

При работе лазера в рабочем объеме выделяется энергия, что приводит к нагреву и изменению физических свойств активной среды. Так, например, в СС>2-лазерах мощность генерации лазерного излучения падает

при температуре свыше 500°К. Поэтому выделяющуюся энергию необходимо эффективно удалять. В газовых лазерах существуют два принципиально различных способа охлаждения рабочей смеси: диффузионный и конвективный. Диффузионное охлаждение обеспечивается за счет отвода тепла через охлаждаемые стенки разрядной камеры. Конвективное осуществляется при помощи быстрого протока лазерной смеси через разрядную камеру.

Диффузионное охлаждение проще осуществить технически, но эффективность его не очень велика и ограничивается невысокой теплопроводностью лазерной смеси. Так при традиционном варианте выполнения камеры лазера в виде водоохлаждаемой диэлектрической трубки удается снять до 100 Вт лазерной мощности с метра длины. Поэтому лазеры с мощностями в несколько киловатт получаются громоздкими и с очень сложными оптическими резонаторами.

Самые лучшие показатели по мощности и качеству лазерного излучения удается достичь в лазерах с конвективным охлаждением с быстрым протоком газа через разрядную камеру.

Вклад энергии в активную среду в СОг-лазерах осуществляется как правило электрическим разрядом.

Для получения высококачественного лазерного излучения большой мощности и высокого КПД лазера необходимо организовать однородный тлеющий разряд в больших объемах активной среды.

Самый простой способ - использование самостоятельного тлеющего, разряда - обладает рядом существенных недостатков. Прежде всего, это сравнительно низкие давления рабочей смеси в лазере, ограниченные областью устойчивого горения разряда,. обязательное применение балластных резисторов, снижающих КПД, либо специальных дорогостоящих источников' питания, оптические неоднородности вблизи электродов, ограниченная возможность изменения мощности, вкладываемой в разряд, а значит, и мощности выходного излучения.. Для организации разряда в больших объемах необходимо использование большого количества достаточно сложных электродов с балластными резисторами для предотвращения контракции.

От многих из этих недостатков можно избавиться, используя несамостоятельный разряд, где функции рождения электронов, и вклада энергии разделены между собой.

Рекордные показатели среди несамостоятельных разрядов демонстрирует разряд с ионизацией электронным пучком. Высокая однородность в больших объемах, большой диапазон рабочих давлений, выходная мощность в несколько десятков киловатт являются его несомненными преимуществами. Но такому типу разряда свойственны и существенные недостатки. Разделительная фольга электронной пушки имеет, ограниченный и непредсказуемый ресурс, электронный пучок с высокой энергией вызывает быструю деградацию лазерной смеси. Электронная пушка требует серьезной защиты персонала от рентгеновского излучения, например, размещения лазера в комнате со свинцовьдми стенами. Поэтому лазеры с ионизацией электронным пучком не. стали технологическими.

Использование различных типов несамостоятельных комбинированных разрядов позволяет частично избавиться от недостатков самостоятельного разряда. Так, подача импульсного напряжения на электроды через разделительные конденсаторы позволяет существенно уменьшить величину балластных резисторов, но не избавляет от большого количества электродов и приэлектродных неоднородностей разряда.

Разряды с ВЧ накачкой и разряды переменного тока, которые иногда относят к несамостоятельным разрядам (на пике происходит ионизация, а в остальную часть периода - вклад энергии), хотя и позволяют получить высокую однородность разряда, требуют использования специальных мощных генераторов, снижающих общий КПД и усложняющих конструкцию. При этом, например, мощные ВЧ генераторы имеют габариты, существенно превышающие размер самого лазерного излучателя. Кроме того, такие типы разрядов предъявляют высокие требования к диэлектрическим материалам камеры, через которые происходит вклад энергии в активную среду. Неоднородности, а также включения посторонних примесей могут привести к локальному разрушению и электрическому пробою.

В несамостоятельном тлеющем разряде с импульсной емкостной предыонизацией, разработанном в ИПМех РАН, импульсно-периодическое напряжение разряда предыоиизации прикладывается к дополнительной паре электродов, изолированных от разрядного объема слоями диэлектрика. Тлеющий разряд постоянного тока, обеспечивающий накачку лазерной смеси, происходит между электродами, расположенными на входе и выходе из разрядной камеры. Он является продольным по отношению к потоку газа.

Несамостоятельный тлеющий разряд с импульсной емкостной пре-дыонизацией обладает всеми преимуществами несамостоятельных разрядов: позволяет получить однородный разряд в больших объемах, осуществлять энерговклад в среду при оптимальном значении напряженности

электрического поля для возбуждения колебательных степеней свободы молекул, обеспечивает высокое качество излучения и быстрое управление мощностью лазера.

По сравнению - с другими - типами несамостоятельных разрядов тлеющий разряд с импульсной емкостной предыонизацией также обладает несомненными преимуществами. По сравнению с разрядом с предыониза-цией электронным пучком он не сопровождается рентгеновским излучением, так как используются относительно низкие напряжения источников питания. Разрядная камера лазера с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией существенно проще и надежнее в эксплуатации.

По сравнению с поперечным разрядом с импульсной электродной предыонизацией в продольном разряде с импульсной емкостной предыо-низацией в приэлектродных областях рассеивается меньшая мощность по отношению к мощности, рассеивающейся в положительном столбе. Распределенное емкостное реактивное балластирование разряда предыониза-ции с использованием диэлектрика создает исключительно однородную-концентрацию электронов в объеме камеры, что, в свою очередь, обеспечивает высокую однородность несамостоятельного разряда постоянного тока, необходимую для получения качественного выходного излучения. Взаимная перпендикулярность импульсного тока предыонизации и тока разряда постоянного электрического поля, обеспечивающего вклад энергии в рабочую среду, предотвращает развитие перегревно-ионизационной неустойчивости и позволяет получить высокие энерговклады в разряд.

Все эти качества выделяют несамостоятельный тлеющий разряд с импульсной емкостной предыонизацией среди других и открывают широкие перспективы для его использования в технологических лазерах..

Глава 2 посвящена экспериментальному исследованию несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией в быстром потоке газа в камерах лазеров «Лантан». Рассмотрены электрические характеристики как несамостоятельного тлеющего разряда постоянного тока, так и импульсного емкостного разряда предыонизации, распад плазмы тлеющего разряда между импульсами предыонизации. Кроме того, исследованы спектральные и временные характеристики лазерного излучения, рассмотрены методы быстрого управления выходной мощностью лазеров, изменение химического состава смеси при работе лазера в условиях замкнутого газового контура.

На лазерных установках «Лантан» несамостоятельный тлеющий разряд с импульсной емкостной предыонизацией подвергся существенным изменениям по сравнению с экспериментальным лазером «Циклон» с целью реализации его преимуществ в технологических лазерах.

Для лазера «Лантан» был разработан специальный генератор импульсов предыонизации на водородном металлокерамическом тиратроне. С электродами предыонизации генератор соединен с помощью импульсного повышающего трансформатора. Это позволило в несколько раз уменьшить габариты генератора импульсов предыоиизации, исключить присутствие постоянного напряжения па электродах предыонизации, сделать разряд предыонизации более симметричным за счет гальванической развязки вторичной обмотки трансформатора от потенциала земли.

Несмотря на то, что максимальная частота следования импульсов тиратронного генератора ограничена частотами 10-15 кГц, с его помощью удалось достичь средней величины концентрации электронов в разрядной камере . Дело в том, что тиратрон позволяет коммутировать то-

ки до 1000 Л с малым остаточным напряжением с передним фронтом импульса 20 нс Кроме того, в лазерах «Лантан» удалось уменьшить толщину

диэлектрика между электродом предыонизации и объемом камеры, что также привело к увеличению плотности тока.

В лазерах «Лантан» удалось отказаться от секционирования и балластирования электродов, что значительно упростило конструкцию разрядной камеры и увеличило полный КПД лазера.

Экспериментальные исследования, проведенные на лазерах «Лац-тан», позволили усовершенствовать метод импульсной емкостной предыо-низации, повысить его падежность и эффективность, разработать на его основе ряд современных технологических лазеров с высококачественным быстро управляемым излучением, разработать новую, простую и надежную разрядную камеру.

гин

4 5 3

Рис: 1

Разрядная камера лазера с импульсной емкостной предыонизаци-ей, изображенная на рис. 1, представляет собой плоский канал прямоугольного сечения, ограниченный сверху и снизу электродами предыони-зации, а с боковых сторон - стенками, имеющими отверстия для прохода лазерного излучения к расположенным снаружи зеркалам 5. Каждый элек-

трод предыонизации состоит из водоохлаждаемой металлической пластины 1, покрытой слоем диэлектрического материала 2. Разрядный объем оказывается таким образом заключенным между обкладками плоского конденсатора, образованного этими пластинами. Если к электродам пре-дыонизации приложить высокое импульсное напряжение, то в объеме между ними возникнет емкостной импульсный разряд. Созданные этим разрядом электроны будут гибнуть за счет процессов рекомбинации, прилипания, ухода на стенки, выноса потоком. Однако если импульсы подавать достаточно часто, пока электроны от предыдущего импульса еще не успели погибнуть, то в камере установится некоторая средняя концентрация электронов. Таким образом, посылая короткие высоковольтные импульсы длительностью приблизительно 100 не частотой несколько килогерц, можно поддерживать с небольшими затратами энергии почти постоянную концентрацию электронов в разрядном объеме.

На входе и выходе камеры установлены электроды разряда постоянного тока - медные водоохлаждаемые трубки 3, 4. К ним прикладывается постоянное напряжение меньше пробойного, поэтому ток разряда определяется количеством электронов, порождаемых импульсным емкостным разрядом предыонизации, и тлеющий разряд постоянного тока можно считать несамостоятельным, так как он полностью зависит от разряда предыонизации.

Импульсный разряд предыонизации экспериментально исследовался как в камере лазера «Лантан», так и в модельной камере с высокой плотностью импульсного тока. Эксперименты показали, что при концентрациях электронов на порядок превышающих достигнутые в лазере «Лантан» разряд предыонизации сохраняет пространственную однородность и стабильность. Это свойство открывает дальнейшую возможность совершенствования метода импульсной емкостной предыонизации и достиже-

ния энерговкладов, сопоставимых с энерговкладами в электроионизационных лазерах.

Тлеющий разряд постоянного тока технологического лазера «Лантан» является несамостоятельным и контролируется импульсно-периодическим емкостным разрядом предыонизации, создающим проводимость в среде. Главная и единственная функция несамостоятельного тлеющего разряда - вклад энергии в активную среду лазера.

Вольт-амперные - характеристики несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией напоминают по внешнему виду вольт-амперные характеристики обычного резистора. В самом деле, из-за несамостоятельности разряда ток пропорционален скорости дрейфа электронов в электрическом поле, а скорость дрейфа имеет близкую к линейной зависимость от напряженности поля в разрядном промежутке. В отличие от обычных самостоятельных разрядов вольт-амперные характеристики не имеют участков отрицательного сопротивления, а являются растущими, то есть отражают устойчивое состояние разряда. По этой причине не требуется балластирование несамостоятельного тлеющего разряда.

Следует отметить, что наклон вольт-амперных характеристик зависит от параметров предыонизации, определяющих концентрацию электронов в тлеющем разряде. Таким образом, одни и те же энерговклады можно получить при различных напряжениях на разрядном промежутке, то есть при различных значениях Е/р (отношение напряженности электрического поля к давлению газа). Известно, что эффективность вклада энергии в колебательные степени свободы молекул лазерной смеси имеет максимум' вблизи Е/р = 8-9 В/см-тор, тогда как величины Е/р, характерные для самостоятельного разряда и соответствующие началу ионизации газа, лежат несколько выше. Таким образом, изменяя напряжение источника питания несамостоятельного тлеющего разряда, можно подобрать значения Е/р,

обеспечивающие наибольший энерговклад в колебательные степени свободы молекул, от которого напрямую зависит КПД лазера.

Кроме интегральных вольт-амперных характеристик большое значение имеет распределение потенциала внутри разрядной камеры. Оно существенно влияет на однородность среды и ее оптические характеристики. Зопдовые измерения показали, что несамостоятельный тлеющий разряд с импульсной емкостной предыонизацией имеет практически одинаковую напряженность электрического поля внутри разрядной камеры. Такое свойство разряда позволяет получать высококачественное лазерное излучение при эффективном использовании всего объема разрядной камеры.

Кроме того, экспериментально исследовались процессы гибели электронов после импульса предыонизации с помощью известного понятия об эффективном коэффициенте рекомбинации. Были исследованы зависимости эффективного коэффициента рекомбинации от параметров предыо-низации, состава и давления газовой смеси, параметров несамостоятельного разряда, времени работы установки.

Следует отметить, что на основе вычисления по осциллограммам тока несамостоятельного тлеющего разряда концентрации электронов после импульса предыонизации и эффективного коэффициента рекомбинации возможна диагностика неполадок технологических лазеров с импульсной емкостпой предыонизацией, например, выявление неисправности генератора предыонизации, наличия примесей в контуре и его герметичности, попадания паров воды и т. д. Таким образом, регистрация концентрации электронов во времени имеет большое практическое значение при разработке и эксплуатации технологических СО^-лазеров с несамостоятельным разрядом.

Предельные характеристики разряда - очень важный параметр, определяющий максимальную мощность лазерного излучения, стабильность работы лазера, его надежность при длительной эксплуатации.

Под предельными характеристиками несамостоятельного тлеющего разряда, используемого в лазерах «Лантан», понимаются максимальные значения напряжения и тока, а значит, и предельной мощности, вкладываемой в разряд, при которых сохраняется устойчивое однородное по объему горение разряда. При превышении этих значений происходит контракция - стягивание однородного тлеющего разряда в ярко светящийся шнур. При этом лазерная генерация прекращается.

В работе исследовались зависимости предельных характеристик разряда от давления и состава смеси, импульсов предыонизации, скорости газового потока, турбулентности. Линейная зависимость предельной мощности, вкладываемой в разряд, от скорости газового потока свидетельствует о перегревно-ионизационпом механизме неустойчивости разряда и позволяет увеличить мощность лазера применением более производительного средства прокачки лазерной смеси. Турбулизация газовой смеси перед катодом несамостоятельного разряда позволила на 50% поднять предельный энерговклад в разряд при неизменной скорости газового потока.

Наряду с мощностью и качеством лазерного излучения большое значение для технологических процессов имеет возможность быстрого изменения мощпости излучения. В несамостоятельном разряде с импульсной емкостной предыонизацией существует несколько каналов управления мощностью излучения. Графики зависимости мощности излучения от напряжения на электродах несамостоятельного тлеющего разряда, напряжения источника питания предыонизации, и частоты следования импульсов предыонизации изображены на рис. 2 а), б), в) соответственно.

а)

Технически проще всего реализовать управление мощностью путем изменения частоты следования импульсов предыонизации. Так сделано, например, в технологическом лазере «Лантан-3». Но у этого способа есть недостаток. Вблизи малых мощностей излучения частота следования импульсов достаточно низка, что может сопровождаться пульсациями лазерного излучения с частотой импульсов предыонизации, которые недопустимы для некоторых технологических операций.

Управление с помощью напряжения питания генератора импульсов предыонизации лишено такого недостатка и не очень сложно технически, так как мощность генератора предыонизации составляет 2-4 кВт, т.е. 5-10% от мощности источника несамостоятельного тлеющего разряда. В настоящее время существуют промышленные источники питания с промежуточным преобразованием частоты и постоянной времени регулирования выходного напряжения менее 1 мс.

Возможно также управление изменением напряжения источника питания несамостоятельного тлеющего разряда, но такой способ не имеет преимуществ перед предыдущим, хотя более сложен в реализации. Напряжение источника питания несамостоятельного разряда имеет смысл изме-

в) /

}

Рот, «Л*

пять при подборе оптимального значения Е/р для эффективного возбуждения колебательных степеней свободы молекул.

Все три способа дают возможность управлять выходной мощностью лазера начиная от полного отсутствия излучения до максимального значения за время 1-2 мс. Это свойство несамостоятельного разряда позволяет осуществлять электронное включение и выключение излучения.

Большое разнообразие каналов управления несамостоятельным разрядом позволяет легко реализовать не только быстрое включение-выключение, но и активную стабилизацию выходной мощности лазерного излучения.

В условиях замкнутого газового контура существенное значение приобретает плазмохнмичсская активность разряда в процессе работы лазера. Диссоциация компонентов лазерной смеси и образование новых соединений приводит к изменению химического состава смеси, что в свою очередь вызывает изменение характеристик разряда и лазерного излучения и вызывает необходимость частичного обмена смеси во время работы лазера. Экспериментально показано, что плазмохимическая активность несамостоятельного разряда с импульсной емкостной предыонизацией существенно меньше, чем в других типах разрядов, что дает возможность длительное время использовать лазер без обмена смеси.

В Главе 3 приводятся описание технологических лазеров серии «Лантан», особенности их устройства, электрические схемы и технические характеристики. Рассматриваются возможности дальнейшего совершенствования метода импульсной емкостной предыонизации.

На основе экспериментальных исследований, приведенных в предыдущей главе, можно сделать вывод о перспективности использования тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией в мощных технологических лазерах на

К неоспоримым преимуществам такого типа разряда относятся следующие: а) быстрая и полная управляемость, б) высокая однородность в больших объемах, в) простота электродной системы, г) отсутствие секционирования и балластирования электродов, д) высокий КПД благодаря возможности оптимизировать значение Е/Р для оптимального возбуждения колебательных степеней свободы молекул, е) высокое качество излучения, обусловленное оптической однородностью разряда, ж) низкая плазмохи-мическая активность разряда, позволяющая работать с минимальным обменом газовой смеси.

На основе тлеющего разряда с импульсной емкостной предыониза-цией в быстром потоке газа была создана серия мощных СО2-лазеров «Лаптан» с замкнутым газовым циклом, в которых и были реализованы вышеперечисленные преимущества. Следует отметить, что основная конструкторская документации на все лазеры серии «Лантан» была разработана в КБ Института проблем механики РАН благодаря тесному сотрудничеству конструкторов и сотрудников лаборатории

Лазер «Лантан-1» представляет собой экспериментальный образец технологического лазера с максимальной выходной мощностью до 3,6 кВт и средней мощностью 1 кВт. На нем были получены основные экспериментальные данные, а также отработаны главные узлы и элементы лазера и проверены многие научно-технические решения.

Кроме непрерывного режима излучения с возможностью быстрого управления мощностью на этом лазере реализован импульсно-периодический режим работы с длительностью импульса несколько десятков микросекунд, энергией до 3 Дж и частотой следования до нескольких сотен герц. Таким образом, пиковая мощность излучения в импульсе достигает 100 кВт, что открывает для этого лазера ряд новых технологических применений.

Лазер «Лаитан-2» был разработан как технологический для применения в процессах сварки и резки металлов. Источник питания и система управления на основе релейной схемотехники были разработаны совместно с сотрудниками ВНИИЭСО, г. Леггинград. Лазер выпускался промыш-ленно па заводе «Индуктор» Минэлектротехпрома в г. Новозыбков под маркой УЛГ-2.01.

Лазер был рассчитан на среднюю мощность 2 кВт. Максимальная достигнутая мощность составляет более 7 кВт. «Лантан-2» также мог работать в импульсно-периодическом режиме с высокой пиковой мощностью.

Лазер «Лаитап-3» (рис. 3) разрабатывался как технологический для применения в лазерных комплексах обработки материалов. На лазере возможно использование двух типов оптических резонаторов:

резонатора для получения близкого к одпомодовому излучения для режимов резки металлов, и многомодового резонатора для процессов сварки, поверхностного

легирования и термоупрочнения. Лазер выполнен в виде моноблочной конструкции и полностью автоматизирован на основе микропроцессорного устройства управления.

Номинальная мощность излучения в многомодовом режиме составляет 3 кВт, максимальная 5 кВт. В близком к одномодовому режиме номинальная 2 кВт, максимальная 3 кВт.

ЗЕ-Ж

Рис. 3.

Лазер промышленно выпускался на НПО «РОТОР», г. Черкассы, и на Ижевском механическом заводе, г. Ижевск.

Устройство лазера «Лантан-3» схематично представлено на рис. 3. Условно лазер можно разделить на две части: газовый контур и системный блок.

Верхняя часть лазера - газовый контур с разрядной камерой и оптическим резонатором. В герметичном газовом контуре находится рабочая смесь газов при давлении 30-35 Тор. В нижней части контура расположено устройство прокачки газа, состоящее из двух авиационных вентиляторов со встроенными в них скоростными электрошпинделями. Разогнанный вентиляторами газ проходит через входную поворотную секцию газового контура и попадает в электроразрядную камеру, расположенную в верхней части контура. В камере организуется объемный тлеющий разряд, приводящий к возбуждению смеси газов. Нагретый в разряде газ через выходную поворотную секцию попадает в теплообменник, где охлаждается, и снова попадает на вентиляторы. За вентиляторами расположен еще один теплообменник, снимающий тепло, полученное газом при прохождении, через вентиляторы.

Резонатор лазера выполнен в двух различных модификациях: пяти-проходный /-образный, суммарной длиной около 7 м, предназначенный для высококачественной резки металлов и диэлектриков, и трехпроходный суммарной длиной около 5 м, предназначенный для сварки и термообработки. Выходное окно выполнено из негигроскопичного селенида цинка.

Системный блок, расположенный под газовым контуром, состоит из трех одинаковых отсеков, в которых размещены следующие системы жизнеобеспечения лазера: источник питания предыонизации, система газообмена, водяная система, источник питания несамостоятельного тлеющего разряда, преобразователь частоты для питания приводов вентиляторов, вводной электрощит.

Управление лазером в автоматическом режиме производится микропроцессорным устройством управления, выполненным в виде отдельного блока и связанного с лазером с помощью оптоволоконных кабелей. Устройства оптоволоконной связи полностью решают проблему помехозащищенности, а также позволяют разместить устройство управления на расстояниях до 300 м от лазера.

В Приложении 1 приведено описание технологических возможностей лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией. Успешная работа лазеров этого типа в разнообразном технологическом оборудовании свидетельствует об их универсальности, гибкости и надежности. Разнообразие технологических применений обусловлено высоким качеством лазерного излучения, возможностью быстрой регулировки мощности в широких пределах, экономичностью и стабильностью в работе, которые обеспечиваются использованием несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией.

Приложение 1 посвящено описанию возможностей работы лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыо-низацией в составе технологических комплексов для резки металлов и неметаллических материалов. Кроме того, представлены возможности использования таких лазеров в различных перспективных лазерных технологиях.

В Приложении 2 описан комплекс программного обеспечения, разработанный для предварительной подготовки файлов для процессов лазерной резки и для управления лазерным технологическим оборудованием.

Промышленное использование лазерных технологических комплексов подразумевает наличие развитого математического обеспечения под-

готовки файлов для лазерной обработки. Для лазерных комплексов резки металлов и неметаллических материалов, описанных выше, был разработан пакет специализированных программ, позволяющий существенно упростить и ускорить подготовку файлов для лазерной обработки с учетом технологических особенностей лазерной резки различных материалов.

Условно эти программы можно разделить на три группы. Первая группа - это программы, работающие в среде конструкторского пакета AutoCAD, вторая группа - независимые сервисные программы, третья -программы для проведения резки непосредственно на лазерном комплексе.

Разработанный пакет специализированных программ позволяет существенно сократить сроки подготовки файлов для лазерной резки, поднять производительность оборудования, осуществить разделение труда конструктов и операторов комплексов, наладить необходимый контроль за использованием оборудования и работой операторов.

В Заключении, которым завершается диссертация, подводится общий итог проделанной работы, приведен анализ уровня полученных данных и отмечена их научная и практическая ценность.

Заключение

Для реализации преимуществ несамостоятельного тлеющего разряда в мощных технологических СО2-лазерах выполнено следующее:

1. Был разработан, сконструирован и налажен экспериментальный технологический лазер с замкнутым газовым циклом с несамостоятельным тлеющим разрядом, поддерживаемым импульсной емкостной предыониза-цией. На этом лазере были проведены следующие исследования:

а) Исследование напряжений и тока в разрядной камере во время действия импульсов предыонизации. Экспериментально показано, что с помощью метода импульсной емкостной предыонизации достижимы значения концентрации электронов при сохранении однородно-

сти разряда, что сопоставимо с концентрациями, получаемыми в электроионизационных лазерах.

б) Экспериментально исследовано распределение потенциала несамостоятельного тлеющего разряда в камере лазера. Напряженность электрического поля практически постоянна в объеме камеры, за исключением небольших приэлектродных областей. Такое распределение потенциала обеспечивает высокую оптическую однородность разряда, а значит, и возможность получать высококачественное лазерное излучение.

в) На основе анализа изменения тока несамостоятельного тлеющего разряда после прохождения импульса предыонизации получены зависимости эффективного коэффициента рекомбинации от параметров импульсного емкостного разряда предыонизации и несамостоятельного тлеющего разряда постоянного тока, от состава газовой смеси и от времени работы лазера. На базе этих зависимостей проведена оптимизация электрических параметров лазера и состава газовой смеси.

г) Проведено экспериментальное исследование зависимости предельного эиерговклада в разряд от давления и состава газовой смеси, от параметров импульсного разряда предыонизации и несамостоятельного тлеющего разряда, от скорости газового потока, от наличия турбулентности в разрядной камере. Рост значений предельного энерговклада при увеличении мощности разряда предыонизации, линейная зависимость предельного энерговклада от скорости газового потока открывают перспективы дальнейшего увеличения выходной мощности лазеров. Тур-булизация газового потока на входе в камеру позволяет на 50% увеличить предельный энерговклад при неизменной скорости потока газа.

д) Исследованы возможности быстрого управления мощностью лазерного излучения. Показано, что самый простой способ - управление частотой следования импульсов разряда предыонизации, а наиболее универсальный - напряжением импульсов предыонизации.

е) Проведены измерения спектральных характеристик лазерного излучения и коэффициента усиления слабого сигнала. Показано, что генерация происходит на 3-5 вращательных линиях около линии Р20 области 10,6 мкм.

ж) Проведено экспериментальное исследование изменения химического состава газовой смеси при работе лазера, из которого следует, что несамостоятельный тлеющий разряд обладает низкой плазмохимической активностью.

з) Исследован импульсно-периодический режим работы лазера с энергией в импульсе до 3 Дж и пиковой мощностью до 100 кВт. Получены зависимости длительности - импульсов излучения от давления и состава смеси. Экспериментально показана возможность работы лазера в импульс-но-периодическом режиме без обмена смеси в течении нескольких часов при средней мощности 1 кВт.

В процессе создания экспериментального технологического лазера была разработана разрядная камера с минимальным количеством электродов: два электрода для разряда импульсной емкостной предыонизации и два - для несамостоятельного тлеющего разряда постоянного тока. В силу несамостоятельности разряда балластирование электродов не требуегся. Отсутствие балластов увеличивает полный КПД лазера, упрощает конструкцию и уменьшает габариты источника питания. Кроме того, был разработан высоковольтный генератор импульсов для емкостной предыониза-ции на базе водородного тиратрона. Также на базе водородного тиратрона был сконструирован коммутатор для разряда постоянного тока при работе лазера в импульсно-периодическом режиме с большой мощностью в импульсе.

2. На основе исследований, проведенных на экспериментальном технологическом лазере, был разработан совместно с ВНИИЭСО (г. Ленинград) технологический лазер УЛГ-2.01 комбинировашюго действия: им-

пульсно-периодического и непрерывного, который, выпускался на заводе «Индуктор» г. Новозыбков.

3. На базе исследований несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией и опыта эксплуатации лазеров УЛГ-2.01 был разработан моноблочный автоматизированный технологический СО2-лазер «Лантан-3» с высококачественным быстро управляемым лазерным излучением, предназначенный для использования в составе лазерных технологических комплексов. Автоматическое управление лазером осуществляется микропроцессорным устройством управления, в основу алгоритмов которого положен принцип контроля отклика лазера как физической системы на управляющее воздействие. Лазер промышленно выпускался на НПО «РОТОР», г. Черкассы, и на Ижевском механическом заводе, г. Ижевск.

В результате проделанной работы появился новый класс технологических лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией, обладающий целым рядом преимуществ перед другими типами СО2-лазеров. К ним относятся: возможность быстрого управления мощностью лазерного излучения, высокое качество лазерного излучения, надежность, обусловленная простотой конструкции разрядной камеры и электродов, высокий КПД благодаря использованию несамостоятельного разряда и отсутствию балластов, малая плазмохимическая активность, а значит и малое потребление рабочих газов.

Список основных публикаций.

1. Быстропроточный технологический СО2-лазер комбинированного действия / Генералов Н. А., Зимаков В. П., Косынкин В. Д., Райзер Ю. П., Соловьев Н. Г. - Квантовая электроника, 1982, т. 9, № 8, с. 1549-1557.

2. Технологическая установка УЛГ-2.01 комбинированного действия: импульсно-периодического и непрерывного / Богданов М. П., Верин В. М., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Картавый С. К., Косынкин В. Д., Лаптев Л. Р., Соловьев Н. Г., Штернин Л. А. - Труды Всесоюзной конференции «Применение лазеров в народном хозяйстве» - М.: Наука, 1986, с. 50-53.

3. Изменение химического состава поверхности металлов под воздействием лазерного излучения при использовании поглощающих слоев / Нефедов В. И., Виноградов А. Р., Соколов А. Н., Саныгин В. П., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г. - ПОВЕРХНОСТЬ. Физика, химия, механика, 1987, № 10, с. 130-134.

4. Установка для лазерной обработки / Гойхман В. X., Зимаков В. П., Зотов В. П., Лаптев А. Р., Соловьев Н. Г., Щеглаков С. В., Яковлев В. А. -Авторское свидетельство СССР, № 1573673 от 22 февраля 1990 г.

5. Технологический лазер Лантаи-3 / Бойцов О. М, Всрин В. М, Генералов Н. А., Зимаков В. П., Зотов В. П., Москалев В. С, Поденок С. Е., Соловьев Н. Г., Шемякин А. Н., Якимов М. Ю. - Препринт № 407 ИПМ АН СССР, Москва, 1989, 38 с.

6. Схема питания газового лазера с несамостоятельным разрядом / Верин В. М., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Москалев В. С, Поденок С. Е., Соловьев Н. Г. — Авторское свидетельство СССР, № 1508905 от 15 мая 1989 г.

7. Гембаржевский Г. В., Генералов Н. А., Соловьев Н. Г. Исследование спектра пульсаций скорости, вихревого течения колебательно-возбужденного молекулярного газа в тлеющем разряде. - Известия Академии наук. Механика жидкости и газа. 2000, № 2, стр. 81-91.

8. Способ возбуждения лазера на колебательных переходах молекулы СО2 / Генералов Н. А., Зимаков В. П., Рудой И.Г., Соловьев Н.Г., Сорока А. М. - Авторское свидетельство СССР № 1556492 от 8 декабря 1989 г.

9. Повышение качества излучения мощных технологических лазеров с поперечной прокачкой путем применения специальных схем оптических резонаторов / Генералов Н. А., Зимаков В.П., Соловьев Н.Г., Якимов М. Ю. - Известия Академии наук. Серия физическая, 1994, т.58, №2, с. 104-109.

10. Beam Quality Improvement by Means of Unstable Resonator with Variable Reflectivity Output Coupler, In Laser Resonators / Generalov N.A., Solov'yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. - Proceedings of SPIE, 1998, Alexis V. Kudryashov, Pierre Galarneau, Editors, Volume 3267, p. 144-155.

11. VRM Resonator Performance in High Power CW CO2 Lasers / Bartels H., Generalov N. A., Habich U., Solov'yov N. G., Yakimov M. Yu., and Zimakov V. P. - In Laser Optics '98: Gas, Liquid, and Free-Electron Lasers, Oleg B. Danilov, Ed., Proceedings of SPIE, 1999, Volume 3686, p. 121-129.

12. High power industrial CO2 Laser "Lantan-5" with Graded Reflectivity Mirror Resonator / Generalov N. A., Solov'yov N. G., Yakimov M. Yu., and Zimakov V. P. - Pure and Applied Optics, 1994, v.3, p. 533-540.

13. Получение и применение высококачественных негауссовых пучков мощных технологических СО2-лазеров / Генералов Н. А., Горбуленко М. И., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Якимов М. Ю. - Известия РАН. Серия физическая. 1997, № 8, с. 1554-1559.

14. High Power СО2 Laser with VRM Unstable Resonator. Beam Quality Control and Characterization / N. A. Generalov, N. G. Solov'yov, M Yu. Yakimov, V. P. Zimakov - In Progress in R&D of High-Power Industrial CO2 Lasers: Selected Papers on 1991-2000, V.Ya.Panchenko, V.S.Golubcv, Editors, Proceedings of SPIE, Volume 4165, pp. 210-218,2000.

15. Beam quality and efficiency improvements of fast-transverse-flow CO2 lasers with multiple-pass resonators / N. A. Generalov, V.S.Moskalev, N. G. Solov'yov, M. Yu. Yakimov, and V. P. Zimakov - In International Conference on the Methods of Aerophysical Research: Proc. Pt III, pp. 77-82. -Novosibirsk: Publishing House "Nonparel", 2004. - 200 p.

СОЛОВЬЕВ Николай Германович

Подписано к печати 5.08.2004. Заказ № 24-2004. Тираж 100 экз.

Отпечатано на ризографе Института проблем механики Российской академии наук.

119526, Москва, пр-т Вернадского, д. 101, корп. 1.

- 1 4 1 73

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Соловьев, Николай Германович

ПРЕДИСЛОВИЕ.

ГЛАВА 1. Способы возбуждения активной среды в технологических

СОг-лазерах (Обзор литературы).

Введение.

§1.1. Лазеры с диффузионным охлаждением.

§1.2. Лазеры с конвективным охлаждением.

§1.3. Лазеры с несамостоятельным разрядом.

ГЛАВА 2. Физические основы метода импульсной емкостной предыонизации для технологических лазеров «Лантан».

Введение.

§2.1. Метод импульсной емкостной предыонизации для технологических лазеров «Лантан».

§2.2. Экспериментальное исследование разряда, возникающего под действием импульсов предыонизации в камере лазера «Лантан».

§2.3. Экспериментальное исследование разряда, возникающего под действием импульсов предыонизации в модельной камере.

§2.4. Электрические характеристики несамостоятельного тлеющего разряда технологического лазера «Лантан».

§2.5. Процессы, протекающие в плазме несамостоятельного тлеющего разряда при ее распаде.

§2.6. Предельные характеристики несамостоятельного тлеющего разряда.

§2.6.1. Регистрация предельных характеристик несамостоятельного тлеющего разряда.

§2.6.2. Зависимость предельных характеристик разряда от давления смеси.

§2.6.3. Зависимость предельных характеристик разряда от параметров импульсов предыонизации.

§2.6.4. Зависимость предельных характеристик разряда от концентрации СОг и воздуха в смеси.

§2.6.5. Зависимость предельных характеристик разряда от скорости газового потока и турбулентности.

§2.7. Характеристики выходного излучения лазера «Лантан».

§2.7.1. Управление мощностью лазерного излучения.

§2.7.2. Измерение коэффициента усиления слабого сигнала в лазере «Лантан».

§2.7.3. Модуляция лазерного излучения.

§2.7.4. Спектральные характеристики излучения технологического лазера «Лантан».

§2.8. Изменения химического состава смеси в несамостоятельном тлеющем разряде в условиях замкнутого контура.

ГЛАВА 3. Технологические лазеры с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией серии «Лантан».

Введение.

§3.1. Экспериментальный С02-лазер «Лантан-1».

§3.1.1. Устройство лазера «Лантан-1».

§3.1.2. Импульсно-периодический режим работы технологического лазера «Лантан-1».

§3.2. Технологический С02-лазер «Лантан-2».

§3.3. Моноблочный технологический лазер «Лантан-3».

§3.4. Перспективы дальнейшего совершенствования метода импульсной емкостной предыонизации для использования в технологических лазерах.

Результаты и выводы.

Введение диссертация по механике, на тему "Разработка физических основ и создание мощных технологических CO2-лазеров с высококачественным быстро управляемым излучением"

§П1.1. Лазерный технологический комплекс для резки металлов на базе лазера «Лантан».196

§П1.2. Лазерный технологический комплекс для резки неметаллических материалов.202

§П1.3. Перспективные технологии с использованием быстро управляемого лазерного излучения.207

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Программное обеспечение для подготовки файлов к лазерной резке.213

§П2.1. Программы, работающие в среде AutoCAD.213

§П2.2. Сервисные программы, работающие в среде Windows.215

§П2.3. Программа для лазерной резки листовых материалов на технологическом комплексе.216

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.220

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.223

ПРЕДИСЛОВИЕ

С самых первых дней своего появления лазерные приборы вызвали живейший и широкий интерес со стороны науки, техники и промышленности. Сферы их применения самые различные. Это обработка материалов, связь, хранение информации, мониторинг окружающей среды, системы слежения, измерения расстояний, контроль химического состава веществ, всевозможные селективные технологии, фотохимия, медицина, косметология.

Сначала они использовались как источник когерентного светового излучения, затем как технологический инструмент, применимый в самых разных областях обработки материалов. Требования промышленности, в свою очередь, оказывали существенное влияние на разрабатываемое лазерное оборудование. Оно становилось надежнее, компактнее, дешевле. Растущие потребности современного производства вызвали бурное развитие лазерной техники.

Темпы развития и применения лазеров характеризуются стабильным ростом объема продаж на рынке лазерного оборудования, составляющим около 20% ежегодно. Этот рост связан не только с количественным увеличением, а и с ростом числа задач, которые можно решать с помощью лазерной техники и технологии. Наряду с развитием лазерной техники с каждым годом растут требования к качеству обработки, надежности оборудования, скорости управления.

Значительную часть этого рынка занимают лазеры и лазерное оборудование, предназначенные для технологий обработки материалов, таких, как резка, сварка, поверхностное термоупрочнение, поверхностное легирование, наплавка. Лазерная обработка обладает рядом существенных преимуществ перед другими способами воздействия на материалы. Эти преимущества обусловлены физическими свойствами лазерного излучения, позволяющими сконцентрировать мощность до нескольких десятков киловатт в пятно диаметром в десятые доли миллиметра и в ряде важных случаев обрабатывать материал на небольшие глубины.

При такой плотности мощности практически любое вещество подвергается физическим и химическим изменениям: происходят фазовые изменения, вещество плавится, горит, испаряется, разлагается и т. д. При этом диэлектрические материалы, такие, как дерево, пластики, резина прорезаются на глубину в десятки миллиметров при ширине реза 0,1 - 0,7 мм.

На металлах наблюдается либо глубокое проплавление, либо, если в зону обработки подавать струю газа, выдувающую расплавленный металл, прорезание с шириной реза около 0,2 мм. Содержание в подаваемой струе кислорода способствует прорезанию металлов на большую глубину за счет горения расплавленного металла.

При некотором уменьшении плотности мощности излучения на поверхности материала возможны процессы поверхностного термоупрочнения и легирования (переплавка на поверхности металла с металлом, обладающим другими физическими или химическими свойствами).

Из-за высокой плотности мощности излучения процессы лазерной обработки можно производить с большими скоростями, лежащими в диапазоне от десятков до сотен миллиметров в секунду, тем самым уменьшая зону термического воздействия на обрабатываемый материал.

Таким образом, лазер стал универсальным технологическим инструментом, позволяющим с высокой производительностью осуществлять резку различных материалов, сварку металлов, поверхностное упрочнение, восстановление изношенных деталей машин и механизмов. Программно управляемый лазерный комплекс может с успехом заменить сложное штамповочное оборудование для вырубки различных фигурных изделий из листовых материалов. Переналадка с одного типа изделия на другой заключается просто в смене программы.

Лазерные технологии послойного синтеза из листовых материалов, пластиковых порошков, из жидкой фазы позволяют создавать трехмерные изделия по их компьютерной модели. Эти технологии существенно повышают качество изделий и уменьшают сроки изготовления в литейном производстве (литье по выплавляемым моделям), используются в трансплантационной и косметической хирургии, при создании копий археологических объектов и др.

Лазерный послойный синтез из металлических порошков позволяет получить монолитные металлические изделия с заданными механическими и прочностными свойствами.

Таким образом, спектр применения лазеров в промышленности необычайно широк, и с каждым годом возникают новые технологии с использованием лазерного излучения.

Если принять во внимание малый размер зоны лучевого воздействия, становится очевидным, что лазерные технологии обладают высокой точностью обработки, и для ее реализации управление перемещением лазерного излучения по объекту необходимо проводить с помощью автоматизированного оборудования, управляемого от компьютера. Поэтому лазеры в большинстве случаев поставляются потребителю в составе технологических комплексов, предназначенных для выполнения определенного класса операций. Лазеры, используемые в технологических комплексах, должны удовлетворять целому ряду требований, таких как управляемость, надежность, высокий КПД, стабильность параметров излучения, ремонтопригодность, небольшие габариты, малые эксплуатационные расходы, экологическая безопасность, соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

В технологических процессах обработки материалов в основном применяются лазеры двух больших классов: газовые и твердотельные. Такое разделение обусловлено фазовым состоянием активной среды, в которой происходит генерация лазерного излучения. И тот и другой типы лазеров имеют свои преимущества и недостатки. При генерации большой мощности в твердотельных лазерах возникают проблемы с охлаждением активного элемента, ухудшением качества излучения из-за температурных градиентов плотности активной среды. Газовые лазеры имеют относительно большие габаритные размеры из-за наличия вспомогательных систем напуска газа, обмена газовой смеси, ее быстрой прокачки по замкнутому контуру, но превосходят твердотельные по качеству излучения.

В диапазоне мощностей свыше 1 кВт лидирующее положение занимают газовые лазеры на СОг- Несмотря на существенный прогресс твердотельных лазеров, связанный с заменой ламповой накачки на высокоэффективную диодную, лазеры на углекислом газе имеют ценовое преимущество, выигрывают по максимальной выходной мощности, качеству излучения. Длина волны излучения, лежащая в дальней инфракрасной области, позволяет обрабатывать прозрачные материалы, плохо поддающиеся воздействию излучения лазеров, работающих в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.

При работе лазера в рабочем объеме выделяется энергия, что приводит к нагреву и изменению физических свойств активной среды. Так, например, в СС^-лазерах мощность генерации лазерного излучения падает при температуре свыше 500°К. Поэтому выделяющуюся энергию необходимо эффективно удалять. В газовых лазерах существуют два принципиально различных способа охлаждения рабочей смеси: диффузионный и конвективный. Диффузионное охлаждение обеспечивается за счет отвода тепла через охлаждаемые стенки разрядной камеры. Конвективное осуществляется при помощи быстрого протока лазерной смеси через разрядную камеру.

Существенно улучшает ситуацию с охлаждением использование плоских разрядных камер с металлическими стенками и разрядным промежутком единицы миллиметров. Это так называемые щелевые или з!аЬ-лазеры с ВЧ накачкой. Принципиальным недостатком этих лазеров является различное качество выходного излучения по высоте и ширине разрядной камеры. Такой не осесимметричный луч требует сложной оптической системы, состоящей из нескольких зеркал специальной формы, для его дальнейшего использования в технологических операциях. Даже после сложных оптических преобразований при мощностях излучения, достигающих нескольких киловатт, фирмы-производители рекомендуют использование таких лазеров в основном на операциях сварки и поверхностной обработки, где не требуется высокое качество выходного излучения.

Вклад энергии в активную среду в С02-лазерах осуществляется как правило электрическим разрядом. Наряду с этим существуют другие способы вклада энергии, например, с помощью радиоактивного излучения, но они не нашли широкого применения.

Самый простой способ - использование самостоятельного тлеющего разряда - обладает рядом существенных недостатков. Прежде всего, это сравнительно низкие давления рабочей смеси в лазере, ограниченные областью устойчивого горения разряда, обязательное применение балластных резисторов, снижающих КПД, либо специальных дорогостоящих источников питания, оптические неоднородности вблизи электродов, ограниченная возможность изменения мощности, вкладываемой в разряд, а значит, и мощности выходного излучения. Для организации разряда в больших объемах необходимо использование большого количества достаточно сложных электродов с балластными резисторами для предотвращения контракции.

От многих из этих недостатков можно избавиться, используя несамостоятельный разряд, где функции рождения электронов и вклада энергии разделены между собой.

Рекордные показатели среди несамостоятельных разрядов демонстрирует разряд с ионизацией электронным пучком. Высокая однородность в больших объемах, большой диапазон рабочих давлений, выходная мощность в несколько десятков киловатт являются его несомненными преимуществами. Но такому типу разряда свойственны и существенные недостатки. Разделительная фольга электронной пушки имеет ограниченный и непредсказуемый ресурс, электронный пучок с высокой энергией вызывает быструю деградацию лазерной смеси. Электронная пушка требует серьезной защиты персонала от рентгеновского излучения, например, размещения лазера в комнате со свинцовыми стенами. Поэтому лазеры с ионизацией электронным пучком не стали технологическими. и

Краткий анализ состояния лазерной техники и лазерных технологий показывает, что в мире до сих пор нет быстро управляемых дешевых мощных лазеров с качественным излучением, обладающих при этом высоким КПД, надежностью, экономичностью и имеющих небольшие габариты.

Таким образом, несмотря на многообразие конструктивных решений и используемых способов вклада энергии в разряд, все они, наряду с неоспоримыми достоинствами, обладают некоторыми существенными недостатками, которые ограничивают их использование в различных приложениях, в особенности в промышленности.

В данной работе была поставлена задача разработать физические основы создания мощных быстро управляемых экономичных технологических СОг-лазеров на базе несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией, свободных от большинства недостатков существующих типов лазеров и сочетающих в себе их достоинства. Практическим результатом решения этой задачи должно стать создание серии технологических лазеров на основе несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией, полностью соответствующих требованиям современной промышленности.

В решение этой задачи вошли вопросы исследования: а) влияния размеров разрядной камеры, формы и количества электродов на параметры разряда и лазерного излучения; б) импульсного емкостного разряда предыонизации и его характеристик: тока, напряжения на плазме, концентрации электронов; в) физических принципов быстрого управления мощностью лазерного излучения и реализации импульсного режима генерации; г) распределения потенциала несамостоятельного разряда в объеме камеры и в приэлектродных областях; д) процессов гибели электронов в несамостоятельном тлеющем разряде после импульсного разряда предыонизации; е) влияния на энерговклад в несамостоятельный тлеющий разряд параметров газовой среды (состава, давления, скорости, турбулентности) и емкостного разряда предыонизации; ж) спектральных характеристик излучения лазера; з) изменения состава лазерной смеси в условиях замкнутого газового цикла; и) технологических возможностей лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией; к) управляемости, устойчивости, надежности работы лазера. Некоторые из этих проблем были поставлены и решены в докторской диссертации Н. А. Генералова [1]. Однако в подавляющем большинстве своем они поставлены и решены в этой работе впервые. В результате этого в диссертационной работе были предложены научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в области лазерной техники, технологических лазеров и лазерных технологий: появился новый класс технологических лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией в быстром потоке газа.

Для решения этих задач были созданы уникальные экспериментальные установки и разработаны методики исследования, позволившие получить новые результаты по широкому кругу вопросов.

На основе полученных данных был разработан, создан и введен в эксплуатацию технологический СОг-лазер «Лантан-2», серийный выпуск которого совместно с ВНИИЭСО был налажен на предприятиях Минэлек-тротехпрома. Затем в продолжение данной работы на его основе был разработан полностью автоматизированный моноблочный технологический лазер «Лантан-3», который также серийно выпускался на НПО «Ротор», г. Черкассы, и на Ижевском механическом заводе. Этот лазер и в настоящее время находится на уровне лучших мировых образцов лазерной техники, а по некоторым параметрам и превосходит их.

Для оценки технологических возможностей этих лазеров на них были проведены эксперименты по резке и сварке металлов, поверхностному легированию, резке диэлектриков, лазерной обработке полупроводниковых материалов, получению нитей с высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП). Были спроектированы и созданы опытные образцы лазерных технологических комплексов для резки металлов и диэлектрических материалов, для которых разработано специализированное математическое обеспечение. Проведенные эксперименты показали широчайшие технологические возможности лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом, поддерживаемым импульсной емкостной предыонизацией, их универсальность, высокую надежность и качество.

Диссертация состоит из предисловия, трех глав, двух приложений и заключения.

В Главе 1 рассматриваются описанные в литературе способы организации однородного тлеющего разряда в рабочих камерах СОг-лазеров для получения лазерного излучения, используемого в процессах обработки материалов. Описываются лазеры с диффузионным охлаждением, их основные достоинства и недостатки, лазеры с конвективным охлаждением с быстрым протоком газа. Приводятся примеры использования различных типов разрядов для возбуждения активной среды мощных С02-лазеров: самостоятельный разряд постоянного тока, высокочастотный емкостной разряд, разряд переменного тока, а также различные типы несамостоятельных разрядов.

Глава 2 посвящена экспериментальному исследованию несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией в быстром потоке газа. Рассмотрены электрические характеристики как несамостоятельного тлеющего разряда постоянного тока, так и импульсного емкостного разряда предыонизации, распад плазмы тлеющего разряда между импульсами предыонизации. Кроме того, исследованы спектральные и временные характеристики лазерного излучения, рассмотрены методы быстрого управления выходной мощностью лазеров, изменение химического состава смеси при работе лазера в условиях замкнутого газового контура.

В разделе «Результаты и выводы» приведены основные экспериментальные и теоретические результаты, проведён анализ уровня полученных данных и отмечена их практическая и научная ценность.

Приложение 1 посвящается лазерным технологическим комплексам, разработанным на основе лазеров с импульсной емкостной предыониза-цией и некоторых технологий, реализованных с их помощью.

Предметом защиты являются:

2. Разработка научных основ и создание конструкции рабочей камеры СОг-лазера с импульсной емкостной предыонизацией с минимальным количеством электродов и высокой степенью надежности для использования в серийных технологических лазерах.

Практическая ценность работы заключается в непосредственном использовании результатов физических исследований в промышленности.

1. Технологический лазер УЛГ-2-01, разработанный и созданный совместно с ВНИИЭСО, г. Ленинград, серийно выпускался на заводе «Индуктор» в г. Новозыбков.

2. Технологические моноблочные автоматизированные лазеры «Лантан-3» и «Лантан-ЗМ» выпускались серийно на НПО «Ротор», г. Черкассы, и на Ижевском механическом заводе.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах: [13, 97, 104, 107, 114, 115, 126, 127, 142, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 161, 162, 163, 164, 165, 167, 168-177, 181].

Результаты диссертации были предметами докладов на конференциях:

Всесоюзный семинар «Лазерная техника и технология», Вильнюс, 1988 г.

IV Всесоюзная конференция «Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах», МГУ, Красновидово, 1988 г.

Conference on Lasers and Electro-Optics, 1991 (CLEO-91), Baitimor,

USA.

Международный симпозиум "LASE'98: High-Power Lasers and Applications", конференция "Laser Resonators I". San Jose, California, USA, 1998.

Международная конференция «Оптика лазеров '98», секция "Laser Characteritstics Control". Санкт-Петербург, 1998 г.

VI Международная конференция «Лазерные технологии: фундаментальные проблемы и приложения», г. Шатура Московской области, НИЦТЛ, 1998 г.

III Международная конференция-презентация «Лазеры. Международное сотрудничество с Россией» - LIC Russia'98, Москва, 1998 г.

IQEC/LAT 2002 (International Quantum Electronics Conference / Conference on Lasers, Applications, and Technologies), Москва, 2002 г.

SPIE International Symposium on Lasers and Applications in Science and Engineering (LASE'2003): Conference on Laser Resonators and Beam Control VI, San Jose, CA, USA, 2003.

Laser Optics XI, Санкт-Петербург, 2003 г.

International Conference on the Methods of Aerophysical Research -Novosibirsk, 2004.

Заключение диссертации по теме "Механика жидкости, газа и плазмы"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для реализации преимуществ несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией в технологических лазерах был создан экспериментальный технологический лазер, на котором были проведены исследования электрических характеристик несамостоятельного тлеющего разряда, распределения потенциала в разрядной камере, зависимости эффективного коэффициента рекомбинации от параметров разряда и газовой смеси, зависимости предельного энерговклада в разряд от параметров смеси скорости и турбулентности газового потока, исследованы спектральные и временные характеристики лазерного излучения, изменение химического состава смеси в процессе работы лазера. Проведена оптимизация всех параметров лазера с целью повышения качества и мощности излучения, стабильности, экономичности и надежности работы.

На базе проведенных исследований разработана надежная и эффективная предыонизация для промышленных технологических лазеров «Лантан».

Экспериментально исследованы возможности быстрого управления мощностью лазерного излучения, проанализированы преимущества и недостатки каждого метода.

Разработана надежная и простая разрядная камера лазера, имеющая всего 4 электрода: 2 для несамостоятельного разряда постоянного тока и 2 для импульсно-периодического разряда предыонизации. Электроды не требуют балластирования и секционирования.

На основе исследований, проведенных на экспериментальном технологическом лазере, совместно с ВНИИЭСО (г. Ленинград) был разработан технологический лазер УЛГ-2.01 комбинированного действия: импульсно-периодического и непрерывного, который выпускался на заводе «Индуктор» г. Новозыбков.

На базе дальнейших исследований несамостоятельного тлеющего разряда с импульсной емкостной предыонизацией и опыта эксплуатации лазеров УЛГ-2.01 был разработан моноблочный автоматизированный технологический С02-лазер «Лантан-3» с высококачественным быстро управляемым лазерным излучением, предназначенный для использования в составе лазерных технологических комплексов. Лазер промышленно выпускался на НПО «РОТОР», г. Черкассы, и на Ижевском механическом заводе, г. Ижевск.

В результате проделанной работы появился новый класс технологических лазеров с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией, обладающий целым рядом преимуществ перед другими типами СОг-лазеров. К ним относятся: возможность быстрого управления мощностью лазерного излучения, высокое качество лазерного излучения, надежность, обусловленная простотой конструкции разрядной камеры и электродов, высокий КПД благодаря использованию несамостоятельного разряда и отсутствию балластов, малая плазмохимиче-ская активность, а значит и малое потребление рабочих газов.

Лазеры с несамостоятельным тлеющим разрядом с импульсной емкостной предыонизацией были опробованы в многочисленных технологических приложениях, как в традиционной лазерной резке металлов и неметаллических материалов, так и в перспективных лазерных технологиях.

На основе лазера «Лантан-3» был разработан технологический комплекс для резки металлов и запущен в промышленную эксплуатацию. На комплексе возможна резка черных и цветных металлов толщиной до 5 мм.

Кроме того, был разработан и запущен в промышленную эксплуатацию технологический комплекс для резки неметаллических материалов с канальным отсосом продуктов лазерной обработки, программно перемещаемым рабочим полем и устройством для загрузки листа.

Для лазерных технологических комплексов резки металлов и неметаллических материалов было разработано программное обеспечение высокого уровня для подготовки файлов к лазерной резке с учетом особенностей лазерной обработки.

Лазер «Лантан» также с успехом применялся в перспективных технологических экспериментах по поверхностному легированию, сварке разнородных металлов и металлов с высокой теплопроводностью, для отжига и легирования полупроводниковых материалов, по получению нитей из керамики с ВТСП, синтезу наноструктур.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность члену-корреспонденту РАН Н. А. Генералову за многочисленные обсуждения работы на разных ее этапах, профессору Ю. П. Райзеру за постоянный интерес к работе и полезные обсуждения, сотрудникам лаборатории В. П. Зимакову и М. Ю. Якимову за непосредственное участие в проведении экспериментов на различных этапах работы, А. Н. Шемякину за разработку микропроцессорного устройства управления лазера «Лантан-3» и помощь в автоматизации экспериментов, а также всем сотрудникам лаборатории за помощь и поддержку работы на разных этапах ее выполнения.

Список источников диссертации и автореферата по механике, доктора физико-математических наук, Соловьев, Николай Германович, Москва

1. Генералов Н. А. Исследование неравновесных состояний газовой среды, возникающих под действием ударных волн, тлеющего разряда и мощных световых импульсов. Дисс. на соиск. учен. степ, доктора физ.-мат. наук. Москва, 1981, 298 с.

2. Gapontsev V., Krupke W. Fiber lasers grow in power. Laser Focus World, august 2002, p. 83-87.

3. Алейников B.C. Реальный прорыв в лазерной технике. Лазер-Информ, декабрь 2002 г., № 23 (254), с. 1-4.

4. Байко И.Ю., Истомин Е.А., Пойзнер Б.Н. Лидеры и аутсайдеры тридцатилетнего марафона газоразрядных лазеров. — Квантовая Электроника, 1994 г., т. 21, № 11, с. 1103-1104.

5. Лосев С.А., Газодинамические лазеры. М.: Наука, 1977 г., 335 с.

6. Карелин A.B., Синявский A.A., Яковленко С.И. Лазеры с ядерной накачкой и физические проблемы создания реактора-лазера. Квантовая электроника, 1997 г., т. 24, №5, с. 387-414.

7. Голубев B.C., Лебедев Ф.В. Физические основы технологических лазеров. М.: Высшая школа, 1987 г., 190 с.

8. Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов. М.: Наука, 1980 г., 416 с.

9. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992 г., 536 с.

10. Macken J., Yagnik S., Samis M. C02 Laser Performance with a Distributed Gold Catalist. IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 25, No. 7, July 1989, p. 1695-1703.

11. Козлов Г.И., Качалин A.B., Кузнецов В.А., Сидоренко О.Г. К вопросу о механизме увеличения мощности генерации в газоразрядном С02-лазере с распределенным катализатором. Письма в ЖТФ, 1992 г., т. 18, вып. 15, с. 93-96.

12. НевдахВ.В. Об ограничении выходной мощности непрерывных СОг-лазеров. Квантовая электроника, 1999 г., т. 27, № 1, с. 9-12.

13. Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. -М.: Энергоатомиздат, 1985 г., 208 с.

14. Григорьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная резка металлов. М.: Высшая школа, 1988 г., 127 с.

15. Бабанов И.В., Глова А.Ф., Лебедев Е.А. Свойства излучения однопроходного диффузионного СОг-усилителя большой длины Квантовая электроника, 1993 г., т. 20, № 11, с. 1095-1096.

16. Васильцов В.В. Типоряд многоканальных волноводных технологических СОг-лазеров. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н., Шатура, 1998 г., 39 с.

17. Технологические лазеры: Справочник: Т. 1: Расчет, проектирование и эксплуатация / Г.А. Абильсиитов, B.C. Голубев, В.Г. Гонтарь и др. -М.: Машиностроение, 1991 г., 432 с.

18. Козлов Г. И., Кузнецов В. А. Многолучевой непрерывный газоразрядный СОг-лазер «ИГЛАН-3». Квантовая электроника, 1985, т. 12, № 3, с. 553-561.

19. Бабанов И.Б., Глова А.Ф., Лебедев Е. А. Характеристики излучения многоканального С02-лазера «МКЛ-10» Квантовая электроника, 1993 г., т. 20, №3, с. 216-218.

20. Лысиков А.Ю. Синхронизация излучения наборов волноводных С02-лазеров и усилителей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.-м.н., Москва, 2002 г., 25 с.

21. Macken J. DC Slab C02 Lasers. Proceeding of International Conference on Laser Advanced Material Processing, June 1992, pp.67-72.

22. Райзер Ю.П., Шнейдер M.H., Яценко H.A. Высокочастотный емкостной разряд: Физика. Техника эксперимента. Приложения. М.: Наука, Физматлит, 1995 г., 311 с.

23. Vitruk P.P., Baker H.J., Hall D.R. Similarity and Scaling in Diffusion-Cooled RF-Excited Carbon Dioxide Lasers. IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 30, No 7, July 1994, pp 1623-1633.

24. Diffusion-Cooled C02 Laser Outputs 4.5 kW. EuroPhotonics, june/july 2002, pp 54-55.

25. Markillie G., Deile J., Schlueter H. Novel design approach benefits C02 laser users. Laser Focus World, October 2003, p. 75-80.

26. Fast Axial Flow CO2 Laser Excited by Silent Discharge / M. Kuzu-moto, S. Ogava, M. Tanaka and S. Yagi IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 26, No 6, june 1990, p. 1130-1134.

27. Tiffany W. В., Targ R., Foster J. D. Kilowatt C02 gas transport Laser. Applied Physics Letters, 1969, v. 15, No 3, p. 91-93.

28. Baument R., Gukelberger A. Industrial Applications of High-Power CO2 Lasers, Power Range 1-5 kW. Proc. Gas Flow and Chemical Lasers, Ierusalem, 1986, p. 447-455.

29. Rofin-Sinar laser. Lasers for Industry. Rofin-Sinar Laser GmbH 04/96, GLS Werbeagentur, HH-Germany.

30. Стационарный технологический С02-лазер замкнутого цикла с мощностью излучения 6 кВт / Артамонов А.В., Егоров Ю.А., Кажидуб

31. A.В., Кацуро Н.И., Лебедев Ф.В., Сидоренко Е.М., Сумерин В.В., Фролов

32. B.М. Квантовая электроника, 1978, т. 5, №4, с. 920-922.

33. Иванченко А.И., Солоухин Р.И., Якоби Ю.А. Стабилизация тлеющего разряда в потоке для возбуждения протяженных объемов активной среды. Квантовая электроника, 1975, т. 2, №4, с. 758-764.

34. Шепеленко А. А. Исследование тлеющего разряда в потоке газа в условиях быстропроточного С02-лазера. Дисс. на соиск. учен. степ, к.ф.-м.н., Новосибирск, 1983.

35. Технологический С02-лазер мощностью 3 кВт с высоким качеством излучения / Иванченко А. И., Крашенинников В. В., Смирнов А. Д., Шулятьев В. Б. Квантовая электроника, 1994, т. 21, №7, с. 643-646.

36. Eckbreth А.С., Blaszuk P.R. Closed-cycle C02 laser discharge investigations. AIAA Paper, 1972, No 72-723, p. 1-13.

37. The interaction between electrical discharges and gas flow / Wasserstrom E., Crispin Y., Rom J., Shwartz J. J. Appl. Phys., 1978, v. 9, No 1, p. 81-86.

38. О влиянии турбулентности на устойчивость самостоятельного разряда в потоке воздуха / Бондаренко А.В., Голубев B.C., Даныциков Е.В., Лебедев Ф.В., Рязанов А.В. Физика плазмы, 1979, т.5, в. 3, с. 687692.

39. Wiegand W. J., Nigan W. L. Influence of fluid-dynamic phenomena on the occurrence of constriction in CW convection laser discharges. Applied physics Letters, 1975, v. 26, No 10, p. 554-557.

40. Акишев Ю. С., Напартович A. H. Влияние газодинамической турбулентности на устойчивость разряда в потоке газа. Физика плазмы, 1978, т. 4, в. 5, с. 1146-1149.

41. Shwartz J., Lavie Y. Effects of turbulence on a weakly ionized plasma column. AIAA Journal, 1975, v. 13, No 5, p. 647-652.

42. Hill A. E. Uniform electrical excitation of large-volume high-pressure near-sonic C02-N2-He flowstream. Applied Physics Letters, 1971, v. 18, No 5, p. 194-197.

43. Hugel H. RF Excited C02 Flow Lasers. Proc. Gas Flow and Chemical Lasers, Ierusalem, 1986, p. 258-264.

44. Silent-Discharge Excited TEM00 2.5 kW C02 Laser/ K. Yasui, M. Kuzumoto, S. Ogava, M. Tanaka and S. Yagi IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 25, No 4, april 1989, p. 836-839.

45. Об устойчивости разряда переменного тока в молекулярном газе / Глова А. Ф., Голубев В. С., Котомин А. Е., Лебедев Ф. В. Физика плазмы, 1977, т. 3, № 6, с. 1396-1397.

46. Механизм протекания переменного тока в молекулярном газе / Баркалов А. Д., Гаврилюк В. Д., Гладуш Г. Г., Глова А. Ф., Голубев В. С., Лебедев Ф. В. Теплофизика высоких температур, 1978, т. 16, № 2, с. 265267.

47. Теоретическое и экспериментальное исследование емкостного разряда переменного тока при средних давлениях / Баркалов А. Д., Гладуш Г. Г., Глова А. Ф., Голубев В. С., Лебедев Ф. В. Теплофизика высоких температур, 1980, т. 18, № 3, с. 483-488.

48. Характеристики С02-лазера с возбуждением емкостным разрядом переменного тока / Гаврилюк В. Д., Глова А. Ф., Голубев В. С., Кузнецов А. Б., Лебедев Ф. В., Феофилактов В. А. Квантовая электроника, 1979, т. 6, № 3, с. 548-552.

49. Broun С. О., Davis J. М. Closed-cycle performance of a high-power electric discharge laser. Applied Physics Letters, 1972, v. 21, No 10, p. 480481.

50. Lowke J. J., Phelps A. V., Irvin В. V. Predicted electron transport coefficients and operating characteristics of C02-N2-He laser mixtures. J. Appl. Phys., 1973, v. 44, No 10, p. 4664-4671.

51. Велихов E. П., Письменный В. Д., Рахимов А. Т. Несамостоятельный разряд, возбуждающий непрерывные С02-лазеры. Успехи физических наук, 1977, т. 22, в. 3, с. 419-447.

52. Велихов Е. П., Голубев В. С., Пашкин С. В. Тлеющий разряд в потоке газа. Успехи физических наук, 1982, т. 137, в. 1, с. 117-150.

53. Электроионизационные лазеры на сжатом углекислом газе / Басов Н. Г., Беленов Э. М., Данилычев В. А., Сучков А. Ф. Успехи физических наук, 1974, т. 114, в. 2, с. 213-247.

54. Электроионизационный С02-лазер замкнутого цикла непрерывного действия / Басов Н. Г., Бабаев И. К., Данилычев В. А., Михайлов М. Д., Орлов В. К., Савельев В. В., Сон В. Г., Чебуркин Н. В. Квантовая электроника, 1979, т. 6, №4, с. 772- 781.

55. Колебания пространственного заряда в катодном слое несамостоятельного газового разряда / Александров В. В., Котеров В. Н., Пусто-валов В. В., Сорока А. М. Доклады Академии наук СССР, 1978, т. 241, №5, с. 1050-1053.

56. Grane R. A., Ghosh A. K., Tam S. Y. Arc-assisted electric-discharge technique for high-pressure cw CO2 lasers. Journal of Applied Physics, 1976, v. 47, No 7, p. 3357-3359.

57. О возрастании мощности генерации лазера на С02 под воздействием пучка быстрых протонов / Андрияхин В. М., Велихов Е. П., Голубев С. А., Красильников С. С., Прохоров А. М., Письменный В. Д., Рахимов А. Т. Письма в ЖТФ, 1968, т. 8, в. 7, с. 346-349.

58. С02-лазер атмосферного давления с несамостоятельным разрядом, контролируемым ультрафиолетовым излучением / Велихов Е. П., Муратов Е. А., Письменный В. Д., Прохоров А. М., Рахимов А. Т. Письма в ЖЭТФ, 1974, т. 20, в. 2, с. 108-111.

59. Hill А. Е. Continuous uniform excitation of medium pressure CO2 laser plasmas by means of controlled avalanche ionisation. Applied Physics Letters, 1973, v. 22, No 12, p. 670-673.

60. Seguin H. J., Nam A. K., Tulip J. The photoinitiated impulse-enhanced electrically excited (PIE) discharge for high-power CW laser applications. Applied Physics Letters, 1978, v. 32, No 7, p. 418-420.

61. Nam A. K., Seguin H. J., Tulip J. Operation characteristics of a PIE C02 laser. IEEE Journal of Quantum electronics, 1979, v. 15, No 1, p. 44-54.

62. Bauman Z., Dothan F., Yatsiv S. Glow discharge stabilisation in a transverse flow CW C02 laser. J. Phys. E: Sei. Instrum., 1978, v. 11, p. 189190.

63. Reilly J. P. Electrically excited flowing gas laser and method of operation. Патент США, 1970, No 3721915.

64. Reilly J. P. Pulser-sustainer electrically discharge laser. J. Appl. Phys., v. 43, No 8, p. 3411-3416.

65. Напартович А. П., Наумов В. Г., Шашков В. М. О распаде плазмы тлеющего разряда в постоянном электрическом поле. — Физика плазмы, 1975, т. 1, в. 5, с. 821-829.

66. О скорости трехтельного прилипания электронов к молекулам кислорода в несамостоятельном разряде / Красюков А. Г., Наумов В. Г., Шачкин J1. В., Шашков В. М. Физика плазмы, 1981, т. 7, в. 3, с. 587-591.

67. О концентрации отрицательных ионов в плазме тлеющего разряда в потоке воздуха / Акишев Ю. С., Артамонов А. В., Наумов В. Г., Трушкин Н. И., Шашков В. М. Журнал технической физики, 1979, т. XXLIX, № 1, с. 900-902.

68. Напартович А. П., Наумов В. Г., Шашков В. М. О нагреве воздуха в комбинированном разряде. Физика плазмы, 1979, т. 5, в. 1, с. 194197.

69. Напартович А. П., Наумов В. Г., Шашков В. М. О нагреве газа в комбинированном разряде в потоке азота. Доклады Академии наук СССР, 1977, т. 232, № 3, с. 570-572.

70. Исследование активной среды быстропроточного С02-лазера с несамостоятельным разрядом / Артамонов А. В., Наумов В. Г., Шачкин JL В., Шашков В. М. Квантовая электроника, 1979, т. 6, № 7, с. 1442-1445.

71. Наумов В. Г., Шашков В. М. Исследование комбинированного разряда, используемого для накачки быстропроточных лазеров. Квантовая электроника, 1977, т. 4, № 11, с. 2427-2434.

72. О механизме прямого нагрева лазерной смеси С02 N2 - Не в несамостоятельном разряде / Кочетов Н. В., Наумов В. Г., Певгов В. Г., Шашков В. М. - Квантовая электроника, 1979, т. 6, № 7, с. 1446-1451.

73. Наумов В. Г., Шашков В. М. Комбинированный разряд в сверхзвуковом потоке газа. Письма в ЖТФ, 1977, т. 3, в. 21, с. 1131-1132.

74. Мощный быстропроточный С02-лазер непрерывного действия с накачкой комбинированным разрядом / Беляев А. П., Дмитерко Р. А., Епишов В. А., Наумов В. Г., Шашков В. М., Шулаков В. Н. Письма в ЖТФ, 1979, т. 5, в. 6, с. 325-328.

75. Operational characteristics and power scaling of a transversely excited CW C02 laser / Khare J., Sreedhar R., Paul C. P., Reghu Т., Nath A. K. -Pramana-journal of physics, 2003, v. 60, No 1, p. 99-107.

76. Choudhary P., Agarwal M. S., Nath A. K. Preionizer-Induced PulsedMode Operation of a Transverse-Flow Transversely Excited CW CO2 Laser. -IEEE Journal of Quantum Electronics, 1996, v. 32, No 8, p. 1306-1309.

77. Choudhary P., Agarwal M. S., Nath A. K. Amplitude Modulation and Power Control of a Pulse-Preionized Transverse-Flow Transverse-Discharge C02 Laser. IEEE Journal of Quantum Electronics, 1997, v. 33, No 5, p. 677684.

78. Косырев Ф. К., Косырева H. П., Лунев Е. П. Экспериментальная лазерная установка ЛТ-1. — Автоматическая сварка, 1976, № 9, с. 72-73.

79. Метод существенного повышения предела стабильности разряда в быстропроточных лазерах большого объема / Генералов Н. А., Зимаков В. П., Косынкин В. Д., Райзер Ю. П., Ройтенбург Д. И. Письма в ЖТФ, 1975, т. 1, в. 9, с. 431-435.

80. Месяц Г. А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. -М.: Советское радио, 1974, 156 с.

81. Волин М. JI. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Радио и связь, 1981, 296 с.

82. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники, т. 1, т. 2. М.: Мир, 1983, 598 с., 590 с.

83. Веденов А. А. Физика электроразрядных ССЬ-лазеров. — М:, Энергоиздат, 1982 г., 112 с.

84. Соловьев Н. Г. Экспериментальное исследование несамостоятельного тлеющего разряда в скоростном потоке газа и создание технологического С02-лазера на замкнутом цикле. Дисс. на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н., Москва, 1986.

85. Козлов О. В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969,294 с.

86. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том. Книга II. Под редакцией Фортова В. Е. М.: Наука, 2000, 634 с.

87. Акишев Ю. С. Экспериментальное исследование устойчивости тлеющего разряда повышенного давления в молекулярных газах. — Дисс. на соиск. учен. степ, к.ф.-м.н., Москва, 1978.

88. Исследование плазменного столба и прианодной области продольного разряда в азоте и воздухе / Акишев Ю. С., Двуреченский С. В., Напартович А. П., Пашкин С. В., Трушкин Н. И. Теплофизика высоких температур, 1982, т. 20, в. 1, с. 30-38.

89. Катодное падение потенциала в стационарном несамостоятельном разряде, контролируемым электронным пучком / Голубев С. А., Ковалев А. С., Логинов Н. А., Письменный В. Д., Рахимов А. Т. — Физика плазмы, 1977, т. 3, в. 5, с. 1011-1016.

90. Приэлектродные области тлеющего разряда и нормальная плотность тока на аноде / Акишев Ю. С., Напартович А. П., Перетятько П. И., Трушкин Н. И. Теплофизика высоких температур, 1980, т. 18, в. 4, с. 873-876.

91. Быстропроточный технологический ССЬ-лазер комбинированного действия / Генералов Н. А., Зимаков В. П., Косынкин В. Д., Райзер Ю. П., Соловьев Н. Г. Квантовая электроника, 1982, т. 9, № 8, с. 15491557.

92. Dutton J. A survey of electron swarm data. J. Phys. Chem. Ref. Data, 1975, v. 4, No 3, p. 577-856.

93. Шашков В. M. Экспериментальное исследование несамостоятельного разряда, поддерживаемого периодическими ионизирующими импульсами. — Дисс. на соиск. учен. степ, к.ф.-м.н., М.: 1979.

94. Исследование несамостоятельного тлеющего разряда и генерации в быстропроточных лазерных устройствах. Итоговый отчет / Генералор H.A., Зимаков В.П., Косынкин В. Д., Соловьев Н. Г., Верин В. М. -М.: 1980, № 78055483, ИПМ АН СССР, 148 с.

95. К вопросу о комбинированной накачке газовых лазеров / Велихов Е.П., Письменный В. Д., Рахимов А. Т., Старостин А. Н. — Доклады АН СССР, 1972, т. 205, №6, с. 1328-1331.

96. Райзер Ю. П., Шапиро Г. И. Об ионизационно-перегревной неустойчивости тлеющего разряда в переменных полях и стабилизирующем действии повторяющихся высоковольтных импульсов. Физика плазмы, 1978, т. 4, в. 4, с. 850-857.

97. Амиров P. X., Асиновский Э. И., Марковец В. В. Пауза свечения плазмы после возбуждения разряда наносекундным импульсом. — Теплофизика высоких температур, 1981, т. 19, № 1, с. 47-51.

98. Дубровский И. А. Широкополосные и импульсные транзисторные усилители наносекундного диапазона (обзор). Приборы и техника эксперимента, 1966, № 2, с. 5-12.

99. Полулях В. П., Киселев В. И. Тлеющий разряд в турбулентном потоке. Известия ВУЗов, физика, 1977, № 10, с. 125.

100. Gembarzhevskii G. V., Generalov N. A., Solov'ev N. G. Investigation of the velocity fluctuation spectrum of a vortex flow of vibrationally excited molecular gas in a glow discharge. Fluid Dynamics, 2000, Vol. 35, No. 2, p. 222-231.

101. Гембаржевский Г. В., Генералов Н. А., Соловьев Н. Г. Исследование спектра пульсаций скорости вихревого течения колебательновозбужденного молекулярного газа в тлеющем разряде. Известия Академии наук. Механика жидкости и газа. 2000, № 2, стр. 81-91.

102. О термической неустойчивости самостоятельного газового разряда / Бондаренко А. В., Голубев В. С., Даныциков Е. В., Лебедев Ф. В., Рязанов А. В. Физика плазмы, 1979, т. 5, в. 2, с. 417-420.

103. Christensen С. P., Freed С., Haus Н. A. Gain saturation and diffusion in C02 lasers. IEEE, 1969, QE-5, No 6, p. 276-283.

104. Диагностика неравновесных состояний в молекулярных лазерах / Ачасов О. В., Кудрявцев Н. Н., Новиков С. С., Солоухин Р. И., Фомин Н. А. М.: Наука и техника, 1985, 208 с.

105. Обнаружение сдвига частот вращательных переходов молекулы С02 под действием буферного газа / Агалаков Ю. Т., Буланин М. О., Берцев В. В., Бурцев А. П., Рубинов Ю. А. Оптика и спектроскопия, 1985, т. 58, в. 3, с. 493-495.

106. Глова А. Ф. Исследование разряда переменного тока и его применение для накачки активной среды лазеров на С02. Дисс. на соиск. учен. степ. к. ф.-м. н., Москва, 1981.

107. Дробязко С. В. Экспериментальное исследование работы им-пульсно-периодического С02-лазера с открытым и замкнутым газовым циклом. Дисс. на соиск. учен. степ. к. ф.-м. н., Москва, 1980.

108. Справочник по лазерам. Пер. с англ. под ред. Прохорова А. М., т. 1, М.: Советское радио, 1978, 503 с.

109. Сумерин В. В. Разработка и исследование основных характеристик технологического электроразрядного С02 лазера мощностью 10 кВт. Дисс. на соиск. учен. степ. к. т. н., Троицк, 1981, 173 с.

110. Стабилизация энергетических характеристик непрерывного технологического электроионизационного С02-лазера с помощью селика-геля / Аверин А. П., Басов Н. Г., Глотов Е. П., Данилычев В. А., Леонов

111. Ю. С., Сорока А. М., Чебуркин Н. В., Югов В. И. Квантовая электроника, 1983, т. 10, № 6, с. 1264-1267.

112. Якимов М. Ю. Экспериментальное исследование физико-химических процессов в лазерных разрядах в потоке молекулярных газов. Дисс. на соиск. учен. степ. к. ф.-м. н., Москва, 1990, 247 с.

113. Быстропроточный технологический СОг-лазер комбинированного действия / Генералов Н. А., Зимаков В. П., Косынкин В. Д., Райзер Ю. П., Соловьев Н. Г. Квантовая электроника, 1982, т. 9, № 8, с. 15491557.

114. О предыонизации газа безэлектродными емкостными импульсами в лазерах, работающих в импульсно-периодическом режиме / Генералов Н. А., Зимаков В. П., Косынкин В. Д., Райзер Ю. П., Ройтенбург Д. И. Квантовая электроника, 1978, т. 5, № 5, с. 1157-1159.

115. Качанов И. JI. Ионные приборы. М.: Энергия, 1972, 526 с.

116. Али-Заде Г. А., Али-Заде Д. Г., Дьяконов В. П. Возможности и перспективы применения лавинных транзисторов. Радиотехника, 1969, т. 24, №5, с. 25-31.

117. Высокочастотная коммутация большой мощности / Воронов В. И., Кирилов А. Е., Солдатов А. Н., Федоров В. Ф., Юдин Н. А. Приборы и техника эксперимента, 1982, №1, с. 151-152.

118. С02-лазер с несамостоятельным разрядом в импульсно-периодическом режиме / Бугаев С. П., Бычков Ю. И., Ковальчук Б. М., Курбатов Ю. А., Манилов В. И., Месяц Г. И., Орловский В. М. Квантовая электроника, 1977, т. 4, № 4, с. 897-899.

119. Расе P. W., Lacombe М. A sealed high-repetition rate TEA C02 laser-IEEE J. Quant. Electronics, 1978, v. QE-14, No 4, p. 263-274.

120. Козлов Г. И., Кораблев А. С. Лазер с большой частотой повторения импульсов на смеси С02 с воздухом Письма в ЖТФ, 1977, т. 3, в. 1, с. 24-27.

121. Веденов А. А., Дробязко С. В., Корзинкин М. М. Характеристики лазерного излучения импульсно-периодического С02-лазера с замкнутым газовым циклом. Квантовая электроника, 1980, т. 7, № 6, с. 1186-1190.

122. Исследования газодинамических возмущений от импульсного объемного разряда в N2 и смеси газов 1C02:2N2 / Афонин Ю. В., Мелехов

123. A. В., Пономаренко А. Г., Радченко В. В. Отчет № 1432, Новосибирск, 1982.

124. Электрические характеристики несамостоятельного объемного разряда / Афонин Ю. В., Мелехов А. В., Пономаренко А. Г., Радченко В.

125. B. Отчет № 1433, Новосибирск, 1984.

126. Лобанов А. Н., Сучков А. Ф. Функции распределения и баланса энергии электронов в электроионизационном лазере на двуокиси углерода. Квантовая электроника, 1974, т. 1, № 7, с. 1527-1535.

127. Режим ввода энергии в активную среду электроионизационных ОКГ / Бычков Ю. И., Королев Ю. Д., Курбатов Ю. А., Месяц Г. И. ЖТФ, 1974, т. 44, в. 4, с. 791-796.

128. Бычков Ю. И., Курбатов Ю. А., Месяц Г. И. Импульсные С02-лазеры с ионизацией газа электронным пучком. — В кн.: Газовые лазеры. Новосибирск: Наука, 1977, с. 272-289.

129. Установка для лазерной обработки / Гойхман В. X., Зимаков В. П., Зотов В. П., Лаптев А. Р., Соловьев Н. Г., Щеглаков С. В., Яковлев В. А. Авторское свидетельство СССР, № 1573673 от 22 февраля 1990 г.

130. Технологический лазер Лантан-3 / Бойцов О. М., Верин В. М., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Зотов В. П., Москалев В. С., Поденок С. Е., Соловьев Н. Г., Шемякин А. Н., Якимов М. Ю. — Препринт № 407 ИПМ АН СССР, Москва, 1989, 38 с.

131. Схема питания газового лазера с несамостоятельным разрядом / Верин В. М., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Москалев В. С., Поденок С.

132. Е., Соловьев Н. Г. Авторское свидетельство СССР, № 1508905 от 15 мая 1989 г.

133. Ананян М. А., Мельникова О. В. Оптоволоконные локальные сети. Микропроцессорные средства и системы, 1984, № 4, с. 32-35.

134. Способ возбуждения лазера на колебательных переходах молекулы С02 / Генералов Н. А., Зимаков В. П., Рудой И. Г., Соловьев Н. Г., Сорока А. М. Авторское свидетельство СССР, № 1556492 от 8 декабря 1989 г.

135. High power industrial C02 Laser "Lantan-5" with Graded Reflectivity Mirror Resonator / Generalov N. A., Solov'yov N. G., Yakimov M. Yu., and Zimakov V. P. Pure and Applied Optics, 1994, v.3, p. 533-540.

136. Получение и применение высококачественных негауссовых пучков мощных технологических С02-лазеров / Генералов Н. А., Горбу-ленко М. И., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Якимов М. Ю. Известия РАН. Серия физическая. 1997, № 8, с. 1554-1559.

137. Промышленное применение лазеров. Под редакцией Г. Кебне-ра. М.:, Машиностроение, 1988, 279 с.

138. Григорьянц А. Г., Соколов А. А. Лазерная обработка неметаллических материалов. М:, Высшая школа, 1988 г., 191 с.

139. Патент на изобретение № 2108920 «Способ декорирования древесины» / Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Дятлова О. Е., Топурия Ф. Ш., Самохвалов Г. В. Зарегистрирован 20 апреля 1998 г.

140. Свидетельство на полезную модель № 8829 «Идентификационный знак» / Генералов Н. А., Соловьев Н. Г., Шемякин А. Н., Зимаков В. П., Соболев В. Б. Зарегистрировано 16 декабря 1998 г.

141. Свидетельство на полезную модель № 8830 «Идентификационный знак» / Генералов Н. А., Соловьев Н. Г., Шемякин А. Н. Зарегистрировано 16 декабря 1998 г.

142. Свидетельство на полезную модель № 6533 «Многолотковый контейнер для бумаг» / Генералов Н. А., Путов А. Ю., Соловьев Н. Г., Шемякин А. Н. Зарегистрировано 16 мая 1998 г.

143. Свидетельство на полезную модель № 27805 «Держатель для листа или листов (варианты)» / Путов А. Ю., Шемякин А. Н., Соловьев Н. Г. — Зарегистрировано 20 февраля 2003 г.

144. Григорьянц А. Г., Шиганов И. Н. Лазерная сварка металлов. -М:, Высшая школа, 1988 г., 207 с.

145. Авторское свидетельство СССР № 1149822 «Способ получения п-слоев в антимониде индия» / Коршунов А. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Орликовский А. А. Зарегистрировано 8 декабря 1984 г.

146. Авторское свидетельство СССР № 1170926 «Способ отжигаnионно-имплантированных полупроводниковых материалов» / Коршунов

147. A. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Тихонова О. В. -Зарегистрировано 1 апреля 1985 г.

148. Авторское свидетельство СССР № 1393232 «Способ отжига ионолегированных полупроводниковых материалов» / Коршунов А. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Аверьянова Т. М., Старикова Л. Е., Астахов В. П. Зарегистрировано 3 января 1988 г.

149. Авторское свидетельство СССР № 1507126 «Способ обработки поверхности кремния» / Коршунов А. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Верин В. М., Козлов П. В., Прохоров В. И. Зарегистрировано 8 мая 1989 г.

150. Авторское свидетельство СССР № 1507129 «Способ легирования пластин кремния» / Коршунов А. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Зыканова И. В., Верин В. М., Соловьев Н. Г., Авдеев В. Б. Зарегистрировано 8 мая 1989 г.

151. B. Зарегистрировано 15 июля 1989 г.

152. Авторское свидетельство СССР № 1523001 «Способ получения инверсных полупроводниковых слоев» / Коршунов А. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Соловьев Н. Г., Газуко И. В., Гласко В. Б., Губарь А. Ю.,

153. Верин В. М., Старикова Л. Е., Петровнин Н. М., Щербина С. М., Зыканова И. В. Зарегистрировано 15 июля 1989 г.

154. Авторское свидетельство СССР № 1531756 «Способ легирования кремниевых пластин» / Коршунов А. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Зыканова И. В. Соловьев Н. Г., Авдеев В. Б., Верин В. М. Зарегистрировано 22 августа 1989 г.

155. Авторское свидетельство СССР № 1531757 «Способ легирования кремниевых пластин» / Коршунов А. Б., Генералов Н. А., Зимаков В. П., Зыканова И. В. Соловьев Н. Г., Авдеев В. Б., Верин В. М. Зарегистрировано 22 августа 1989 г.

156. ВТСП: способы приготовления, методы исследований, некоторые результаты и перспективы. / Генералов H.A., Зимаков В.П., Косын-кин В.Д., Якимов М.Ю. М.: изд. ИПМ АН СССР, препринт № 473, 1990. 46 с.

157. Ассовский И.Г., Козлов Г.И. Синтез одностенных углеродных нанотрубок лазерной абляцией графита при нормальных условиях. -ДАН, 2003, т. 388, № 3, с. 349-353.

158. Козлов Г. И. Образование углеродной нанопаутины при синтезе одностенных нанотрубок в струе продуктов лазерной абляции, расширяющейся в электрическом поле. Письма в ЖТФ, 2003, т. 29, в, 18, с. 8891.

159. Комаров С. М., Соловьев Н. Г. Аппроксимация кривых Безье сопряженными дугами и ее практическое применение. Применение лазеров в науке и технике, Иркутск, 1996, вып. 8, с. 131-134.