Том 26, номер 05, статья № 3

Аннотация:

Теоретически рассмотрена проблема транспортировки энергии мощного лазерного излучения на длине волны 10,6 мкм в атмосфере в условиях проявления ее тепловой и ветровой нелинейностей. Исследованы мощностные характеристики непрерывного и импульсно-периодического излучения при распространении на приземной километровой атмосферной трассе при жесткой фокусировке на приемник. Определены основные факторы, оказывающие наибольшее влияние на распространение силового излучения. Установлено, что при использовании цуга маломощных коротких импульсов с достаточно высокой частотой следования за счет эффекта светоиндуцированного "просветления" газовой среды удается снизить нежелательное влияние тепловой дефокусировки. Обсуждаются вопросы масштабирования оптических трасс с точки зрения их эквивалентности по проявлению эффектов тепловой нелинейности.

Ключевые слова:

лазерное излучение, распространение, поглощение, тепловая линза, дефокусировка, моделирование

Список литературы:

1. Третьяков П.К., Грачев Г.Н., Иванченко А.И., Край-нев В.Л., Пономаренко А.Г., Тищенко В.Н. Стабилизация оптического разряда в сверхзвуковом потоке аргона // Докл. РАН. 1994. Т. 336, № 4. С. 466-467.
2. Grachev G.N., Ponomarenko A.G., Smirnov A.L., Shulyat'ev V.B. Multifunctional 3 kW CO2 laser with controllable spectral and temporal characteristics for industrial and scientific applications // Proc. SPIE. 2000. V. 4165. P. 185.
3. Тищенко В.Н., Аполлонов В.В., Грачев Г.Н., Гулидов А.И., Запрягаев В.И., Меньшиков Я.Г., Смирнов А.Л., Соболев А.В. Взаимодействие оптического пульсирующего разряда с газом: условия стабильной генерации и объединения ударных волн // Квант. электрон. 2004. Т. 34, № 10. С. 941-947.
4. Тищенко В.Н. Генерация низкочастотной волны оптическим разрядом, движущимся в газе с дозвуковой скоростью // Квант. электрон. 2003. Т. 33, № 9. С. 823-830.
5. Грачев Г.Н., Пономаренко А.Г., Тищенко В.Н., Смирнов А.Л., Трашкеев С.И., Стаценко П.А., Зимин М.И., Мякушина А.А., Запрягаев В.И., Гулидов А.И., Бойко В.М., Павлов А.А., Соболев А.В. Объединение ударных волн, создаваемых движущимся оптическим пульсирующим разрядом // Квант. электрон. 2006. Т. 36, № 5. С. 470-472.
6. Тищенко В.Н., Грачев Г.Н., Запрягаев В.И., Смирнов А.Л., Соболев А.В. Спектр ударных волн, создаваемых оптическим разрядом при высокой частоте повторения импульсов лазерного излучения // Квант. электрон. 2002. Т. 32, № 4. С. 329-334.
7. Аполлонов В.В., Тищенко В.Н. Лазерный двигатель на основе эффекта резонансного объединения ударных волн // Квант. электрон. 2006. Т. 36, № 7. С. 673-683.
8. Багаев С.Н., Грачев Г.Н., Пономаренко А.Г., Смирнов А.Л., Демин В.Н., Окотруб А.В., Бакланов А.М., Онищук А.А. Лазерный плазмохимический синтез наноматериалов в скоростных потоках газов, первые результаты и перспективы развития метода // Наука и нанотехнологии. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. С. 123-135.
9. Малов А.Н., Оришич А.М., Фомин В.М., Внучков Д.А., Наливайченко Д.Г., Чиркашенко В.Ф. Исследование структуры сверхзвуковых течений воздуха с подводом энергии от квазистационарного оптического разряда // Изв. Том. политехн. ун-та. 2010. T. 317, № 4. С. 155-160.
10. Малов А.Н., Оришич А.М. Формирование оптического пульсирующего разряда в сверхзвуковом потоке воздуха излучением импульсно-периодического СО2-ла-зера // Квант. электрон. 2012. Т. 42, № 9. С. 843-847.
11. Аполлонов В.В., Кийко В.В., Кислов В.И., Суздальцев А.Г., Егоров А.Б. Высокочастотный импульсно-периодический режим излучения в мощных широкоапертурных лазерах // Квант. электрон. 2003. V. 33. № 9. С. 753-757.
12. Тищенко В.Н., Посух В.Г., Бояринцев Э.Л., Мелехов А.В., Голобокова Л.С., Мирошниченко И.Б. Эффективность формирования ударных волн, создаваемых оптическими пробоями на поверхности твердых тел // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 5. С. 448-450.
13. Зуев В.Е., Землянов А.А., Копытин Ю.Д. Нелинейная оптика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 256 с.
14. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Кабанов А.М., Матвиенко Г.Г. Нелинейная фемтосекундная оптика атмосферы / Под общей ред. проф. А.А. Землянова. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2010. 212 с.
15. Gebhardt F.G. High power laser propagation // Appl. Opt. 1974. V. 15, N 6. P. 1479-1493.
16. Распространение лазерного пучка в атмосфере/Под общей ред. Д.В. Стробена. М.: Мир, 1981. 415 с.
17. Воробьев В.В. Тепловое самовоздействие лазерного излучения в атмосфере, М.: Наука, 1987. 200 с.
18. Wood A.D., Camac M., Gerry E.T. Effects of 10.6-mkm laser induced air chemistry on the atmospheric refractive index // Appl. Opt. 1971. V. 10, N 8. P. 1877-1884.
19. Лосев С.А. Кинетика колебательного энергообмена в углекислом газе и его смесях с другими газами // Физика горения и взрыва. 1976. № 2. С. 163-179.
20. Breig E.L. Limitations on the atmospheric thermal effects for high-power CO2 laser beams // J. Opt. Soc. Amer. 1972. V. 62, N 4. P. 518-528.
21. Gordienko V.M., Gorshkov V.A., Panchenko V.Ya., Sukhorukov A.P. Kinetic cooling of a CO2-N2 gas mixture by CO2-laser radiation // Sov. Phys. JETP. 1977. V. 46, N 3. P. 459-464.
22. Wallace J., Pasciak J. Compensating for thermal blooming of repetitively pulsed lasers // J. Opt. Soc. Amer. 1974. V. 65, N 11. P. 1257-1260.
23. Агеев Б.Г., Пономарев Ю.Н., Чистякова Л.К. Исследование поглощения импульсного CO2-лазера воздухом и углекислым газом // Изв. вузов. Физ. 1982. № 10. С. 49-51.
24. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., Хохлов Р.В. Об охлаждении газа при прохождении мощного излучения CO2-лазера через атмосферу // Ж. техн. физ. 1974. Т. 44, вып. 5. С. 1063-1069.
25. Мицель А.А., Пономарев Ю.Н., Фирсов К.М. Влияние нелинейных спектроскопических эффектов на распространение в атмосфере интенсивного лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1987. Т. 23, № 2. С. 165-170.
26. Агеев Б.Г., Пономарев Ю.Н., Тихомиров Б.А. Нелинейная оптико-акустическая спектроскопия молекулярных газов. Новосибирск: Наука, 1987. 128 с.
27. Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Зуев В.Е., Кабанов А.М., Погодаев В.А. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 260 с.