Том 25, номер 03, статья № 10

Аннотация:

Рассмотрен процесс релаксации метастабильных уровней атома меди в межимпульсный период в лазере на парах меди. Показано, что высокая скорость релаксации после импульса возбуждения обусловлена ионизационным охлаждением электронов в активной среде и процессом диссоциативной рекомбинации в холодных буферных зонах газоразрядной трубки. При этом диссипация энергии, запасенная в реактивных составляющих импеданса разрядного контура, в этот период времени осуществляется в холодных буферных зонах. Процесс диссипации энергии в этих зонах происходит до момента, когда сопротивление плазмы в концевых зонах разрядного канала достигнет значения, начиная с которого проходные емкостные составляющие шунтируют холодные буферные зоны. В результате возникает высокочастотный контур и дальнейшая диссипация энергии осуществляется в активной среде. Это снижает скорость релаксации метастабильных состояний в межимпульсный период и определяет характерный излом во временном ходе населенности метастабильных состояний, определяющий момент возникновения высокочастотного контура.

Ключевые слова:

лазеры на самоограниченных переходах, инверсная населенность

Список литературы:

1. Петраш Г.Г. Импульсные газовые лазеры // Успехи физ. наук. 1971. Т. 105, вып. 4. С. 645-676.
2. Исаев А.А., Михкельсоо В.Т., Петраш Г.Г., Пеэт В.Э., Пономарев И.В., Трещалов А.Б. Кинетика возбуждения рабочих уровней лазера на парах меди в режиме сдвоенных импульсов // Квант. электрон. 1988. Т. 15, № 12. С. 2510-2513.
3. Пиотровский Ю.А., Реутова Н.М., Толмачев Ю.А. О роли ступенчатой ионизации в процессах формирования инверсной заселенности в лазерах на самоограниченных переходах // Оптика и спектроскопия. 1984. Т. 7, вып. 1. С. 99-104.
4. Carman R.J., Brown D.J.W., Piper J.A. A self-consistent model for the discharge kinetics in a high-repetition-rate copper-vapor laser // IEEE J. Quantum. Electron. 1994. V. 30, N 8. P. 1876-1895.
5. Юдин Н.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е. Оптогальванический эффект в лазере на самоограниченных переходах атома меди // Квант. электрон. 1999. Т. 28, № 3. С. 273-276.
6. Hogan G.P., Webb C.E. Pre-ionization and discharge breakdown in the copper vapour laser: the phantom current // Opt. Commun. 1995. V. 117, N 5. P. 570-579.
7. Земсков К.И., Исаев А.А., Петраш Г.Г. Развитие разряда в импульсных лазерах на парах металлов // Квант. электрон. 1999. Т. 27, № 2. С. 183-188.
8. Юдин Н.А., Суханов В.Б., Губарев Ф.А., Евтушенко Г.С. О природе фантомных токов в активной среде лазеров на самоограниченных переходах атомов металлов // Квант. электрон. 2008. Т. 38, № 1. С. 23-29.
9. Юдин Н.А., Губарев Ф.А., Суханов В.Б. Развитие разряда в активных средах лазеров на парах металлов с малым рабочим объемом // Изв. вузов. Физ. 2010. Т. 53, № 5/2. С. 41-46.
10. Юдин Н.А. Развитие пробоя в активных средах лазеров на парах металлов с высокой проводимостью плазмы // Изв. вузов. Физ. 2010. Т. 53, № 5/2. С. 113-118.
11. Бохан П.А., Силантьев В.И., Соломонов В.И. О механизме ограничения частоты следования импульсов генерации в лазере на парах меди // Квант. электрон. 1980. Т. 7, № 7. С. 1264-1269.
12. Webb C.E., Hogan G.P. Copper laser kinetics - a comparative study // Proc. the NATO advanced Research workshop on Pulsed metal Vapor Lasers - Physic and Emerging Applications in Industry, Medicine and Science. St. Andrews, UK, Aug. 6-0, 1995 / C.E. Little and N.V. Sabotinov, Eds. Dordrecht: NATO ASI Series, Kluwer Academic Publishers, 1996. P. 29-42.
13. Батенин В.М., Бурмакин В.А., Вохмин П.А., Евтюнин А.И., Климовский И.И., Лесной М.А., Селезнева Л.А. Временной ход концентрации электронов в лазере на парах меди // Квант. электрон. 1977. Т. 4, № 7. С. 1572-1575.
14. Елаев В.Ф., Мельченко В.С., Поздеев В.В., Солдатов А.Н. Временной ход концентрации электронов в послесвечении разряда в лазере на парах меди // Эффективные газоразрядные лазеры на парах металлов / Ред. П.А. Бохан. Томск: ИОА СО АН СССР, 1978. С. 179-188.
15. Батенин В.М., Бурмакин В.А., Вохмин П.А., Климовский И.И., Лесной М.А., Селезнева Л.А. Температура газа в лазере на парах меди // Теплофиз. высок. температур. 1979. Т. 17, № 6. С. 976-980.
16. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Диссоциативная рекомбинация электрона и молекулярного иона // Успехи физ. наук. 1982. Т. 136, вып. 1. С. 25-59.
17. Kasner W.H. Study of the Pressure and Temperature Dependence of Electron-Ion Recombination in Neon // Phys. Rev. 1968. V. 167, N 1. P. 148-151.
18. Дьячков Л.Г., Кобзев Г.А. Баланс энергии электронов в послесвечении лазеров на парах металлов // Ж. техн. физ. 1978. Т. 48, вып. 11. С. 2343-2346.
19. Кельман В.А., Климовский И.И., Коноплев А.Н., Опачко И.И., Селезнева Л.А., Фучко В.Ю. Релаксация метастабильного 4s2 2D5/2 уровня атома меди в послесвечении импульсного разряда в лазере на парах меди // Квант. электрон. 1984. Т. 11, № 11. С. 2191-2196.
20. Smilanski I. Copper hooks-investigation of the copper vapor kinetics // Proc. Int. Conf. Lasers`79. Orlando, Florida / Ed. V.G. Corcoran. 1979. P. 327-334.
21. Литвиненко Ф.Я., Кравченко В.И., Егоров А.Н. Измерение времени жизни нижних рабочих уровней лазера на парах меди // Квант. электрон. 1983. Т. 10, № 6. С. 1212-1217.
22. Бохан П.А., Закревский Д.Э. Влияние согласования генератора накачки с лазерной трубкой и условий накачки на релаксацию метастабильных состояний и частотно-энергетические характеристики лазера на парах меди // Квант. электрон. 2002. Т. 32, № 7. С. 602-608.
23. Батенин В.М., Бучанов В.В., Казарян М.А., Климовский И.И., Молодых Э.И. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. М.: Научн. книга, 1998. 544 с.
24. Litlle C.E. Metal Vapour Lasers. Physics, Engineering and Application. N.Y.: John Wiley & Sons, 1999. 620 p.
25. Юдин Н.А. Влияние параметров разрядного контура на частотно-энергетические характеристики генерации лазера на самоограниченных переходах атома меди // Квант. электрон. 2000. Т. 30, № 7. C. 583-586.
26. Закревский Д.Э., Мошкунов А.И., Рахимов Г.Г., Юдин Н.А. Лазерный комплекс на парах меди с выходной мощностью до 200 Вт для целей "AVLIS" // 5-я Всерос. (международная) научн. конф. "Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул". Звенигород, 2000. С. 102-105.
27. Климовский И.И., Селезнева Л.А. О некоторых особенностях работы схемы с резонансной перезарядкой накопительной емкости, используемой для возбуждения лазеров на самоограниченных переходах // Теплофиз. высок. температур. 1979. Т. 17, № 1. С. 27-30.
28. Исаев А.А., Леммерман Г.Ю. Система питания импульсных лазеров на парах меди / Лазеры на парах металлов и их галогенидов. (Тр. ФИАН, Т. 181). М.: Наука, 1987. С. 164-179.
29. Елаев В.Ф., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Исследование поведения проводимости плазмы лазера на парах меди // Оптика атмосф. и океана. 1996. Т. 9, № 2. С. 169-173.
30. Jones D.R., Maitland A., Little C.E. A high-efficiency 200 W average power copper HyBrlD laser // IEEE J. Quantum. Electron. 1994. V. 30, N 10. P. 2385-2390.
31. Withford M.J., Brown D.J.W., Carman R.J., Piper J.A. Investigation of the effects of bromine and hydrogen bromide additives on copper vapor laser performance // Opt. Commun. 1997. V. 135, iss. 1-3. P. 164-170.
32. Земсков К.И., Исаев А.А., Петраш Г.Г. Роль отрицательных ионов в плазме импульсных лазеров на парах металлов и их соединений // Квант. электрон. 1997. Т. 24, № 7. С. 596-600.
33. Skripnitenko A.S., Soldatov A.N., Yudin N.A. Method of Two-pulse Frequency Regulation of Copper-Vapour Laser Parameters // J. Russian Laser Res. 1995. V. 16, N 2. Р. 134-137.
34. Kazaryan M.A., Lyabin N.A., Soldatov A.N., Yudin N.A. Role of the density of lower laser levels in the control of generation parameters of copper vapor laser // J. Russian laser Res. 2005. V. 26, N 5. P. 373-379.
35. Солдатов А.Н., Федоров В.Ф. Лазер на парах меди с частотой следования импульсов 230 кГц // Изв. вузов. Физ. 1983. Т. 26, № 9. С. 80-84.
36. Евтушенко Г.С., Петраш Г.Г., Суханов В.Б., Федоров В.Ф. CuBr-лазер с частотой повторения импульсов до 300 кГц // Квант. электрон. 1999. Т. 28, № 3. С. 220-222.
37. Васильева А.В., Латуш Е.Л., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Чеботарев Г.Д., Юдин Н.А. Визуализация ИК-излучения лазера на парах стронция // Изв. вузов. Физ. 2010. Т. 53, № 5/2. С. 62-65.