1986 г. Январь Том 148, вып. 1 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК ...
1986 г. Январь Том 148, вып. 1 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК ...
1986 г. Январь Том 148, вып. 1 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
114 Г. А, МЕСЯЦ, Ю. Д. КОРОЛЕВразряда за счет е<strong>г</strong>о стя<strong>г</strong>ивания на часть поверхности катода. Это дости<strong>г</strong>аетсясозданием за счет профилирования электродов однородно<strong>г</strong>о поля в разряднойзоне и распределением пятен по всей площади катода 61 . Кроме то<strong>г</strong>о, плотностьтока можно ре<strong>г</strong>улировать изменением индуктивности электрическойцепи 53 . Указанные меры позволили получить объемные разряды с ионизационнымразмножением, при<strong>г</strong>одные для накачки лазеров на <strong>г</strong>ало<strong>г</strong>енидах с длительностью<strong>г</strong>орения 10~ 6 с 63 и получить <strong>г</strong>енерация в таком режиме 104 .5. ИМПУЛЬСНЫЕ СО 2-ЛАЗЕРЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ5.1. Коэффициент усиления, энер<strong>г</strong>етическиеи спектральные параметры импульсовв режиме <strong>г</strong>енерацииРазвитие методов зажи<strong>г</strong>ания объемных разрядов позволило осуществлятьнакачку СО 2-лазеров высоко<strong>г</strong>о давления в диапазоне длительностей импульса10~ 7 —10~ 4 с. Уже в первых экспериментах 63 , 69 было показано, чтоосновные закономерности кинетических процессов при давлениях вплотьдо десятков атмосфер остаются такими же, как и при низких давлениях. Соответственносохраняются вое достоинства разряда в смесях СО 2: N 2: Heкак высокоэффективной среды лазера в ИК диапазоне спектра. В частности,накачка верхне<strong>г</strong>о лазерно<strong>г</strong>о уровня молекулы СО 2(00° 1) осуществляетсяэлектронным ударом и при передаче возбуждения от перво<strong>г</strong>о колебательно<strong>г</strong>осостояния (v = 1) азота. Разрушение возбужденных частиц, если исключитьиндуцированное излучение, происходит в процессах колебательной релаксациипри столкновениях молекул. Обширные данные по временам релаксации7 , 69 , 70показывают, что увеличение скорости протекания реакций полностьюопределяется давлением <strong>г</strong>аза. При этом для р = 1 атм время жизниверхне<strong>г</strong>о лазерно<strong>г</strong>о уровня имеет порядок 10 ~ 5 с, что существенно превышаетвремена раз<strong>г</strong>рузки нижних состояний симметрично<strong>г</strong>о и деформационно<strong>г</strong>о типаколебаний СО 2, а также время передачи энер<strong>г</strong>ии от N 2к СО 2.Переход к высоким давлениям <strong>г</strong>аза позволил решить ряд принципиальныхзадач физики и техники <strong>г</strong>азовых лазеров.1. За счет повышения концентрации частиц на несколько порядков увеличенаудельная энер<strong>г</strong>ия 63 . 69 , а увеличение объема активной среды позволилополучить полные энер<strong>г</strong>ии на уровне 10 3 —10 4 Дж 66 , 105 .2. Получены средние мощности излучения порядка и более 10 4 Вт длялазеров в непрерывном и импульсно-периодическом режиме 16 , 10в .3. Дости<strong>г</strong>нуто управление формой импульса <strong>г</strong>енерации и получены ультракороткиеимпульсы V 6 . Созданы усилительные модули с выходной энер<strong>г</strong>иейсвыше 10 3 Дж при длительности 10- 9 с. На их основе разработана и испытываетсяустановка для целей инерциально<strong>г</strong>о УТС на полную энер<strong>г</strong>ию40 кДж (система «Antares») 107 , 108 .4. Осуществлена плавная перестройка <strong>г</strong>енерируемой частоты в широкомдиапазоне колебательно-вращательных переходов Р- и R-ветви молекулыСО 26Э.Рассмотрим основные закономерности излучения СО 2-лазеров. Важнойхарактеристикой активной среды является коэффициент усиления х. В общемслучае к в центре линии <strong>г</strong>енерации пропорционален плотности инверсииAN и обратно пропорционален ширине линии излучения. Типичные условиявозбуждения лазеров соответствуют удельным энер<strong>г</strong>иям, вводимым вразряд, w ^ 0,3 Дж/см 3 -атм, так как при этом еще не существенно проявляютсяотрицательные эффекты, связанные с на<strong>г</strong>ревом активной среды. Отталкиваясьот длительности импульса накачки £ иили от удельной мощности,выделяемой в <strong>г</strong>азе, можно выделить два предельных случая возбуждения:^< '"- <strong>г</strong>де £ в— время жизни верхне<strong>г</strong>о лазерно<strong>г</strong>о уровня.