ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВВ ЛАЗЕРЕ НА ПАРАХ МЕДИ ПРИ НАЛОЖЕНИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УПРАВЛЯЮЩЕГО ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО РАЗРЯДА
.Фофанов Андрей Алексеевич
Научный руководитель
: Солдатов Анатолий Николаевич, д. ф. - м. н., профессор кафедры оптики и спектроскопии, зав ЛЛФиКТомский Государственный Университет, г. Томск, Россия
Комплексное исследование динамики разряда, электрических и оптических характеристик плазмы ИПР активных сред ЛПМ позволило выяснить, что основными определяющими характеристиками генерации является температура Те и концентрация
ne электронов, концентрация активных частиц в основном N0 и метастабильном состояниях [1,2]. В типичных условиях саморазогревного ЛПМ суперпозиция управляющих и возбуждающих импульсов с контролируемой временной задержкой позволяет воздействовать на электронную компоненту плазмы и обеспечивает оперативное управление энергетическими параметрами ЛПМ.Для высокооперативного управления генерационными характеристиками использовался способ, предусматривающий наложение на разрядный промежуток дополнительного “управляющего” ИПР, имеющего ту же частоту f, что и основной, но формирующийся перед основным с подвижкой от 24 до 0 мкс. В этом случае микрохарактеристики плазмы (N
e, Te ,N1) могут изменяться под воздействием дополнительного импульса.
Параметры разряда (импульсы напряжения и тока) вместе с термодинамическими характеристиками плазмы (давление буферного газа, давление паров меди и температура газа) использованы для оценки роли элементарных процессов во время импульса возбуждения в плазме.
Компьютерное моделирование процессов, протекающих в плазме газового разряда С
u -лазера, помогает сформировать представления о кинетике возбуждения и релаксации рабочих уровней атома меди.В данной работе сделана попытка применить теоретическую модель С
u-лазера [3] для расчета кинетических процессов в плазме ИПР с наложением дополнительного ИП разряда. Расчеты проводились для четырех характерных (с точки зрения особенностей генерации) режимов с задержками: t =24 мкс, t =1,5 мкс, t =0,5 мкс и t =0,25 мкс (рис.1).Начальные условия для дополнительного импульса были заимствованы из ряда работ, где условия проведения экспериментов, включая сами активные элементы, были близки к нашим, например,
в [4,5]. Начальные условия для импульса накачки выбирались с учетом влияния дополнительного импульса на эволюцию микрохарактеристик плазмы, согласно полученным расчетным результатам.С помощью кинетической модели получена расчетная динамика заселенностей рабочих уровней атомов меди в течение импульса накачки для различных
t и временная эволюция концентрации и температуры электронов. Работа с данной кинетической моделью показала, что мощность генерации в большей мере определяется предимпульсной концентрацией метастабильных атомов, которая при t=1,5 мкс к началу основного импульса уже достигает величины ~ 1,2? 1014 см-3. Установлено, что данная модель хорошо согласуется с экспериментальными результатами.Литература:
1. Солдатов А.Н., Фёдоров В.Ф. // Квант. электр.-1983.- Т.10.
- №5.2. Солдатов А.Н. // Оптика атмосферы и океана. – 1993. –Т.6. - №6.
3. Солдатов А.Н. Лазеры на самоограниченных переходах в парах металлов с управляемой генерацией .// Дисс…д.ф.м.н. – Томск, 1996.
4. Фучко В.Ю. Исследования физических процессов в активной среде импульсно-периодического лазера на парах меди и факторов, влияющих на его мощностные и ресурсные характеристики.// дисс.канд.ф.м.н. Ужгород.- 1987.
5. Батенин В.М.и др.// Радиальные неоднородности параметров плазмы в межимпульсный период саморазогревного лазера на парах меди// Препринт ИВТАН №5-210. М,1987.
e-mail: asf@asf.e-burg.ru