Разработка широкоапертурных мозаичных преобразователей длины волны света и перевод установки "Искра-4" в режим работы на второй гармонике тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР ВСЕРОССИГЮКИЙ НЛУЧНО-ИШГЕДОВЛШВЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

На правах рукописи

ВОРОНИН

Иван Николаевич

УДК 621.373.826

РАЗРАБОТКА ШИРОКОАПЕРТУРНЫХ МОЗАИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛИНЫ ВОЛНЫ СВЕТА И ПЕРЕВОД УСТАНОВКИ "ИСКРА-4" В РЕЖИМ РАБОТЫ НА ВТОРОЙ ГАРМОНИКЕ

Специальность: 01.04.01 -"техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований"

Автореферат

Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

ВНИИЭФ-1994

Работа выполнена в Российском Федеральном Ядерном Центре - ВНИИЭФ.

Научный руководитель: кандидат физ.-мат. наук С.А.Сухарев

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор В.И.Беспалов

кандидат физико-математических наук

Б.В.Лажинцев

Ведущая организация: НИИ "Полос", г.Москва

И А - ^ЬЯЛ 199С^ в/^^часо

Защита состоится " { " " 199>г. в^ часов

на заседании Специализированного Совета ССК 124.02.02 по присуждению учёной степени кандидата наук во ВНИИЭФ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИЭФ.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного Совета доктор физико-математических наук

Б.Л.Воронин

Общая характеристика и актуальность работы

В проблеме лазерного термоядерного синтеза (ЛТС) одной из ключевых является задача нахождения оптимальных режимов облучения мишеней. С точки зрения физики вза1шодействйя лазерного излучешш с мишенью коротковолновые лазеры обладают рядом достоинств. Эти достоинства связаны, главным образом, с тем, что при переходе к более высоким частотам эффективность классического обратного тормозного поглощения возрастает, а эффективность коллективных процессов, приводящих к генерации надтепловых электронов и жесткого рентгеновского излучения, наоборот, падает. Практически это выразилось в том, что все крупнейшие установки на неодимовом стекле (л=1,06 мкм) "Нова"[1] (Ливерморская национальная лаборатория, США), "Омега" (Рочестерский университет, США) [2], "Гекко-12" (Университет г.Осака, Япония) [3] оснащены преобразователями во вторую и третью гармоники.

Наряду с лазерами на неодимовом стекле доя решения задач ЛТС и изучения физики взаимодействия интенсивных световых импульсов с веществом используются также йодные фотодиссоциаци-онные лазеры [4-7], работающие на длине волны /„=1,315 мкм.

Теория генерации второй гармоники к настоящему времени хорошо разработана (см. например [8]). Основные экспериментальные результаты по преобразованшо частоты излучения в больших лазерных системах получены, главным образом, на неодимовых лазерах [1-3].

Известно, что коэффициент преобразования излучения зависит от соотношения параметров лазерного излучения и нелинейной среды. Хорошо изучены оптимальные соотношения между длиной нелинейного элемента, интенсивностью плоской волны излучения

накачки и фазовой расстройкой [8]. В условиях импульсной накачки оптимальным профилем распределения интенсивности по времени и пространству является гипергауссов. Однако, в условиях йодного лазера, работающего в режиме насыщающего сигнала, получение гипергауссовых профилей практически недостижимо без заметного снижения энергии излучения и, следовательно, заметного снижения эффективности использования накачки. Поэтому основным является не столько получение максимального коэффициента преобразования по мощности или даже по энергии, а получение максимальной энергии преобразованного излучения. И, следовательно, основная задача при переводе крупномасштабной лазерной установки в режим работы на второй гармонике заключается в оптимизации параметров лазерного излучения основной частоты и нелинейного преобразователя с целью получения максимальной выходной энергии.

Установка "Искра-4" была создана во ВНИИЗФ в 1980 году [4]. На длине волны Х=1,315 мкм была проведена большая серия экспериментов с облучением различного вида мишеней. Перевод установки "Искра-4И в режим работы на второй гармонике требует решения ряда научных и технических вопросов, касающихся создания нелинейного преобразователя и оптимизации системы "лазер-нелинейный преобразователь". Так, в частности, на установке "Искра-4" диаметр пучка на выходе конечного усилителя »410 мм. &го требует наличия крупногабаритных нелинейных кристаллов. При традиционной технологии роста кристаллов КОР со скоростью 0,5-1 мм/сутки время выращивания элемента удвоения сечением 150x150 мм составляет 6-8 месяцев. В Институте Прикладной Физики РАН предложен и реализован способ скоростного и направленного выращива-

ния кристаллов группы КБР со скоростью 0,5-1 мм/час [9], что обеспечивает выращивание заготовки для аналогичного по размерам элемента умножения за несколько суток, что существенно удешевляет оснащение крупномасштабной установки нелинейными умножителями.

Целью настоящей работы является разработка нелинейного умножителя частоты, оптимизация параметров лазерного излучения и нелгаейного преобразователя для получения технического коэффициента преобразования > 50 % и энергии излучения второй гармоники > 500 Дж в режиме проведения экспериментов по облучению мишеней.

Научная новизна предлагаемой работы заключается в следующем:

- в экспериментальном исследовании оптических и генерационных характеристик элементов удвоения частоты из кристаллов скоростного и направленного роста на длине волны йодного лазера (>.=1,315 мкм), в обосновании пригодности их для разработки на их основе широкоапертурных умножителей частоты;

- в экспериментальном сравнении генерационных характеристик кристаллов скоростного роста с большими («14° ) углами падения излучения на поверхность кристалла в условиях векторного синхронизма и кристаллов обычного роста с нормальным («0° ) падением в условиях скалярного синхронизма;

- в разработке методики наведения в направление синхронизма удвоителей с большими (»14°) углами падения излучешш на поверхность кристалла в режиме одиночных импульсов в условиях лазера "Искра-4";

- в экспериментальном получении зависимостей коэффициента преобразования частоты излучения широкоапертурных пучков йодного лазера от длины нелинейного элемента, расходимости, интенсивности, пространственного распределения и состояния поляризации излучения накачки;

- в экспериментальном исследовании и оптимизации параметров лазерного излучения и нелинейного преобразователя;

- в исследовании генерации второй гармоники излучения йодного лазера и получении на элементах из кристаллов скоростного и направленного роста в условиях векторного синхронизма технического коэффициента преобразования > 70%, при интенсивности 1И~3 ГВт/см2 и длине элемента БЮЭР 1,8 см;

- в разработке широкоапертурных (до 0св= 42 см) четы-рехэлементных мозаичных преобразователей частоты излучения, получении на выходе установки в одном пучке энергии излучения второй гармоники до 600 Дж при техническом коэффициенте преобразовании £ 50%;

- в получении на входе в мишенную камеру на установке "Искра-4" параметров импульса излучения второй гармоники (Е«300 Дж, расходимость « 3-10~4 рад при длительности то,5 ~ 0,3 не и контрасте Кр ,Ке > ДО8) в режиме проведения экспериментов по облучению мишеней различного типа.

Практическая значимость настоящей работы заключается в следующем:

1. Показана возможность использования в качестве нелинейной среды для умножения частоты излучения йодного лазера кристаллов БКОР, выращенных по технологии скоростного и на-

правленного роста, с наклонным падением излучения на нелинейный элемент и генерации второй гармоники в условиях векторного синхронизма.

2. Показана возможность эффективной генерации (с коэффициентом > 50%) второй гармоники широкоапертурных пучков (до 0св = см) йодного лазера.

3. Проведение экспериментов по облучению мишеней различных типов излучением второй гармоники, в результате которых при облучении сферических газонаполненных мишеней при коэффициенте поглощения > 40% получен нейтронный выход N « 6-Ю7 нешр./имп. При облучении плоских мишеней из золота получен коэффициент конверсии лазерного излучения в рентгеновское я 50%. При облучении рентгеновских сложных мишеней исследовался процесс переноса рентгеновского излучения.

Из представленных результатов автор выпосит па защиту:

1. Результаты исследований генерационных характеристик монокристаллов Б1ШР большой световой апертуры (до 21x21 см2 ), выращенных способом скоростною и направленного роста, и сравнение их с генерационными характеристиками монокристаллов ОКЗЭР (световая апертура до 10x10 см2), выращенных но традиционной технологии, при их облучении высокошггенсивным излучением йодного лазера (>.=1,315 мкм).

2. Результаты физических исследований удвоения частоты излучения йодного лазера "Искра-4":

- разработка методики наведения в направление синхронизма для элементов удвоения с большими (я 14° ) углами падения излучения на поверхность нелинейного элемента;

- результаты исследований зависимостей эффективности генерации второй гармоники от параметров лазерного излучения и получение в условиях векторного синхронизма на кристаллах скоростного способа роста физического коэффициента преобразования » 80%.

3. Разработка мозаичных преобразователей длины волны света на световую апертуру до 42x42 см2 и получение на второй гармонике (>.=0,66 мкм) в одном пучке энергии 600 Дж при техническом коэффициенте преобразования 2: 50%.

4. Перевод установки "Искра-4" в режим работы на второй оптической гармонике и обеспечение в экспериментах по облучению мишеней различного типа энергии излучения до 300 Дж при длительности импульса « 0,3 не и контрасте Кр ,Ке ^ Ю8.

Результаты работы апробированы на 5-ой и 6-ой Всесоюзных конференциях "Оптика лазеров" а также на международном семинаре "High Temperature Laser Plasma and High Gain Iodine Lasers" (Чехия, Прага, 4 июля 1991 г.).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит всего 138 страниц, из них 35 рисунков и 9 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 110 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении проведен краткий обзор литературы по проблеме, обоснована актуальность и определена цель работы, кратко изложено содержание диссертации, а также сформулированы научная

новизна, практическая значимость полученных результатов и основные положения выносимые на защиту.

В первой главе приведено краткое описание многокаскадного однопучкового лазера "Искра-4", параметров излучения на выходе конечного каскада усиления (длина волны излучения - 1,315 мкм, световая апертура - 41 см, энергия - (1-1,2) Кдж, длительность световою импульса на половине мощности - 0,3 не, расходимость излучения по уровню 80% энергии - (2-3)-НИ рад). Приведена схема проведения облучательных экспериментов с четырехпучковой и одно-пучковой камерой, указаны вероятные места постановки удвоителя частоты:

- непосредственно на выходе лазера (диаметр пучка - 41 см, средняя интенсивность излучения в пучке (3-4) ГВт/см2);

- на входе в камеру (диаметр пучка 27 см, средняя интенсивность излучения в пучке (2-4) Гвт/см2).

Проведено рассмотрение пригодных для удвоения частоты излучения йодного лазера нелинейных сред, в результате которого в качестве нелинейной среды выбран кристалл дидейтерофосфата калия (БКБР) со вторым типом взаимодействия (оее). Выполнены измерения поглощения света на длине волны 1,315 мкм в зависимости от степени дейтерирования кристалла, в результате чего в качестве достаточной определена степень дейтерирования X > 85%. Приводятся результаты измерения лучевой стойкости различных образцов методом фокусировки изучения на образец при помощи ребристой линзы. Показано, чтолучевая стойкость используемых образцов кристаллов практически не зависит от технологии роста и равна порогу поверхностного разрушения (3-4 Дж/см2 при длительности импульса 0,3 не).

Описана методика настройки нелинейного удвоителя в направление синхронизма в режиме одиночного импульса (частота повторения - примерно один выстрел в неделю) при больших углах падения (« 14°) излучения на поверхность нелинейного элемента в условиях установки "Искра-4" (настройка оптической схемы лазера осуществляется при помощи излучения Не-Ые лазера >.=0,63 мкм). Методика обеспечивает приемлемую угловую точность наведения (662(1-1,5)-10-4 рад).

Вторая глава работы посвящена исследованию эффективности удвоения частоты излучения йодного лазера на одиночных элементах ОЮЭР.

В экспериментах измерялись энергия излучения основной частоты, падающего на нелинейный элемент, энергия излучения второй гармоники и энергия непреобразованного излучения на выходе преобразователя. По этим данным вычислялся коэффициент преобразования по энергии и контролировался энергетический баланс. В качестве измерителей энергии использовались калориметрические термопарные измерители энергии ТПИ-2А. Разделение гармоник на калориметрах осуществлялось при помощи светофильтров типа ИКС-3 и СЗС-25. В экспериментах также регистрировались интегральная длительность светового импульса и длительность импульса в локальных точках на двух взаимно-перпендикулярных диаметрах пучка основной частоты при помощи регистратора на основе электронно- оптического преобразователя со щелевой разверткой с вре-

менем разрешения 0,05 не. Фотометрическим методом регистрировалось распределение плотности энерпш по поперечному сечению пучка. По этим данным оценивалась средняя интенсивность излуче-1п1я основной частоты на входене.ишейного удвоителя (I = Е/(8т) и неоднородность распределения интенсивности по сечению пучка. По фоторегистрации излучения в дальней зоне оценивалась расходимость излучения.

Получена экспериментальная зависимость эффективности преобразования от длины нелинейного элемента. В экспериментах использовалось образцы восьми разных длин от 1,4 см до 2,5 см. Проводится сравнение с расчетами. Учитывая полученные результаты выбрана длина нелинейного преобразователя 1,7-1,8 см. На кристаллах такой длины в условиях существующей пространственной неоднородности пучка получена экспериментальная зависимость коэффициента преобразования от средней интенсивности падающего на преобразователь излучения (диаметр пучка 8-10 см). По мере роста средней интенсивности коэффициент преобразования резко нарастает, достигает своего максимального значения (45-50)% при 1=0,8-1,0 ГВт/см2 и в дальнейшем остается примерно постоянным до 1=5 ГВт/см2. Численное моделирование объяснило такой характер зависимости наличием мелкомасштабных модулящш интенсивности по поперечному сеченшо пучка.

Приводятся результаты исследований, направленных на уменьшение мелкомасштабных модуляций плотности энерпш по сечению пучка. В проведенных исследованиях определены оптимальные газовые смеси в усилительных каскадах предварительного и промежуточного усиления, определены размеры невозмущенных зон

в кюветах усилителей. На основании этого выбраны размеры диафрагм, экранирующих возмущенные зоны. В силовых каскадах для уменьшения оптических неоднородностей диаметр расположения источников был увеличен с 45 см до 53 см. Это позволило значительно улучшить распределение излучения в ближней зоне (на диаметре 41 см с еяшх/етш=8-10 до еяихМшп =2) и степень угловой селекции пространственных фильтров.

В условиях фактического отсутствия мелкомасштабных модуляций (Д1/1 = 0,9) при расходимости излучения 08О%Е =1Ю~4 рад на элементах БКБР (синхронизм второго типа) длиной 1,8 см получена зависимость коэффициента преобразования от интенсивности. Коэффициент преобразования достигает П2« ~ 80%. Получено удовлетворительное согласие экспериментальных и расчетных результатов (рис.1).

0,4

0,2

0,8

0,6

• - кристаллы обычного роста о - кристаллы скоростного роста

0

1Й, ГВт/см2

1

2

3

4

5

Рис.1 Зависимость эффективности ГВГ от интенсивности падающего излучения

В экспериментах использовались элементы удвоения сечением до 10х 10 см2 с нормальным падением излучения на поверхность, изготовленные из кристаллов Б КОР обычного роста, и элементы удвоения сечением до 21x21 см2 с наклонным («14° ) падением излучения на поверхность, изготовленные го кристаллов ОКБР скоростного и направленного роста. На основании экспериментальных результатов по эффективности генерации второй гармоники и с учетом измеренных оптических характеристик обоснована пригодность кристатаов, выращенных по технологии скоростного роста, для разработке на их основе широкоапертурных умножителей частоты излучения.

Получена экспериментальная зависимость коэффициента преобразования от расходимости падающего на преобразователь излучения.

В третьей главе описаны широкоапертурные (30x30 см2 и 42x42 см2) четырехэлементные мозаичные преобразователи из кристаллов БКЮР сечением 15x15 см2 и 21x21см2. Исследованы их физико-технические характеристики.

Рассмотрены эффекты, приводящие к деполяризации широкоапертурных высокоинтенсивных пучков излучения основной частоты. Получены зависимости эффективности генерации второй гармоники от степени поляризации излучения. Экспериментально показано, что даже при использовании в оптическом тракте установки оптических деталей первой категории качества по двулучепреломле-шпо эффективность преобразования частично деполяризованного излучения примерно в (1,5-2) раза ниже, чем эффективность преобразования линейно поляризованного излучения.

На основании проведенных исследований уменьшена деполяризация излучения, найдены и реализованы пути увеличения эффективности преобразования, которые заключаются в замене оптических. деталей установки на детали первой и второй категории качества по двулучепреломлению, изменению способа их крепления, в постановке широкоапертурного поляризатора на входе последнего каскада усиления У4 и переходе на новый мозаичный преобразователь их элементов 21x21 см2 с его постановкой на выходе усилителя У4 (мозаичные преобразователи из элементов 15x15 см2 располагались на входе в камеру).

Проведены исследования генерации второй гармоники излучения лазера "Искра-4" на широкоапертурных мозаичных преобразователях частоты излучения при их постановке на входе в камеру и на выходе усилителя У4. Получены зависимости эффективности преобразования от интенсивности падающего на преобразователь излучения. При постановке преобразователя (0св = 30 см) на входе в камеру наиболее эффективно преобразуется излучение с интенсивностью (1-2,5) ГВт/см2, при этом технический коэффициент преобразования составляет Т1«50%. При постановке преобразователя непосредственно на выходе усилителя У4 (0св = 42 см) наиболее эффективно преобразуется излучение с интенсивностью (1-4) ГВт/см2, при этом коэффициент преобразования составляет « 55%.

Проведенные исследования обеспечили эффективное преобразование импульсов длительностью (0,2-0,6) не и получение энергии излучения второй гармоники 600 Дж в одном пучке.

В четвертой главе описаны параметры излучения лазерной установки "Искра-4" после ее перевода в режим работы на второй

гармошке (1=0,66 мкм). Представлены оптические схемы заведения излучения на мишень и оптические схемы регистрации параметров лазерного излучения (энергия, контраст, пространственно-временная форма импульса, распределение плотности энергии в ближней, дальней зонах и в области расположения мишеней) при облучении мишеней в четырехпучковой и однопучковой камерах.

Приводятся параметры импульса излучения ВГ в мишенной

камере:

- энергия до 300 Дж при контрасте - Кр, Ке > 108;

- длительность импульса излучения то,5 =0,25-0,5 не;

- расходимость излучения 1.5- Ю-4 рад (использование фазового корректора позволило получить эффективную расходимость излучения (3-5)-10"4 рад).

Кратко представлены результаты исследований по облуче-нгао излучением второй гармоники различного типа мишеней (сферических мишеней прямого облучения, плоских мишеней, мишеней с внутренним вводом излучения), выполненных при участии автора, в которых получены новые результаты.

В заключении: сформулированы основные результаты работы. '

1. Проведен анализ параметров лазерного излучения и свойств нелинейных сред, используемых для удвоения частоты излучения. На основашт этого анализа для удвоепия частоты излучения йодного лазера "Искра-4" выбраны кристаллы дидейтерофосфата калия (ОКОР) с взаимодействием второго типа, получаемые из водных растворов и допускающие практическую возможность иметь большие световые апертуры.

2. Экспериментально показана возможность эффективного преобразования излучения йодного лазера во вторую гармонику на кристаллах DKDP, выращенных как по обычной, так и по скоростной технологии.

Проведены экспериментальные исследования светопоглоще-ния образцов нелинейных элементов на длине волны йодного лазера (>-=1,315 мкм) в зависимости от степени дейтерирования. Рабочие образцы (степень дейтерирования X > 0,85) имеют коэффициенты поглощения сч0 = 0,045 см-1, сце = 0,030 см-1.

Исследована лучевая прочность образцов нелинейных элементов, изготовленных из кристаллов обычного и скоростного способов роста. При длительности лазерного импульса « 0,3 не порог разрушения всех образцов нелинейных элементов составил (34) Дж/см2.

3. Разработана методика определения направления синхронизма и настройки нелинейных преобразователей при больших (-14°) углах падения излучения на поверхность нелинейных элементов в условиях установки "Искра-4". Методика обеспечивает точность выставления элементов преобразования 59<(1-1,5)10"4 рад (в воздухе).

4. Проведены физические исследования генерации второй гармоники излучения йодного лазера на монокристаллах DKDP второго типа синхронизма. В условиях линейно поляризованного излучения накачки получены экспериментальные зависимости эффективности генерации второй гармоники от длины нелинейного элемента, расходимости и интенсивности излучения основной частоты. На основании полученных результатов выбрана длина нелинейных

элементов /=(1,7-1,8) см, сформулированы требования к точности углового наведения (50 < 1,5-Ю"4 рад) и расходимости излучения -Э <(1-1.5)-10"4 рад.

Экспериментально показано, что наличие мелкомасштабных модуляций интенсивности (1га.гх/Чтт210> Дх=(0,3-1) см) в поперечном сечении пучка снижает эффективность преобразования примерно в »1,5 раза.

5. Посредством замены буферных газов СОг и Аг на БРб в каскадах предварительного и промежуточного усиления (при сохранении коэффициента усиления), оптимизации апертурных диафрагм

и 02, угловой селекции на выходе каскадов У1 и У2, удаления источников накачки от центра пучка в силовых каскадах УЗ и У4 с 45 см до 53 см мелкомасштабные неоднородности плотности энергии практически устранены.

В условиях фактического отсутствия мелкомасштабных модуляций (41/1=0,1) при расходимости излучения О^оргн =110"4 рад на элементе ОКБР (синхронизм второго типа) длиной 1,8 см получена зависимость коэффициента преобразования от интенсивности. При интенсивности 1=3 ГВт/см2 коэффициент преобразования достигает »80%. Получено удовлетворительное согласие экспериментальных и расчетных результатов.

6. Рассмотрены эффекты, приводящие к деполяризащга го-лучения основной частоты. Показано, что основными являются двойное лучепреломление в стекле и вращение эллипса поляризации излучения при его распространении в кубически нелинейной среде (стекло, воздух). Экспериментально показано, что даже при использовании в оптическом тракте оптических деталей первой категоршг

качества по двулучепреломлешда эффективность преобразования частично деполяризованного излучения примерно в два раза ниже, чем эффективность преобразования линейно поляризованного излучения. На основании проведенных исследований выбрана схема с постановкой широкоапертурного поляризатора на входе усилителя У4, которая обеспечивает максимальное значение выходной энергии второй гармоники.

7. Разработаны широкоапертурныс (30x30 см2, 42x42 см2) четырехэлементные мозаичные преобразователи из кристаллов ОКБР сечением 15x15 см2 и 21x21 см2. Исследованы их физико-технические характеристики.

8. Проведены исследования генерации второй гармоники излучения лазера "Искра-4" на широкоапертурных преобразователях длины волны света. Получены зависимости эффективности преобразования от интенсивности падающего на преобразователь излучения. При постановке преобразователя на входе в камеру наиболее эффективно преобразуется излучение с интенсивностью 1Ш«(1-2,5) ГВт/см2, при этом технический коэффициент преобразования составляет т^ш « 50%, а при постановке преобразователя на выходе усилителя У4 наиболее эффективно преобразуется излучение с интенсивностью 1ш « (1-4) ГВт/см2 при т|2м « 55%. Энергия излучения второй гармоники достигает 600 Дж в одном пучке.

9. Осуществлен перевод установки "Искра-4" в решат работы на второй оптической гармонике со следующими параметрами излучения в мишенной камере:

- энергия до 300 Дж при контрасте - Кр, Ке £ Ю8;

- длительность импульса излучения то,5 =0,25-0,5 не;

- расходимость излучения » 1.5-Ю-4 рад (без фазового корректора) » (3-5)-Ю-4 рад), (при использовании фазового корректора случайного характера).-

Эти параметры удовлетворяют требованиям, предъявляемым к излучению при облучении мишеней прямого воздействия, мишеней с внутренним вводом и плоских мишеней, что позволило провести соответствующие исследования и получить следующие основные результаты:

- при облучении высокоаспекгных мишеней прямого облучения (А$ = 300-400) нейтронный выход составит N = 6107 нейтронов за импульс, что являлось рекордной величиной для исследований в СССР;

- при исследовании конверсии лазерного излучения в рентгеновское достигнут коэффициент поглощения излучения плазмой Каь5« 80%, а коэффициент конверсии составил ум » 45% при воздействии на мишень из золота в диапазоне интенсивностей 10131014 Вт/см2, что в 2 раза выше по сравнению со случаем воздействия на длине волны 1,315 мкм;

- в экспериментах с мишенями типа "паровоз" по исследованию переноса рентгеновского излучения в сферической части получена температура рентгеновского излучения около 0,1 Кэв, зарегистрировано изменение температуры по мере удаления от сферы.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. И.Н.Воронич, А.М.Дудов, ВАЕрошенко и др. "Удвоение частоты излучения йодного лазера" Отчет ВНИИЭФ, инв.13/Т-284, 1982

2. И.Н.Воронич, А.М.Дудов, А.И.Зарсцкий и др.

"Поляризация излучения установки У-4. Генерация второй гармоники."

Отчет ВНИИ ЭФ, инв.13/Т-352, 1983

3. И.Н.Воронич, АИ.Зарецкий, Е.Г.Косяк и др.

"Удвоение частоты излучения установки У-4 на быстрорастущих кристаллах Б КОР с целью создания мозаики" Отчет ВНИИ ЭФ, инв. 13/Т-402, 1984

4. А.И.Базанов, АА.Быковников, И.Н.Воронич и др. "Физические исследования по оптимизации лазерных параметров установки У-4 и ее выходные параметры в экспериментах по облучению различных типов мишеней"

Отчет ВНИИ ЭФ, ишШ 13/Т-463, 1985

5. И.Н.Воронич, А.И.Зарецкий, АП.Инозсмцев и др. "Генерация оптических гармоник йодного лазера" Отчет ВНИИ ЭФ, итШ 13/Т-464, 1985

6. И.Н.Воронич, А.И.Зарецкий, Г.А.Кириллов и др. 'Удвоение частоты излучения йодного лазера "Искра-4" Известия АН СССР, серия физическая, 1988, т.52, с.322-326

7. С.А.Бельков, А.В.Бессараб, А.В.Веселов, И.Н.Воронич и др. "Исследования по проблеме ЛТС на установке "Искра-4" Известия АН СССР, серия физическая, 1987, т.51, с. 1263

8. И.Н.Воронич, Д.Г.Ефимов, А.И.Зарецкий и др. "Генерация второй гармоники йодного лазера У-4 на мозаичных преобразователях из О КОР"

Отчет ВНИИ ЭФ, инв.13/Т-517, 1986

9. Э.К.Базаревский, И.Н.Воронич, Д.Г.Ефимов и др. "Преобразование лазерного ихтучсния на выходе установки У-4 во вторую гармонику"

Отчет ВНИИ ЭФ, инв.И 13/Т-581, 1987

10. А.И.Базанов, Э.К.Базаревский, С.А.Бельков, И.Н.Воронич и др. "Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования по преобразованию лазерного излучения в гармоники и проведение экспериментов по облучению мишеней"

Отчет ВНИИ ЭФ, инв.К 13/Т-649, 1988

11. И.Н.Воронич, Д.Г.Ефимов, А.И.Зарецкий и др.

"К вопросу о переводе установки У-5 в режим работы на второй

и третьей гармониках"

Отчет ВНИИ ЭФ, инвЫ 13/Т-640, 1988

12. А.И.Базанов, Э.К.Базаревский, И.Н.Вороши и др. "Перевод установки Искра-4 в режисм работы на второй оптической гармонике"

Отчет ВНИИ ЭФ, инв/Ы 13/Т-642, 1988

13. И.Н.Вороши, Д.Г.Ефимов, А.И.Зарецкий и др.

"Генерация второй гармоники излучения йодного лазера "Искра-4" на широкоапертурных мозаичных преобразователях" Известия АН СССР, серия физическая, 1990, т.54, с.2024-2026.

14. Э.К.Базаревский, И.Н.Воронич, Н.В.Горский и др. "Преобразование излучения установки "Искра-4" во вторую гармонику ( X, = 0,66 мкм ) с эффективностью ~ 50% и энергаей излу- • чения 1 кДж"

Отчет ВНИИ ЭФ, тпШ 13/Т-808, 1990

15. С.А.Бельков, А.В.Бессараб, И.Н.Воронич и др, "Исследование преобразования энергии лазерного излучения в рентгеновское излучение плазмы на установке "Искра-4" Отчет ВНИИИ ЭФ, инв.И 13/Г-590, 1987.

16. Ф.М.Абзаев, А.И.Базанов, САБельков, И.Н.Воронич и др. "Исследования на установке У-4 по облучеюпо шпиеней излучением первой и второй гармоник (длина волна =1,315 мкм,

=0,66 мкм) с целью изучения физических явлений" Отчет ВНИИ ЭФ, ишШ 13/Т-602, 1987

17. Ф.МАбзаев, С.И.Антипов, АИ.Базанов, И.Н.Воронич и др. Отчет ВНИИ ЭФ, инв. N 4022/к, 1988.

18. АИ.Базанов, Э.К.Базаревский, САБельков, И.Н.Воронич и др. "Проведение первого этапа экспериментов по облучению сферических мишеней излучением с % = 0,66 мкм на установке У-4"

Отчет ВНИИ ЭФ, тиШ 13/Т-736, 1989.

19. Ф.М.Абзаев, Э.КБазаревский, А.В.Бессараб, И.Н.Воронич и др. Отчет ВНИИ ЭФ, инв-Ы 4145/к,

20. Э.К.Базаревский, САБельков, АВ.Бессараб, И.Н.Воронич и др. "Экспериментальные исследования сжатия высокоаспекгных ми щеней в условиях установки "Ис1фа-4".

Отчет ВНИИ ЭФ, инв-И 13/Т-817, 1990.

21. САБельков, АВ.Бессараб, И.Н.Воронич и др. "Исследование сжатия высокоаспекгных мишеней при облучении лазерным импульсом второй гармоники йодного лазера" ЖЭТФ, 1992, т. 101, в. 1, с.80-87

22. В.А.Аксюта, С.А.Бельков, А.В.Бессараб, И.Н.Вороннч и др., "Исследоватше по облучению сферических микромишеней на 8-ми канальной камере с энергией излучения лазера "Искра-4" (1,5-2) КДж на г = 1,315 мкм и (0,5-1) КДж на X = 0,66 мкм" Отчет ВНИИ ЭФ, intB.N 13/Т-894, 1991 23.1.N.Voronitch, A.I.Zaretski, G.G.Kochemasov et al., "Improved laser characteristics of the final amplifier stages of the system "ISKRA-4"

Czechoslovak Journal of Physics, 1992, v.42, N 10, pp.963-967. 24. Ф.М.Абзаев, В.А.Аксюта, А.В.Белоцерковец, И.Н.Воронич и др.

Отчет ВНИИ ЭФ, инв. N 4366/к, 1993.

Работа выполнена в отделении оптико-физических исследований ВНИИЭФ на крупномасштабной лазерной установке в лаборатории, руководимой кандидатом физико-математических наук А.И.Зарецкнм, который оказал значительную помощь в подготовке и проведении экспериментов и участвовал в обсуждении полученных результатов. Большинство исследований выполнены автором совместно с другими научными сотрудниками, инженерами и техниками, обеспечившими работоспособность и функционирование различных узлов установки' и участвовавшими в подготовке и проведении экспериментов.

Часть расчетов по техническому заданию автора проведены Е. Г. Косяком. Регистрации ближних зон (интегральных и с временной разверткой) выполнены А.В.Рядовым и Г.П.Окутиным с сотрудниками. Конструкторскую проработку оправ для мозаичных преобразователей частоты излучения провели А. П. Иноземцев с сотрудниками.

Научный руководитель С.А. Сухарев определи направление исследований, принимал непосредственное участие в постановке задач, в подготовке и проведении экспериментов, в обсуждении и осмыслении полученных результатов, в подготовке текста диссертации.

Постановка и проведение экспериментов, анализ и обсужде-1ше результатов проведены при непосредственном творческом участии автора, а представленные в диссертации результаты исследований генерации второй гармоники, оптимизации параметров лазерного излучения и нелинейного преобразователя составляют личный творческий вклад автора.

Автор признателен начальнику отделения доктору физико-математических наук, профессору Г,А. Кириллову за интерес и внимание к работе и ценные замечания, сделанные после прочтения рукописи.

Цитируемая литература

1. E.M.Campbell, J.T.Hunt, E.S.Bliss, et al., "Nova Experimental Facility (Invited)" Rev. Sci. Instram., 1986, v.5, p.2101

2. J.Bunkenberg, J.Boies, D.C.Brown et.al.

"The Omega High-Power Phosphate-Glass System: Design and Perfomance"

' IEEE Joumnal of Quant. Elect., 1981, v.QE-17, p.1620-1627

3. C.Yamanaka, S.Nakai, T.Yamanaka, Y.Izawa, et al. High Thermonuclear neutron yield by shock multiplexing implosion with GEKKO XII green laser.

Nucl. Fusion, 1987, v.27, N 1, p. 19-30.

4. С.Б.Кормер

"Фотодиссоционные лазеры для управляемого термоядерного синтеза"

Известия АН СССР, сер. физическая, 1980, т.44, с.2002-2017

5. M.Chvojka, B.Kralikova, J.Krasa, etal. "Iodine Photodissociation Laser System Pcrun II" Chechoslovak Journal of Physics, 1992, v.42, N 9, p.899-905.

6. G.Brederlow, R.Brodmann, K.Eidmann etal. "Perfomance of the Asterix-3 High Power Iodine Laser" IEEE Journal of Quant. Electronics, 1980, v.QE-16, p.122-125

7. GAKirillov, V.M.Muragov, V.T.Punin, V.I.Shem'akin "High Power Laser System Iskra-5"

Laser and Partical Beams, 1990, v.8, p.827-831

8. В.Г.Дм1ггриев, Л.В.Тарасов

"Прикладная нелхшейная оптика", М., "Радио и связь", 1982

9. В.И.Беспалов, В.И.Бредихин, В.П.Ершов и др. "Скоростное выращивание водорастворимых кристаллов и проблемы создания большеапертурных преобразователей частоты света" Известия АН СССР, сер. физическая, 1987, т.51, с.1354-1360