Том 36, номер 11, статья № 12

Аннотация:

Предложен и реализован оригинальный способ накачки импульсного CO₂-лазера продольным разрядом в переменном магнитном поле. На основе предложенного метода разработан малогабаритный CO₂-лазер с длиной активной среды ~ 200 мм, энергией в импульсе ~ 30 мДж и КПД 3,4%. Выявлено, что основной причиной, ограничивающей энергию генерации малогабаритных лазеров, является развитие токовых неустойчивостей в продольном разряде по сечению разрядной трубки. Отмечается, что рост неустойчивостей ускоряется с ростом давления газовой смеси СО₂ : N₂ : H₂ : He выше 0,1 атм и удельной мощности накачки выше 3 МВт/см³. Использование внешнего переменного магнитного поля, наложенного на импульсный продольный разряд, позволяет повысить общее давление газовой смеси в лазере до 0,4 атм, при сохранении горения объемного разряда.

Ключевые слова:

СО2-лазер, продольный разряд, магнитное поле, излучение

Список литературы:

1. Webber M.E., Pushkarsky M., Patel C.K. Optical detection of chemical detection of chemical warfare agents and toxic industrial chemicals: Simulation // J. Appl. Phys. 2005. V. 97, N 11. P. 113–124.
2. Иващенко М.В., Шерстов И.В. Дальность действия лидара дифференциального поглощения на основе CO₂-лазера // Квант. электрон. 2000. Т. 30, № 4. С. 747–752.
3. Горобец В.А., Петухов В.О., Точицкий С.Я., Чураков В.В. Перестраиваемый по линиям обычных и нетрадиционных полос ТЕ СО₂-лазер для лидарных систем // Квант. электрон. 1995. Т. 22, № 5. С. 514–518.
4. Panchenko Yu.N., Losev V.F., Puchikin А.V., Jun Y. The TEA CO₂ lasers with high output emission intensity // Russ. Phys. J. 2014. V. 56, N 11. P. 1246–1249.
5. Chung H.J., Lee D.H., Hong J.H., Joung J.H., Sung Y.M., Park S.J., Kim H.J. A simple pulsed CO₂ laser with long milliseconds pulse duration // Rev. Sci. Instrum. 2002. V. 73, N 2. P. 484–485.
6. Uno K., Nakamura K., Goto T., Jitsuno T. Longitudinally excited CO₂ laser with short laser pulse like TEA CO₂ laser // J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves. 2009. V. 30, N 11. P. 1123–1130.
7. Baksht E.H., Panchenko A.N., Tarasenko V.F. Discharge lasers pumped by generators with inductive energy storage // IEEE J. Quant. Electron. 1999. V. 35, N 3. P. 261–266.
8. Bethel J.W., Baker H.J., Hall D.R. A new scalable annular CO₂ laser with high specific output power // Opt. Commun. 1998. V. 125. P. 352–358.
9. Uno K., Nakamura K., Goto T., Jitsuno T. Simple short-pulse CO₂ laser excited by longitudinal discharge without high-voltage switch // J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves. 2012. V. 33, N 5. P. 485–490.
10. Uno K., Dobashi K., Akitsu T. Simple short-pulse CO₂ laser excited by longitudinal discharge without high-voltage switch // J. Infrared, Millimeter, Terahertz Waves. 2012. V. 33, N 5. P. 485–490.
11. Газоразрядное устройство с продольно-поперечным разрядом: Пат. RU 206537 U1. Россия, МПК H01S 3/0975. I.N. Konovalov, Yu.N. Panchenko, V.F. Losev, A.V. Puchikin; 2021113333, 2021.05.11.
12. Манучарян Р.Г., Мхитарян В.М., Геворкян Г.С. Импульсно-периодические индукционные газовые лазеры с поперечным разрядом // Сб. трудов конференции «Лазерная физика-2004». Аштарак, Армения, 2005. С. 83–84.
13. Razhev A.M., Churkin D.S., Tkachenko R.A. MW peak-power UV inductive nitrogen laser // Appl. Phys. B. 2020. V. 126, N 6.
14. Азотный лазер, возбуждаемый продольным электрическим разрядом: Пат. RU 2664780 С1, Россия, МПК H01S 3/038. Yu.N. Panchenko, I.N. Konovalov, V.F. Losev, A.V. Puchikin, 2017139170, 2017.11.10.
15. Alekseev S.B., Orlovskii V.M., Tarasenko V.F., Tkachev A.N., Yakovlenko S.I. Electron beam formation in atmospheric pressure gases and its application for discharge preionization in a CO₂ laser // Laser Phys. 2004. V. 14, N 6. P. 795–808.