Исследование разрядов, генерирующих высокоэффективные электронные пучки, и возбуждение ими газовых лазеров тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Вельская Екатерина Викторовна

Разряды, генерирующие электронные пучки с высокой эффективностью, и возбуждение ими газовых лазеров

01.04.04 " Физическая электроника"

2 4 НОЯ 2011

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Новосибирск—2011

005002944

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте физики полупроводников им. A.B. Ржанова Сибирского отделения РАН

Научный руководитель

доктор физико-математических наук Бохан Петр Артемович

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор

Казарян Мишик Айразатович

доктор физико-математических наук Ражев Александр Михайлович

Ведущая организация

Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук

Защита состоится г. в часов на заседании диссертацион-

ного совета Д 003.005.01 при Учреждении Российской академии наук Институте автоматики и электрометрии СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Академика Коптюга, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института автоматики и электрометрии СО РАН.

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.ф.-м.н. Насыров К.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Световые источники и лазеры используются в самых различных областях: обработке материалов, медицине, обработке и передаче информации, физических, химических и биологических исследованиях. Среди других лазеры на парах металлов обладают рядом привлекательных выходных параметров (дифракционное качество пучка, высокие средние и импульсные мощности). Наивысшее КПД генераций лазерного излучения при широко используемом газоразрядном возбуждении наиболее эффективных лазеров составляет 1.5—3%.

Одним из вариантов дальнейшего увеличения энергетических параметров лазерной генерации и расширения набора активных сред, рабочих переходов и механизмов создания инверсии является применение электронно-пучкового возбуждения активной среды лазера [1,2]. Согласно модельным экспериментам и теоретическим расчетам использование электронно-пучковой накачки может привести к погонной мощности генерации до 10 к\¥/т [3] (лазеры на парах Си и Мп), что является наивысшей величиной для любых газовых лазеров, работающих без режима быстрой смены рабочей среды.

В последнее время наблюдается существенный прогресс в методах генерации пучков заряженных частиц. Для возбуждения газовых лазеров перспективно применение низковольтных (3.. .5) кУ электронных пучков, генерируемых непосредственно в активных объёмах (внутри газовой среды). Это позволяет вводить его в активную среду лазера без использования дополнительных устройств типа разделительной фольги и газодинамических окон.

Таким образом, можно говорить о том, что, во-первых, задача дальнейшего улучшения параметров газовых лазеров, увеличения их мощности, эффективности генерации, расширения круга рабочих сред, переходов и процессов является актуальной; во-вторых, существуют методы её решения — это реализация и исследование электропно-пучкового возбуждения активных сред лазеров.

Цель работы

Исследование газовых разрядов, генерирующих электронный пучок с высокой эффективностью, и их применение для создания когерентных и некогерентных источников излучения.

Решаемые задачи

1. Реализация и исследование различных типов разрядов с преобладающей ролью фотоэмиссии, перспективных для генерации электронных пучков с энергией 0.3...10кеУ: открытый разряд, открытый разряд с катодной полостью, широкоап-ертурный тлеющий разряд.

2. Исследование физики и параметров генерации электронного пучка в широ-коапертурном тлеющем разряде с сетчатым анодом.

3. Получение и исследование лазерной генерации на средах с различными механизмами создания инверсии при накачке электронным пучком, генерируемым в фотоэмиссионных разрядах.

4. Моделирование и экспериментальное исследование гелиевого лазера, накачиваемого электронным пучком, генерируемым в открытом разряде.

5. Моделирование и экспериментальное исследование возможности перевода генерации на самоограпиченном переходе гелия в столкновительный режим.

Научная новизна

1. Впервые осуществлен перевод генерации излучения па самоограпиченпом лазерном переходе в столкновительный режим с использованием двух универсальных механизмов девозбуждения нижнего метастабильного состояния: в столкновениях с электронами и молекулами.

2. Исследован новый тип разряда — широкоапертурный тлеющий разряд с преобладанием фотоэмиссии, генерирующий электронный пучок с высокой эффективностью в простой геометрии.

3. Рассчитано распределение потенциала в ускорительном зазоре импульсного открытого разряда.

4. Измерены с указанием точности константы скоростей девозбуждения состояния Яе(2150) молекулами Н20, NH3, N20, С02. Для Н20 данные были получены впервые.

5. При возбуждении электронным пучком получена генерация на новых линиях иона таллия: 1.92 дт, 1.395 /хт в смеси Ne — Tl.

Публикации

Автор имеет 1 патент и 7 опубликованных работ, в том числе по теме диссертации 7, работ, опубликованных в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией, 7.

Практическая значимость

1. Показано, что широкоапертурный тлеющий разряд позволяет генерировать электронный пучок с эффективностью г) «100% в непрерывном и квазинепрерывном режимах при давлениях газа единицы Torr в кювете простой геометрии. Широкоапертурный тлеющий разряд можно использовать в качестве перспективного источника электронного пучка.

2. Созданы высокотемпературные лазерные кюветы цилиндрической геометрии с большой апертурой с электронно-пучковым возбуждением. Результаты исследования демонстрируют масштабируемость разрядов, определяющих коиструк-

цию кювет и используемых в качестве источника электронного пучка: открытого разряда н открытого разряда с катодной полостью. Показано, что использование электронного пучка эффективно для возбуждения лазеров с различными механизмами создания инверсии и позволяет получать новые линии генерации.

3. Осуществлено возбуждение газовых сред в режиме регулярных импульсов с высокими частотами следования в кюветах большого объема, что демонстрирует возможность реализации пгзовых лазеров большой мощности.

Защищаемые положения

1. В открытом разряде в импульсном режиме (длительность импульса <100 us) генерируемый электронный пучок практически моноэнергетичен с энергией, равной приложенному па катод напряжению. Моноэиергетичпость обусловлена бсс-столкновительным ускорением электронов в области катодного падения потенциала, составляющей малую часть (<20%) величины ускорительного зазора катод — сетчатый анод.

2. В широкоапертурном тлеющем разряде с преобладанием фотоэмиссии существуют условия функционирования, характеризующиеся генерацией электронного пучка с близкой к единице эффективностью при падающей ВАХ.

3. В широкоапертурном тлеющем разряде в гелии основной вклад в фотоэмиссию вносит излучение с резонансного уровня, возбужденного во вторичных процессах: через ступенчатое возбуждение с нижних уровней и рекомбинационное заселение с верхних уровней.

4. При электронно-пучковом возбуждении комбинированный механизм девоз-буждепия нижнего метастабильного состояния в столкновениях с электронами и молекулами приводит к переводу генерации излучения на самоограниченном лазерном переходе в квазинепрерывный столкновительный режим.

Личный вклад автора

Основные результаты получены автором лично. Е.В. Вельская принимала активное участие в постановке задач, обсуждении результатов, подготовке статей. Из печатных работ, опубликованных диссертантом в соавторстве, в диссертацию вошли только те результаты, в получении которых она приняла непосредственное участие па всех этапах: от постановки задач и теоретического анализа до проведения экспериментов.

Апробация работы

Результаты были доложены на всероссийских симпозиумах "Лазеры на парах металлов"(Сочи, 2006, 2008, 2010), VII, IX и X международных конференциях "Atomic and molecular pulsed lasers"(Tomsk, 2007, 2009, 2011), молодежных конкурсах - конференциях "Фотоника и оптические технологии" (Новосибирск, 2008, 2010,

2011), международной научной студенческой конференции (Новосибирск. 2006).

Структура диссертации состоит из введения, шести глав и заключения. Диссертация изложена на 127 страницах, включает 55 рисунков, 8 таблиц и список цитируемой литературы из 142 наименований.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы работы, сформулированы ее цель и задачи, определены объекты исследования. Показаны научная новизна и практическая значимость проведенных исследований, представлены основные научные положения, выносимые на защиту, описаны апробация работы, личный вклад автора, раскрыта структура работы, дана краткая характеристика каждой главы.

Первая глава носит обзорный характер. Описываются различные способы возбуждения активной среды газовых лазеров и указывается на преимущество электронно -пучковой накачки в импульсно-периодическом режиме по сравнению с газоразрядным способом возбуждения. Описываются условия генерации электронного пучка в газах и его параметры в различных типах разрядов, используемых для накачки лазеров: аномальный тлеющий разряд с холодным катодом, разряд с катодной полостью, открытый разряд.

Открытый разряд реализуется в малом ускорительном зазоре между катодом и сетчатым анодом с дрейфовым пространством за анодом. Геометрические характеристики кюветы: расстояние между катодом и анодом /=1...3тт, I > 1п, где 1п — длина катодного падения потенциала (КПП) в нормальном тлеющем разряде, размер ячейки анодной сетки 5 < I, прозрачность сетки больше 85% (в оптимальном варианте I 2> 1п, 6 -С /). При выполнении условия убегания электронов Е Е[)г электроны, эмитированные с катода, ускоряются в разрядном промежутке, ионизуют и возбуждают газ в области без поля за сетчатым анодом. Открытый разряд в импульсном режиме (длительность импульсов <50 из) может генерировать электронный пучок с эффективностью, близкой к 100%, тогда как эффективность генерации пучка электронов в аномальном тлеющем разряде составляет 50 — 70% при экстремальных условиях возбуждения. Это обусловлено различием в основных механизмах эмиссии электронов с катода: в открытом разряде преобладает фотоэмиссия, а в обычном аномальном тлеющем — эмиссия электронов в результате бомбардировки катода тяжелыми частицами.

Во второй главе описываются разновидности тлеющего разряда в газах, генерирующего электронный пучок с высокой эффективностью.

В 2.1. описаны аппаратура регистрации и необходимые предварительные про-

цедуры по подготовке кювет, предшествующие эксперименту.

В разделе 2.2 представлено численное моделирование распределения потенциала и напряженности поля в ускорительном зазоре импульсного наносекундного открытого разряда, приведенное на рис. 1. Величины потенциала на катоде и тока разряда взяты из экспериментальных осциллограмм.

а) Ь)

Рис. 1. Распределение потенциала и(х,€) (а) и напряженности электрического поля Е{х,Ь) (Ь) в ускорительном зазоре лазера; а: = 0 соответствует местоположению катода, х = 1 тш — местоположению сетчатого анода; I = 0 — момент максимума тока; длительность тока па полувысоте — 20 не

Было получено, что па протяжении импульса тока электрическое поле концентрируется в узкой прикатодной области, составляющей 1Р ~ 0.1...0.2/, что согласуется с проведенными ранее зондовыми измерениями распределения потенциала в ускорительном зазоре открытого разряда. Поскольку длина области КПП 1р мала, а напряженность электрического поля велика, то, во-первых, электроны ускоряются практически без столкновений; во-вторых, размножение электронов в области КПП незначительно и нет источника ионов; в-третьих, ионы, создаваемые вне области КПП, не успевают достичь катода в течение разрядного импульса, Поэтому самоподдерживание разряда осуществляется главным образом за счет фотоэмиссии. Полученная большая величина напряженности поля на катоде при максимальной амплитуде тока приводит к тому, что пучок электронов в каждый момент времени моноэнергетичен с энергией, равной е11({), е — заряд электрона. и(£) — напряжение иа катоде.

Особенностью реализованных лазерных кювет с открытым разрядом является использование катодов из 5?'С, что позволило увеличить диапазон рабочих напряжений и давлений, поскольку объемное сопротивление материала уменьшает возникновение катодных неустойчивостей, приводящих к искрообразованию. При

длительных сроках эксплуатации (более 1000 часов работы) отсутствует распыление катода, что свидетельствует о долговечности разрядных кювет с открытым разрядом.

Раздел 2.3. посвящен открытому разряду с катодной полостью. В этом разряде катод и анод разделены диэлектрической вставкой с отверстием, расположенной на расстоянии 1 шт от катода, тем самым образуется катодная полость. Апод при этом может располагаться непосредственно за диэлектрической вставкой, либо вне ее. Диэлектрическая вставка создает сильно неоднородное поле у катода [4], при движении в котором иоиы тратят энергию в основном в упругих соударениях

75%) и на возбуждение резонансного состояния (25%). Ионы достигают катод в процессе амбиполярной диффузии, не переносящей ток. В результате реализуется преимущественно фотоэлектронный механизм эмиссии электронов под действием ВУФ-излучения из разряда, что объясняет получение практически 100% эффективности генерации электронного пучка.

В работах |4,5] в тестовых ячейках с плоскими электродами малого диаметра и коллектором электронов были исследованы свойства электронного пучка в открытом разряде с катодной полостью. В данной работе разряд реализован в цилиндрической геометрии и исследована возможность получения лазерной генерации при электронно-пучковом возбуждении. Экспериментально показано, что открытый разряд с катодной полостью устойчиво функционирует в каждой катодной полости независимо от их количества и формы. Соответственно, значительное увеличение площади катода (от в=2.о сиг2 в работе [5] до 5=2500 сш2 в настоящей работе) и использование щелевых цилиндрических отверстий в катодной полости вместо круглых не приводит к потере стабильности разряда. Полученная в исследуемой цилиндрической кювете (диаметр катода £>=8.4 сш, длина ПОсгп) плотность тока близка к реализованной в ячейке с диаметром плоского катода 1.8 сш [5]. Этот факт указывает на масштабируемость открытого разряда с катодной полостью.

В разделе 2.4. исследуется широкоапертурный тлеющий разряд. Ранее было продемонстрировано, что эффективность генерации электронного пучка возрастает при увеличении диаметра катода и, соответственно, объема разряда (расстояние катод-анод сохранялось) [6]. В настоящей работе реализован и изучен разряд в плоской геометрии при диаметре круглого катода й = 20 ст. Геометрически широкоапертурный тлеющий разряд отличается от открытого большей длиной разрядного промежутка I = 3 ст, при этом появляется требование большой апертуры катода с тем, чтобы выполнялось условие й I > 1п либо I 1п (в эксперименте в, = 6.51), необходимость высокой прозрачности сетки сохраняется, а неравенство

<5 <С I выполняется легче.

В тестовой кювете были измерены ВАХ разряда, эффективность генерации электронного пучка ц как в непрерывном, так и в импульсном режимах в гелии. Основные особенности разряда (рис. 2): повышенная г/, в том числе в непрерывном режиме; наличие перегибов в вольт-амперной характеристике, включая существование падающего участка; немонотонность величины 1/(11) (наличие диапазона, где г/ падает при увеличении напряжения на катоде (7), её рост при увеличении давления гелия. В непрерывном режиме г/ к;100% уже при С/ > 300 V. Особенности разряда объясняются его фотоэмиссионной природой.

) ьии вии тиии [ 1 §

и, V и, кУ

Рис. 2. Зависимости от напряжения и тока разряда /, эффективности генерации электронного пучка г], анодного тока /„, отношения тока пучка электронов к току ионов /е/при различных рНе в непрерывном (а) и импульсном (Ь) (длительность импульсов 15... 30 /хв) режимах

Показано, что основной вклад в фотоэмиссию вносит излучение с резонансного состояния, возбужденного во вторичных процессах за счет рекомбинационного заселения с верхних уровней и ступенчатого возбуждения с нижних. Этот результат свидетельствует о том, что в непрерывном режиме в кюветах с малым диаметром катода, где велика скорость тушения метастабильных атомов в столкновениях со стенкой, а ионов за счет амбиполярной диффузии, фотоэмиссия не может обеспечить самоподдерживание разряда.

Третья глава посвящена исследованию импульсной генерации Не(21Р° — 215,1) с А = 2.058 цт при поперечном возбуждении электронным пучком, генерируемым в открытом разряде. Генерация на переходе атома гелия интересна тем, что, во-первых, является трудно реализуемой в газовом тлеющем разряде, во-вторых, гелий является удобным физическим инструментом исследования, поскольку для него существует большой набор данных по константам и сечениям элементарных

процессов с участием электронов и тяжелых частиц.

В разделе 3.1. представлены результаты экспериментального исследования лазерной генерации в смеси гелий — азот. Параметры лазера были измерены в режиме как генерации, так и насыщенного усиления, при котором излучение задающего генератора сжималось телескопом до диаметра 5 mm и направлялось в кювету — усилитель мощности. На рис. 3 при рне = 16 Torr и рщ — 0.15 Torr показаны зависимости амплитуды тока 1тах через ускорительный зазор, приведенной мощности излучения Pias и эффективности генерации излучения по отношению к запасаемой в обострительной емкости энергии гцае от амплитуды ускоряющего напряжения на катоде (длительность импульса тока на полувысоте 20 us).

В эксперименте при рие = 16 Torr, pN2 = 0.15 Torr, U„MX = 4.4 kV, Imax = 1.2 kA получена мощность излучения Pias = 4.5 mW/kHz. Мощность излучения, вычисленная в соответствии с ее измеренным радиальным распределением в режиме насыщенного усиления, равна Р[^х = 35.6 mW/kHz. Эффективность генерации излучения по вложенной энергии составила 16% от квантовой эффективности рабочего перехода. Энергия генерации лазерного излучения в импульсе не уменьшалась вплоть до частоты следования импульсов накачки 10 kHz, определяемой параметрами источника питания, поэтому генерацию при электронном возбуждении удобно характеризовать приведенной величиной mW/kHz.

В разделе 3.2. проводится расчет населенностей рабочих уровней и энергетических характеристик лазера. Величина мощности генерации излучения, вычисленная при тех же параметрах разряда, при которых получили наибольшую мощность в эксперименте, составила Pteor = 19.4 mW/kHz. Сравнение радиальных распределений плотности мощности излучения в режимах генерации и усиления показывают, что даже на оси лазерной кюветы в режиме генерации снимается не вся инверсия населенностей — периферийная часть кюветы работает только в режиме усиления, что объясняется большим усилением в среде и, соответственно, потерей мощности в неаксиальных лучах.

В разделе 3.3. приведены результаты экспериментов со сдвоенными импульса-

Рис. 3. Зависимости тока разряда I, мощности излучения Pias и эффективности генерации излучения Iftas от амплитуды напряжения на катоде Uinax

ми в чистом гелии и в смесях гелия с молекулярными примесями с целью определения предельных возможностей Ле-лазера. Генерация во втором импульсе в чистом гелии возникает через Atmin « 1.25 ¡is и полностью восстанавливается к 5/is, что позволяет увеличить частоту в гелии вплоть до 200 kHz без падения энергии в импульсе.

Исследовались смеси гелия с Я2, N2, 02, N20, Н20, NH3, С02. Уже небольшие их добавки приводят к сокращению времени как появления генерации во втором импульсе Atmin, так и времени полного восстановления генерации. В смесях с димерами вплоть до предельного давления примеси, при котором генерация еще сохраняется, Atmin находится на уровне 650 ns (в случае Не + Н2). Для СОг и N20 Atmin — 150 ns. Наименьшая величина Atmln реализуется в смесях с NH3 (60 ns) и Н20, причем в последнем случае импульсы генерации могут сливаться.

В четвертой главе описаны методика и анализ возможных ошибок измерения констант девозбуждения уровня He(2iS1) в столкновениях с молекулами. Необходимость в данных экспериментах возникла из-за того, что, во-первых, известна только одна оригинальная статья по измерениям косвенным способом констант тушения состояния He{2lS\) сложными молекулами без указания точности. Данные, полученные в этой работе по двухатомным молекулам, отличаются от данных пучковых экспериментов до 3-х раз. Во-вторых, данные о константах необходимы для анализа результатов исследования генерации в смесях гелия с молекулярными примесями, а именно, для обоснования механизма получения квазинепрерывной генерации на самоограиичениом переходе гелия.

В разделе 4.1. описана методика измерения. В качестве метода регистрации иаселенностей метастабильного состояния (МС) был выбран метод поглощения лазерного излучения на переходе Яе(21Р1° — 215i) с А = 2.056/яп. Проанализированы ограничения на параметры источника пробного излучения и населенность МС, возникающие при данном методе регистрации. Показано, что для случая использования лазерного излучения в качестве пробного, отличие измеряемых параметров от тех же величин при монохроматичпом сигнале не превышает 4%.

В разделе 4.2. показаны результаты измерений констант девозбуждения уровня He(21Si) в столкновениях с молекулами Н20, NH3, N-¿0. С02.

В разделе 4.3. проведен анализ возможных ошибок измерения методом поглощения. Определено влияние на точность измерения других каналов девозбуждения МС, рекомбинационного заселения, продуктов реакции взаимодействия электронов и МС гелия с молекулой воды.

Пятая глава посвящена получению и исследованию столкновительпого режима генерации на самоограиичениом переходе Не(21Р° — 2!S[).

В разделе 5.1. приведен расчет длительности генерации на переходе Яе(21Р1° — 21S]) с учетом различных механизмов девозбуждения рабочих уровней. Генерация па самоограниченном переходе в приближении насыщенной мощности прекращается при выравнивании скоростей заселения рабочих состояний, т.е. ñr/gr = Пт/вт, где пг, пт, дг, дт — населенности и статистические веса состояний He(21Ff) (г) и He(21Si) (m) соответственно. Система кинетических уравнений, описывающих ионизацию и заселение резонансных и метастабильного состояний атомов гелия в осевой области трубки, включая каскадные переходы имеет вид:

ñi = n0ViF,

ñk = n0vkF-nkAkm, (1)

ñr = novrF — nrAz,

5

nm = n0vmF + пгАТт + ^пкАк m "»"mj

k=3

где no, щ (fc=3,4,5) — населенности основного и к1Р° состояний; щ — концентрация ионов; Акт ~ вероятности переходов He{klPf — 2]50); А^ — Агт + АТ 4- Acai; Аг = 0.238Лп y^Ao/г = 0.С5 • 106 s-1 — вероятность выхода резонансного излучения из центра трубки (r=2.5cm); Ад = 1.8 • 109s-1 — вероятность перехода 21Р° — 115о с Ао = 58.3 nm; F — скорость накачки в актах в расчете па один атом Не: vm,k,r — относительные частоты возбуждения состояний электронным пучком; Acoi = Armol 4- кгеп% и Am = А™о[ + k™nf — вероятности безизлучательных переходов; — скорости девозбуждения уровней в столкновениях с молекулами, kr¿'n — константы электронного девозбуждения уровней, nf — концентрация плазменных электронов. Поскольку плазма нейтральна, то nf = щ. Начальными условиями полагаем n¡(t = 0) = 0.1 = т, к. г. Схема уровней гелия и процессов, участвующих в расчете, приведена на рис. 4.

Вычисленная максимальная длительность импульса генерации в гелии при линейном нарастании во времени импульса накачки (F — F0t) и Агп = 0 равна Tmax — 50 ns, что совпадает с экспериментом. При электронном девозбуждении рабочих состояний существует такая величина концентрации плазменных электронов при которой реализуется т7пах —> оо (рис. 5), т.е. квазинепрерывный режим генерации. В случае F = Fot длительность генерации стремится к бесконечности при ríf = 3.6 • 10" cm-3 (кривая 1), в случае прямоугольного импульса накачки F = F0 (кривая 2) — при npJ = 4.4-1013cm~3. При тушении He{21S0) молекулами также может реализоваться режим квазипепрерывной генерации (кривые 3,4) уже при сравнительно малом давлении молекулярной примеси ~ 0.1 Torr. Отметим, что при равных скоростях девозбуждения уровней He(21P¡) и He(2lS0)

o L-

0 12 3 4

и/', 1013crrr3

Рис. 4. Схема уровней гелия и процессов, участвующих в рассмотрении {уг - относительные частоты ионизации и возбуждения для пучка электронов, Р- скорость накачки в актах в расчете на один атом гелия

Рис. 5. Зависимость ттах от с учетом электронного девозбуждеиия лазерных уровней (1, 2) и от скорости Ат (3-5) в отсутствии тушения 21Р1° Aco¡ = 0 (3, 4) и при Acoi = Ат (5). (1, 3) соответствуют F = F0t, (2, 4, 5) - F = F0

{Асы = Ат) длительность генерации всегда является конечной величиной и режим квазинепрерывной генерации не осуществляется (кривая 5, рис. 5).

В разделе 5.2. даны результаты исследования генерации с длинными импульсами накачки. Увеличение длительности импульса генерации вплоть до длительности накачки по сравнению с чистым гелием (рис. 6а) достигнуто в смесях с Л^Яз и Н20 (рис. 66). Показано, что осуществление квазинепрерывного режима достигается благодаря совместному действию двух универсальных для всех газов механизмов девозбуждеиия: медленными плазменными электронами и в соударениях с молекулами.

В шестой главе описаны результаты исследования генерационных характеристик лазеров с различными механизмами создания инверсии.

В разделе 6.1. приведены результаты исследования генерации на переходах иона таллия, накачиваемых в процессах перезарядки в смесях Ые — Т1 и Не — Т1. Возбуждение парогазовой среды осуществлялось электронным пучком, генерируемым в открытом разряде в высокотемпературной (до 1000°С) кювете объемом ~ 1 ст3 (диаметр катода 4.7ст, длина 50 ст). Получены генерации на нескольких новых длинах волн в инфракрасной области спектра (рис. 7).

Потенциально лазер на парах Т1 II обладает высокими параметрами излуче-

Рис. 6. Осциллограммы напряжения U, тока разряда I, мощности разряда Р и импульса генерации излучения Pios при а) рце = 6 Torr; b) рне = б Torr, Ря2о=1-07 Torr

ния. Показано, что при возбуждении электронным пучком для перехода с А = 1.922 ßm эффективность генерации, определяемая как отношение числа фотонов к числу ионов таллия, прошедших через верхнее рабочее состояние, составляет 18%. В то же время для видимого излучения эффективность использования ионов намного меньше. Это связано с тем, что реабсорбция излучения в системе нижних уровней увеличивает время жизни нижних уровней, тем самым ограничивая их время релаксации и соответственно реализуемую мощность генерации. В связи с этим для увеличения лазерной мощности на линиях видимого диапазона требуется расселение основного состояния иона таллия, что может быть реализовано, например, с помощью перезарядки ионов таллия на атомах лития.

В разделе 6.2. описывается генерация лазерного излучения в смеси Не — Хе на переходе ксенона 5d[3/2]j - 6p[3/2j] с Л = 2.026ßm в кювете большого объема V=6200cm3 (диаметр катода 8.4cm, длина 110 cm) при накачке электронным пучком, генерируемым в открытом разряде с катодной полостью. Наибольшая импульсная мощность излучения при одинаковой мощности накачки реализуется при соотношении концентраций в газовой смеси р#е- p;<-e=99.5:0.5 (рце = 4... 8Torr). В этом случае пороговая мощность, при которой появляется генерация излучения, минимальна (рис. 8 а). Такая же величина наилучшего соотношения давлений наблюдалась и в плотных газах при давлениях буферного газа 1... 3 atm. Зависимость мощности излучения от мощности накачки Pias{P) в исследуемом диапазоне параметров линейна при напряжении до (7=2 kV и токе разряда до 1=10 А (рис. 8 Ь). Наибольшая достигнутая мощность импульсной генерации при оптимальных

3

4

= 3

03

J?

л I [\ Ры

1 11 / V и/ 1 II / V и \

- / 1 \ ^-J.92 um J1 \|Х595цт

* / ч V

400 5

300 а) 4

200 з 3 сз

< 100--Г 32 а.

0 > 1 м ¿0

-100 -1

-400 -200 0 200 400 600 800

t, ns

-400 -200 0 200 400 600 800

I, ns

Рис. 7. Осциллограммы напряжения U, тока разряда I, мощности лазерной генерации Pias при p/ve=20Torr, pr/=0.5 Torr а) с уровней 7р3Р0°2 и Ь) - с 7р1Р°

условиях превышает 100 W при практической эффективности до 2%.

4

а)

3.2 3

со

■>4Й ST

СО

1.6 £ СО

0.8 <

П (рхс=21 шТогг) 21

0.04 0.08 Torr

0.12

7mTorr

6)

4 6 8 10 12 14 Р, kW

Рис. 8. Характеристики генерации па атоме ксенона при ряе=5Тогг: пороговая мощность разряда Рцт и мощность лазерной генерации Pias при мощности разряда P=10kW (а), Р/а„ (о) и эффективность излучения r]ias (•) (6)

В заключении сформулированы основные результаты диссертации.

Основные результаты

1. Реализовал новый тип тлеющего разряда — широкоапертурный тлеющий разряд, генерирующий электронный пучок с эффективностью, близкой к 100%, в кювете с простой геометрией, где выполнено условие d I > ln (d — диаметр катода, I — расстояние между катодом и сетчатым анодом, 1п — длина катодного падения потенциала в нормальном тлеющем разряде). Высокая эффективность

генерации электронного пучка обусловлена фотоэмиссиоппой природой разряда. Достигнутый уровень мощности электронного пучка и диапазон рабочих давлений в квазинепрерывном тлеющем разряде позволяют применять его для накачки газовых лазеров.

2. Показано, что при использовании катодов из SiC в открытом разряде можно получать устойчивую генерацию мощных электронных пучков с высокой частотой следования. В проведенных исследованиях гелиевого лазера энергия генерации излучения не уменьшалась вплоть до частоты следования импульсов накачки 10 kHz, а достигнутая эффективность лазера составила 16% от квантовой. Эти результаты подтверждают перспективность использования электронного пучка, генерируемого в открытом разряде, для накачки лазеров на самоограиичепиых переходах.

3. Показано, что скорость тушения метастабильного уровня гелия He(2lS0) при добавлении молекулярной примеси увеличивается за счет двух механизмов: во-первых, непосредственно в столкновениях Не(2lS0) с молекулами, во-вторых, за счет более эффективного электронного девозбуждепия из-за охлаждения плазменных электронов в столкновениях с молекулами. Величину изменения скорости тушения определяет тип примеси. Наибольшее влияние оказывают полярные молекулы с большим дипольным моментом и высокой скоростью релаксации колебательных состояний NH3 и Н'20.

4. Константы скоростей девозбуждепия Яе(2'5о) молекулами Я20, Л7Яз. N20, С02 равны соответственно (1.2 ± 0.3) • 10"9, (0.8 ± 0.2) • 10~9, (1.9 ± 0.2) • 1(Г9, (2.2 ±0.4) ■ 10~9cm3s_1.

5. Реализована генерация лазерного излучения на нескольких линиях иона таллия в смесях Ne — Tl при возбуждении электронным пучком, генерируемым в открытом разряде: А=1.385, 1.922, 0.5951, 0.6953, 0.7074 ^т. Генерация с длинами волн Л = 1.385 /mi на переходе Till (7р1Р,° - 6d1D2) и Л = 1.922/гт на переходе Till [7р3Р? — 6d3D3) была получена впервые. Показано, что электронно-пучковое возбуждение эффективно для накачки лазеров на ионных переходах атомов.

6. Продемонстрирована масштабируемость открытого разряда с катодной полостью и устойчивость генерации электронного пучка в коаксиальной кювете большого объема (V--&200 cm3, L>=8.4cm, £-110cm). Масштабируемость достигнута за счет увеличения числа ускорительных структур с катодной полостью. Результаты исследования лазерной генерации на атоме ксенона в смеси Не—Хе указывают на возможность использования открытого разряда с катодной полостью в качестве источника пучка электронов для возбуждения газовых лазеров.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Вельская Е. В., Бохаи П. А., Закрсвский Д. Э. Исследование гелиевого лазера, возбуждаемого импульсным электронным пучком, генерируемым в открытом разряде // Квантовая электроника, 2008, т. 38, № 9, с. 823-828.

2. Belskaya E.V., Bokhan P.A., Zakrevsky D.E. Highly efficient electron beam generation in a wide aperture discharge in helium // Appl. Phys. Letters, 2008, vol. 93, p. 091503(1-3).

3. Вельская E.B., Бохаи П. А., Закревский Д. Э. Переходные процессы и высокоэффективная генерация электронных пучков в импульсном шнрокоапертурпом тлеющем разряде // ЖТФ, 2008, т. 78, № 8, с. 132-134.

4. Вельская Е. В., Бохан П. А., Закревский Д. Э. Генерация электронного пучка в открытом разряде с катодной полостью и характеристики Не-Хе - лазера на линии ксенона с Л = 2.026 /дп // Квантовая электроника, 2010, т. 40, № 7, с. 599603.

5. Вельская Е. В., Бохаи П. А., Закревский Д. Э., Лаврухин М. А. Столкиови-тельная генерация на самоограниченном переходе атома гелия // Квантовая электроника, 2010, т. 40, № 12, с. 1116-1117.

6. Belskaya Е. V., Bokhan P.A., Zakrevsky D. Е. and Lavrukhin M. A. Influence of Molecular Gases on the basing on the Self-terminating Яе(21Р1° - 2iS,0) Transition // IEEE Journal Quantum Electronics, 2011, vol. 47, № 6, p. 795-802.

7. Belskaya E. V., Bokhan P. A., Zakrevsky D. E. and Lavrukhin M. A. Fast relaxation of the metastable helium state 2'50 in collisions with molecules and collisional lasing on the (21/? - 2]50) transition // Optics Communications, 2011, vol. 284, p. 4961-4964.

8. Вельская E. В., Бохаи П. А., Закревский Д. Э. Газовый лазер с электронным пучком // Патент Российской федерации № 2380805 от 10.11.2008

Список цитированной литературы

1. Басов Н.Г., Александров А. Ю., Данилычев В. А., Долгих В. А., Керимов О. М., Мызников Ю.Ф., Рудой И.Г., Самарин А.Ю., Сорока A.M. Эффективный квазинепрерывный лазер высокого давления на первой отрицательной системе азота // Письма в ЖЭТФ, 1985, т. 42, вып. 1, с. 39-42.

2. Бохан П. А. Накачка газовых лазеров убегающими электронами, генерируемыми в открытом разряде. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Под ред. В.Е.Фортова. М.: Физматлит, 2005, сер. Б, t.XI-4, с. 316.

3. Батенин В. М., Бучанов В. В., Казарян М.А., Климовский И. И., Молодых Э. И. Лазеры па самоограпиченпых переходах атомов металлов. М.: Научная кии-

га, 1998, 544 с.

4. Бохан П. А., Закревский Д. Э. Исследование механизма высокоэффективной генерации электронных пучков в пикселе плазменного дисплея на основе открытого разряда // Физика плазмы, 200G, т. 32, № 9, с. 853-863.

5. Bokhan P.A., Zakrevsky D.E. Self-sustained photoelectron discharge // Appl. Phys. Lett., 2002, vol.81, № 14, p. 2526-2528.

6. Бохан А.П., Бохан П. А., Закревский Д. Э. Эффективная генерация электронных пучков в аномальном разряде с повышенной фотоэмиссией катода // Письма в ЖТФ, 2003, т. 29, вып. 20, с. 81-87.

7. Иванов И. Г., Латуш Е. Л., Сэм М. Ф. Ионные лазеры на парах металлов. М.: Энергоатомиздат, 1990, 259 с.

Подписано в печать "3 "ноября 2011 г. Формат бумаги 00x84 1/16. Объем 1.1 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ Л» 118

Типография Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН 030090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева 5.

Введение

1 Генерация электронных пучков в газах с целью возбуждения газовых лазеров

1.1 Сравнение возбуждения активной среды газовым разрядом и электронным пучком.

1.2 Физика генерации электронных пучков.

1.2.1 Условие убегания электронов.

1.2.2 Эффективность генерации электронного пучка.

1.3 Получение электронных пучков в газах.

1.3.1 Аномальный тлеющий разряд с холодным катодом.

1.3.2 Разряд с полым катодом.

1.3.3 Открытый разряд.

1.3.4 Механизм эмиссии электронов в открытом разряде.

Выводы к главе

2 Разряды, с высокой эффективностью генерирующие электронные пучки

2.1 Экспериментальная техника.

2.2 Распределение поля в ускорительном зазоре открытого разряда

2.2.1 Алгоритм расчета распределения потенциала.

2.2.2 Сравнение теоретического расчета и экспериментальных данных

2.2.3 Параметры генерируемого в лазерной кювете электронного пучка.

2.2.4 Динамика поля в ускорительном зазоре лазерной кюветы

2.3 Открытый разряд с катодной полостью.

2.3.1 Механизм эмиссии.

2.3.2 Конструкция лазерной кюветы

2.3.3 Параметры электронного пучка в гелии.

2.3.4 Параметры электронного пучка в смеси гелий-ксенон

2.3.5 Масштабируемость разряда

2.4 Широкоапертурный разряд.

2.4.1 Экспериментальная установка и измеряемые параметры

2.4.2 Непрерывный режим.

2.4.3 Квазинепрерывпый режим.

2.4.4 Импульсный режим.

Выводы к главе

3 Импульсная генерация на переходе Не(21Рх0 — 215'1) с А = 2.058 /ш

3.1 Экспериментальное исследование генерации Не - лазера.

3.1.1 Конструкция лазерной кюветы и условия эксперимента

3.1.2 Лазер в режиме генерации.

3.1.3 Система генератор - усилитель.

3.2 Энергетические параметры лазера.

3.2.1 Расчет населенностей рабочих уровней.

3.2.2 Мощность генерации излучения.

3.3 Характеристики генерации в режиме сдвоенных импульсов.

Выводы к главе

4 Измерение констант девозбуждения /7е(2150) в смесях с молекулярными газами

4.1 Методика измерения констант девозбуждения 77е(2150).

4.1.1 Экспериментальная установка.

4.1.2 Методика определения константы скорости.

4.1.3 Выбор метода регистрации населенностей МС.

4.1.4 Требуемые параметры пробного излучения при методе поглощения

4.1.5 Погрешности измерения при разных контурах пробного излучения

4.2 Результаты измерений.

4.2.1 Измерение константы электронного девозбуждения.

4.2.2 Измерение констант тушения 7/е(2150) молекулами

4.3 Влияние различных процессов девозбуждения Яе(215о) на точность измерения.

Выводы к главе

5 Столкновительный режим генерации на самоограниченном переходе Не(21Р^ - 21S1)

5.1 Расчет длительности генерации на переходе Не (21Р1° - 21S'i) с учетом различных механизмов девозбуждения рабочих уровней

5.2 Реализация квазинепрерывной генерации и обсуждение ее механизма

5.2.1 Механизмы восстановления генерации во втором импульсе

5.2.2 Исследование параметров генерации в режиме возбуждения длинными импульсами.

5.2.3 Механизм квазинепрерывной столкновительной генерации

Выводы к главе

6 Накачка электронным пучком паро-газовых смесей с различными механизмами создания инверсии населенностей

6.1 Генерация на переходах иона таллия, накачиваемых в процессах' перезарядки в смесях Ne — Tl и Не — Т1.

6.1.1 Конструкция лазера.

6.1.2 Экспериментальные данные.

6.1.3 Механизмы образования инверсии населенностей и ограничения мощности генерации.

6.2 Квазинепрерывная генерация в смеси Не — Хе на переходе ксенона с А = 2.026/лп.

Выводы к главе

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Световые источники и лазеры используются в самых различных областях: обработке материалов, медицине, обработке и передаче информации, физических, химических и биологических исследованиях. Среди других лазеры на парах металлов обладают рядом привлекательных выходных параметров (дифракционное качество пучка, высокие средние и импульсные мощности). Наивысшее КПД генерации лазерного излучения при широко используемом газоразрядном возбуждении наиболее эффективных лазеров составляет 1.5—3%.

Одним из вариантов дальнейшего увеличения энергетических параметров лазерной генерации и расширения набора активных сред, рабочих переходов и механизмов создания инверсии является применение электронно-пучкового возбуждения активной среды лазера [1,2). Согласно модельным экспериментам и теоретическим расчетам использование электронно-пучковой накачки может привести к погонной мощности генерации до Юк^^/т [3] (лазеры на парах Си и Мг>), что является наивысшей величиной для любых газовых лазеров, работающих без режима быстрой смены рабочей среды.

В последнее время наблюдается существенный прогресс в методах генерации пучков заряженных частиц. Для возбуждения газовых лазеров перспективно применение низковольтных (3. ,5)кУ электронных пучков, генерируемых непосредственно в активных объёмах (внутри газовой среды). Это позволяет вводить его в активную среду лазера без использования дополнительных устройств типа разделительной фольги и газодинамических окон.

Таким образом, можно говорить о том, что, во-первых, задача дальнейшего улучшения параметров газовых лазеров, увеличения их мощности, эффективности генерации, расширения круга рабочих сред, переходов и процессов является актуальной, во-вторых, существуют методы её решения — это реализация и исследование электронно-пучкового возбуждения активных сред лазеров.

Цель работы

Исследование газовых разрядов, генерирующих электронный пучок с высокой эффективностью, и их применение для создания когерентных и некогереитных источников излучения.

Решаемые задачи

1. Реализация и исследование различных типов разрядов с преобладающей ролью фотоэмиссии, перспективных для генерации электронных пучков с энергией 0.3.10keV: открытый разряд, открытый разряде катодной полостью, широкоап-ертурный тлеющий разряд.

2. Исследование физики и параметров генерации электронного пучка в широ-коапертурном тлеющем разряде с сетчатым анодом.

3. Получение и исследование лазерной генерации на средах с различными механизмами создания инверсии при накачке электронным пучком, генерируемым в фотоэмиссиоппых разрядах.

4. Моделирование и экспериментальное исследование гелиевого лазера, накачиваемого электронным пучком, генерируемым в открытом разряде.

5. Моделирование и экспериментальное исследование возможности перевода генерации на самоограниченном переходе гелия в столкновительный режим.

Научная новизна

1. Впервые осуществлен перевод генерации излучения на самоограниченном лазерном переходе в столкновительный режим с использованием двух универсальных механизмов девозбуждения нижнего метастабильного состояния: в столкновениях с электронами и молекулами.

2. Исследован новый тип разряда — широкоапертурный тлеющий разряд с преобладанием фотоэмиссии, генерирующий электронный пучок с высокой эффективностью в простой геометрии.

3. Рассчитано распределение потенциала в ускорительном зазоре импульсного открытого разряда.

4. Измерены с указанием точности константы скоростей девозбуждения состояния Яе(215о) молекулами ЩО, N2O, СО2. Для Яг О данные были получены впервые.

5. При возбуждении электронным пучком получена генерация на новых линиях иона таллия: 1.92 /Ш1, 1.395 /im в смеси Na — Tl.

Публикации

Автор имеет 1 патент и 7 опубликованных работ, в том числе по теме диссертации 7, работ, опубликованных в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией, 7.

Практическая значимость

1. Показано, что широкоапертурный тлеющий разряд позволяет генерировать электронный пучок с эффективностью г) «100% в непрерывном и квазинепрерывном режимах при давлениях газа единицы Torr в кювете простой геометрии. Широкоапертурный тлеющий разряд можно использовать в качестве перспективного источника электронного пучка.

2. Созданы высокотемпературные лазерные кюветы цилиндрической геометрии с большой апертурой с электронно-пучковым возбуждением. Результаты исследования демонстрируют масштабируемость разрядов, определяющих конструкцию кювет и используемых в качестве источника электронного пучка: открытого разряда и открытого разряда с катодной полостью. Показано, что использование электронного пучка эффективно для возбуждения лазеров с различными механизмами создания инверсии и позволяет получать новые линии генерации.

3. Осуществлено возбуждение газовых сред в режиме регулярных импульсов с высокими частотами следования в кюветах большого объема, что демонстрирует возможность реализации газовых лазеров большой мощности.

Защищаемые положения

1. В открытом разряде в импульсном режиме (длительность импульса <100 ив) генерируемый электронный пучок практически моноэнергетичен с энергией, равной приложенному на катод напряжению. Моноэнергетичность обусловлена бес-столкповительным ускорением электронов в области катодного падения потенциала, составляющей малую часть (<20%) величины ускорительного зазора катод — сетчатый анод.

2. В широкоапертурном тлеющем разряде с преобладанием фотоэмиссии существуют условия функционирования, характеризующиеся генерацией электронного пучка с близкой к единице эффективностью при падающей ВАХ.

3. В широкоапертурном тлеющем разряде в гелии основной вклад в фогоэмис-сию вносит излучение с резонансного уровня, возбужденного во вторичных процессах: через ступенчатое возбуждение с нижних уровней и рекомбинационное заселение с верхних уровней.

4. При электронно-пучковом возбуждении комбинированный механизм девоз-буждения нижнего метасгабилыюго состояния в столкновениях с электронами и молекулами приводит к переводу генерации излучения на самоограниченном лазерном переходе в квазинепрерывный столкновительный режим.

Личный вклад автора

Основные результаты получены автором лично. Е.В. Вельская принимала активное участие в постановке задач, обсуждении результатов, подготовке статей. Из печатных работ, опубликованных диссертантом в соавторстве, в диссертацию вошли только те результаты, в получении которых она приняла непосредственное участие на всех этапах: от постановки задач и теоретического анализа до проведения экспериментов.

Апробация работы

Результаты были доложены па всероссийских симпозиумах "Лазеры на паpax металлов "(Сочи, 2006, 2008, 2010), VII, IX и X международных конференциях "Atomic and molecular pulsed lasers"(Tomsk, 2007, 2009, 2011), молодежных конкурсах - конференциях "Фотоника и оптические технологии" (Новосибирск, 2008. 2010, 2011), международной научной студенческой конференции (Новосибирск. 2006).

Структура диссертации состоит из введения, шести глав и заключения. Диссертация изложена па 127 страницах, включает 55 рисунков, 8 таблиц и список цитируемой литературы из 142 наименований.

Основные результаты работы

1. Реализован новый тип тлеющего разряда — широкоапертурный тлеющий разряд, генерирующий электронный пучок с эффективностью, близкой к 100%, в кювете с простой геометрией, где выполнено условие d I > ln (d — диаметр катода, I — расстояние между катодом и сетчатым анодом, 1п — длина катодного падения потенциала в нормальном тлеющем разряде). Высокая эффективность генерации электронного пучка обусловлена фотоэмиссионной природой разряда. Достигнутый уровень мощности электронного пучка и диапазон рабочих давлений в квазинепрерывном тлеющем разряде позволяют применять его для накачки газовых лазеров.

2. Показано, что при использовании катодов из SiC в открытом разряде можно получать устойчивую генерацию мощных электронных пучков с высокой частотой следования. В проведенных исследованиях гелиевого лазера энергия генерации излучения не уменьшалась вплоть до частоты следования импульсов накачки 10kHz, а достигнутая эффективность лазера составила 16% от квантовой. Эти результаты подтверждают перспективность использования электронного пучка, генерируемого в открытом разряде, для накачки лазеров на самоограниченных переходах.

3. Показано, что скорость тушения метастабильного уровня гелия Hc(21So) при добавлении молекулярной примеси увеличивается за счет двух механизмов: во-первых, непосредственно в столкновениях He(21S0) с молекулами, во-вторых, за счет более эффективного электронного девозбуждения из-за охлаждения плазменных электронов в столкновениях с молекулами. Величину изменения скорости тушения определяет тип примеси. Наибольшее влияние оказывают полярные молекулы с большим дипольным моментом и высокой скоростью релаксации колебательных состояний NH3 и Н20.

4. Константы скоростей девозбуждения He(21S0) молекулами Н20, NII3, N20, С02 равны соответственно (1.2 ± 0.3) • 10"9, (0.8 ± 0.2) • 10"9, (1.9 ± 0.2) • 10"9, (2.2 ±0.4) • 10~9 cm3s1.

5. Реализована генерация лазерного излучения на нескольких линиях иона таллия в смесях Ne — Tl при возбуждении электронным пучком, генерируемым в открытом разряде: А=1.385, 1.922, 0.5951, 0.6953, 0.7074 цт. Генерация с длинами волн А = 1.385 цт на переходе Till (7р1Р1° — 6dlD2) и А = 1.922 цт на переходе Till (7р3Р2 — 6о!3£)з) была получена впервые. Показано, что электронно-пучковое возбуждение эффективно для накачки лазеров на ионных переходах атомов.

6. Продемонстрирована масштабируемость открытого разряда с катодной полостью и устойчивость генерации электронно]« пучка в коаксиальной кювете большого объема (У=6200ст3, £)=8.4ст, 7=110 ст). Масштабируемость достигнута за счет увеличения числа ускорительных структур с катодной полостью. Результаты исследования лазерной генерации на атоме ксенона в смеси Не — Хе указывают на возможность использования открытого разряда с катодной полостью в качестве источника пучка электронов для возбуждения газовых лазеров.

Заключение

1. Бохан П. А. Накачка газовых лазеров убегающими электронами, генерируемыми в открытом разряде в Энциклопедии низкотемпературной плазмы. Под ред. В.Е.Фортова (М.: Физматлит. 2005, сер. Б, t.XI-4, с.316).

2. Батенин В.М.,Бучанов В.В.,Казарян М.А. и др. Лазеры на самоограниченных переходах атомов мет,алаов, М.: Физматлит, 1998, 540с.

3. Бохап П.А., Закревский Дм.Э.,Исследование механизма высокоэффективной генерации электронных пучков в пикселе плазменного дисплея на основе открытого разряда // Физика плазмы, 2006, т. 32, № 9, с. 853-863.

4. Bokhan P.A., Zakrevsky D.E. Self-sustained photoelectron discharge // Appl. Phys. Lett., 2002, v.81, No.14, p.2526-2528.

5. Бохан П.А., Сорокин А.Р. Возбуждение лазера на парах свинца электронным пучком Ц Письма в ЖТФ, 1984, т. 10, вып. 10, с. 620-623.

6. Бохан П.А., Сорокин А.Р. Сравнительное исследование частотно-энергетических характеристик лазеров на Са+. Ей, Sr+ при газоразрядном и электронно-пучковом возбуждении // Квантовая электроника, 1990, т. 17, вып. 11, с. 1426-1427.

7. Bokhan P.A., Sorokin A.R. Gas laser excitation by an electron beam, formed at open discharge // Optical and Quantum Electronics, 1991, v. 23, p. S523-S538.

8. Walter W.T., Solimene N., Piltch M., Gould G. Efficient, pulsed gas discharge lasers // IEEE J. Quantum Electronics, 1966, v. QE-2, № 9, p. 474-479.

9. Вохан П. А., Силантьев В. И., Соломонов В. И. О механизме ограничения частоты следования импульсов генерации в лазере на парах меди // Квантовая электроника, 1980, т. 7, с. 1264-1269.

10. Бохап П. А. Механизм ограничения частоты следования импульсов генерации в лазере на парах бария // Квантовая электроника, 1986, т. 13, № 8, с. 1595-1602.

11. Бохан П. А., Закревский Д. Э. О предельных частотах следования импульсов генерации в лазерах на парах меди // ЖТФ, 1997. т. 67, № 5, с. 54-60.

12. Батенин В.М., Бучанов В.В., Казарян М.А., Климовский И.И., Молодых Э.И. Лазеры на самоограпиченных переходах атомов мет.аллов // М.: Научная книга, 1998, 544с.

13. Arlantsev S. V., Borovich В. L., Buchanov V.V., Molodykh Е. I., Yurchenko N. I. On the prospects of using runaway electron beams generated in an open discharge for the pumping of metal-vapor lasers //J- Russ. Las. Res., 1995, v. 16, № 2, p. 99-119.

14. Bokhan P. A., Molodykh E.I. In: Pulsed m,et,al vapour lasers (Dortrecht, Kluwer Acad. Publ.) 1996, v. 5 p. 137.

15. Little C.E. Metal Vapour Lasers // Chichester: John Wiley Sons, 1999, 620p.

16. Dreicer. H. Electron and ion runaway in a fully ionized gas I // Phys. Rev., 1959, v.115, №2, p.238-249.

17. Королев Ю. Д., Месяц Г. А. Физика импульсного разряда // М.: Наука, 1991.

18. Гуревич А. В. К теории убегающих электронов // ЖЭТФ, 1960, т. 39, с. 1296.

19. Hartmarm P., Matsuo Н., Ohtsuka Y., Fukao М., Kando М.; Donko Z. Heavy-particle hybrid simulation of a high-voltage glow discharge in helium // Jpn. J. Appl. Phys., 2003, v. 42, № 6A, p. 3633-3640.

20. Райзер Ю. П. Физика газового разряда // Долгопрудный: Интеллект, 2009, 736с.

21. Вохан А.П., Бохан П.А., Закревский Д.Э. Эмиссия электронов в условиях легирования поверхности катода быстрыми частицами рабочего газа // ЖТФ, 2005, т. 75, вып. 9, с. 126-128.

22. Francel S., Highland V., Т., Van Dyck О., Wales W. Observation of X-rays from spark discharges in a spark chamber // Nucl. Instr. Meth., 1966, v. 44, № 2, p. 345-348.

23. Станкевич Ю. JI., Калинин В. Г. Быст,рые элект,роны и рентгеновское излучение в начальной стадии развития импульсного искрового разряда в воздухе // ДАНН СССР, 1967, т. 177, №1, с.72-73.

24. Noggle R. С., Krider Е. P., Wayland J.R. A search for X-ray from helium and air discharge at atmospheric pressure //J. Appl. Phys., 1968, v. 39, № 10, p. 4746-4748.

25. Rooca J. J., Meyer J.D., Rarrel M.R., Collins G.J. Glow-discharge-created electron beams, Cathode materials, electron beams designs and technological applications // J. Appl. Phys., 1984, v. 56, № 3, p. 790-797.

26. Ульянов К. H. Убегание электронов и формирование пучков в тлеющих разрядах // Теплофизика высоких температур, 2005, т. 43, № 5, с. 645

27. Вохан П. А., Сорокин А. Р. Открытый разряд, генерирующий электронный пучок: механизм, свойства и использование для накачки лазеров среднего давления // ЖТФ, 1985, т. 55, вып. 5, с. 88-95.

28. Бохан П. А., Сорокин А. Р. Возбуждение газовых лазеров пучками убегающих электронов // Письма в ЖТФ, 1982, т. 8, вып. 15, с. 947-950.

29. Колбычев Г. В., Самышкин Е. А. Лазерная генерация в ксеноне при накачке импульсными пучками убегающих электронов // Квантовая электроника, 1983, т. 10, № 2, с. 437-438.

30. Bokhan Р.А., Sorokin A.R. Optical and Qnant. Electr., 23, 523 (1991)

31. Азаров А.В., Митько С.В., Очкин В.Н. Хе-лазер с накачкой быстрыми электронами, генерируемыми в барьерном разряде // Квантовая электроника, 2002, т. 32, № 8, с. 675-679.

32. Муратов Е. А., Рахимов А. Т. Суетин Н. В. Широкоапертурный катодолю-минесцентный источник света на основе открытого разряда // ЖТФ,2004, т. 74, вып. 5, с. 121-124.

33. Ашурбсков Н.А., Иминов К. О., Кобзева B.C. и др. , Изв. ВУЗов. Физика, 4, 89 (2009)

34. Jiang Ch., Kuthi A., Gundersen М. A., Hartmann W. Pseudospark electron beam as an excitation source for extreme ultraviolet generation // Appl. Phys. Lett.,2005, v. 87, p. 131501-1-3.

35. Tarasenko V. F., Shunailov S. A., Shpak У. G., Kostyrua I. D. Supershort electron beam, from, air filled diode at atmospheric pressure // Laser and Particle Beams, 2005, v. 23, № 4, p. 545-551.

36. Тарасенко В.Ф., Костьгря И. Д. О формировании объемных наносекундных пучков убегающихэлектронов и рентгеновского излучения в газах повышенного давления // Изв. вузов. Физика, 2005, No. 12, р. 40-51.

37. Месяц Г.А., Королев Ю.Д. Объемные разряды высокого давления в газовых лазерах //' УФН, 1986, т. 148, № 1, с. 101-122.

38. Бабич Л.П., Лойко Т.В. Энергетические спектры и временные параметры убегающих электронов при наносекуидном пробое плотных газов // ЖТФ, 1985, т. 55, № 5, с. 956-958.

39. Тарасенко В. Ф., Яковленко С. И. Механизм убегания электронов в плотных газах и формирование мощных субнаносекундных электронных пучков // УФН, 2004, т. 174, № 9, с. 953-971.

40. Тарасенко В.Ф., Яковленко С. И. Убегающие электроны и генерация мощных субнаносекундных пучков электронов в плотных газах // Труды Института общей физики им. A.M. Прохорова, 2007, т. 63, с. 7-63.

41. Janossy М., Rozsa К., Csillag L. and Bergou J. New cw laser lines in a noble gas mixture high voltage hollow cathode discharge /'/ Phys. Lett. A, 1978, v. 68, is. 3-4, p. 317-318.

42. McClure G.W. High-voltage glow discharges in D2 gas. I. Diagnostic measurements // Phys. Rev., 1961, v. 124, № 4, p. 969-982.

43. Яноши M., Рожа К., Чиллаг Л., My Ле Тронг ионные лазеры с полым катодом на смеси благородных газов // Автометрия, 1984, №1, с. 45-50.

44. Schoenbach К. Н., El-Habachi A., Shi W., Ciocca М. High-pressure hollow cathode discharges // Plasma Sources Sci. Technol., 1997, v. 6, p. 468-477.

45. Wenjie Fu, Yang Yan, Wenxu Li. Xiaoyun Li and Jianqiang Wu A high current density plasma cathode electron gun // Appl. Phys. Lett., 2010, v. 96, p. 071502-1.3.

46. Rocca J. J., Meyer J.D., Collins G.J. Electron beam pumped cui Hg ion laser // Appl. Phys. Lett., 1982, v. 40, № 4, p. 300-302.

47. Rocca J. J., Meyer J.D., Collins G.J. Hollow cathode electron gun for the excitation of cw lasers // Phys. Lett. A, 1982, v. 87, № 5 p. 237-239.

48. Бохан П. А., Колбычев Г. В. Генерация интенсивных пучков убегающих электронов // Письма в ЖТФ, 1980, т. 6, вып. 7, с. 418-421.

49. Бохан А. П., Бохан П. А. Механизм эмиссии элект,ронов в от,крытом разряде // Письма в ЖТФ, 2001, т. 27, вып. 6, с. 7-12.

50. Клименко К. А., Королев Ю.Д. Импульсный объемный разряд в коротких межэлектродных промежутках как источник ускоренных электронов // ЖТФ, 1990, т. 60, вып. 9, с. 138-142.

51. Phelps А. V. Abnormal glow discharges in Ar: experiments and models // Plasma Sources Sci Techn., 2001, v. 10, № 2, p. 329-344.

52. Бохан П.А., Фадин Jl.В. Исследование процессов переноса возбуждения в ионе европия II Опт. и спектр. 1982, т. 52. вып. 4, с.626-629.

53. Бохан А. П., Бохан П. А. Физические процессы в открытом разряде // Оптика атмосферы и океана, 2002, т. 15, № 3, с. 216-226.

54. Bokhan P. A., Zakrevsky Dm. Е. Electron-beam generation in a wide-aperture open gas discharge: a comparative study for different inert gases // Appl. Phys. Lett., 2010, v. 97, p. 091502-1. .3.

55. Bokhan A.P., Bokhan P.A., Zacrevsky D.E. // Appl. Phys. Lett., 2005, v. 86, p. 151503.

56. Baguer N. Bogaerts A. // J. Appl. Phys., 2005, v. 98, p. 033303.

57. Колбычев Г. В., Птаптник И. В. Расчет, области сильного поля в открытом разряде II Оптика атмосферы и океана, 2000, т. 13, вып. 3, с.267-271.

58. Бохан П А Закревский Д Э Условия и механизм получения высокоэффективной генерации электронных пучков в широкоапертурных источниках света на основе открытого разряда // Физика плазмы 2006 т 32, N° 7, с 599-612

59. La Verne Jay A Mozumder A Range and range straggling of low-energy electrons in the rare gases //J Phys Chem , 1985, v 89, № 20, p 4219-4222

60. Helm H J The cross section for symmetric charge exchange oj Hein He at energies between 0 3 and 8 eV //J Phvs В At Mol Phys , 1977 v 10, № 18, p 3683-3698

61. Сыцко Ю H , Яковленко С И Кинетика ионизации и возбуждения газа жестким источником // Физика плазмы, 1976, т 2, вып 1, с 63-71

62. Бохан П А , Закревский Д Э Высокоэффективная генерация электронных пучков в открытом разряде // Письма в ЖТФ 2002, т 28, вып 2 с 74-80

63. Бохан П А , Закревский Д Э Механизм аномально высокой эффективности генерации электронного пучка в открытом разряде // Письма в ЖТФ, 2002 т 28 вып 11 с 21-27 (2002)

64. Bokhan А Р, Bokhan Р А , Zakievsky D Е Peculiarities of election emission from the cathode m an abnormal glow discharge // Appl Phys Lett 2005 v 86 p 151503-1 3

65. Бохан П А Закревский Д Э Состояние поверхности и эмиссия электро нов с холодных катодов в вакууме и в тлеющем разряде в благородных газах // ЖТФ, 2007, т 77 вып 1 с 109-116

66. Бронштейн И М Фрайман Б С Вторичная электронная эмиссия // М Наука 1969 407с

67. Грановский В J1 Электрический ток в газе // М Наука, 1971, 544с72. de Heer F J Jansen R H J Total cross sections for electron scattering by He //J Phys В At Mol Phys , 1977 v 10 № 18, p 3741-3758

68. Fon W С Berrmgton К A , Burke P G and Kingston A E Total cross sections for electron ercitation transitions between the 1J5 23S 215 23P and 2lP states of atomic helium //J Ph^s В At Mol Phys 1981, v 14 №16 p 2921-2934

69. Wang Q Eeonomon D G Donnelly V M Simulation of a direct current microplasma discharge in helium at atmospheric pressure // J Appl Phys 2006 v 100 is 2 p 023301-1 10

70. Бохан П. А., Закревский Д. Э. Особенности широкоапертурного тлеющего разряда в гелии // Письма в ЖТФ, 2007, т. 33, вып. 19, с. 87-94.

71. Ткачев А. Н., Яковленко С. И. Механизм убегания электронов в газе и критерий зажигания самостоятельного разряда // Письма в ЖТФ, 2003, т. 29, вып. 16, с. 54-62.

72. Исаев А. А., Ищенко П. И. Петраш Г. Г. Сверхсветимость на переходах, оканчивающихся на метастабилъных уровнях гелия и таллия // Письма в ЖЭТФ, 1967, т. 6, вып. 5, с.619-622.

73. Schmeltekopf A.L., Fehsenfeld F.C. De-excitation rate constants for helium metastable atoms with several atoms and molecules // J. Chem. Phys., 1970, v. 53, № 8, p. 3173-3177.

74. Справочник констант, элементарных процессов с участием атомов, и,оное, электронов, фотонов // Под ред. А.Г. Жиглинского. С.-Пб: Изд-во С-ПбУ, 1994.

75. Батенин В.М., Бохан П.А., Бучанов В.В., Евтушенко Г.С., Казаряп М.А., Карпухин В.Т., Климовский И.И., Маликов М.М. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов 2. Т.2. М.: "Физматлит 2011, 616с.

76. Бохан П.А. О механизме ограничения опт,ималъной част,от,ы следования импульсов генерации в лазера,х на самоограниченных переходам по,ров металлов // Квантовая электроника, 1985, т. 12, № 5, с. 945-952.

77. Pouvesle J.M., Khacef A., Stevefelt J. et. al. // J. Chem. Phus., 1988, v. 88, № 5, p. 3061.

78. Lindinger W., Schmeltekopf A.L., Fehsenfeld F.C. Temperature dependence of de-excitation rate constants of He(23S) by Ne, Ar, Xe, H2, N2, 02, NJI:>, and C02 // J. Chem. Phys., 1974, v. 61, № 7, p. 2890-2895.

79. Collins C.B., Lee F.W. // J. Chem. Phys., 1979, v. 70, № 3, p. 1275.

80. Ueno Т., Yokoyama A., Takao S., Hatano Y. // J. Chem. Phys., 1980, v. 45, № 2, p. 261.

81. Sholette W.P., Muschlitz Е.Е. Ionizing collisions of metastable helium atoms in gases// J. Chem. Phys., 1962, v. 36, № 12, p. 3368-3373.

82. Ferguson E.E., Fersenfeld F.C., Schmeltekopf A.L. Flowing afte7glow measurements of ion-neutral reactions // Adv. At. Mol. Phys., 1969, v. 5, p. 1-56.

83. Phelps A.V. Role of molecular ions, metastable molecules, and resonance radiation m the breakdown of rare gases // Phys. Rev., I960, v. 117, is. 3, p. 619-632.

84. Wiese W.L., Fuhr J.R. Accurate atomic transition probabilities for hydrogen, helium, and lithium // J. Phys. Chem. Ref. Data, 2009, v. 38, № 3, p. 565-719.

85. Фриш С.Э. Оптические спектры атомов // М.: Изд-во Физ-мат лит. 1963, 640с.

86. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике // М/ Наука, 1983, 320с.1.u D.X., Bruggeman P., Iza F., and oth. // Plasma Source Sci. Technol. 2010. V.19. P.025018.

87. Deloche R., Monchicourt P., Cheret M. and Lambert F. High-pressure helium afterglow at room temperature// Phys. Rev. A., 1976, v.13, №3, p.1140-1176.

88. Физические величины: справочник, под редакцией И.С. Григорьева. Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991 (Глава 17. Диффузия, с.375.)

89. Бутаева Ф.А., Фабрикант В. А. Исследования по эксперимент альной и теоретической физике. Памяти Г.С. Ландсберга // М. : изд-во АН СССР, 1959. с. 62.

90. Bennett W.R. Inversion mechanism in gas lasers // Appl. Optics. Suppl., 1965. №1, 3-58.

91. Gould G. Colhsional lasers // Appl. Optics. Suppl., 1965, №2. 59-64.

92. Тычинский В.П. Мощные газовые лазеры // УФН, 1967, т. 91, вып. 8. с. 389-424.

93. Петраш Г.Г. Столкновителъные лазеры на атомных переходах // Квантовая электроника, 2009, т. 39, № 2, с. 111-124.

94. Дидюков А. И. Кулагин Ю. А., Шелепин JI. А. и Ярыгина В. Н. Анализ скоростей процессов с участием молекул линглетного кислорода // Квантовая электроника, 1989, т. 16, № 5, с. 892-904.

95. Hecht J. PHOTONIC FRONTIERS: MILITARY LASERS: A new generation of laser weapons is born // Laser Focus World, 2010, v. 46, is. 4, p. 36-41.

96. Bloembergen N., Patel С. K. N., Avizonis P., Clem R. G., Hertzberg A., Johnson Т. H., Marshall Т., Miller R. В., Morrow W. E., Salpeter E. E., Sessler A. M., Sullivan J. D., Wyant J. C., Yariv A., Zare R. N., Glass A. J., Hebel L. C., Pake

97. G. E., May M. M., Panofsky W. K., Schawlow A. L., Townes С. H., and York

98. H. (APS Study Group Participants, APS Council Review Committee) Report to The American Physical Society of the study group on science and technology of directed energy weapons // Rev. Mod. Phys., 1987, v. 59, is. 3, p. S1-S201.

99. Бохан П.А. Столкновителъные лазеры на ионах Са+ и Еи+ с высокой удельной энергией излучения // Письма в ЖТФ, 1986, т. 12, вып. 3, с. 161-164.

100. Бохан П.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е. Газовый лазер на ионизированном европии // Письма в ЖЭТФ, 1973, т. 18, вып. 2, с. 80-82.

101. Климкин В.М., Монастырев С.С., Прокопьев В.Е. Селективная релаксация долгоживущих состояний am,омов металлов в газоразрядной плазме. Стационарная генерация на переходах 1Р1°—1D2 кальция и ст,ронция // Письма в ЖЭТФ, 1974, т. 20, вып. 4, с. 251-253.

102. Husain D., Robert G.J. Kinetic study of Mg(33Pj), Мд(&Рг) and Mgf^SJ, including energy pooling, following pulsed dye-laser excitation at X= J^57.1nm /Mp(33Pi) <- Mg^So)] // J. Chem. Soc. Faraday Trans. II, 1986, v. 82, p. 21-39.

103. Powell H.T., Murray J.R., and Rhodes C.K. Laser oscillation on the green bands ofXeO and KrO // Appl. Phys. Lett., 1974, v. 25, № 12, p. 730-732.

104. Правилов A.M., Сидоров И. И., Скороходов В. А. Исследование механизма релаксции нижних лазерных уровней фотохимического ХеО-лазера, // Квантовая электроника, 1983, т. 10, № 8, с. 1696-1699.

105. Schmieder D., Brink D.J., Salamon T.I., Jones E.G. A high pressure 585.3 nm neon hydrogen laser // Opt. Commun., 1981, v. 36, is. 3, p. 223-226.

106. Басов Н.Г., Данилычев В.А., Холин И.В. Элект,роионизационные лазеры на электронных переходах атомов инертных газов Известия АН СССР, Сер.физ., 1986, т. 50, с. 779-785.

107. Бункин Ф.В., Держиев В.Н., Месяц Г.А., Муравьев И.И. Скакун B.C. Та-расенко В.Ф., Феденев А.В., Яковленко С.И. Янчарина A.M. Пеннинговские плазменные лазеры на переходах неона // Известия АН СССР. Сер. Физ., 1986, т. 50, № 6, с. 1064-1074.

108. Basov, N. Baranov, V. Chugunov, A. Danilychev, V. Dudin, A. Kholin, I. Ustinovskii, N. Zayarnyi, D. 60 J quasistationary eleetroionization laser on Xe atomic metastables /'/ IEEE J. Quant. Electr., 1985, v. 21, is. 11, p. 1756-1760.

109. Ohava M., Mozatz T.J. Excitation mechanisms of the electron-beam-pum.ped atomic xenon (5d —> 6p) laser in Ar/Xe mixtures // J. Appl. Phys., 1989, v. 66, is. 11, p. 5131-5145.

110. Бохан П.А. Аномально быстрая релаксация, мет,астабильных состояний Са+, Ей, Еи+ и столкновительная генерация на ионах Са+, Еи+, Sr+ // Письма в ЖЭТФ, 1985, т. 42, вып. 8, с. 335-337.

111. Та,расенко В.Н. Лазеры на самоограниченных переходах азота // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. М.: Физматлит, XI-4, 2005, с.721-727.

112. Петраш Г.Г. Импульсные газоразрядные лазеры // УФН, 1971, т. 105, вып. 4, с. 645-676.

113. Бохан П.А. О длит,ельност,и импульсов генерации лазеров на, самоограниченных переходах // Квантовая электроника, 2011, т. 41, № 2, с. 110-114.

114. Stone P.M., Kim Y.-K., Desclaux J.P. Electron-ipact cross sections for dipole-and spin-allowed excitations of hydrogen, helium,, and lithium, // J. Res. Natl. Inst. Stand. Techno!., 2002, v. 107, № 4, p. 327-337.

115. Phelps A.V. Role of molecular ions, metastable molecules, and resonance radiation in the breakdown of rare gases // Phys. Rev., 1960, v. 117, is. 3, p. 619-632.

116. Gerry E.T. Pulsed-molecular-nitrogen laser theory // Appl. Phys. Lett., 1965, vol. 7, is. 1, p. 6-8.

117. Rocca J.J., Collins G.J. Ultraviolet ion lasers // Optoelectron. Instrum. Data Processing, 1984, № 1, p. 17-29.

118. Yu Z., Rocca J.J, Collins G.J. The energy of therm,al electrons in electron beam, created helium discharges // Physics Letters A, 1983, v. 96, is. 3, p. 125-129.

119. Мак-Даниель M. Процессы столкновений в ионизированных газах // М.: Мир, 1967.

120. Ступоченко Е.В., Лосев С.А., Осипов А.Н. Релаксационные процессы в ударных трубах // М.: Наука, 1965.

121. Гордиец Б.Ф. Осипов А.И., Ступоченко Е.В., Шелепин Л.А. Колебательная релаксация в газах и молекулярные лазеры // УФН, 1972, т. 108, вып. 4, с. 655-699.

122. Неравновесная колебательная кинет,ика Под ред. Капителли // М.: Мир, 1989.

123. Химические лазеры Под ред. Р. Гросса и Д. Бетта // М.: Мир, 1980.

124. Окабе X. Фотохимия малых мюлекул // М.: Мир, 1981.

125. Zinchenko S. P., Ivanov I.G. and Sem М. F. Spectral and power characteristics of the pulsed He-Hg and Ne-Tl hollow cathode lasers with charge-transfer excitation 11 Proc. SPIE, 1993, v. 2110, p. 150-165.

126. Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Генерация на ионных переходах таллия и галлия // Электрон, техн., сер. 4, 1974, № 2, с. 12-16.

127. Вайнер В.В. Зинченко С.И., Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Характеристики, излучения ионного лазера на парах таллия // Ж. прикл. спектроскопии, 1974, т. 31, вып. 5, с. 905-907.

128. Glozeva М. G., Sabotinov N.V., Janossy М. High current regim,e of the helical hollow cathode Ne-TlCl and He-Kr lasers // Opt. and Quantum Electron, 1986, v. 18, № 2, p. 455-459.

129. Собельман И. И., Введение в т,еорию ат,омны,х спект,ров // М.: Наука, 1977, 320 с.

130. Иванов И. Г., Сэм М. Ф. Кинетика активных сред Не— IIg, Ne—Tl и Ne—Ga импульсных ионных лазеров с разрядом в полом катоде // Оптика атмосферы и океана, 2001, т. 14, № 11, с. 1016-1021.

131. Holstem Т Imprisonment of Resonance Radiation m Gases II // Phys Rev , 1951 v 83, is 6 p 1159-1168

132. Азаров А В , Митько С В , Очкин В H Хе-лачер г накачкой быстры ми электронами, генерируемыми в барьерном разряде // Квантовая электроника 2002, т 32 № 8 с 675-679

133. Середа О В , Тарасенко В Ф , Феденев А В , Яковленко С И Мощные ИК лазеры на переходах атома Хе I // Квантовая электроника, 1993, т 20, № 6, с 535-558

134. ВУФ-излучение вакуумно-ультрофиолетовое излучениеобласть КПП — область катодного падения потенциала1. ЭП — электронный пучок1. ОР — открытый разряд

135. МС — метастабильное состояние

136. РС — резонансное состояние1. ОС — основное состояние

137. В диаметр катода в виде полого цилиндра

138. Еа диаметр анода в виде полого цилиндра1. Ь длина кюветы5 характерный размер отверстий

139. Ряе-, Pti давление гелия, давление паров таллия

140. Pias импульсная мощность лазерной генерации

141. Piab плотность мощности лазерной генерации

142. Pteor теоретически вычисленная мощность излучения

143. РврР светимость из разрядного промежутка

144. Pf"^ светимость из дрейфового пространства

145. Р^х мощность излучения вычисленная в соответствии с ее измеренным радиальным распределением в режиме насыщенного усиления1. Р мощность разряда

146. Ре мощность электронного пучка

147. Рнт пороговая мощность зажигания разрядаи энергия генерации излучениячастота следования импульсов напряжениято постоянная времени нарастания тока в 11 е" раз

148. Ти длительность импульса напряжения на полувысотет/ длительность импульса тока на полувысоте

149. Аг вероятность выхода резонансного излучения из центра трубки

150. Ао вероятность перехода с резонансного в основное состояние1,т,к,г относительные частоты ионизации и возбуждения состояний электронным пучком

151. Агт + Аг + Аса1 суммарная скорость девозбуждения резонансного состояния

152. АС01 и Агп вероятности безизлучательных переходов с РС и МС Агт - вероятность перехода Яе(21Р1° — 2150) Акт ~ вероятности переходов Не(к1Р± — 215о)9г,т — статистический вес резонансного (метастабильного) состояния е заряд электрона