Том 33, номер 03, статья № 4

Аннотация:

При возбуждении электронным пучком парогазовой смеси Ne + Tl и создании инверсии населенностей на переходах иона таллия Tl⁺ в реакциях перезарядки получена и исследована лазерная генерация на линиях Tl⁺ с l = 1922; 1385,2; 595,1; 695 и 707 нм (на первых двух линиях – впервые). В исследуемом диапазоне параметров накачки получена линейная зависимость мощности генерации от мощности накачки, свидетельствующая об эффективности электронно-пучкового возбуждения. Достигнута средняя мощность излучения 44 мВт на l = 595 нм при частоте 1 кГц с эффективностью ~ 0,06%. Проведено численное моделирование энергетических характеристик лазера.

Ключевые слова:

лазерная генерация, электронный пучок, ион таллия, реакция перезарядки, ионные линии генерации, численное моделирование

Список литературы:

1. Гудзенко Л.И., Яковленко С.И. Плазменные лазеры. М.: Атомиздат, 1978, 256 с.
2. Иванов И.Г., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Ионные лазеры на  парах  металлов.  М.:  Энергоатомиздат, 1990. 259 с.
3. Бохан П.А. Накачка газовых лазеров убегающими электронами, генерируемыми в открытом разряде // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. М.: Физматлит, 2005. Т. XI, гл. 4. С. 316–337.
4. Little C.E. Metal vapour lasers: Physics, engineering and applications. Wiley-VCH: Chichester, England, 1999. 646 p.
5. Бохан П.А. Процессы релаксации и влияние метастабильных состояний атомов и ионов металлов на механизм генерации и энергетические характеристики лазеров // Квант. электрон. 1986. Т. 13, № 9. С. 1837–1847.
6. Бохан П.А. Столкновительные лазеры на ионах Еu⁺ и Са⁺ с высокой энергией излучения // Письма в ЖТФ. 1986. Т. 12, № 3. С. 161.
7. Хомич В.Ю., Ямщиков В.А. Развитие методов получения пучков убегающих электронов для накачки газовых лазеров, генерирующих УФ-излучение // Прикл. физ. 2010. № 6. С. 77–88.
8. Belskaya E.V., Bokhan P.A., Zakrevsky D.E., Lavrukhin M.A. Influence of molecular gases on the lasing on the self-terminating He transition // IEEE J. Quantum Electron. 2011. V. 47, N 6. P. 795–802.
9. Бохан П.А., Гугин П.П., Закревский Д.Э. Лазер на парах бромида меди с возбуждением электронным пучком // Квант. электрон. 2016. Т. 46, № 9. С. 782–786.
10. Zinchenko S.P., Ivanov I.G., Sem M.F. Spectral and power output characteristics of the pulsed He-Hg⁺ and Ne-Tl⁺ hollow-cathode lasers with charge-transfer excitation // Proc. SPIE. 1993.   V. 2110.   P. 150–164.
11. Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Генерация на ионных переходах таллия и галлия // Электронная техника. Сер. 4. 1974. № 2. С. 12–16.
12. Glozeva M.G., Sabotinov N.V., Janossy M. High cur­rent regime of the helical hollow cathode Ne-TlCl and He-Kr lasers // Opt. Quantum Electron. 1986. V. 18, N 2. P. 455–459.
13. Иванов И.Г., Сэм М.Ф. Кинетика активных сред He−Hg, Ne−Tl и Ne−Ga импульсных ионных лазеров с разрядом в полом катоде // Оптика атмосф. и океана. 2001. Т. 14, № 11. С. 1016–1021.
14. Зинченко С.П., Иванов И.Г. Импульсные ионные лазеры с полым катодом: параметры накачки и генерации // Квант. электрон. 2012. Т. 42, № 6. С. 518–523.
15. Бохан П.А., Сорокин А.Р. Открытый разряд, генерирующий электронный пучок: механизм, свойства и использование для накачки лазеров среднего давления // Журн. тех. физ. 1985. Т. 55, № 1. С. 88–95.
16. Bokhan P.A., Zakrevsky Dm.E., Gugin P.P. Generation of high-current electron beam in a wide-aperture open discharge // Phys. Plasma. 2011. V. 18, N 10. P. 103112.
17. Сыцько Ю.И., Яковленко С.И. Кинетика ионизации и возбуждения газа жестким источником // Физика плазмы. 1976. Т. 2, Вып. 1. С. 63–71.
18. Molisch A.F., Oehry B.P., Schupita W., Magerl G.J. Radiation-trapping in cylindrical and spherical geo­metries // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1993. V. 49, N 4. P. 361–370.
19. Henderson M., Curtis L.J. Lifetime measurements in Tl II // J. Phys. B: Atom. Mol. Opt. Phys. 1996. V. 29, N 17. P. L629–L634.
20. Andersen T., Sørensen G. Systematic study of atomic lifetimes in gallium, indium, and thallium measured by the beam-foil technique // Phys. Rev. A. 1972. V. 5, N 6. P. 2447–2451.
21. Brage T., Proffitt Ch.R., Leckrone D.S. Relativistic ab initio calculations of oscillator strengths and hyperfine structure constants in Tl II // J. Phys. B: Atom. Mol. Opt. Phys. 1999. V. 32, N 13. P. 3183–3192.
22. Andersen R.J., Lee E.T. P., Lin Ch.C. Electron excitation functions of mercury // Phys. Rev. 1967. V. 157, N 1. P. 31–40.
23. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М.: Наука, 1977. 320 с.
24. Вайнштейн Л.А., Собельман И.И., Юков Е.А. Сечения возбуждения атомов и ионов электронами. М.: Наука, 1973. 144 с.
25. Wang Ch., Sahay P., Scherrer S.T. A new optical me­thod of measuring electron impact excitation cross section of atoms: Cross section of the metastable 6s6p 3P0 level of Hg // Phys. Lett. A. 2011. V. 375, N 24. P. 2366–2370.
26. Kim Y. Scaling of plane-wave Born cross sections for electron-impact excitation of neutral atoms // Phys. Rev. A. 2001. V. 64, N 3. P. 032713.
27. Hanne G.H. What really happens in the Franck–Hertz experiment with mercury? // Am. J. Phys. 1988. V. 56, N 8. P. 696–696.
28. Suzuki S., Kuzuma K., Iton H. Electron collision cross section of mercury // J. Plasma Fusion Res. 2006. V. 7. P. 314–318.
29. Kenty C. Production of 2537 radiation and the role of metastable atoms in an argon-mercury discharge // J. Appl. Phys. 1950. V. 21, N 12. P. 1309–1318.
30. Батенин В.М., Бохан П.А., Бучанов В.В., Евтушенко Г.С., Казарян М.А., Карпухин В.Т., Климовский И.И., Маликов М.М. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. Т. 2. М.: Физматлит, 2011. 616 с.
31. Casperson L.W. Laser power calculations: Sources of error // Appl. Opt. 1980. V. 19, N 3. P. 422–434.
32. Алешкевич В.А. Курс общей физики. Оптика. М.: Физматлит, 2011. 320 с.