Том 26, номер 09, статья № 3

Грачев Г. Н., Землянов А. А., Пономаренко А. Г., Тищенко В. Н., Гейнц Ю. Э., Кабанов А. М., Павлов А. А., Павлов Ал. А., Погодаев В. А., Пинаев П. А., Смирнов А. Л., Стаценко П. А. Тепловое самовоздействие мощного непрерывного и импульсно-периодического излучения CO2-лазера в воздухе: II. Лабораторные эксперименты. // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 09. С. 726-733.    PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Представлены результаты лабораторных экспериментов по нелинейному распространению интенсивного импульсно-периодического и непрерывного излучения СО2-лазера в газовой среде. Опыты проведены в кювете, содержащей смесь воздуха и углекислого газа в различной концентрации ( 1-4%), в условиях сильного поглощения и теплового самовоздействия лазерного излучения. Условия эксперимента моделировали атмосферное распространение излучения на километровой трассе. Использовались остросфокусированные лазерные пучки, регистрация зон тепловыделения вдоль канала излучения проводилась по методике теневой съемки. Установлено, что фокальная перетяжка лазерного пучка, несмотря на повышенную интенсивность, характеризуется сниженным тепловыделением по сравнению с пред- и постфокальными областями пучка. В качестве наиболее вероятной физической причины обнаруженной закономерности рассматривается эффект насыщения резонансного коэффициента поглощения СО2 при высокой пиковой интенсивности импульсного излучения ("просветление" трассы). Для непрерывного режима излучения указанный эффект проявляется значительно слабее.

Ключевые слова:

лазерное излучение, тепловое самовоздействие, насыщение коэффициента поглощения

Список литературы:

1. 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.
2. Тищенко В.Н., Посух В.Г., Гулидов А.И., Запрягаев В.И., Павлов А.А., Бояринцев Э.Л., Голубев М.П., Кавун И.Н., Мелехов А.В., Голобокова Л.С., Мирошниченко И.Б., Павлов Ал.А., Шмаков А.С. Критерии формирования низкочастотного звука при облучении твердых тел широкоапертурным импульсно-периодическим лазерным излучением // Квант. электрон. 2011. Т. 41, № 10. С. 895-900.
3. 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.
4. 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.
5. Зуев В.Е., Землянов А.А., Копытин Ю.Д. Нелинейная оптика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 256 с.
6. Гейнц Ю.Э., Грачев Г.Н., Землянов А.А., Кабанов А.М., Павлов А.А., Пономаренко А.Г., Тищенко В.Н. Тепловое самовоздействие мощного непрерывного и импульсно-периодического излучения СО2-лазера в воздухе: I. Численное моделирование распространения на атмосферной трассе //Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 5. С. 363-370.
7. 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.
8. Pavlov A.A., Pavlov A.Al., Golubev M.P. Some aspects of Schlieren technique sensitivity increasing [Электронный ресурс] // 16th International Sympos. on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics (ISALTFM 2012) (Portugal, Lisbon, 9-12 Jul., 2012): [Proceedings]. 2012. Paper N 314. S. 1. P. 1-14.
9. 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.
10. Нетесов В.В. О влиянии кинетики молекулярного поглощения излучения на распространение импульса с λ=10,6 мкм в атмосфере // Ж. прикл. мех. и техн. физ. 1986. № 4. С. 3-8.
11. Агеев Б.Г., Пономарев Ю.Н., Тихомиров Б.А. Нелинейная оптико-акустическая спектроскопия молекулярных газов. Новосибирск: Наука, 1987. 128 с.