Вход

Oтпаянные ТЕА-лазеры УФ- и ближнего ИК-диапазонов для применений в лазерной химии и диагностике

Реферат по химии
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 73 кб (архив zip, 12 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу





Oтпаянные ТЕА-лазеры УФ- и ближнего ИК-диапазонов для применений в лазерной химии и диагностике

 Многие проблемы лазерной химии, химического анализа, лазерных микротехнологий и экологии в настоящее время могут быть успешно решены с применением ТЕА-лазеров, работающих в УФ- и ближней ИК-областях спектра. Одним из главных требований, предъявляемых к такого рода источникам излучения, является обеспечение достаточно высокого ресурса. Среди множества активных сред, обеспечивающих эффективную генерацию лазерного излучения в УФ и ближней ИК-областях спектра, наиболее приемлемыми с этой точки зрения являются молекулярный азот и смеси инертных газов, не подверженных химическим превращениям в плазме газового разряда. Основным недостатком ТЕА-лазеров на смесях этих газов являются низкие частоты повторения импульсов и уровни средней мощности излучения.

В настоящей работе приводятся результаты систематических исследований, направленных на создание отпаянных вариантов ТЕА-лазеров на смесях N2:He (l =337 нм) и Ar:He, Kr:He, Xe:He (l =1-5 мкм) при рабочих давлениях до 1.5 Атм с повышенными значениями средней мощности излучения.

Исследования проводились с двумя типами ТЕА-лазеров:

1. Малогабаритными отпаянными ТЕА-лазерами с поперечной прокачкой газовых смесей "электрическим ветром" и возбуждаемыми активными объемами Va =18*0.8*0.8 см3, Va =18*1.2*0.4 см3, Va =20*1.2*0.3 см3 и Va =22*0.8*0.3 см3. В качестве оболочек активных элементов применялась керамика на основе окиси алюминия (22ХС). Частоты повторения импульсов составляли 20-120 Гц.

2. ТЕА-лазеры со скоростной прокачкой рабочих смесей ( Vпрок <50 м*с-1 ) через разрядный промежуток и частотами повторения импульсов 0.5-5 кГц. Оболочки активных элементов этого типа лазеров выполнялись из дюралюминия или нержавеющей стали. Накачка осуществлялась в активных объемах Va =28*2*0.5 см3 и Va =45*2.5*0.6 см3.

Исследования включали в себя установление природы "макро-" и "микронеоднородностей" плазмы объемного разряда и их взаимосвязей с устойчивостью объемного разряда на повышенных частотах повторения импульсов, определение предельных значений частоты зажигания объемного разряда, отработку эффективных методов накачки и изучение генерационных характеристик ТЕА-лазеров на смесях N2:He, Ar:He, Kr:He и Xe:He.

Исследования показали, что определяющими факторами в ограничении частоты зажигания объемного разряда с высокой пространственной однородностью и уровня средней мощности излучения являются "макро-" и "микронеоднородности" плазмы объемного разряда, параметры генератора накачки и степень его согласования с плазмой объемного разряда. "Макронеоднородности" плазмы объемного разряда и связанные с ними перераспределение плотности тока накачки, снижение общего коэффициента усиления активной среды и последующий переход объемного разряда в локальный и срыв генерации вызываются неточностями изготовления и установки основных электродов ( d >20 мкм ), термическими деформациями электродов, применением предионизаторов, вызывающих температурные градиенты в газовом потоке или на поверхности основных электродов. Основной причиной образования "микронеоднородносте" является наличие на разрядном промежутке после протекания тока накачки напряжений рассогласования.

Максимальное значение частоты зажигания объемного разряда в плотных газах определяется соотношением: Fmax = a*B(L*C*U)-1 , где L,C,U -индуктивность разрядного контура, емкость накопительного конденсатора и напряжение его заряда; а -коэффициент температуропроводности материала электродов для зажигания объемного разряда; В -константа, определяемая родом газа и параметрами генератора накачки.

Максимальные параметры лазерного излучения, достигнутые в результате проведенных исследований, составляют, соответственно, для ТЕА -лазеров на смесях N2:He с "электрическим ветром" и скоростной прокачкой газовых смесей:

Wmax =3 мДж, t =3-5 нс, частота повторения импульсов 120 Гц, средняя мощность излучения 360 мВт;

Wmax =7.5-8.4 мДж, t =3-5 нс, частота повторения импульсов 2.6 кГц, средняя мощность излучения 18-24Вт.

При использовании смесей Xe:He в ТЕА-лазерах с "электрическим ветром":

Wmax =1-2 мДж, t =50 нс ("пик") и t <3 мкс ("хвост"), максимальная час-тота повторения импульсов 200 Гц, средняя мощность излучения 120 мВт;

Wmax =6.4 мДж, t =50 нс ("пик") и t <3 мкс ("хвост"), максимальная частота повторения импульсов 5 кГц, средняя мощность излучения 28-32 Вт.

Максимальные средние мощности излучения ТЕА-лазеров, работавших на смесях Ar:He и Kr:He, составляют, соответственно, 0.5 и 3 Вт.

Авторы Б.A. Козлов, Р.И. Ашурков

© Рефератбанк, 2002 - 2017