Щелевые волноводные СО2 лазеры с высокочастотным возбуждением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

1 0 ФЕВ 1998

На правах рукописи

Шишканов Евгений Фёдорович

ЩЕЛЕВЫЕ ВОЛНОВОДНЫЕ СОг ЛАЗЕРЫ С ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

01.04.04 - физическая электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

РЯЗАНЬ 1998

Работа выполнена в Рязанском государственном педагогическом университете имени С. А. Есенина

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор физико-математических наук, профессор В. А. Степанов

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Ю. А. Толмачёв, кандидат физико-математических наук В. И. Новиков

Ведущая организация: Институт общей физики РАН

Защита состоится февраля 1998 г. в ^ часов на заседании дис-

сертационного совета К 113. 10. 02 при Рязанском государственном педагогическом университете им. С.А. Есенина (390000, г. Рязань, ул. Свободы, 46).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Рязанского государственного педагогического yнивq}cитeтa.

Автореферат разослан " 8 " января 1998 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат физико-математических наук, р.__^

доцент М. В. Чиркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Применение СОг лазеров в промышленности, экологии, медицине и научных исследованиях требует от них компактности, экономичности и простоты управления характеристиками вынужденного излучения.

Проблема достижения высоких энергетических характеристик в отпаянных СО: лазерах с диффузионным охлаждением активной среды привела к использованию волноводного режима формирования поля излучения в узком разрядном канале. Достигнутый к настоящему времени в таких лазерах с линейными оптическими резонаторами уровень мощности, снимаемой с единицы длины прибора (линейной выходной мощности), составляет 0.5 -г 0.8 Вт/см при использовании для накачки поперечного высокочастотного разряда.

Существенного увеличения линейной выходной мощности удалось достичь за счёт перехода к щелевой геометрии активной среды. Для формирования излучения лазера в этом случае используется неустойчиво-волноводный резонатор, стабильный в ортогональном к электродам направлении и неустойчивый в плоскости, параллельной электродам.

Однако переход к ВЧ возбуждению разряда в щелевом зазоре вызывает трудности при согласовании источника питания с нелинейным импедансом разрядной структуры. Эта задача требует исследования зависимостей от вкладываемой мощности величин активной и реактивной составляющих сопротивления газоразрядной плазмы.

Возможности применения щелевых лазеров ограничены астигматич-ностыо выходного пучка. Условия формирования осесимметричного пучка в неустойчиво-волноводных резонаторах в сочетании с оптимальным выводом излучения до настоящего времени не изучены, а использование внешнего коллиматора удваивает стоимость лазера. Дополнительные исследования требуются также для создания щелевых лазеров, перестраиваемых по длинам волн излучения, с высокой мощностью генерации на каждой лилии.

Цель работы: создание малогабаритных СОг лазеров непрерывного действия с возбуждением активной среды в щелевом зазоре поперечным высокочастотным разрядом, выходной пучок излучения которых близок к осесиммегричному, а линейная выходная мощность превышает 1 Вт/см.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

1. Исследование влияния конфигурации газоразрядного промежутку газового состава, условий возбуждения разряда и процесса диссоциации

молекул на выходные характеристики волноводных СОг лазеров с ВЧ возбуждением.

2. Изучение факторов, определяющих особенности нелинейного импеданса поперечного высокочастотного разряда в щелевом зазоре, и поиск способа оптимального согласования с генератором.

3. Анализ формирования лазерного излучения в неустойчиво-волноводных резонаторах; выбор конфигураций зеркал и геометрии щели, обеспечивающих сочетание эффективного энергосъёма с отсутствием астигматизма у выходного пучка.

4. Исследование возможностей перестройки щелевого волноводного лазера по вращательным переходам молекулы СО2.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

1. Разработана методика измерения электрических характеристик слабо аномального ВЧ а- разряда.

2. Установлено, что реактивная составляющая нелинейного импеданса слабо аномального поперечного ВЧ а- разряда в щелевом зазоре определяется емкостным сопротивлением призлекгродных слоев, монотонно убывающим с ростом вкладываемой мощности.

3. Найдено условие оптимальной передачи энергии от генераторов к поперечному высокочастотному разряду в щелевых СОг лазерах. Предложен и обоснован способ широкополосного согласования генераторов с поперечным ВЧ а- разрядом в щелевом зазоре СО2 лазера, обеспечивающий передачу мощности накачки 4 ^ 8 Вт на 1 см2 поверхности электрода через четвертьволновые трансформаторы.

4. Показана тсорешчески и подтверждена экспериментально возможность достижения в щелевых лазерах с неустойчиво - волноводными резонаторами пространственных характеристик вынужденного излучения, близких к реализуемым в одномодовых волноводных лазерах.

5. Определены требования к неустойчиво-волноводному резонатору, формирующему осесимметричный выходной пучок в сочетании с оптимальным выводом излучения из лазера.

6. Обеспечена перестройка длины волны излучения без использования диспергирующих элементов по десяти вращательным переходам молекулы СОг с мощностью генерации от 40 до 50 Вт на каждой линии.

7. При ВЧ возбуждении в щелевой разрядной структуре активных сред на атомах Хе и на молекулах СО с использованием неустойчиво-волноводного резонатора получена эффективная генерация (0.7 Вт и 6 Вт соответственно при длине активной среды 230 мм) в ИК области спектра (1.73 -ь 3.51 мкм и 5 7 мкм).

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Реактивная составляющая нелинейного импеданса слабо аномального поперечного высокочастотного а- разряда в щелевом зазоре определяется емкостным сопротивлением приэлектродных слоев, монотонно убывающим с ростом вкладываемой мощности.

2. Широкополосное согласование генераторов с поперечным ВЧ а- разрядом щелевого СОг лазера, осуществляющее передачу мощности накачки 4 ч- 8 Вт на 1 см2 поверхности электрода, обеспечивается четвертьволновыми трансформаторами с волновым сопротивлением, величина которого определяется соотношением:

N/11 = (1.7±0.3)-10-3 £ (мм2) !рй (Торрмм), где N - число подсоединяемых к разрядной структуре трансформаторов, К -волновое сопротивление каждого трансформатора, 5 - площадь рабочей поверхности электрода, р - давление газовой смеси в разрядном объеме, й - расстояние между электродами.

3. Если выходная мощность щелевого СОя лазера не превышает 100 Вт, выбор размеров отражающих поверхностей зеркал неустойчиво-болноводного резонатора позволяет достичь сочетания близкого к осе-симметричному выходного пучка с эффективным режимом вывода излучения.

Достоверность научных выводов работы подтверждается близостью экспериментальных и теоретических результатов, а также прямыми испытаниями созданных лазеров.

Практическая значимость работы:

1. Создано устройство согласования генераторов с поперечным ВЧ разрядом в широких диапазонах изменения частоты и уровня вкладываемой в разряд мощности.

2. Разработана методика регистрации электрических параметров слабо аномального высокочастотного а- разряда в щелевом зазоре СО2 лазера.

3. Разработано устройство стабилизации газового наполнения, позволяющее создавать компактные отпаянные СОг лазеры с поперечным ВЧ разрядом.

4. Найдены соотношения между размерами отражающих поверхностей зеркал и характеристиками активной среды СОг лазера, обеспечивающие линейную выходную мощность, превышающую 1 Вт/см, и осе-симметричный пучок выходного излучения.

5. Созданы компактные отпаянные СОг лазеры с мощностями генерации 30 Вт и 54 Вт со следующими массо-габаритными показателями: 4.5 кг/ 420 х 90 х 80 мм и 6.0 кг/ 480 х 100 х 90 мм соответственно.

6. Созданы лазеры с перестройкой длины волны по десяти вращательным переходам молекулы СО2 и мощностью излучения на каждой линии от 40 до 50 Вт.

7. Показана возможность создания щелевых волноводных лазеров с ВЧ возбуждением на молекулах СО и на атомах Хе с выходной мощностью 6 Вт и 0.7 Вт соответственно.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на следующих научных конференциях: "Оптика лазеров '93" (С.-Петербург, 1993), XXII международная конференция по явлениям в ионизованных газах (Хобокен, США, 1995), "Оптика лазеров "95" (С.-Петербург, 1995), рабочая встреча НАТО "Лазеры высокой мощности - наука и техника" (Карловы Вары, Чехия, 1995), рабочее совещание НАТО "Газовые лазеры - состояние и перспективы (Москва, 1995), III российско - китайский симпозиум по лазерной физике и технологии (Красноярск, 1996), международная конференция "Лазерные методы для применений в биологии и экологии" (Ираклион, Греция, 1996), XI международный симпозиум "Газовые и химические лазеры" и конференция "Лазеры высокой мощности" (Эдинбург, Великобритания, 1996), рабочее совещание НАТО "Оптические резонаторы - наука и техника" (Смолинице Каста, Словакия, 1997).

По материалам диссертации опубликованы 22 работы, включая 2 патента РФ. Частично результаты работы обобщены в обзорах "Gas Lasers" и "Laser Methods for Biomedical Applications" в международном журнале "SPIE - The International Society for Optical Engineering".

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка цитируемой литературы из 97 наименований и трёх приложений. Она изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц и 68 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, выделены нерешённые научные проблемы, сформулированы цель и задачи диссертации. Приведены основные научные результаты и положения, выносимые на защиту, отмечена практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе диссертации проведён анализ работ, направленных на повышение линейной выходной мощности волноводных СО2 лазеров. Основным препятствием увеличения мощности, вкладываемой в газоразрядную плазму отпаянных СОг лазеров с диффузионным охлаждением активной среды, является рост температуры, поскольку выше Ттах = 600К лазерная генерация на молекулах СО2 невозможна. Повышение мощности излучения лазеров без увеличения продольных размеров приборов путём последовательного включения нескольких волноводных секций в общий свёрнутый оптический устойчивый резонатор ограничено разрушением зеркал при высокой плотности внутрирезонаторной мощности.

Перспективным способом повышения мощности, вкладываемой в единицу длины активной среды, является увеличение объёма последней за счёт перехода к щелевой разрядной конфигурации с сохранением одного из поперечных размеров волновода. Однако для создания инверсии в активной среде щелевого СО2 лазера требуется поддержание однородного слабо аномального ВЧ а- разряда; выходное излучение щелевых лазеров имеет сложную поперечную структуру и различную расходимость пучка в ортогональных направлениях.

Глава завершается конкретизацией задач, решаемых в диссертации.

Во второй главе представлены результаты исследований, направленных на поиск оптимальной конфигурации разрядного промежутка и условий возбуждения активной среды волноводных СО2 лазеров с ВЧ накачкой. Приведены результаты исследования зависимостей внутренних и внешних параметров лазеров от уровня волноводных потерь в разрядном канале и степени диссоциации молекул СОг. В связи с неоднозначной оценкой влияния частоты возбуждающего ВЧ ноли / на характеристики газоразрядной плазмы произведено экспериментальное исследование частотной зависимости выходной мощности волноводного лазера. Установлено, что при величине межэлектродного зазора (I - 2.5 мм частота поля накачки должна быть не ниже 80 МГц.

Расчётные значения выходной мощности на 20 ч- 40% превышают экспериментально достигнутые у отпаянных лазеров из-за сложности последовательного учёта комплекса процессов, влияющих на характеристики активной среды. Поэтому в качестве основы для оценки возможностей отпаянных лазеров с щелевой разрядной структурой использованы результаты измерений коэффициента ненасыщенного усиления и интенсивности насыщения активной среды волноводных лазеров, выполненных в широком диапазоне условий возбуждения.

С целью определения возможности повышения линейной выходной мощности за счёт использования прямоугольной геометрии волновода

исследованы характеристики лазеров с разрядными каналами с соотношениями поперечных размеров 1 : 2 и 1 : 2.5. В этих случаях увеличение выходной мощности по сравнению с квадратным волноводом незначительно, поскольку рост объёма активной среды сопровождается переходом к режиму одномерного отвода тепла из разрядного объёма. Для поддержания неизменной температуры газа на оси разрядного канала требуется уменьшение удельной вкладываемой ВЧ мощности (на единицу рабочей поверхности электродов), что приводит к необходимости снижения давления газовой смеси с целью компенсации уменьшения коэффициента ненасыщенного усиления активной среды.

Анализ решения уравнения теплопроводности позволил установить, что значительное увеличение мощности лазерной генерации обеспечивается лишь в случае, когда соотношение размеров разрядного канала превышает 1 : 4. При этом удельная вкладываемая ВЧ мощность должна быть вдвое меньше значения, оптимального для квадратного волновода, а давление газовой смеси р - удовлетворять соотношению: рс1— 17 Торрсм (вместо рй - 25 Торр см для квадратного канала). Дальнейшее наращивание ширины разрядного промежутка не требует соответствующего снижения удельной вкладываемой мощности. Это позволяет отказаться от боковых стенок волновода, что способствует повышению коэффициента ненасыщенного усиления благодаря улучшению конвективного обмена газа между разрядным и балластным объёмами.

Третья глава посвящена вопросам, связанным с возбуждением высокочастотного разряда в щелевом зазоре. Нелинейность нагрузки затрудняет как передачу энергии от ВЧ генератора к газоразрядной плазме, так и обеспечение равномерного возбуждения активной среды в широком диапазоне значений вкладываемой в разряд мощности. Решение этих проблем требует знания зависимостей электрических характеристик слабо аномального ВЧ а- разряда в щелевом зазоре от условий возбуждения.

Уровень высших гармоник в колебаниях разрядного тока не превышает 1%, что позволило описать свойства разряда с помощью нелинейной схемы замещения, состоящей из конденсатора, соответствующего при-элекгродным слоям пространственного заряда (для используемой частоты активные потери в приэлектродных слоях пространственного заряда отсутствуют вследствие низкой подвижности молекулярных ионов), последовательно соединенного с параллельной ЯС-цепочкой, моделирующей свойства газоразрядной плазмы.

Номиналы элементов схемы замещения определены с помошъю измерений импеданса разряда, основанных на регистрации тока, напряжения поддержания разряда и вкладываемой мощности. Для корректного

определения напряжения поддержания разряда параллельно электродам подключался четвертьволновый отрезок кабеля, замкнутый с противоположной стороны первичной обмоткой высокочастотного трансформатора; ко вторичной обмотке трансформатора был подключен вольтметр, показания которого пропорциональны напряжению между электродами. Благодаря высокому входному сопротивлению, подключение к разрядной структуре измерительной цепи не оказывало шунтирующего влияния.

В результате установлено, что при возбуждении активной среды СОг лазера в щелевом зазоре d = 2.5 мм на частоте ВЧ поля / = 81.36 МГц плазма характеризуется величиной отношения напряжённости поля к давлению газа, близкой к 7 В/(см-Торр), а толщина приэлектродных слоёв составляет 0.73 ± 0.05 мм.

Определенные электрические характеристики разряда позволили разработать способ и устройство широкополосного согласования ВЧ генераторов с газоразрядной плазмой щелевого СО2 лазера (рис. 1). Работоспособность согласующего устройства, выполненного на четвертьволновых трансформаторах с волновым сопротивлением 50 Ом, проверена

»»ятлпли» Ц1тлт«г>гл un TTpmmniïQ ut*ct р тт"Опплцр портат /1П 4. 1 ЛП Л А Гт т п тто

ITlVAVM^^l UUl Ч/ XUUAv^JUli/ViJUÀitm JJ ^Vduuii-jvnv JUV/lVi "IV • 1 TW Д t iiu

грузкой из активных и реактивных элементов и при использовании в электрической цепи возбуждения разряда в лазере.

Результаты измерения коэффициента стоячей волны (KGB) в линии передачи от генератора к эквиваленту нагрузки для частоты 81.36 МГц в зависимости от импеданса последнего приведены на рис. 2; на горизонтальной плоскости приведены значения активной и реактивной составляющих импеданса нагрузки. КСВ, близкий к единице, достигается при активном сопротивлении 12.5 Ом и незначительных реактивных составляющих импеданса, что соответствует расчетной величине входного импеданса разрядной структуры, использованной в созданном СО2 лазере с выходной мощностью 54 Вт.

Влияние рассеиваемой в газоразрядной плазме мощности на неравномерность распределения напряжения поддержания разряда вдоль электродов исследовано экспериментально. Показано, что по мере увеличения вкладываемой мощности продольная неоднородность напряжения растёт, что требует коррекции при помощи шунтирующих катушек индуктивности с номиналами, зависящими от величины подводимой мощности.

В четвёртой главе проведён анализ неустойчиво-волноводного резонатора (рис. 3), способного формировать лазерное излучение с малой расходимостью при возбуждении активной среды в щелевом зазоре.

Рис. 1. Схема устройства согласования щелевой разрядной структуры с ВЧ генератором при использовании четвертьволновых трансформаторов

Рис. 2. Зависимость от импеданса нагрузки коэффициента стоячей волны в линии передачи

Рис. 3. Конфигурация активной среды и резонатора лазера. 1 - вогнутое зеркало Зг; 2 - диэлектрическая , пластина; 3 - электроды; 4 - выпуклое зеркало З1; 5 - выходное окно; АА' - ось резонатора

Рассчитано пространственное распределение интенсивности и углы расходимости излучения в лазерном пучке в плоскостях XI и \Ъ вх, ву:

вх= =1.28^7^4' 0)

z+li + l2 d

в

_ у _ у z я а

иЩЩ

(2)

где Dx, Dy - размеры пучка в дальней зоне; Uf - корень уравнения sinu = ; £ - уровень интенсивности на краях пучка по отношению к её значению на оси, L - длина резонатора, Л и /г - расстояния от торцов щели до выпуклого и вогнутого зеркал соответственно, а х d - размер выходного пучка в плоскости дифракции лазерного излучения на краю цилиндрического выпуклого зеркала оптического резонатора, Л - длина волны излучения.

Необходимость достижения минимального астигматизма выходного пучка неустойчиво-волноводного резонатора (0Х = ву) требует выполнения условия: г

a = Jo.66d2 +0.3UI. (3)

Произведены исследования пространственно - энергетических характеристик экспериментальных образцов щелевых лазеров с размерами активной среды 230 х 30 х 2.5 мм и 280 х 40 х 2.5 мм, использующих не-устойчиво-волноводные резонаторы. Экспериментально получен близкий к осесимметричному выходной пучок лазерного излучения при мощностях генерации 30 Вт и 54 Вт соответственно. На рис. 4 приведены расчётные и экспериментальные распределения интенсивности лазерного излучения в сечении пучка на расстоянии z = 850 мм от выходного окна лазера, - размеры пучка в ортогональных направлениях отличаются незначительно.

На основании полученных результатов показана возможность создания компактного щелевого СОг лазера с мощностью генерации до 100 Вт и симметричным пучком излучения. При этом ширина отражающей поверхности вогнутого зеркала Ь должна удовлетворять соотношению:

, _ Vo.66d2 + озш

Ь = В-, -, (4)

0.894V2T^i-Vi

где у/\ ~ 2(кх + p]I), ki - величина сосредоточенных потерь в резонаторе, р\ - потери при распространении излучения в волноводе, / - длина активной среды, go - коэффициент ненасыщенного усиления, В = \-. 2 - допустимое превышение ширины щели Ь над значением, при котором дости-

X, мм у, мм

Рис. 4. Распределения интенсивности в пучке в направлениях ОХ и OY на расстоянии z - 850 мм от выходного окна лазера с размерами активной среда 280 х 40 х 2.5 мм и мощностью генерации Wu = 54 Вт

100

80

н га

а 60

40

20

▲

а

-В=1

--В=2

—В=3 В B-0.S (чкти.) А В-1.5 (эксп.)

200

250

300

350 I, мм

400

450

500

Рис. 5. Зависимости выходной мощности IV« от длины активной среды / при условии формирования осссимметричного выходного пучка и превышении оптимального значения ширины вогнутого зеркала в В раз

гается сочетание максимальной эффективности вывода вынужденного излучения из резонатора с формой пучка, близкой к осесимметричной.

В этом случае связь выходной мощности лазера с длиной активной среды I и превышением ширины вогнутого зеркала над оптимальной в В раз определяется зависимостями, приведёнными на рис. 5. При выходной мощности лазера выше 100 Вт формирование осесимметрично-го выходного пучка в неустойчиво-волноводном резонаторе нецелесообразно.

Преимущества предложенного подхода к разработке компактных отпаянных СОг лазеров иллюстрирует приведенная ниже таблица, которая содержит параметры созданного в результате выполненных исследований щелевого лазера, серийно выпускаемых волноводных лазеров, а также экспериментальных образцов щелевых СОг лазеров, описанных в работах [1,21.

Исследования спектральных характеристик созданных СОг лазеров подтвердили возможность реализации перестройки длины волны излучения по десяти вращательным переходам молекулы СОг путём изменения

Параметры СОг лазеров

Выходная Линейная Выходная Выходная

мощность выходная мощность с мощность

Разработка лазера, мощность, единицы на единицу ву/вх

fVa, Вт Вт/см д лины активной среды УУЛ Вт/см массы излучателя, Вт/кг

Созданный 54 1.29 1.93 10.0 0.97

лазер**

[11м 130 - 3.25 - 0.2

[21** 46 - 1.70 - 0.4

Synrad, 48 - 2* 25 0.31 0.33 2.9 1.0

Svnrad, 48 - 5* 50 0.56 0.33 2.8 1.0

Coherent

General, 75 0.77 - 3.3 1.0

Diamond 62

OEM

* - излучатель конструктивно совмещён с ВЧ источником питания ** - лазер с щелевой разрядной структурой

длины резонатора без использования спектрально селективных элементов. Достаточно высокая мощность излучения на каждой линии (до 50Вт) делает такие приборы перспективными для дистанционного анализа состава атмосферы.

Использование в составе резонаторов высокоотражагощих неселективных зеркал позволило при возбуждении в разрядной структуре 230 х 30 х 2.5 мм активных сред на молекулах СО и атомах Хе получить генерацию с мощностями 6 Вт и 0.7 Вт соответственно в следующих областях длин волн: 5 7 мкм и 1.73 4- 3.51 мкм. Эти результаты достигнуты при температуре охлаждающей жидкости 20°С, тогда как максимальная мощность генерации в волноводном СО лазере с разрядным каналом 376 х 2.25 х 2.25 мм составила 4.4 Вт при температуре хладагента -1°С.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Установлено, что создание малогабаритных приборов непрерывного действия с линейной выходной мощностью, превышающей 1 Вт/см, пространственные характеристики вынужденного излучения которых близки к реализующимся у волноводных лазеров, возможно при использовании поперечного ВЧ возбуждения активной среды в щелевом зазоре в сочетании с неустойчиво-волноводным резонатором.

2. Показано, что значительное увеличение мощности лазерной генерации при возбуждении активной среды СОд лазера в щелевом зазоре реализуется лишь когда соотношение поперечных размеров щели превышает 1 : 4. При этом необходимо двукратное снижите мощности накачки, приходящейся на единицу поверхности электродов, по сравнению с разрядными каналами квадратного сечения.

3. Разработана методика измерения электрических характеристик слабо аномального ВЧ а- разряда.

4. Найдено условие оптимального согласования ВЧ генераторов с плазмой, обеспечивающее передачу мощности накачки 4-^8 Вт на 1 см2 поверхности электродов в широком диапазоне частот возбуждения.

5. Оптимизированы параметры неустойчиво-волноводного резонатора, что позволило достичь сочетания эффективного вывода излучения с лазерным пучком, близким к осесимметричному. Формирование осесим-метричного пучка резонатором щелевого СОг лазера целесообразно, если выходная мощность не превышает 100 Вт.

6. Использование неустойчиво-волноводного резонатора длиной до 30 см позволяет без применения диспергирующих элементов осуществить

перестройку по десяти вращательным переходам молекулы СОг при мощности излучения от 40 до 50 Вт на каждой линии.

7. Созданы компактные отпаянные щелевые СОг лазеры с мощностями генерации 30 Вт и 50 Вт и лазеры на молекулах СО и на атомах Хе с мощностями излучения 6 Вт и 0.7 Вт.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Патент РФ № 2012112 от 30.04.94. Отпаянный СОг-лазер с поперечным разрядом / В. В. Авдонькин, В. Г. Леонтьев, А. Я. Паюров, Е. Ф. Шишканов.

2. Патент РФ № 2087064 от 10.08.97. Газовый COi лазер с поперечным высокочастотным разрядом / В. Г. Леонтьев, М. 3. Новгородов, В. Н. Очкин, Е. Ф. Шишканов.

3. С. В. Балакин, В. Г. Леонтьев, В. В. Рахвалов, В. А. Степанов, Е. Ф. Шишканов, А. А. Юхимук. Волноводный ВЧ СОг лазер // Журнал прикладной спектроскопии. -1991. - Т. 54, №6. - С. 939-945.

4. В. Г. Леонтьев, С. И. Мольков, Н. П. Суханова, Е. Ф. Шишканов. Компактный щелевой одномодовый СО2 лазер с гибридным неустойчиво-волноводным резонатором//' Квантовая электроника. - 1994. - Т. 21, № 10. - С. 931-933.

5. А. А. Кузнецов, В. В. Кюн, В. Г. Леонтьев, М. 3. Новгородов, В. Н. Очкин, Е. Ф. Шишканов. Щелевые волноводные СО2 лазеры. -М.: Препринт ФИАН. - 1995. - № 11. - 22 с.

6. V. G. Leont'ev, Е. F. Shishkanov. Outlook on an unstable-waveguide cavity usage in gas lasers// SPIE Proceedings. - 1995. - v. 2773. - P. 16-22.

7. A. A. Kuznetsov, V. V. Кип, V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, Y. N. Ochkin, E. F. Shishkanov. CO2 waveguide lasers with slab geometry// J. of Russian Laser Research. -1996. - v. 17, № 1. P. 1-14.

8. A. A. Kuznetsov, M. Z. Novgorodov, Y. N. Ochkin, E. F. Shishkanov, W. J. Witteman. New compact high specific power slab gas lasers for medical and environmental studies// SPIE Proceedings. - 1996. - v. 2965. - P. 180-189.

9. A. A. Kuznetsov, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, V. M. Tikhonov, E. F. Shishkanov, J. Xin, P. Wang. Spatial and spectrum parameters of slab CO2 laser. - M.: Preprint of FIAN. - 1996. - № 55. - 19 p.

10. В. Г. Леонтьев, H. П. Суханова, E. Ф. Шишканов. Миниатюрный щелевой одномодовый СОг лазер для медицины и технологии// Тезисы докладов конференции "Оптика лазеров '93". - С.-Петербург, 1993. - С. 163.

11. V. G. Leont'ev, E. F. Shishkanov. Outlook on an unstable-waveguide cavity usage in gas lasers// Contrib. papers of conference "Laser Optics '95". -St. Petersburg, 1995. - v. I. - P. 188.

12. Y. V. Kun, V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, Y. A. Stepanov, E. F. Shishkanov. A compact gap single-mode radio-frequency excited laser with a hybrid unstable and waveguide cavity// Contrib. papers of XXII International Conference on Phenomena in Ionized Gases. - USA, Hoboken, 1995. - v. 3. - P. 67 - 68.

13. E. F. Shishkanov. Effective generation of rare gas atoms laser excited by a radio frequency discharge// Abstracts of NATO ARW "Gas Lasers -Recent Developments and Future Prospects". - Moscow, 1995. - P. 29.

14. A. A. Kuznetsov, V. V. Kun, V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, E. F. Shishkanov. Compact slab CO2 lasers// Abstracts of NATO ARW "Gas Lasers - Recent Developments and Future Prospects". -Moscow, 1995. - P. 32.

15. A. A. Kuznetsov, S. V. Gorbovski, Y. V. Kun, V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, E. F. Shishkanov. Resonator for slab laSCTSn rvuStraCtS Gi NATO A RW Gas Lasers - Rcccn.t Dc vCiOpmerits sbu Future Prospects". - Moscow, 1995. - P. 41.

16. A. A. Kuznetsov, V. V. Kun, V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, E. F. Shishkanov. Compact slotted RF-excited CO2 lasers of middle power range// Abstracts of conference "High Power Lasers - Science and Engineering". - Czech Republic, Karlovy Vary, 1995.

17. A. A. Kuznetsov, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, E. F. Shishkanov, \V. J. Witteman. New compact high specific power slab gas lasers for medical and environmental studies// Abstracts of International Conference ALT'96 "Laser methods for biological and environmental applications". -Greece, Heraklion, 1996.

18. V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, V. A. Stepanov. E. F. Shishkanov. Planar waveguide 50 W, CO2 laser excited by a transverse radio frequency discharge used a broad stripe impedance matching network// Contr. Papers of XI International Symposium GCL / HPL '96. - UK, Edinburgh, 1996. - P. 39.

19. V. N. Ochkin, E. F. Shishkanov. Effective generation of rare gas atoms laser excited by a radio frequency discharge// Proceedings of the third Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technology. -Krasnoyarsk, 1996. - P. 10-11.

20. A. A. Kuznetsov, V. Y. Kun, V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, E. F. Shishkanov. Compact slab CO2 lasers// Proceedings of the

third Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technology. -Krasnoyarsk, 1996. - P. 20-22.

21. A. A. Kuznetsov, V. V. Кип, V. G. Leont'ev, M. Z. Novgorodov, V. N. Ochkin, E. F. Shishkanov. Resonators for slab lasers// Proceedings of the third Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technology. -Krasnoyarsk, 1996. - P. 25-28.

22. S. I. Mol'kov, E. F. Shishkanov, V. A. Stepanov. Theoretical and experimental investigations of unstable-waveguide resonator in a compact CW CO2 laser excited by a transverse radio frequency discharge// Abstracts of NATO ARW "Optical Resonators - Science and Engineering". - Slovakia, Smolenice Castle, 1997. - P. 29.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. A. I. Dutov, V. N. lvanova, N. A. Novoselov, V. E. Semenov, V. N. Sokolov, M. S. Yur'ev, I. Yu. Evstratov, A. A. Kuleshov, S. A. Motovilov. Experimental and computer investigations of slab waveguide RF-excited CO2 laser// SP1E Proceedings. - 1995. - v. 2773. - P. 23-30.

2. S. B. Chemikov, A. I. Karapuzikov, S. A. Stojanov. RF excited CO2 slab waveguide laser// SPIE Proceedings. - 1995. - v. 2773. - P. 52-56.

Шишканов Евгений Федорович Щелевые вояноводные СОг лазеры с высоко частотным возбуждением

Автореферат

Ответственный за выпуск - д.ф.-м.н.. профессор Н.В. Коненков

Заказ ШРР/3Подписано к печати 29.12.97 . Объем 1 печ. лист. Тираж 100 экз. Отпечатано НПЦ "Информациогаше технологии",

г. Рязань.