Влияние температурных неоднородностей на характеристики излучения в лазерах на парах металлов в режиме саморазогрева тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

Филонов Александр Григорьевич

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НЕОДНОРОДН ОСТЕЙ

НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ В ЛАЗЕРАХ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ В РЕЖИМЕ САМОРАЗОГРЕВА

(Специальность 01.04.05 - оптика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

ТОМСК-2002

Работа выполнена в Томском государственном университете и Институте оптики атмосферы СО РАН.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Солдатов Анатолий Николаевич Научный консультант: доктор технических наук,

профессор Евтушенко Геннадий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Яковлев Виктор Юрьевич

кандидат физико-математических наук, Герасимов Владимир Алексеевич

Ведущая организация: Институт сильноточной электроники СО РАН

Защита состоитсяУ/2002 г. в АН час, на заседании диссертационного совета Д 212.267.04 при Томском государственном университете по адресу: 634010, г. Томск, пр. Ленина 36, главный корпус, ауд. 119.

С диссертацией можно познакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан/и/ 2002 г

Учёный секретарь диссертационного Совета НУ V 1\ 44 Пойзнер Б. Н.

2004-4 20866

-НЬовЪ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. К настоящему времени лазеры на парах металлов используются в таких областях науки, техники и народного хозяйства, как лазерное разделение изотопов, обработка материалов, зондирование атмосферы, медицина. Широкое применение ЛПМ предъявляет всё более высокие требования к характеристикам излучения, надёжности работы приборов, на срок их службы.

Характерной особенностью лазеров на парах металлов и на солях металлов является их работа при достаточно высоких температурах активной среды. Например, в лазере на парах меди внутренняя стенка газоразрядного канала имеет температуру 1500 °С. При этом имеется определённый диапазон температур, в котором существует генерация, а также и оптимальная рабочая температура, при которой лазер имеет максимальный коэффициент полезного действия (КПД). Отклонение от оптимальной температуры активной среды приводит к снижению энергетических характеристик лазерного излучения. Температурный режим активного элемента непосредственно связан с такими параметрами, как максимальная мощность лазерного излучения, однородность излучения по диаметру пучка, расходимость излучения, энергосъём, и поэтому во многом определяет характеристики лазерного излучения. В силу этого проблема влияния температурных неоднородностей на характеристики излучения является актуальной.

Большинство имеющихся экспериментальных и теоретических работ по ЛПМ направлено на изучение явлений, связанных с процессами возбуждения рабочего вещества и буферного газа, а также с релаксацией плазмы после импульса возбуждения. Изучается однородность распределения таких параметров, как концентрации метастабильных и резонансных атомов, концентрация электронов, температура тяжёлых частиц в лазерах на парах металлов и их солях, которые играют важную роль в процессах формирования лазерного излучения. Однако опубликованные работы в основном связаны с изучением их радиальных распределений. Температура вдоль активного объёма, как правило, принимается однородной. В то же время, поскольку распределение потенциала электрического поля по рабочему объёму носит неоднородный характер как в пространстве, так и во времени, обусловленная этим неоднородная диссипация энергии электрического разряда в газе формирует неоднородный температурный профиль вдоль рабочего объёма, который может достаточно существенно влиять на характеристики лазерного излучения. То есть, температурные режимы лазеров, выраженные в распределении температуры стенок вдоль активного объёма в лазерах на парах металлов, продольные температурные неоднородности и их влияние ] ного излучения изучены явно недоста-

точно.

Кроме того, есть ряд неизученных закономерностей влияния радиальных неоднородностей на параметры лазерного излучения.

Таким образом, проведение систематических исследований продольных температурных распределений, анализ процессов, формирующих температурное поле рабочего объёма и выявление влияния температурных неоднородностей на параметры генерации является актуальным.

Цель работы: 1) экспериментальное исследование продольных и радиальных распределений температуры по активному объёму лазера на парах металлов; 2) выяснение роли неоднородной диссипации энергии разряда в процессе формирования лазерного излучения; 3) изучение возможностей повышения таких характеристик выходного излучения, как средняя мощность генерации, энергосъём, уменьшение расходимости излучения, замедление процессов деградации выходных характеристик приборов.

Для достижения поставленной цели было необходимо:

- разработать и создать измерительные установки, позволяющие измерять параметры накачки ЛПМ, а также характеристики лазерного излучения (средняя и импульсная мощность генерации, форма и длительность импульса генерации);

- создать устройства для скоростной регистрации распределения температуры вдоль газоразрядного канала в лазерах на парах Си и СиВг, смены емкостей, управления работой тиратронов;

- исследовать степень неоднородности распределения температуры по длине рабочего объёма, механизм формирования температурного поля, конструктивные возможности (в частности за счёт конструкции теплоизолятора) по формированию и удержанию температурного профиля, созданию оптимальных условий для генерации;

- изучить механизмы формирования и снятия инверсии с резонатором Фабри - Перо, неустойчивым резонатором в условиях неоднородного радиального распределения температуры в лазере на парах свинца;

- исследовать работу лазера на парах стронция на самоограниченных переходах, его энергетические характеристики и их поведение в зависимости от условий накачки и параметров активной среды в условиях температурной неоднородности.

Основные положения, защищаемые в диссертации: 1. В активной среде саморазогревных лазеров импульсный разряд продольной конфигурации в смеси паров металлов Си, СиВг, РЬ с буферными газами Не и № формирует неоднородное распределение температуры вдоль разрядного канала. Степень этой неоднородности определяется параметрами разряда (энерговклад, род и давление буферного газа, конструкция активного элемента и теплофизические

характеристики теплоизолятора и т.д.) и наиболее сильно выражена в прикатодной области при давлении буферного газа в диапазоне от 3 до 30 мм. рт. ст.

2. В активной среде лазера на парах меди и бромида меди, в силу продольной неоднородной диссипации энергии разряда, вдоль газоразрядного промежутка изменяется соотношение мощностей генерации на линиях А-! = 0,5105 мкм и = 0,5782 мкм, при этом в прикатодной области доля мощности Х2 выше, чем в других частях рабочего объёма.

3. Степень радиальной неоднородности температурного поля активного объёма играет определяющую роль в эффективности формирования излучения с дифракционной расходимостью в лазере на парах свинца. Уменьшение степени радиальной неоднородности температуры путём изменения вводимой в разряд мощности, а также рода и давления буферного газа позволяют оптимизировать работу лазера по мощности излучения при минимальной её расходимости.

Научная ценность: Результаты диссертационной работы позволяют понять физические процессы, проходящие в плазме продольного разряда при формировании активной лазерной среды. Проведён анализ возбуждения и снятия инверсии в условиях существования продольных температурных неоднородностей. Установлены условия их эффективного влияния на параметры генерации. Продолжая исследования по влиянию неоднородностей на характеристики излучения, проведённые другими авторами, материалы работы дополняют их, и служат основой для формирования более совершенных математических моделей лазеров, а также для создания теоретических моделей мультиэлементных лазеров (Си - Аи, Бг - СиВг). Результаты модельного рассмотрения физических процессов, происходящих в активной среде лазеров на самоограниченных переходах, работающих в режиме саморазогрева, позволяют более полно и более точно отображать процессы, происходящие в активной среде.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые экспериментально исследовано продольное распределение температуры стенок разрядного канала, в результате которого установлена степень продольной неоднородности, вызванной неоднородной диссипацией энергии разряда. Установлена область давлений буферного газа, в пределах которой возникают сильные температурные неоднородности в прикатодной и прианодной зонах рабочего канала;

- предложена и реализована конструкция лазерного рабочего объёма с зонами повышенной температуры (~20% относительно оптимальной) на торцах ГРТ, затрудняющими вынос активного вещества в её холодные части и повышающими срок службы активного элемента;

- впервые показано влияние параметров активной среды (род и давление буферного газа, вводимая в разряд мощность) на формирование лазерного излучения с малой расходимостью в лазере на парах свинца; исследовано влияние свойств и конструкции теплоизолятора на параметры генерации;

- показаны возможности повышения характеристик лазерного излучения, основанные на увеличении однородности распределения паров рабочего вещества вдоль разрядного канала за счёт его специальной геометрии;

- впервые достигнута средняя мощность генерации 5 Вт в лазере на парах стронция сХ~ 6,456 мкм.

Достоверность результатов работы подтверждается: воспроизводимостью результатов по получению генерационных характеристик, непротиворечивостью с результатами работ других авторов по температурным неоднородностям (Климовский И.И., 1991, Солдатов А.Н. и Елаев В.Ф. 1980 - 1996,) и продолжает их на случай продольных неод-нородностей в рабочем объёме. Результаты, образующие основу первого защищаемого положения, согласуются с результатами работ других авторов (Кухарев В.Н., 1984) и обобщают их на случай диссипации энергии разряда и формирования температурного поля активного объёма. Известное поведение линий генерации лазера на парах меди в работе предлагается использовать для характеристики состояния частей активного объёма, что укладывается в представления о физических процессах, протекающих в активной среде лазера, и в достаточной степени выявляет продольную неоднородность инверсии населённостей. Кинетическая модель, непротиворечивым образом дававшая согласие между теоретическими и практическими результатами в однородной среде, в работе используется для описания микропараметров плазмы в условиях температурных неоднородностей. Правомерность использования кинетической модели доказывается результатами численного моделирования. Результаты работы по формированию излучения с малой расходимостью лазера на парах свинца, с учётом специфики, согласуются с работами других авторов (Земсков К.И., с соавт. 1974, Исаев A.A. с со-авт.,1977).

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- результаты экспериментальных исследований использованы при разработке малой серии лазеров на парах меди "Милан -1", "Милан - 5", "Милан - 10", со средней мощностью генерации 1, 5, и 10 Вт, работающих на линиях генерации 0,5105 и 0,5782 мкм;

- разработан и изготовлен малогабаритный лазер на парах стронция, работающий на самоограниченных переходах с длиной волны излучения X = 6,456 мкм, используемый в приборе измерения влажности атмосферы на коротких трассах;

- впервые определен массовый коэффициент поглощения парами воды лазерного излучения с X - 6,456 мкм (1.32 см2/г) для условий, реализуемых в атмосфере;

- разработанная конструкция электрода для лазера на парах металлов (A.C. № 784695) и используемая при изготовлении лазеров создаёт условия для длительной и надёжной эксплуатации активного элемента;

- разработан способ формирования температурного профиля по длине активного объёма лазера на парах стронция, защищенный A.C. № 2456636 и используемый при изготовлении малоинерционного измерителя влажности;

- разработан и изготовлен активный элемент на основе предложенного решения по A.C. № 1426671 лазера на парах свинца;

- определены условия эффективного формирования излучения с расходимостью, близкой к дифракционной для лазера на парах свинца.

Апробация работы. 5 Всесоюзный симпозиум по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Томск. ИОА. 1978. 5 Всесоюзный симпозиум по распространению лазерного излучения в атмосфере. Томск. ИОА. 1979. Научно-техническая конференция "Технология изготовления и тренировки отпаянных активных элементов лазеров на парах металлов. Рязань. 1980. Всесоюзное совещание "Инверсная заселённость и генерация на переходах атомов и молекул." Томск. 1986. Международные конференции "Импульсные лазеры на переходах в атомах и молекулах", Томск, 1995, 1997, 1999. "5-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technology" (Томск, 2000). V Int.Conf. Atomic and molecular pulsed lasers, Tomsk, 10-14 September, 2001. Intern. Conf. on Lasers'2001, STS Press McLean, New Orleans. 2002.

Публикация работы. Основные результаты диссертации опубликованы в 38 печатных работах, включая 8 авторских свидетельств на изобретения. Список наиболее важных публикаций по теме диссертации приведён в конце автореферата.

Личный вклад. В работе использовались результаты, полученные лично автором, или при его непосредственном творческом участии в постановке задач, в проведении экспериментальных исследований, в трактовке и интерпретации результатов. Автор благодарит всех сотрудников лаборатории лазерной физики и кристаллофизики ЧТУ за помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения и списка литературы. Всего диссертация содержит 145 страниц текста, 8 таблиц, 38 рисунков и список литературы из 131 наименования.

Содержание работы.

Во введении показана актуальность исследований роли тепловых процессов в лазерах на парах металлов и их солях, формирующих рабочий режим, а также определяющих параметры генерации и деградации активных элементов. Сформулирована цель работы, рассмотрена структура диссертации, представлена научная новизна, основные положения, выносимые на защиту и практическая ценность работы.

Глава 1. Лазеры на самоограниченных переходах - является обзором литературы.

В п. 1.1 рассмотрены основные механизмы образования инверсии, а также обсуждаются процессы, сопровождающие процесс возбуждения рабочих уровней при возбуждении активной среды электрическим разрядом в рабочих средах, условия, накладываемые на энергетические уровни, при выполнении которых формируется инверсия населённо-стей. Обсуждаются процессы, связанные с температурой в активной среде. Рассматриваются газовая температура (Т8), электронная температура (Те) и температура стенки (Т„), их влияние как на процессы возбуждения активной среды, так и на процессы формирования лазерного излучения. Представлены модели, используемые для описания процессов, происходящих в плазме. Физические явления, связанные с конструктивными особенностями активных элементов, рассматриваются в п. 1.2. Отмечается экспериментально и теоретически изучаемая в работах Климовского И.И., Солдатова А.Н. радиальная неоднородность параметров плазмы. Кроме того, ГРТ является нагрузкой в электрической схеме возбуждения, при этом тепловой режим во многом определяется согласованной работой всей схемы питания. В конце п. 1.2. сформулированы вытекающие из обзора литературы задачи диссертационной работы.

В главе 2 рассматриваются используемые в работе схемы питания лазеров на парах металлов, особенности их работы в связи с требованиями к импульсу тока (п. 2.1). В п. 2.2 рассматривается конструкция ГРТ, её отдельные элементы, подготовка активного элемента к работе и аппаратура, позволяющая производить измерения параметров разряда и лазерного излучения.

Глава 3 посвящена рассмотрению вопросов, связанных с возникновением продольных температурных неоднородностей в разрядном канале ГРТ и их влиянием на характеристики излучения. Поскольку установившийся разряд в газе имеет сложную структуру с наиболее ярко выраженной неоднородностью в прикатодной области, делается вывод, что и в условиях импульсного высоковольтного разряда это выразится в неоднородной диссипации энергии разряда вдоль разрядного промежутка, что, в свою очередь, приведёт к неоднородной температуре вдоль активного объёма стенок разрядного канала.

Следствием неоднородности температуры вдоль разрядного промежутка является изменение всех микропараметров плазмы. Последнее оказывает сильное влияние на параметры лазерного излучения.

Для выяснения характера и степени возникающих в процессе работы продольных неоднородностей температуры в лазере на парах меди (п. 3.2.1), а так же их влияния на параметры излучения, были проведены экспериментальные исследования. Температура стенок (Т„) определяется диссипацией энергии разряда в газе. Результаты исследования Тж позволяют прямо судить о степени однородности параметров плазмы в рабочем объеме.

Экспериментальные исследования показали, что температурный профиль разрядного канала не только неоднороден по активному объему, но и существенно меняется при изменении давления буферного газа неона в диапазоне от 3 до 50 мм. рт. ст. (рис. 1). Весь разрядный промежуток можно разделить на три области: прикатодную, центральную и прианодную. В прикатодной области при малых давлениях (3, 7, 20 мм. рт. ст.) несмотря на то, что в этой области присутствуют краевые потери энергии, температура стенки газоразрядного канала поддерживается на уровне температуры центральной области. При этом наблюдается сильная зависимость от давления буферного газа: с увеличением давления температура вдоль разрядного промежутка выравнивается, изменяясь следующим образом. В прикатодной области Т„ падает с одновременным ростом в центральной области. Температура в центральной области растет при увеличении давления до 50 мм. рт. ст. с последующей стабилизацией. Происходит некоторое перераспределение выделяемой мощности между прикатодной областью и центральной областью. Увеличение теплопроводности газа и теплоизолятора с увеличением давления выражается в том, что область высокой температуры расширяется, профиль становится плавным, образуя широкую область равномерной температуры по рабочему каналу.

Рассмотрены, на примере лазера с двухкомпонентными средами (лазер на парах меди и золота, стронция и бромида меди), возможности использования неравномерного распределения температуры по рабочему объёму.

В п. 3.2.4. представлены результаты исследования влияния продольной неоднородности на характеристики излучения в лазере на парах бромида меди. Лазер работал в режиме саморазогрева. Температурный режим формируется, так же как и в лазере на парах меди, импульсным разрядом в газе.

Для определения степени влияния продольной неоднородности на состояние активной среды необходимо выбрать параметр, однозначно

её характеризующий. В лазере на бромиде меди, также как и в лазере на парах меди, генерация происходит на зелёной (X,) и жёлтой (Х2) линиях. Отношение мощности генерации на зелёной линии (Р^) к мощности генерации на жёлтой линии (Р^) монотонно убывает по мере выхода лазера на рабочий режим. То есть, определённое соотношение мощностей соответствует режиму начальной стадии генерации, оптимальному режиму, а так же режиму "перегрева", когда мощность генерации начинает падать (рис. 2).

В лазере на парах бромида меди рабочее вещество располагалось в специальных контейнерах - отростках, равномерно расположенных вдоль рабочего канала. Подогревом одного контейнера производилась подача паров рабочего вещества в определённую часть, а в целом, подогревом всех контейнеров, происходило наполнение всего разрядного объёма. Поэтому существовала возможность дискретной подачи рабочего вещества по рабочему каналу отключением определённого контейнера, а по изменению суммарной мощности генерации определять соотношение Рх|/Рх2-

Показано, что в оптимальном режиме, когда суммарная мощность генерации максимальна, отношение мощностей по газоразрядному промежутку меняется более, чем в пять раз, что говорит о том, что неоднородная диссипация энергии разряда создаёт сугубо неодинаковые условия для формирования инверсной заселённости по активному объёму. Это выражается в изменении состояния плазмы и характеристик лазерного излучения. Причём в прикатодной области состояние активной среды, выраженное в значении соотношения Рн/Рх2, существенно меньше, чем в других частях активного объёма. То есть, в прикатодной области диссипация энергии происходит более эффективно, что выражено в энергетических параметрах лазерной системы, и, как следствие, доля мощности жёлтой линии генерации в этой области выше, чем в других областях активного объёма.

На основе кинетической модели активной среды (разработанной Солда-товым А.Н. с соавт.) представлен анализ продольных неоднородностей, функций микропараметров разряда и их влияние на лазерные характеристики (п. 3.3). Расчёт микропараметров плазмы проводился с помощью кинетической модели активной среды во время импульса возбуждения лазера на парах меди с использованием экспериментальных данных. Параметры импульсов тока и напряжения, а также температурный профиль были выбраны при условии Рме = 30 мм. рт. ст. (рис. 1). Полагая электрический ток постоянным вдоль трубки, можно считать, что различие в энерговкладах определяется разной напряженностью поля. Были выбраны пространственно разнесённые объёмы вдоль разрядного канала с различной температурой стенок. Расчет проводился в предположении, что эти объёмы не зависимы друг от друга.

Рассчитаны следующие параметры: температура и концентрация электронов, концентрации атомов меди в основном, метастабильном и резонансном состояниях, форма и временное положение импульса генерации для пространственно разнесённых точек вдоль рабочего объёма с различной температурой стенки.

Проведённый расчёт параметров плазмы и инверсной заселённости рабочих уровней лазера на парах меди в условиях продольной температурной неоднородности показал, что при этом формируется неоднородная пространственно-временная активная среда, в которой наряду с процессами, формирующими излучение, сильно выражены процессы, которые можно отнести к признакам деградации активной среды, такие как снижение уровня инверсии, процессы поглощения, повышение порога генерации.

Неоднородная диссипация энергии разряда приводит к неравномерному распределению давления паров металла, а так же микропараметров плазмы по рабочему объёму и является причиной как несогласованности во времени периодов существования инверсии, так и различной величины инверсии в пространственно разнесённых точках газоразрядного канала (рис. 3). Последнее приводит к снижению уровня характеристик лазерного излучения.

В главе 4 приведены результаты исследования влияния длительности и радиальной неоднородности импульса генерации на расходимость лазерного излучения. Для получения излучения с расходимостью, близкой к дифракционной, в лазерах на парах металлов применяется неустойчивый резонатор телескопического типа. Поскольку время формирования излучения с малой расходимостью сравнимо с длительностью импульса генерации, то в луче генерации (Рс) содержатся пучки с различной расходимостью, вплоть до дифракционной (Рд). Дискретность пучков связана с числом полных проходов по резонатору, как получивших наибольшее усиление. Естественно связать характеристики луча с длительностью импульса генерации. В п. 4.1 показана степень влияния длительности импульса генерации лазера на парах меди на расходимость излучения (рис. 4). С уменьшением частоты от 10 до 1,5 кГц длительность импульса генерации увеличивалась от 24 до 60 не, которое объясняется более глубокой релаксацией метастабильных состояний атомов меди и концентрации электронов. Уменьшение длительности генерации более чем в два раза привело к резкому снижению мощности генерации в дифракционном пучке. Кроме того, необходимо заметить, что в при-осевой области не только наблюдается провал мощности генерации (в результате радиальной неоднородности микропараметров плазмы), но и длительность генерации существенно короче, чем в пристеночной области.

В то же время, в работе неустойчивого резонатора существенную роль играет именно приосевая область активного объёма, поскольку в этой области происходит формирование излучения. В силу переходного характера формирования излучения с малой расходимостью небольшие изменения в степени радиальной неоднородности активной среды могут достаточно сильно влиять на эффективность работы неустойчивого резонатора.

В лазере на парах свинца сочетание характеристик неблагоприятно для работы с неустойчивым резонатором. Длительность импульса генерации составляет 20 не. В результате только около 25% от полной мощности составляло излучение с расходимостью, близкой к дифракционной. В работе определены возможности получения эффективной генерации с малой расходимостью при использовании неустойчивого резонатора. Поскольку длительность импульса генерации лазера на парах свинца в исследуемом диапазоне не зависит от частоты следования импульсов возбуждения, было предположено, что основное влияние на эффективность работы лазера с неустойчивым резонатором имеет радиальная неоднородность характеристик активной среды.

Экспериментально, с помощью различных диафрагм в фокальной плоскости линзы выделялись пучки с разной расходимостью и определялось их процентное содержание в луче генерации.

При фокусировке излучения на экране в фокусе линзы расходимость излучения связана с диаметром изображения согласно формуле:

^Г 1т ад: 1

©0 5= , О)

Ро6

где ©0 5 - угол расходимости, ¥ ^ - фокусное расстояние объектива, йт. л - диаметр изображения на полувысоте максимальной

ы

интенсивности излучения -1 ^.

Для определения доли излучения с расходимостью, соответствующей диафрагме, составлялась система уравнений:

р|" ®| р!+1' ®1+1 =Р. (2)

РГ^1+1 + Р,Л • 5,+ 1 = Р1+1 , (3)

где р, - плотность излучения с расходимостью, соответствующей диаметру диафрагмы (1,,

р1+1 - плотность излучения с расходимостью, соответствующей диаметру <1,+!, <3, > <11+1,

Р, , Р,+1 - мощности излучения, прошедшие через диафрагмы с1,

и а1+г ,

Э, , 1 - площади диафрагм с1, и а,+1, через которые проходит излучение.

Предполагалось, что мощности излучения Р, и Р1+! равномерно распределены по площади диафрагмы.

Отслеживалось изменение процентного содержания пучков с различной расходимостью в луче генерации от давления, рода буферного газа, мощности, потребляемой ГРТ. Результаты сведены в табл. 1.

Таблица 1

Распределение мощности генерации по пучкам различной расходимости при изменении рода и давления буферного газа, потребляемой мощности

Распределение мощности излучения по расходимости (% от полной мощности ) Мощность (потребляемая) (кВт) Давление буферного газа (мм. рт. ст.) Режим

0=14 (мм) 0=2.5 (мм) 0=2.0 (мм) 0=1.5 (мм) 0=1.0 (мм)

7 3 5 6 79 1.0 20 А

10 8 2 10 70 1.5 20 Б

14 4 б 9 67 1.8 20 В

7 6 3 6 78 1.6 50 Б,

5 6 1 6 82 1.8 100 б2

13 6 7 7 67 1.5 20 (Ие) Б3

Из анализа экспериментальных результатов следует, что все изменения параметров как активной среды, так и импульсов возбуждения, направленные на уменьшение радиального градиента температуры (увеличение теплопроводности газа, уменьшение потребляемой мощности ГРТ) приводят к увеличению эффективности работы лазера с неустойчивым резонатором. На основе результатов разработана конструкция ГРТ лазера на парах свинца, эффективность работы которой с неустойчивым резонатором стала более высокой, и доля излучения с малой расходимостью достигла 50%, что позволило использовать её для решения задач зондирования атмосферы.

В Главе 5 представлены результаты исследования лазера на парах стронция. Лазер на парах стронция относится к лазерам с узким температурным диапазоном работы. В силу этого температурные неоднородности особо существенно влияют на параметры излучения в лазерах такого типа.

Применение технических решений (A.C. № 1424671, A.C. №628781), направленных на увеличение однородности среды, позволило добиться стабильности мощности излучения 6%, срока службы активного элемента ~ 300 часов, а также получить рекордную мощность лазерного излучения 5 Вт. Основное внимание уделялось линии генерации на самоограниченном переходе с длиной волны X = 6,456 мкм. Максимально достигнутые мощности генерации для активных элементов с 0 = 7, 0=1Ои0=15мми соответствующие этим значениям мощности условия эксперимента приведены в табл. 2.

Таблица 2

Параметры активного элемента, источника питания и полученная в этих условиях мощность генерации

Диаметр Давление Мощность Частота сле- Мощность

трубки- гелия питания от дования им- генерации

вкладыша выпрямителя пульсов

(мм) ( мм.рт.ст) (кВ • А) (кГц) (Вт)

7 80 6 х 0.2 12 0.20

10 80 4.8 х 0.34 20 1.2

15 100 7 * 0.22 18 5

При исследовании активного элемента с 0 = 15 мм излучение формировалось неустойчивым резонатором телескопического типа, и расходимость его была близкой к дифракционной. Необходимость' получения такого излучения связана с тем, что излучение с длиной волны 6,45 мкм наиболее эффективно производит абляцию кортикальной кости с наименьшими сопутствующими термическими повреждениями обрабатываемой поверхности. Причем для эффективной фокусировки излучения на мишени требуется излучение с малой расходимостью.

В Приложении приведены экспериментальные результаты по изготовлению измерителя влажности на основе лазера на парах стронция. Длина волны наиболее сильной линии излучения лазера X = 6,456 мкм попадает в полосу основного колебательно-вращательного перехода молекулы воды (000-010) с центром 6,25 мкм и полосу верхнего состояния Н20 (010-020) с центром 6,42 мкм

Проведённые эксперименты по поглощению парами воды излучения лазера на парах стронция показали, что среднее значение массового коэффициента поглощения для значений влажности, реализуемых в атмосфере, составляет величину 1,32 • 102 см2/г.

На основе этих работ был изготовлен макет малоинерционного измерителя влажности. Зависимость сигнала от спектрофона, отнесённого к единице мощности излучения, от величины относительной влажности,

по результатам измерений, хорошо аппроксимируются прямой. Влажность изменялась от 16 до 92 %. Построенный график в силу линейности позволяет полагать, что возможно измерение влажности значительно ниже 16 % с высокой точностью. Измеритель влажности обладает высоким быстродействием (50 ^ 100 миллисекунд) - эта величина ограничена резонансной частотой конденсаторного микрофона и частотой модуляции излучения лазера на парах стронция.

Основные результаты работы:

1. Установлено, 'что в определённом диапазоне давления буферного газа (3 + 30 мм. рт. ст.) на формирование температурного продольного профиля существенно влияет неоднородная диссипация энергии разряда, наиболее сильно выраженная в прикатодной области.

2. Неоднородное выделение энергии разряда приводит к тому, что в этих условиях в лазере на парах меди и бромида меди в активном объёме в результате более высокой температуры в прикатодной области и вдоль разрядного канала создаются разные условия для формирования излучения.

3. Выявлена степень влияния параметров активной среды, а также потребляемой мощности ГРТ на формирование излучения с малой расходимостью в лазере на парах меди, свинца, и определены пути оптимизации работы лазеров, направленные на уменьшение радиальной неоднородности.

4. Разработаны отдельные узлы газоразрядной трубки, такие как электроды (A.C. № 784695), конструкции теплоизолятора (A.C. № 1424671), позволившие изготовить активные элементы лазеров на парах меди, золота, свинца со значительно более высоким сроком службы, что позволило их использовать в установках зондирования атмосферы и в других применениях.

5. На основе предложенного расположения рабочего вещества (A.C. № 1132760), учитывающего профиль температурного поля активного объёма достигаются повышение эффективности и срока службы лазера.

6. Достигнута рекордная мощность генерации (5 Вт) в лазере на парах стронция.

7. Экспериментально исследовано явление поглощения парами воды излучения лазера на парах стронция и определён коэффициент массового поглощения для значений влажности, реализуемых в атмосфере, равный 1,32 • 102 см2/г.

8. Разработан макет малоинерционного измерителя влажности с линейной зависимостью сигнала от влажности в диапазоне от 16 до 92 %, инерционность которого определяется модуляцией лазерного излучения.

(номера термопар) Рис 1 Изменение температурного профиля по длине разрядного канала в зависимости от давления буферного газа К-катод, А-анод, расстояние между термопарами 110мм.

Общая длина рабочего объема - 500 мм. Буферный газ - неон Давление 1-3,2-7, 320; 4 - 30; 5 - 50; 6 - 100; 7 - 150 мм.рг ст

Рис. 3. Форма импульса генерации и его временное расположение в пространственно разнесённых точках активного объёма с разными значениями температуры

Рис 2 Поведение мощностей суммарной (1), жёлтой (2) линии генерации, зелёной

(3) линии генерации и отношения мощностей зелёной к жёлтой линий генерации

(4) по мере разогрева активной среды

Р/РД'„)

от -

40 -

5 г 8 5 £ ЙТТ.Гч) Рис. 4 Зависимость отношения Рд/ Рс от частоты следования импульсов генерации в лазере на парах меди

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Маричев В.Н., Платонов A.B., Солдатов А.Н., Соснин A.B., Филонов А.Г., Филонова H.A. Поглощение излучения лазера на парах стронция атмосферным водяным паром // Измерительные приборы для исследования параметров приземных слоёв атмосферы. Томск. ИОА, 1977. С. 80 - 86.

2. Платонов A.B., Солдатов А.Н., Филонов А.Г. Импульсный лазер на парах стронция // Квант, электр. 1978. № 1. С. 198 -201.

3. Власов Г.Я., Горохов A.M., Карманов Г.А., Кирилов А.Е., Платонов A.B., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Фёдоров В.Ф., Филонов А.Г. Импульсный лазер на парах металлов "Милан - 10" // Квант, электр. 1980. Т. 6. №6. С. 1359-1360.

4. Власов Г.Я., Горохов A.M., Кирилов А.Е., Кухарев В.Н., Полунин Ю.П., Платонов A.B., Солдатов А.Н., Фёдоров В.Ф., Филонов А.Г. Лазеры на парах металлов "Милан - 5" // ПТЭ. 1982. № 5. с. 233.

5. Елаев В.Ф., Мирза С.Ю., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Филонов А.Г. Формирование излучения с дифракционной расходимостью в лазерах на парах меди, золота и свинца // Инверсная заселённость и генерация на переходах в атомах и молекулах. Всесоюзное совещание. Томск. 1986. С. 86.

6. Елаев В.Ф., Мирза С.Ю., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Солдатов А.Н., Филонов А.Г. Влияние фонового излучения лазера на парах меди с неустойчивым резонатором на генерацию красителей // Квант, электр. 1986. Т. 13. № 5. С. 914 - 917.

7. Воронов В.И., Евтушенко Г.С., Егоров А.Л., Елаев В.Ф., Карманов Г.А., Мальцев А.Н., Мирза С.Ю., Солдатов А.Н., Суханов В.Б., Фёдоров В.Ф., Юдин H.A., Филонов А.Г. Лазер на красителях с распределённой обратной связью и накачкой лазером на парах меди со стабилизацией выходных характеристик. // Оптика атмосферы. 1988. Т. 1.J6 2.C. 86-91.

8. Елаев В.Ф., Мирза С.Ю., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Филонов А.Г. Исследование лазеров на парах меди, золота и свинца с неустойчивым резонатором // Аппаратура дистанционного зондирования параметров атмосферы. Томск. ТФ СО АН СССР. 1987. С. 92 - 99.

9. Багинский Б.А., Евтушенко Г.С., Лизогуб В.Г., Макаревич В.Н., Удалый И.Ф., Филонов А.Г. Малогабаритный лазер на парах металлов с эффективной накачкой для медицинских и других применений // Оптика атмосферы и океана. 1993. Т. 6. № 6. С. 731 - 739.

10. Gorchakov L.V., Evtushenko G.S., Filonov A.G., Filonova N.A. Investigation of spectrum width and emission divergence of a gold-vapor

laser (XX 312,2 and 627,8 nm) // J. of Russian Laser Research. 1994. Vol. 15. № 1. P. 25-27.

11. Evtushenko G.S., Filonova N.A., Filonov A.G. Unstable resonator lead vapor laser // Proc SPIE. 1995. Vol. 2619. P. 84 - 88.

12. Евтушенко Г.С., Филонов А.Г. Температурный режим работы лазера на парах металлов // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. №11. С. 1318- 1322.

13. Солдатов А.Н., Ермолаев А.П., Кирилов А.Е., Филонов А.Г., Филонова Н.А. Температурный режим работы лазера на бромиде меди // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 8. С. 775 - 778.

14. Soldatov A.N.,Plusnin I.I. Filonov A.G. Quick-Response Laser Humidity Meter // Proc. The 5-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technology (Post deadline papers). Tomsk. Russia. 23-28 October 2000. Tomsk. 2001. P. 303.

15. Soldatov A.N., Kirilov A.E., Ermolaev A.P., Filonov A.G. High-speed control of Pb-vapor laser generation power // Proc.V Int.Conf. Atomic and molecular pulsed lasers. Tomsk. 10-14 September. 2001. P.31.

16. Soldatov A.N.,Kirilov A.E., Ermolaev A.P., Filonov A.G. Features of the CuBr laser generator-amplifier system work // Proc.V Int.Conf. Atomic and molecular pulsed lasers. Tomsk. 10-14 September. 2001. P.31.

17. Soldatov A.N.,Filonov A.G., Shumeiko A. S. A strontium-vapor laser for medicine // Proc. of the Intern. Conf. on Lasers'2001. STS Press McLean. New Orleans. 2002.

18. Солдатов A.H., Полунин Ю.П., Филонов А.Г., Фофанов А.А., Шумейко С.А., Ермолаев А.П. Лазер на парах стронция на X = 6.456 мкм со средней мощностью генерации 5 Вт. // VIII Международная школа-семинар по люминесценции и лазерной физике. Иркутск. Россия. 23 - 28 сентября. 2002. С. 89 - 91.

19. Солдатов А.Н., Стебенева А.В., Филонов А.Г., Чаусова Л.Н. Компьютерное моделирование кинетики лазера на парах меди в условиях продольной температурной неоднородности // VIII Международная школа-семинар по люминесценции и лазерной физике. Иркутск. Россия. 23 - 28 сентября. 2002. С. 87 - 88.

20. Soldatov A.N., Polunin Yu.P., Filonov A.G., Shumeiko A. S., Ermolaev A.P. A high-hower strontium-vapor laser at X = 6.456 цм // The 6-th International Symposium on Laser Physics and Laser Technology. Harbin. China. 18-24 August. 2002. P. 101 - 103.

21. A.C. № 628781 СССР, МКИ3 H01S 3/22. Газоразрядная трубка лазера на парах металлов/ А.В. Платонов, А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. - Приоритет от 01.03.77 г.

22. А.С. №784695 СССР, МКИ3 H01S 3/22. Газоразрядная трубка лазера на парах химических элементов/ A.M. Горохов, П.И. Ланшаков,

A.B. Платонов, A.H. Солдатов, А.Г. Филонов. - Приоритет от 28.02.79 г.

23. A.C. № 757095 СССР, МКИ3 H01S 3/22. Газоразрядная трубка лазера на парах химических элементов / A.B. Платонов, А.Г. Филонов. -Приоритет от 08.01.79 г.

24. A.C. № 789034 СССР, МКИ3 H01S 3/22. Рабочая среда лазера на парах металлов / A.M. Горохов, A.B. Платонов, А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. - Приоритет от 28.08.79 г.

25. A.C. № 915722 СССР, МКИ3 H01S 3/22. Лазер на самоограниченных переходах / А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. - Опубл. в Б.И., 1993, №6.

26. A.C. № 965288 СССР, МКИ3 H01S 3/22. Газоразрядная трубка лазера на парах металлов / П.И. Ланшаков, А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. - Приоритет от 02.02.81 г.

27. A.C. №1132760 СССР, H01S 3/03. Газоразрядная трубка лазера на парах металлов / В.Ф. Елаев, А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. -Опубл. в Б.И., 1993. 12.

28. A.C. №1424671 СССР, H01S 3/22. Газоразрядная трубка лазеров на парах металлов / В.Ф. Елаев, А.Г. Филонов. - Приоритет от 12.01.87 г.

Отпечатано на участке оперативной полиграфии Редакционно-издательского отдела 11 У Лицензия ПД № 00208 от 20 декабря 1999 г.

Заказ № -(55"2Т -iO 2002 г. Тираж 1QQ экз.

РНБ Русский фонд

2004-4 20866

1 о ноя m

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Лазеры на самоограниченных переходах.

1.1. Энергетическая структура и основные процессы, определяющие параметры лазерной генерации.

1.2. Конструктивные особенности активных элементов лазеров на парах металлов.

Глава 2. Экспериментальная аппаратура и методика измерений

2.1. Схема питания лазера.

2.2. Конструкция ГРТ и экспериментальная установка.

Глава 3. Температурный режим лазера на парах меди и бромида меди.

3.1. Формирование активной среды.

3.2. Продольные тепловые неоднородности саморазогревных лазеров на парах меди и бромида меди.

3.2.1. Лазер на парах меди. 3.2.2. Экспериментальная установка.

3.2.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение.

3.2.4. Лазер на бромиде меди.

3.2.5. Экспериментальная установка.

3.2.6. Результаты экспериментов и их обсуждение.

3.3. Кинетика активной среды лазера на парах меди в условиях продольной температурной неоднородности.

К настоящему времени лазеры на парах металлов (ЛПМ) используются в таких областях науки, техники и народного хозяйства, как лазерное разделение изотопов, обработка материалов, зондирование атмосферы, медицина. Широкое применение ЛПМ накладывает всё более высокие требования на характеристики излучения, надёжность работы приборов и на срок их службы.

Характерной особенностью лазеров на парах металлов и на солях металлов является их работа при достаточно высоких температурах активной среды. Например, в лазере на парах меди внутренняя стенка газоразрядного канала имеет температуру 1500 °С. При этом имеется определённый диапазон температур, в котором существует генерация, а также и оптимальная рабочая температура, при которой лазер имеет максимальный коэффициент полезного действия (КПД). Отклонение от оптимальной температуры активной среды приводит к снижению энергетических характеристик лазерного излучения. Температурный режим активного элемента непосредственно связан с такими параметрами, как максимальная мощность лазерного излучения, однородность излучения по диаметру пучка, расходимость излучения, энергосъём, и поэтому во многом определяет характеристики лазерного излучения. В силу этого проблема влияния температурных неоднородностей на характеристики излучения является актуальной.

Большинство имеющихся экспериментальных и теоретических работ по ЛПМ направлено на изучение явлений, связанных с процессами возбуждения рабочего вещества и буферного газа, а также с релаксацией плазмы после импульса возбуждения. Изучается однородность распределения таких параметров, как концентрации метастабильных и резонансных атомов, концентрация электронов, температура тяжёлых частиц в лазерах на парах металлов и их солях, которые играют важную роль в процессах формирования лазерного излучения. Однако опубликованные работы в основном связаны с изучением их радиальных распределений. Температура вдоль активного объёма, как правило, принимается однородной. В то же время, поскольку распределение потенциала электрического поля по рабочему объёму носит неоднородный характер, как в пространстве, так и во времени, обусловленная этим неоднородная диссипация энергии электрического разряда в газе формирует неоднородный температурный профиль вдоль рабочего объёма, который может достаточно существенно влиять на характеристики лазерного излучения. То есть, температурные режимы лазеров, выраженные в распределении температуры стенок вдоль активного объёма в лазерах на парах металлов, продольные температурные неоднородности и их влияние на характеристики лазерного излучения изучены явно недостаточно. Кроме того, есть ряд неизученных закономерностей во влиянии радиальных неоднородностей на параметры лазерного излучения.

Таким образом, проведение систематических исследований продольных температурных распределений; процессов, формирующих температурное поле рабочего объёма и выявление влияния температурных неоднородностей на параметры генерации, является актуальным.

Цель работы:

1) выявление распределения температуры вдоль активного объёма в лазерах на парах металлов в режиме саморазогрева; 2) выяснение роли продольной и радиальной диссипации энергии разряда в процессе формирования лазерного излучения; 3) изучение возможностей повышения таких характеристик выходного излучения, как средняя мощность генерации, энергосъём, уменьшение расходимости излучения, замедление процессов деградации выходных характеристик приборов.

Для достижения поставленной цели было необходимо: разработать и создать измерительные установки, позволяющие измерять параметры накачки Л11М, а также характеристики лазерного излучения (средняя и импульсная мощность генерации, форма и длительность импульса генерации); создать устройства для скоростной регистрации распределения температуры вдоль газоразрядного канала в лазерах на парах Си, Pb, СиВг, Sr; исследовать степень неоднородности распределения температуры по длине рабочего объёма, механизм формирования температурного поля в лазерах на парах металлов, созданию оптимальных условий для генерации; изучить механизмы формирования и снятия в условиях неоднородного радиального и продольного распределения температуры в лазерах на парах металлов; исследовать работу лазера на парах металлов на самоограниченных переходах, его энергетические характеристики и их поведение в зависимости от условий накачки и параметров активной среды в условиях температурной неоднородности.

Методы исследований:

- метод математического моделирования для описания состояния активной среды в период прохождения импульса возбуждения; оригинальная методика описания состояния активной среды в различных её частях, основанная на изучении энергетический и спектральных характеристик лазерного излучения.

Основные положения, защищаемые в диссертации:

1. В активной среде саморазогревных лазеров импульсный разряд продольной конфигурации в смеси паров металлов Си, РЪ, CuBr, Sr с буферными газами Не и Ne формирует неоднородное распределение температуры вдоль разрядного канала (100 - 200 К), которая наиболее сильно выражена в приэлектродной области со стороны катода при давлении буферного газа в диапазоне от 3 до

30 мм. рт. ст.

2. В активной среде лазера на парах бромида меди, в силу продольной неоднородной диссипации энергии разряда, вдоль газоразрядного промежутка соотношение мощностей генерации P(X,i)/P(X,2) на линиях = 0.5105 мкм и — 0.5782 мкм изменяется более чем в 4 раза, при этом в прилегающей к катоду области разрядного промежутка это соотношение минимально.

3. Степень радиальной неоднородности температурного поля активного объёма играет определяющую роль в эффективности формирования излучения с расходимостью, близкой к дифракционной, в лазере на парах свинца. Уменьшение степени радиальной неоднородности температуры (~30%) путём изменения вводимой в разряд мощности, а также рода и давления буферного газа позволяет увеличить долю мощности излучения с минимальной расходимостью в 2 раза).

Достоверность результатов работы подтверждается: воспроизводимостью результатов экспериментов по выявлению генерационных характеристик излучения, непротиворечивостью с результатами работ других авторов по температурным неоднородностям [52, 95] и продолжает их на случай продольных неоднородностей в рабочем объёме. Результаты, образующие основу первого защищаемого положения, согласуются с результатами работ других авторов [82] и обобщают их на случай диссипации энергии разряда и формирования температурного поля активного объёма. Известное поведение линий генерации лазера на парах меди в работе предлагается использовать для характеристики состояния частей активного объёма, что укладывается в представления о физических процессах, протекающих в активной среде лазера, и в достаточной степени выявляет продольную неоднородность инверсии насе-лённостей. Кинетическая модель, непротиворечивым образом дававшая согласие между теоретическими и практическими результатами в однородной среде, в работе используется для описания микропараметров плазмы в условиях температурных неоднородностей. Правомерность использования кинетической модели доказывается результатами численного моделирования. Результаты работы по формированию излучения с малой расходимостью лазера на парах свинца, с учётом специфики, согласуются с работами других авторов [96], соответствием результатов с радиальной неоднородностью активной среды.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые экспериментально исследовано продольное распределение температуры стенок разрядного канала, в результате которого установлена степень продольной неоднородности, вызванное неоднородной диссипацией энергии разряда. Установлена область давлений буферного газа, в пределах которой возникают сильные температурные неоднородности в прикатодной и в прианодной зонах рабочего канала;

- впервые показано влияние параметров активной среды на формирование лазерного излучения с малой расходимостью в лазере на парах свинца;

- показаны возможности повышения характеристик лазерного излучения, основанные на увеличении однородности распределения паров рабочего вещества вдоль рабочего канала;

- на основе оптимизации температурного режима впервые достигнута средняя мощность генерации 5 Вт на парах стронция с X = 6.456 мкм;

Научная ценность:

Результаты диссертационной работы позволяют понять физические процессы, проходящие в плазме продольного разряда при формировании активной лазерной среды. Проведён анализ возбуждения и снятия инверсии в условиях существования продольных температурных неоднородностей. Установлены условия их эффективного влияния на параметры генерации. Продолжая исследования по влиянию неоднородностей на характеристики излучения, проведённые другими авторами, материалы работы дополняют их, и служат основой для формирования более совершенных математических моделей лазеров, а также для создания теоретических моделей мультиэлементных лазеров (Си - Аи, Sr — СиВг). Результаты модельного рассмотрения физических процессов, происходящих в активной среде лазеров на самоограниченных переходах, работающих в режиме саморазогрева, позволяют более полно и более точно отображать процессы, происходящие в активной среде.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- результаты экспериментальных исследований использованы при разработке малой серии лазеров на парах меди "Милан - 1", "Милан - 5", "Милан - 10", со средней мощностью генерации 1, 5, и 10 Вт, работающих на линиях генерации 0.5105 и 0.5782 мкм;

- разработан и изготовлен малогабаритный лазер на парах стронция, работающий на самоограниченных переходах с длиной волны излучения X = 6.456 мкм, используемый в приборе измерения влажности атмосферы на коротких трассах;

- впервые определён массовый коэффициент поглощения парами воды лазерного излучения с X = 6.456 мкм (1.32 см /г) для условий, реализуемых в атмосфере;

- разработанная конструкция электрода для лазера на парах металлов (А.С. № 784695) и используемая при изготовлении лазеров создаёт условия для длительной и надёжной эксплуатации активного элемента;

- разработан способ формирования температурного профиля по длине активного объёма лазера на парах стронция, защищённый авторским свидетельством № 2456636 и используемый при изготовлении малоинерционного измерителя влажности;

- разработан и изготовлен активный элемент на основе предложенного решения по авторскому свидетельству № 1426671 лазера на парах свинца;

- определены условия эффективного формирования излучения с расходимостью, близкой к дифракционной, для лазера на парах свинца.

Внедрение результатов: на базе отпаянных активных элементов лазеров на парах металлов созданы опытные образцы лазеров, нашедших применение в системах зондирования атмосферы, в навигации, в медицине. Результаты диссертации внедрены в НИИ онкологии Томского научного центра СО РАМН. Рекомендуется использовать материалы диссертации в Томском государственном университете, в Институте оптики атмосферы СО РАН, в Ростовском государственном университете, ГНПП «Исток». Использование результатов работы планируется в фирме «Pulslight» (Болгария), в Вандербильтском университете (Нешвилл, штат Тенесси, США).

Материалы диссертации представлены на следующих конференциях:

5 Всесоюзный симпозиум по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Томск. ИОА. 1978. 5 Всесоюзный симпозиум по распространению лазерного излучения в атмосфере. Томск. ИОА. 1979. Научно - техническая конференция "Технология изготовления и тренировки отпаянных активных элементов лазеров на парах металлов. Рязань. 1980. Всесоюзное совещание "Ин-^ версная заселённость и генерация на переходах атомов и молекул" Томск. 1986. Международные конференции " Импульсные лазеры на переходах в атомах и молекулах", Томск, 1995г, 1997г, 1999г, 2001г., 2003г. "5-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Tecnology" (Томск, 2000). V Int.Conf. Atomic and molecular pulsed lasers, Tomsk, 10-14 September, 2001. Intern. Conf. on Lasers'2001, STS Press McLean, New Orleans. - 2002.

Публикация работы.

Основные результаты диссертации опубликованы в 38 печатных работах, в том if числе 8 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Всего диссертация содержит 147 страниц текста, 8 таблиц, 38 рисунков и список литературы из 131 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертационной работе изучены энергетические и временные характеристики лазеров на парах меди, свинца, стронция. Показано влияние температурных неоднородностей на характеристики излучения. Предложены методы и конструкции для увеличения импульсной и средней мощности излучения и эффективности работы лазеров на парах металлов. Рассмотрены некоторые их применения.

Основными результатами работы являются:

1. Установлено, что в определённом диапазоне давления буферного газа (3 -5- 50 мм. рт. ст.) на формирование температурного продольного профиля существенно влияет неоднородная диссипация энергии разряда, наиболее сильно выраженная в прикатодной области.

2. Неоднородное выделение энергии разряда выражается в том, что в этих условиях в лазере на парах меди и бромида меди в активном объёме в результате более высокой температуры в прикатодной области, вдоль разрядного канала создаются разные условия для формирования излучения.

3. Выявлена степень влияния параметров активной среды, а так же потребляемой мощности ГРТ на формирование излучения с малой расходимостью в лазере на парах меди, свинца, и определены пути оптимизации работы лазеров, направленные на уменьшение радиальной неоднородности.

4. Разработаны отдельные узлы газоразрядной трубки, такие, как электроды (А.С. № 784695), конструкции теплоизолятора (А.С. № 1424671), позволившие изготавливать активные элементы лазеров на парах меди, золота, свинца со значительно более высоким сроком службы, что позволило их использовать в установках зондирования атмосферы и в других применениях.

5. На основе предложенного расположения рабочего вещества (А.С. № 1132760), учитывающего профиль температурного поля активного объёма и, как следствие, создающего равномерное распределение паров рабочего вещества по активному объёму, повышается эффективность и срок службы лазера.

6. Достигнута рекордная мощность генерации (5 Вт) в лазере на парах стронция.

7. Экспериментально исследовано явление поглощения парами воды излучения лазера на парах стронция и определён коэффициент массового поглол щения для значений влажности, реализуемых в атмосфере, равный 1.32 • 10 см2 /г.

8. Разработан макет малоинерционного измерителя влажности с линейной зависимостью сигнала от влажности в диапазоне от 16 до 92 %, инерционность которого определяется модуляцией лазерного излучения.

1. Справочник по лазерам / Под ред.А.М.Прохорова. М.: Сов. радио. 1978. 504с.

2. Евтушенко В.А., Солдатов А.Н., Вусик М.В. и др. Лечение и профилактика послеоперационных осложнений у онкологических больных на лазерной установке "Малахит"// Оптика атмосферы и океана. 1993. Т. 6. № 6. С. 743 — 745.

3. Аржаник А. Р., Солдатов А. Н. Визуализация микрообъектов на большие экраны с использованием лазера на парах меди // Изв. вузов. Физика. 1995. № 7. С. 124-126.

4. Багинский Б.А., Евтушенко Г.С., Лизогуб В.Г., Макаревич В.Н., Удалый И.Ф., Филонов А.Г. Малогабаритный лазер на парах металлов с эффективной накачкой для медицинских и других применений // Оптика атмосферы и океана. 1993. Т. 6. №6. С. 731-739.

5. Евтушенко Г.С., Федосов А.В., Филонов А.Г., Ямпольский В.З. Лазерная шоу-система для написания текстовой информации // Оптика атмосферы и океана. 1996. Т. 9. № 7. С. 1034 1035.

6. Земсков К. И., Исаев А. А., Казарян М. А. и др. Лазерный проекционный микроскоп // Квант, электр. 1974. Т.1. № 1. С. 14-15.

7. Евтушенко Г. С., Кашаев В. Ю., Татур В. В., Фадеев В. Я. Лазерный створный маяк // Тез. докл. 3 Всес. конф. "Применение лазеров в технологии и системах передачи и обработки информации". Таллин, 1987. Ч. 2. С. 94 95.

8. Arshinov Yu. F., Zuev V. E., Naats I. E., Soldatov A. N. Fadeev V. Ya. Metal vapor lasers and their application to atmospheric optics // Proc. of the Intern. Conf. on Laser' 82. New Orlean: STS. Press. Mc.Lean, V.A., 1982. P. 486 492.

9. Евтушенко Г. С. Лазеры на парах металлов и устройства на их основе для решения задач оптики атмосферы и других применений. Дисс. докт. техн. наук. Томск, 1994.305 с.

10. Солдатов А.Н., Соломонов В.И. Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов. Новосибирск. Наука. 1985. 149 с.

11. Лазеры на парах металлов и их галогенидов // Труды ФИАН. Под ред. Н.Г.Басова. М. Наука. 1987. Т. 81. 185с.

12. Батенин В.М., Бучанов В.В., Казарян М.А., Климовский И.И., Молодых Э.И. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. // М.: РФФИ, 1998. 544 с.

13. Исаев А.А., Петраш Г.Г. Исследование импульсных газовых лазеров на атомных переходах.// Труды ФИАН: Импульсные газоразрядные лазеры на переходах атомов и молекул. М.: Наука, 1975. Т 81. С. 3 — 87.

14. Walter W.T., Solimene N., Piltch M., Gould G. // JEEE J. Quantum Electronics. 1966. Vol. QE 2. № 9. P. 474 - 479.

15. Leonard D.A. // IEEE J. Quantum Electron. 1967. Vol.QE-3. № 9. P.380-381.

16. Gryzinski M. Classical theory of electronic and ionic inelastic collisions // Phys. Rev. 1959. Vol. 115. July 15. P. 374 383.

17. Елецкий A.B., Земсков Ю.К., Родин A.B., Старостин А.Н. // Докл. АН СССР. 1975. Т.220. № 2. С. 318 321.

18. Вахмин П.А., Климовский И.И. // Теплофизика высоких температур. 1978. Т.16. С.1080- 1085.

19. Бохан П.А., Герасимов В.А., Соломонов В.И., Щеглов В.Б. // Квант, электр. 1978. Т. 5. № 10. С. 2162.

20. Солдатов А.Н., Фёдоров В.Ф. Лазер на парах меди с частотой следования импульсов до 230 кГц // Изв. вузов. Физика. 1983. № 9. С. 80.

21. Алаев М. А., Баранов А. И., Верещагин Н. М. и др. Лазер на парах медис частотой повторения импульсов излучения 100 кГц // Квант, электр. 1976. Т. 3. № 5. С. 1134-1136.

22. Smilanski I. Cooper hooks — investigation of the copper vapor kinetics // Proc. InternConf. on Lasers' 79. Orlando, Florida: SIS, Press. Mc. Lean, V. A., 1979. P. 327.

23. Harstad K.Q.// IEEE J. Quantum Electron. 1980. Vol. QE-16. № 5. P. 550 -558.

24. Kushner M.J. // IEEE J. Quantum Electron. 1981.Vol. QE-17.№ 8. P. 1555 -1565.

25. Вохмин П.А., Климовский И.И. // Теплофизика высоких температур. 1985. Т. 16. № 5. С. 1080 1085.

26. Климовский И.И. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. / Дисс. доктора физ.-мат. наук. М., 1991.

27. Арланцев С.В., Бучанов В.В., Васильев Л.А. и др. Расчётное исследование импульсно периодического лазера на парах меди // Квант, электр. 1980. Т. 7. № 11. С. 2319.

28. Мальцев А.Н. Кинетика импульсно-периодической генерации лазера на парах меди. // Томский филиал СО АН, 1982. Препринт № 1.

29. Исаев А.А., Леммерман Г.Ю. Система питания импульсных лазеров на парах металлов // Труды ФИАН.: Лазеры на парах металлов и их галогенидов. -М.: Наука, 1987. Т. 181. С. 164 179.

30. Климовский И.И., Селезнёва Л. А. О некоторых особенностях работы схемы с резонансной перезарядкой накопительной ёмкости, используемой для возбуждения лазеров на самоограниченных переходах. // Теплофизика высоких температур. 1979. Т. 17. С. 27 30.

31. Дёмкин В.П., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. // Оптика атмосферы и океана. 1993. Т.6. № 6. С. 659-665.

32. Солдатов А.Н., Фёдоров В.Ф., Юдин Н.А. // Квант, электр. 1994. Т.21(8). С. 733 734.ш 35. Солдатов А.Н., Суханов В.Б., Фёдоров В.Ф., Юдин Н.А. // Оптика атмосферы и океана. 1995. Т. 8. № 11. С. 1626 1636.

33. Юдин H. А. Эффективность активной среды и управление энергетическими характеристиками генерации лазера на парах меди / Дисс. . канд. физ.-мат. наук. Томск. 1996.160 с.

34. Солдатов А.Н. Лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов с управляемой генерацией / Дисс. докт. физ.- мат. наук. Томск. 1996. с.358.

35. Isaev А.А., Jones D.R., LittLe С.Е., Petrash G.G., Whyte C.G., Zemskov K.L. Characteristics of Pulsed Discharges in Copper Bromide and Copper HyBrlD Lasers // IEEE Journal of Quantum Electronics. 1997. Vol. 33. № 6. P. 919 926.

36. Jones D.R., Maitland A., Little C.E. A high efficiency 200 W average power copper HyBrlD laser // IEEE J. Quantum Electron. 1994. Vol 30. P. 2385 2390.

37. Фёдоров А.И., Сергеенко В.П., Тарасенко В.Ф. // Квант, электр. 1977. Т.4. №9. С. 2036-2037.

38. Walter W.T., Solimene N., Piltch M. e. a. Efficient pulsed gas discharge lam sers // IEEE J. Quantum. Electron. 1966. Vol. 2. P. 474.

39. Исаев A.A., Казарян M.A., Петраш Г.Г. Эффективный импульсный лазер на парах меди с высокой средней мощностью генерации // Письма в ЖЭТФ. 1972. Т. 16. С. 40-42.

40. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Импульсные лазеры с высокой частотой повторения на парах свинца, марганца, меди и золота // Ж.П.С. 1973. Т. 18. С. 483-484.

41. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Импульсный лазер с частотой повторения 10 кГц на парах меди // Оптика и спектроскопия. 1973. Т. 35. С.528.

42. Бохан П.А., Николаев В.Н., Соломонов В.И. Отпаяный лазер на парах меди // Квант, электр. 1975 Т.2. № 1. С. 159.

43. Бохан П.А., Климкин В.М. // Ж.П.С. 1973. Т.9. № 3. С. 414 418.

44. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. О возможности получения большой средней мощности генерации в видимой области оптического спектра // Квант, электр. 1973. № 6 (18). С. 112.

45. Kushner M.J., Warner В.Е. Large bore copper vapor lasers: Kinetics and scaling issues // J. Appl. Phys. 1983. Vol. 54. P. 2970.

46. Елаев В.Ф., Мельченко B.C., Поздеев B.B., Солдатов A.H. Влияние радиальной неоднородности газоразрядной плазмы на параметры генерации медного лазера // Эффективные газоразрядные лазеры на парах металлов. Томск. Изд. ИОА СО АН СССР. 1978. С. 179 188.

47. Елаев В.Ф., Поздеев В.В., Солдатов А.Н. Радиальная неоднородность газоразрядной плазмы медного лазера // Измерительные приборы для исследования параметров приземных слоев атмосферы. Томск. Изд. ИОА СО АН СССР. 1977. С. 94.

48. Солдатов А.Н., Шапарев Н.Я., Кирилов А.Е. и др. Радиальные характеристики генерационного излучения лазера на парах меди // Измерительные приборы для исследования приземных слоев атмосферы. Томск. Изд. ИОА СО АН СССР. 1977. С. 59.

49. Лесной М.А. Влияние теплового режима лазера на парах меди на мощность генерации //Квант, электр. 1988. Т.15. № 7. С. 1395 1397.

50. Исаев А.А., Леммерман Г.Ю. // Квант, электр. 1977. № 4 С. 1413 1417.

51. Фогельсон Т.Б., Бреусова Л.Н., Вагин Л.Н. Импульсные водородные тиратроны // М: Сов. Радио. 1974.

52. Жариков В.М., Зубов В.В., Лесной М.А., Лябин Н.А., Чурсин А.Д. // Квант, электр. 1984. № 11. С. 918.

53. Беляев В.П., Зубов В.В., Лесной М.А., Лябин Н.А., Чурсин А.Д., Воробьёв О.Д. // Электронная промышленность. 1981. Вып. 5-6 (101-102). С. 82.

54. Батенин В.М., Бурмакин В.А., Вохмин П.А., Климовский И.И., Лесной М.А., Селезнёва Л.А. Температура газа в лазере на парах меди // Теплофизика высоких температур. 1978. Т. 16. № 6. С. 1145 1151.

55. Земсков К.И., Исаков А.А., Г.Г.Петраш. Развитие разряда в импульсных лазерах на парах металлов // Квант, электр. 1999. Т.27. №7. С. 183 187.ф 64. Hogan G.P., Webb С.Е. // Optics comms. 1995. T.l 17. C.570.

56. Webb C.E., Hogan G.P. // In : Pulsed metal vapour lasers (Kluwer Academie Publishers). 1996. P. 29.

57. Hogan G.P., Webb C.E. // Meas. Sci. Technol. 1995. Vol. 8. P. 1095.

58. Исаев A.A., Казарян M.A., Петраш Г.Г., Раутиан С.Г., Шалагин A.M. Процесс формирования выходного пучка в импульсном газовом лазере с неустойчивым резонатором // Квант, электр. 1977. № 4. С. 1326.

59. Petr R.A., Zumdieck J.P., Demboski J., Smilanski I., Ewing J.J. and Center * R.E. Magnetic pulse compression for copper-vapor lasers // 4th IEEE Pulse of Power.

60. Conference. Digest of Technical Papers, 6-8 June. New York. 1983. P. 236 241.

61. Nerheim N.M., Bhanji A.M., Russel G.R. // IEEE J. Quant. Electron. 1978. Vol. QE 14, № 9. P. 686 - 693.

62. Бужинский О.И., Лопатин B.B., Черненко В.П. Физико-химические и электрофизические свойства высокотемпературных изоляционных керамик для лазеров на парах химических элементов // Квант, электр. 1981. Т. 8. № 8

63. Розбери Ф. Справочник по вакуумной технике и технологии П М.: Энергия. 1972.456 с.

64. Бохан П.А., Силантьев В.И., Соломонов В.И. О механизме ограничения частоты следования импульсов генерации в лазерах на парах меди // Квант, электр. 1980. Т. 7. № 6 С. 1264.

65. Бохан П.А., Горохов A.M., Ковалёв М.Е., Платонов А.В., Солдатов А.Н., Соломонов В.И. Лазер на парах меди "Милан 1" // Квант, электр. 1977. Т. 4. №6. С. 1395.

66. Г.Я, Власов, A.M. Горохов, А.Е. Кирилов, В.Н. Кухарев, Ю.П. Полунин, • А.В. Платонов, А.Н. Солдатов, В.Ф. Фёдоров, А.Г. Филонов. Лазеры на парахметаллов "Милан- 5" // ПТЭ. 1982. № 5. С.233.

67. Г.Я. Власов, A.M. Горохов, Г.А. Карманов, А.Е. Кирилов, А.В. Платонов, Ю.П. Полунин, А.Н. Солдатов, В.Ф. Фёдоров, А.Г.Филонов. Импульсный лазерш на парах металлов "Милан — 10" // Квант, электр. 1970. Т. 6. № 6. С. 1359 — 1360.

68. А.с. 784695 СССР, МКИ HOI3 S 3/22. Газоразрядная трубка лазера на парах химических элементов / A.M. Горохов, П.И. Ланшаков, А.В. Платонов, А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. Приоритет от 28.02.79г.

69. А.с. 1132760 СССР, МКИ Н013 S 3/03. Газоразрядная трубка лазера на парах металлов / В.Ф. Елаев, А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. — Опубл. в Б. И., 1993, №12.

70. Кухарев В.Н. Пространственно-временные характеристики поля в продольном импульсно периодическом разряде, типичном при накачке лазеров на самоограниченных переходах // ЖТФ. 1984. Т.54. Вып. 10. С. 1910-1914.

71. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток // Под ред. Л.А. Сена и В.Е. Голанта. М.: Наука, 1971.

72. Евтушенко Г.С., Филонов А.Г. Температурный режим работы лазера на парах металлов // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. №11. С. 1318 — 1322.

73. Евтушенко Г.С., Кирилов А.Е., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Фёдоров В.Ф. Исследование лазера на парах меди и золота с пространственно разнесёнными активными средами // Ж.П.С. 1983. Т.39. №6. С. 939 944.

74. Казарян М.А., Петраш Г.Г., Трофимов А.Н. Сравнительные характеристики лазеров на парах меди, хлорида и бромида меди // Квант, электр. 1980. Т. 7. № 3. С. 583.

75. Казарян М.А., Трофимов А.Н. Кинетика лазеров на парах солей металлов // Квант, электр. 1979. Т. 6. № 2. С. 274 280.

76. Батенин В.М., Заякин А.А., Климовский И.И. Кинетика рекомбинации атомов меди в лазерах на парах галогенидов меди // Квант, электр. 1980. Т.7.8. С. 1813.

77. Астаджов Д.Н., Вучков Н.К. Релаксация метастабильных атомов меди в лазере на парах бромида меди в режиме регулярных импульсов // Квант, электр. 1987. Т. 14. № 2. С. 396 399.

78. Елаев В.Ф., Лях Г.Д., Пеленков В.П. // Оптика атмосферы. 1989. Т.2.1. И. С. 1228-1229.

79. Астаджов Д.Н., Вучков Н.К., Петраш Г.Г., Саботинов Н.В. Исследование причин, ограничивающих срок службы лазеров на парах бромида меди // Тр. ФИАН им. П.Н. Лебедева: Лазеры на парах металлов и их галогенидов. М. Наука. 1987. Т.181.С. 122- 163.

80. Евтушенко Г.С., Петраш Г.Г., Суханов В.Б., Фёдоров В.Ф. CuBr лазер с частотой повторения импульсов до 300 кГц // Квант, электр. 1999. Т. 28. № 3. С. 220-223.

81. Солдатов А.Н., Ермолаев А.П., Кирилов А.Е., Филонов А.Г., Филонова Н.А. Температурный режим работы лазера на бромиде меди // Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13. № 8. С. 775 778.

82. Галкин А.Ф., Климовский И.И. Влияние радиальной неоднородности плазмы на характеристики генерации импульсно-периодических лазеров на парах меди с продольным разрядом. Препринт ИВТАН №5. 220с. М. 1987.

83. Земсков К.И., Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г., Раутиан С.Г. Применение неустойчивых резонаторов для получения дифракционной расходимости излучения импульсных газовых лазеров с большим усилением // Квант, электр. 1974. Т. 1. С. 863.

84. Fox A., Li Т. // Bell. Syst. Techn. J. 1961. Vol. 40. P. 453.

85. Silfast W.T., Deech J.S. // Appl.Phys.Letts. 1967. 1997. P. 11.

86. Ананьев Ю.А. // УФН. 1971. № 103. С. 705.

87. Ананьев Ю.А., Свентицкая Н.А., Шерстобитов В.Е. // ЖЭТФ. 1970. № 55. С. 130.

88. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г., Раутиан С.Г. // Квант, электр. 1974. № 1.С. 1379.

89. Hargrove R.S., Grove R. Kan. // IEEE J.Quant. Electron. 1979. Vol. QE-5. P. 1228.

90. Бужинский О.И., Кузнецова C.A., Сливицкая И.А., Сливицкий А.А. // Квант, электр. 1980. № 7. С. 2644.

91. Беляев В.П., Зубов В.В., Исаев А.А., Лябин Н.А., Соболев Ю.Ф., Чурсин А.Д. Пространственные, временные и энергетические характеристики излучения лазера на парах меди // Квант, электр. 1985. Т. 12. №1. С.71 79 .

92. Елаев В.Ф., Мирза С.Ю., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Солдатов А.Н., ^ Филонов А.Г. Влияние фонового излучения лазера на парах меди с неустойчивым резонатором на генерацию красителей // Квант, электр. 1986. Т. 13. № 5. С. 914-917.

93. Елаев В.Ф., Мирза С.Ю., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Филонов А.Г. Исследование лазеров на парах меди, золота и свинца с неустойчивым резонатором // Аппаратура дистанционного зондирования параметров атмосферы. Томск. Изд. ТФ СО АН СССР. 1987. С. 92 99.

94. Fowles G.R., Silfast W.T. // Appl. Phys. Letters. 1965. Vol. 6. P. 236 .

95. Кирилов A.E., Кухарев B.H., Солдатов A.H. // Квант, электр. 1979.6. С. 473.

96. Bricks B.G. and Karras T.W. Power scaling experiments with a discharge-heated lead vapor laser // In Proc. Int. Conf. Lasers 1979. McLean. VA: STS Press. 1980. P. 309-314.

97. Дивин В.Д., Исаков В.К. Исследование импульсного лазера на парах свинца при повышенных частотах следования импульсов возбуждения // Квант, электр. 1986. Т. 13. № 8. С. 1657 1664.

98. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Импульсный лазер на парах свинца с высокой пиковой и средней мощностью // Квант, электр. 1972. №5(11). С. 100.

99. Isaev А.А. and Petrash G.G. New generation and superradiance lines of lead vapor// JETP Lett. 1969. Vol. 10. P.l 19 121.

100. Anderson R.S., Bricks B.G., Karras T.W., and Springer L.W. Discharge-heated lead vapor laser // IEEE J. Quantum Electron. 1976. Vol. QE-12. P. 313 315.

101. Соломонов В.И. Некоторые характеристики лазеров на самоограниченных переходах в парах марганца и свинца // Квант, электр. 1979. Т. 6. №6. С. 1252-1257.

102. М. Cem Gokay and Lee A. Cross. Compact long-live high PRF 722.9 nm neutral lead vapor laser // IEEE J. Quantum Electron. 1981. Vol. QE-17. № 1. P. 11 12.

103. Feldman D.W., Liu C.S., Pack J.L., and Weaver L.A. Long-lived lead-vapor Л lasers // J. Appl. Phys. 1978. Vol.49. P. 3679 3683.

104. Chen C.J. Lead laser using lead chloride as a lasant // J. Appl. Phys. 1974. Vol. 45. P. 4663-4664.

105. David R. Jones and Chris E. Little. A lead bromide laser operating at 722.9 and 406.2 nm. // IEEE J. Quantum. Electron. Vol. 28. № 3. P. 589 593.

106. Г.С. Евтушенко, H.A. Филонова, А.Г. Филонов. Лазер на парах свинца с неустойчивым резонатором. // Ред. журн. "Изв. ВУЗов. Физика" Томск. 1994. Деп. в ВИНИТИ 22.11.94. № 2671-В94.

107. G.S. Evtushenko, N.A. Filonova, A.G. Filonov. Unstable resonator lead vapor• laser // Proc SPIE. 1995. Vol. 2619. P. 84 88.

108. Троицкий В.О.//ОфиО. 1993. Т. 6. №6. C.666-671.

109. Довгий Я.О. Оптические квантовые генераторы. // Киев: "Вища школа" 1977. 230 с.

110. А.С. 1424671 СССР, МКИ3 H01S 3/03. Газоразрядная трубка лазеров на парах металлов / В.Ф. Елаев, А.Г. Филонов. Приоритет от 12.01.87 г.

111. Материалы для электротехнических установок. Справочное пособие. Ред. Гутман М.Б. Москва. Энергоатомиздат. 1987.

112. А.С. 628781 СССР, МКИ3 H01S 3/22. Газоразрядная трубка лазера на парах металлов/ А.В. Платонов, А.Н. Солдатов, А.Г. Филонов. — Приоритет от 01.03.77 г.

113. Платонов А.В., Солдатов А.Н., Филонов А.Г. Импульсный лазер на парах стронция // Квант, электр. 1978. Т.5. № 1. С. 198 201.

114. Soldatov A.N., Polunin Yu.P., Filonov A.G., Shumeiko A. S., Ermolaev A.P. A high-power strontium-vapor laser at X = 6.456 цм. I I The 6-th International Symposium on Laser Physics and Laser Technology. Harbin. China. 18 24 August 2002. P. 101-103.

115. Deech J.S., Sanders J.H. // IEEE J. Quantum Electron. 1968. Vol. QE-4. P. 474.

116. Puhlight*. София Россия, Томск-г1. Солдагов А. Н./•J 12:33 FAI т359 2 974 3002pulssvbt co.1. София. Болгария.ф. -1Julsliu!u". 29 января 2003 г.

117. Состав группы исиьиаиий; Представители 1ГУ:- Солдатов A. 11. проф. технический представитель исполнителя.- Филонов А. Г. ci. н. сотр. представитель исполнителя. Шумейко А. С., ст. н. corp. представитель исполнителя.

118. Представители фирмы "Pulslight". (София):- Косгадинов И. директор ф/'Pulslight". технический представитель Вандербилы ского университета.3. Результаты испытаний:

119. Лазерный излучатели Приложение Н

120. Параметры j Спецификация | Параметры, зарегистрированные: | Приложение 1j при испытаниях:

121. Длина волны излучения 6.456 мкм ; 6.456 мкм1. Средняя мощность 1 i iизлучения ■ 0.7 Вт j 1 Вт1. Частота повторения , i l

122. ИМИ>.|ЬСОВ i 5 20 кГц . 1 18 кГц

123. Диаметр луча j 10-12 мм ; 12 мм1 1родолжительное гь i !импульса ! 50 нс i 50 нс

124. Охлаждение j Воздушное i Воздушное11отребляемая ( 1мощность i 1.5 кВт 1 кВт

125. ЗХ Акшвный элемсн! (Приложение 2)1. Параметры

126. Спецификация 11риложс ние 1

127. Длина иолны изл\чсмия j 6.456 мкм Средняя МОЩНОСТЬ >излучении : <».95 Bi Частота пои горенияимтльсов 5-20 кГц

128. Дцамегрл\ча , 10-15 мм Ilpt). ;*>лжи I ельностьчи1\льса • 50 не1. Охлаждение i Возд% шноеI1. Потребляемая ;мощность 1.5 кВт

129. Параметры, зарегистрированные ! при испытаниях6456 мкм1 Пт18 к! и )5 мм50 не Воздушное12 кВт1. Предел дыне.'.и II У:yft<"- п1. Солдатов А. Н./flbU-Jl*-■•.У1. Филонов А. I ./• L • ^Шумейко А. С.

130. Представителе фирмы "Pulslighi". (Софш.) технический представитель Вандербильтского \ ниверситсча: