Широкоапертурные нецепные HF (DF) лазеры, инициируемые объемным самостоятельным разрядом
Диссертация
Автор благодарен В. Ф. Орешкину и А. В. Сайфулину за творческое обсуждение и непосредственное участие в проведении экспериментов. А. А. Белевцеву за большую помощь в интерпретации полученных результатов и плодотворное сотрудничество. И. Г. Кононову за полезные обсуждения и ценные советы. Автор выражает искреннюю признательность С. П. Пятецкому за всестороннюю помощь при создании экспериментальных… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ HF (DF) ЛАЗЕРОВ НА НЕЦЕПНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ. (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
- 1. 1. Нецепные HF (DF) лазеры. (Принцип работы и общая характеристика)
- 1. 2. Нецепные HF (DF) лазеры с инициированием нецепной химической реакции электрическим разрядом
- 1. 3. Основные трудности получения ОСР в рабочих смесях нецепных HF (DF) лазеров
- 1. 4. Поиск методов формирования ОСР в рабочих смесях HF (DF) лазера
- Задачи исследования
- ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ОСР НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕЦЕПНЫХ HF (DF) ЛАЗЕРОВ
- 2. 1. Описание экспериментальной установки и методики экспериментов
- 2. 2. Инициирование ОСР при помощи рентгеновского излучения
- 2. 3. Инициирование ОСР барьерным разрядом, распределенным по поверхности катода
- 2. 4. ОСР в системе электродов с однородным распределением электрического поля
- 2. 5. ОСР в системе электродов с анизотропно-резистивным катодом
- 2. 6. ОСР без предыонизации в системе плоских металлических электродов
- 2. 7. Обсуждение результатов
- 2. 8. Выводы
- ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СИОР В РАБОЧИХ СМЕСЯХ НЕЦЕПНЫХ HF (DF) ЛАЗЕРОВ
- 3. 1. Описание экспериментальной установки и методики экспериментов
- 3. 2. Общая характеристика СИОР
- 3. 3. Исследование устойчивости СИОР в SF6 и его смесях с другими газами
- 3. 4. Пространственно-временная эволюция ОСР
- 3. 5. Факторы, влияющие на плотность КП в смесях SF6 с углеводородами
- 3. 6. Влияние неоднородности распределения электрического поля в промежутке на устойчивость СИОР
- 3. 7. Расчет характеристик ОСР в SF6 и смесях SF6 с углеводородами
Список литературы
- Справочник по лазерам /Под ред. A.M. Прохорова. — Сов. радио, 1978.
- Башкин А.С., Игошин В. И., Ораевский А. Н., Щеглов В. А., Химические лазеры. М.: Наука, 1982.
- Аблеков В.К., Денисов Ю. Н., Прошкин В. В. Химические лазеры. М.: Атомиздат, 1980.
- Химические лазеры./ Под ред. Р. Гросса и Дж. Ботта, М.: Мир, 1980.
- Гордон Е.Б., Матюшенко В. И., Надхин А. И., Сизов В. Д., Сулеменков И. В. Управление спектральным составом излучения мощного импульсного химического HF-лазера// Химическая Физика, 1993, т. 12, № 10, с. 1359.
- В.Ю. Баранов, Ф. И. Высикайло, А. В. Демьянов, И. В. Кочетов, Д. Д. Малюта, В.Ф. Толстов// Препринт ИАЭ-3780.-М., 1983.
- Межерис. Лазерное дистанционное зондирование М. Мир. 1987.
- Зуев В.В., Зуев В. Е. Лазерный экологический мониторинг газовых компонент атмосферы: М.: Наука, 1992.
- Аполлонов В.В., Байцур Г. Г., Прохоров A.M., Фирсов К. Н. Формирование объемного самостоятельного разряда в плотных газах при больших межэлектродных расстояниях// Письма в ЖТФ, 1985, т. 11, вып.20, с. 12 621 266.
- Аполлонов В.В., Байцур Г. Г., Прохоров A.M., Фирсов К. Н. Формирование объемного разряда для накачки С02-лазеров// Квантовая электроника, 1987, т. 14, с. 1940−1942.
- Бычков Ю.И., Королев Ю. Д., Месяц Г. А. Инжекционная газовая электроника. Н.: Наука, 1982.
- Королев Ю.Д., Месяц Г. А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.
- Мак-Даниэль И., Нигэн У. Газовые лазеры, М.: Мир, 1.986, с. 461−502.
- Бортник И.М. Физические свойства и электрическая прочность элегаза. М.: Энергоатомиздат, 1998.
- Виноградов А.С., Зимкина Т. М. Сечения фотопоглощения шестифтористой серы в области мягкого и ультрамягкого рентгеновского излучения// Опт. и спектр., 1972, т. 32, с. 33−37.
- Бельков Е.П., Дашук П. Н., Козлов Ю. И., Пискунов А. К., Романенко Ю. В., Спичкин Г. Л. Формирование объемного разряда в электроотрицательных газовых смесях// ЖТФ, 1982, т. 52, с.17 943−1801.
- Deutsch T.F. Molecular laser action in hydrogen and deuterium halid. es// Appl. Phys. Letters, vol. 10, pp. 234−236, (1967).
- Елецкий А.В. Процессы в химических лазерах.//УФН, 1981, т. 134, с. 237.
- Wolbarsht M.L. Laser Surgery: С02 or HF// IEEE J. QE-20, 1427, (1984).
- Jones C.R., Buchwald M.I. Ammonia laser optically pumped with an HF laser// Opt. Commun., 1978, vol. 24, p. 27.
- Evans D.K., Robert D. McAlpine, McClusky F.K.//Chem. Phys. 1978, vol. 32, p. 81.
- Великанов С.Д., Елугин A.C., Кудряшов E.A., Пегоев И. Н., Синьков С. Н., Фролов Ю. Н. Применение DF-лазера для анализа углеводородов в атмосфере// Квантовая электроника, 1997, т. 24, № 3, с.279−282.
- Jensen R.J., Rice W.W. Electric discharge initiated SF6-H2 and SF6-HBr chemical lasers//Chem. Phys. Lett. 1970, vol. 7, p. 627−629.
- Jacobson T.V., Kimbell G.H. Transversely pulse-initiated chemical lasers: Atmospheric-pressure operation of an HF laser// J. Appl. Phys., 1971, vol. 42, p.3402−3405.
- Jacobson T.V., Kimbell G.H. WC 8 Parametric studies of pulsed HF lasers using transverse excitation// IEEE J. Quantum Electron., 1973, vol. QE-9, p.173−181.
- Obara M., Fujioka Т. Pulsed HF Chemical lasers from Reactions of Fluorine Atoms with Benzene, Toluene, Xylene, Methanol, and Acetone// Jap. J. Appl. Phys., 1975, vol. 14, No. 8, p. 1183−1187.
- Запольский А.Ф., Юшко К. Б. Электроразрядный лазер на смеси SF6 Н2 с накачкой от индуктивного накопителя// Квантовая электроника, 1979, т. 6, с. 408.
- Wlodarczyk G. A Photopreionized Atmospheric Pressure HF Laser// IEEE J. Quantum Electron., 1978, vol. QE-14,p. 768−771.
- Midorikava M., Sumida S., Sato Y., Obara M, Fujioka T. An UY preionised self sustained discharge HF/DF laser// IEEE QE-15, p. 190, (1979).
- Anderson N., Bearpark Т., Scott S.J. «An X-ray preionised self sustsined discharge HF/DF laser"//Appl. Phys. В 63, p. 565−573, (1996).
- Voigner F., Gastaund M. Improved performance of a double discharge initiated pulsed HF chemical laser// Appl. Phys. Lett., 1974, vol. 25, p. 649.
- Pummer H., Breitfeld W., Welder H., Klement G., and Kompa K.L., Parameter study of 10-J hydrogen fluoride laser//Appl. Phys. Lett., Vol. 22, No. 7, (1973).
- Puech V., Prigent P., Brunet H., High-Efficiency, High-Energy Performance of a Pulsed HF Laser Pumped by Phototriggered Discharge// Appl. Phys. В., Vol. 55, p. 183−185, 1992.
- Малюта Д.Д., Толстов В. Ф., Химический импульсный HF лазер на смеси технического C3Hg с SF6, инициируемый электрическим разрядом// Квантовая электроника, 1983, т. 10, с.441−443.
- Wensel R.G. and Arnold G.P. A Double-Discharge-Initiated HF laser// IEEE J. Quantum Electron., 1972, vol. QE-8, p. 26−27.
- Arnold G.P. and Wensel R.G. Improved Performance of an Electrically Initiated HF laser// IEEE J. Quantum Electron., 1973, vol. QE-9, pp. 491−493.
- Босамыкин В. С., Гордон Е. Б., Горохов В. В., Карелин В. И., Матюшенко В. И., Репин Г1.Б., Сизов В. Д. Импульсный химический HF-лазер высокого давления с электроразрядным инициированием// Квантовая электроника, т. 9, с. 1489, (1982).
- Месяц Г. А., Осипов В. В., Тарасенко В. Ф. Импульсные газовые лазеры. М.: -Наука, 1991.
- Patterson E.L., Gerber R.A. Characteristics of a high-energy hydrogen Fluoride (HF) laser initiated by an intense electron beam//IEEE J.Quant. Electron., 1975, QE-11, p. 642.
- Гордон Е.Б., Матюшенко В. И., Репин П. Б., Сизов В. Д. Энергетическая цена образования атомов фтора в импульсном электрическом разряде//Химическая физика. 1989, Т. 8, № 9, с. 1212.
- Башкин А.С., Ораевский А. Н., Томашев В. Н., Юрышев Н. Н., Об энергозатратах на образование атомов фтора при диссоциации фтора и фторидов электронным пучком//Квантовая электроника, 1983, т. 10, с.428−429.
- D.J. Brink, V. Hasson, Compact megawatt helium-free TEA HF/DF lasers// J. Phys. E: Sci. Instrum., vol. 13, p. 553−556, (1980).
- Novak J. P., Frechette M. F. Transport coefficients of SF6 and SF6-N2 mixtures from revised data// J. Appl. Phys. 1984. Vol. 55. № 1. pp. 107−118.
- Phelps A.V., Van Brunt R.J. Electron-transport, ionization, attachment, and dissociation coefficients in SF6 and its mixtures// J. Appl. Phys. 1988. Vol. 64, № 9, pp. 4269−4277.
- Осипов B.B. Самостоятельный объемный разряд// УФН, 2000, т. 170, № 3, с.225−245.
- Королев Ю.Д., Месяц Г. А. Автоэмиссионные и взрывные процессы в газовом разряде. Н.: Наука. 1982.
- Генкин С.А., Карлов Н. В., Клименко К. А. Применение мягкого рентгеновского излучения для инициирования объемного разряда в больших межэлектродных промежутках// Письма в ЖТФ.- 1984, т. 10, вып. 11, с. 641 644.
- Гейман В.Г., Генкин С. А., Клименко К. А. Особенности формирования самостоятельного разряда в больших межэлектродных промежутках // ЖТФ, 1985, т. 55, вып. 12, с. 2347−2353.
- Спичкин Г. Л. Импульсный высоковольтный объемный разряд в элегазе// ЖТФ, 1986, т. 56, с.1923−1932.
- Аполлонов В.В., Байцур Г. Г., Прохоров A.M., Семенов С. К., Фирсов К. Н. Влияние легкоионизуемых веществ на устойчивость объемного разряда в рабочих смесях С02-лазеров//Квантовая электроника, 1988, т. 15, с. 553−560.
- Фирсов К.Н. Исследование влияния легкоионизуемых веществ на характеристики С02-усилителя с накачкой импульсным самостоятельным разрядом: Диссертация канд. физ.-мат. наук. -М., 1981.
- Аполлонов В.В., Казанцев С. Ю., Орешкин В. Ф., Фирсов К. Н. Возможности увеличения выходной энергии нецепного HF (ЭР)-лазера// Квантовая электроника. 1997, Т.24., № 3, с 213.
- Аполлонов В.В., Казанцев С. Ю., Орешкин В. Ф., Фирсов К. Н. Эффективные нецепные HF(DF)^a3epbi с высокими выходными характеристиками// Письма в ЖТФ. 1996, Т.22., № 24, с 60.
- Аполлонов B.B., Казанцев С. Ю., Орешкин В. Ф., Фирсов К. Н. Нецепной электроразрядный HF(DF)-na3ep с высокой энергией излучения// Квантовая электроника. 1998, Т.24., № 2, с 123.55.
- Apollonov, V. V.- Firsov, K. N.- Kazantsev, S. Y.- Oreshkin, V. F., High-power SSD-based pulse nonchain HF (DF) laser/ Proceedings of SPIE, High-Power Laser Ablation, 1998, Vol. 3343, p.783.
- Аполлонов В.В., Казанцев С. Ю., Орешкин В. Ф., Фирсов К. Н. Мощный импульсный нецепной HF(DF) лазер с инициированием объемным самостоятельным разрядом// VIII Конф. по физике газового разряда (Рязань, изд-во Рязан. радиотехнич. акад., 1996, с. 6).
- Аполлонов В.В., Казанцев С. Ю., Орешкин В. Ф., Фирсов К. Н. Объемный самостоятельный разряд для инициирования широкоапертурных нецепных HF(DF) лазеров// IX Конф. по физике газового разряда (Рязань, изд-во Рязан. радиотехнич. акад., 1998, с. 60).
- Бохан П.А., Сорокин А.Р.//ЖТФ, 1985, т. 55, с. 88.
- Lamberton Н.М., Pearson P.R.//Electron. Lett., 1971, vol. 7, p. 141.
- Великин A.A., Канатенко M.A., Подмошенский И.В./ III Всес. Конф. по физике газового разряда. Киев, 1986 (Киев, изд-во КГУ, 1986, с. 315).
- Pasquiers S., Richeboeuf L., Doussiet F., Legentil M., Postel C., Puech V. Correlations between laser performance and discharge dynamic in photo-triggered HF laser/ Proc. SPIE, 1996, vol. 2788, p. 84.
- Brunet H. Improved DF performance of a repetitively pulsed HF/DF laser using a deuterated compound/ Proc. SPIE, 1997, vol. 3092, p. 494−497.
- Аполлонов В.В., Казанцев С. Ю., Орешкин В. Ф., Фирсов К. Н. Устойчивость объемного самостоятельного разряда в смесях SF6 с углеводородами (угледейтеридами)/ VIII Конф. по физике газового разряда (Рязань, изд-во Рязан. радиотехнич. акад., 1996, с. 7).
- Аполлонов B.B., Казанцев С. Ю., Сайфулин A.B., Фирсов К. Н. Характеристики разряда в нецепном HF(DF)^a3epe// Квантовая электроника, 2000, Т.ЗО., № 6, с 483.
- Аполлонов В.В., Белевцев А. А., Казанцев С. Ю., Сайфулин А. В., Фирсов К. Н. Самоинициирующийся объемный разряд в нецепных HF-лазерах на смесях SF6 с углеводородами// Квантовая электроника. 2000, Т.30., № 3, с 207 214.
- Словецкий Д.И., Дерюгин А. А. Функции распределения электронов по энергиям и взаимодействие электронов с многоатомными фторсодержащими газами: В кн. Химия плазмы/ Ред. Смирнов Б. М., с. 240, (1987).
- Месяц Г. А. Эктоны. Екатиринбург.: Наука. 1993. т. 2.
- Eberhagen A. Die Anderung der Austrittsabeit von Metallen durch eine Gasadsorption// Zs. Phys., 1960, Bd. 8, S. 245−294.
- Richeboeuf L., Pasquiers S., Legentil M. and Puech V. The influence of H2 and C2H6 molecules on discharge equilibrium and F-atom production in a phototriggered HF laser using SF6// J.Phys. D: Appl.Phys., (1998, vol. 31, p 373.
- Бычков Ю.И., Горчаков C.JI., Ястремский Г. А. Однородность и устойчивость объемных электрических разрядов в смесях газов на основе SF6// Квантовая электроника. 2000, Т.ЗО., № 8, с 733−737.
- Аполлонов B.B., Белевцев A.A., Казанцев С. Ю., Сайфулин А. В., Фирсов К. Н. Особенности развития самоинициируещегося объемного разряда в нецепных HF лазерах// Квантовая электроника. 2002, Т.32., № 2, с 95−100.
- Радциг А.А., Смирнов Б. М. Справочник по атомной и молекулярной физике. М.: Атомиздат, 1980.
- Massey H.S.W. Negative Ions, 3rd ed., Oxford, Cambridge Press, (1976).
- Belevtsev A. A. Proc. of the 13th Intern. Conf. on Dielectric Liquids (ICDL'99), Nara, Japan, July 20−25, 1999, p. 675.
- Репин П.Б. Исследование мощных лазерных систем с наносекундным электроразрядным инициированием/ Автореферат дис. канд. физ.-мат. наук. -М., 1990.
- Бабич Л.Б., Лойко Т. В., Цукерман В. А. Высоковольтный наносекундный разряд в плотных газах при больших перенапряжениях, развивающийся в режиме убегания электронов// УФН, 1990, т. 160, вып. 7, с. 49−82.
- Apollonov, Victor V.- Firsov, K. N.- Kazantsev, S. Y.- Oreshkin, V. F., Proceedings of SPIE, High-Power Laser Ablation, Vol. 3343, (1998) p.783, «High-power SSD-based pulse nonchain HF (DF) laser».
- Lacur В., Brunet H., Besaucelle H. and Garnol C. High average power XeCl excimer laser/Proc. SPIE, 1992, vol. 1810, p. 498.
- Brunet H., Lacur В., Legentil M., Mizzi S., Pasquiers S. and Puech V. // J. Appl. Phys, 1990, vol. 68, p 4474.
- Apollonov V.V., Belevtsev A. A, Firsov K.N., Kazantsev S.Yu., Saifulin A.V. Scaling up of nonchain HF (DF) laser initiated by self-sustained volume discharge/
- Proceedings of SPIE, High-Power Lasers in Energy Engineering, Vol. 3886 (2000), p 370.
- Apollonov V.V., Belevtsev A.A., Firsov K.N., Kazantsev S.Yu., Saifulin A.V. HIGH-POWER PULSE AND PULSE-PERIODIC NON-CHAIN HF (DF) LASERS/ Proceedings of SPIE, International Conference on Atomic and Molecular Pulsed Lasers IV., Vol. 4747, (2002), p31−43.
- Аполлонов В.В., Казанцев С. Ю., Орешкин В. Ф., Сайфулин А. В., Фирсов К. Н. Объемный самостоятельный разряд для инициирования широкоапертурных нецепных HF(DF) лазеров// Известия РАН сер. Физическая, 2000, т.64, № 7, с. 1439.
- Великанов С.Д., Запольский А. Ф., Фролов Ю. Н. Физические аспекты работы HF- и DF- лазеров с замкнутым циклом смены рабочей среды// Квантовая электроника, 1997, т. 24, № 1, с. 11−14.