Системы возбуждения эксимерных лазеров
В табл.3 приведены результаты численного исследования KrF-лазера, возбуждаемого оптическим разрядом (смесь 2) при различных длительностях импульса ИК лазерного излучения в условиях, когда концентрация электронов достигает приблизительно одинакового значения JVmax х 1016 см~3. Видно, что при увеличении г, в 3 - 7 раз необходимая для наработки данной концентрации электронов интенсивность возбуждающего импульса в максимуме снижается соответственно в 2 - 3 раза. При этом удельный энергосъём KrF-лазера увеличивается с 5 до 15-25 Дж/л, что в первую очередь обусловлено ростом энергии возбуждающего импульса с t/. https://kupitpravamskb.site народ подскажите где можно купить права срочно.
Нами было исследовано распространение импульса ИК лазерного излучения в среде F2 - Кг - Не путем численного решения уравнения переноса ИК излучения с учетом поглощения электронами плазмы оптического разряда. Учитывалась также фокусировка ИК излучения оптической системой с фокусным расстоянием / (уравнение (1)). Это необходимо прежде всего для изучения возможности возбуждения KrF-лазера оптическим разрядом в достаточно больших объемах и определения удельной энергии ИК излучения, затраченной на возбуждение. В табл.4 представлены результаты расчетов для импульса СС>2-лазера с длительностью t/ = 20 не и Лпах = U7 ГВт/см2 при различных значениях / (смесь 2). Полагалось, что фокусирующая система расположена у входа в среду KrF-лазера (х в уравнении (1) равно расстоянию, пройденному ИК излучением в лазерной смеси). Расчеты показывают, что для каждого / начиная с расстояния х^ x //20, в среде ЭЛ будет возникать определенная максимальная концентрация электронов, практически не изменяющаяся далее с расстоянием х. Это хорошо видно из табл.4, где приведены значения JVmax и rmax для Xi и X2xf/I0. При этом временная форма возбуждающего импульса по мере прохождения среды KrF-лазера претерпевает изменения - интенсивность в максимуме растет, а длительность на полувысоте уменьшается (см. рисунок).
Таким образом, задавая определенное значение / можно обеспечить в лазерной среде на большой длине наработку почти неизменной концентрации электронов, соответствующей выбранному /. Например, наработка электронов с JVmax х 1016 см~3 на длине / х 1 -2м обеспечивается при фокусировке рассматриваемого импульса ИК излучения с Х = 10,6 мкм оптической системой с фокусным расстоянием/» 3,5 м. При этом /тах на входе в лазерную смесь может изменяться в некоторых пределах - всё равно нарабатываемая концентрация электронов, начиная с некоторого расстояния х, при заданном / будет одинаковой. Это подтверждают, в частности, расчеты, проведенные при неизменных /=3,5 м и ЛпахС* = 0) = 1,4 - 1,8 ГВт/см2, которые показывают, что в этом случае, начиная соответственно с расстояний х х 40 - 10 см, в среде KrF-лазера будет нарабатываться концентрация электронов с одним и тем же значением JVmax х 1016 см~3.
Эффективность возбуждения KrF-лазера оптическим разрядом г| = 8//е/, где е, - энергия ИК лазерного излучения, вложенная в единицу объема активной среды. Если длина / генерирующей среды ЭЛ существенно меньше / то е, х Р//1, где Р/ = I(i(t)dt, /о - интенсивность ИК излучения на входе в лазерную смесь. Как показывают проведенные выше расчеты, для импульса излучения СО2-лазера длительностью 20 не при fx 3,5 м и /тах(0) х 1,7 ГВт/см2 обеспечивается наработка практически постоянной концентрации электронов с Л^тах ~ Ю16 см~3 в среде KrF-лазера (смесь 2) на длине /~1 м. В этом случае Р,<х 10 Дж/см2 и е, «100 Дж/л. Ранее было найдено, что при Л^тах ~ Ю16 см"3 в исследуемом варианте удельный лазерный энергосъем е/ х 5 Дж/л. Таким образом, эффективность возбуждения ЭЛ лазерным ИК излучением составляет ц ~ 5 %. При уменьшении / увеличиваются JVmax и г/, но вследствие пропорционального уменьшения длины генерируемого объема / эффективность ц практически не изменяется вплоть до JVmax х 1017см~3. Например, для /= 1 м JVmax увеличится до 4-1016см~3 (табл.4), а удельный энергосъем KrF-лазера е/ возрастет до ~ 15 Дж/л, однако / в соответствии с уменьшением / также уменьшится в 3 раза.
Итак, в настоящей работе показана возможность эффективного возбуждения KrF-ЭЛ оптическим разрядом, возникающим в лазерной среде под действием импульса ИК излучения с А, х 3 и 10,6 мкм. Для рассмотренных смесей F2 - Кг - Не с давлением 2 атм пиковая интенсивность возбуждающего импульса длительностью 150 - 20 не на входе в лазерную среду, как показывают расчеты, должна составлять соответственно 8-25 ГВт/см2 для Х= 2,8 мкм и 0,5 - 1,7 ГВт/см2 для А, = 10,6 мкм. При этом необходима фокусировка возбуждающего ИК лазерного излучения оптической системой с фокусным расстоянием f~\ - 30 м. Это обеспечивает, начиная с некоторого расстояния в среде F2 -Кг - Не, наработку практически постоянной требуемой концентрации электронов, определяемой значением / и возможность однородного возбуждения KrF-лазера оптическим разрядом на длине / х 0,3 - 10 м.
Список использованных источников
1. Верховский В.С., Мельченко С.В., Тарасенко В.Ф. Генерация на молекулах XeCl при возбуждении быстрым разрядом // Квант. электрон. – 1981. – Т.8, №2. – С.417–419.
2. Ануфрик С.С., Зноско К.Ф., Курганский А.Д. Низкоимпендансный генератор высоковольтных импульсов. // ПТЭ. – 1990. – №3. – С.99–101.
3. С.С.Ануфрик, А.П.Володенков, К.Ф.Зноско, А.Д.Курганский. Влияние параметров LC-инвертора на энергию генерации ХеС1-лазера. // Межвуз. сб. “Лазерная и оптико–электронная техника. – Минск: Университетское, 1992. – С.91–96.
4. Ануфрик С.С., Зноско К.Ф., Курганский А.Д. Влияние параметров контура возбуждения на длительность и форму импульса генерации ХеС1-лазера. // Межвуз. сб. “Лазерная и оптико-электронная техника. – Минск: Университетское, 1992. – С.86–90.
5. Ануфрик С.С., Зноско К.Ф., Володенков А.П., Исследование энергетических и временных характеристик генерации XeCl-лазера // Программа и тезисы докладов XIV Литовско-Белорусского семинара.– Прейла: Литва.–1999.–с.16.
6. Елецкий А.В. Эксимерные лазеры // УФН. – 1978. – Т.125. – Вып.2. – С.279–314.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9