В.Н. ГРИШАНОВ, Е.А. ИЗЖЕУРОВ, Д.А. УГЛАНОВ
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ НАКАЧКОЙ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
САМАРА
Издательство СГАУ
2007
УДК 621.37/. <...> ISBN 978-5-7883-0585-1
В учебном пособии описан перспективный тип газоразрядных лазеров – лазеры с накачкой высокочастотным разрядом. <...> В пособии изложены основы проектирования и конструирования газовых лазеров с высокочастотной накачкой, приведены характерные параметры активной
среды лазеров – плазмы, возбуждаемой высокочастотным разрядом, электродных систем газоразрядных камер, затронуты вопросы согласования газоразрядных камер с генераторами электроэнергии высокой частоты и материаловедческие аспекты, позволяющие осуществлять выбор
материалов газоразрядных камер и электродных систем лазеров. <...> Приэлектродные слои пространственного заряда и
постоянный потенциал высокочастотной плазмы…………………………13 <...> КПД системы высокочастотного возбуждения возбуждения
разряда в CO2-лазерах………………………………………………………. <...> ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ С ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ
ВОЗБУЖДЕНИЕМ АКТИВНОЙ СРЕДЫ…………………………………….. <...> СО2-лазеры с высокочастотной накачкой и диффузионным
охлаждением активной среды………………………………………………47 <...> Щелевые и многоканальные СО2-лазеры с высокочастотным
возбуждением……………………... <...> Емкостной разряд в быстропроточных СО2-лазерах с поперечным
и продольным по отношению к оси резонатора потоком
активной среды……………………….. <...> ………………………………..…….94
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………96
4
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВЧ – высокочастотный <...>
Газовые_лазеры_с_высокочастотной_накачкой.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
В.Н. ГРИШАНОВ, Е.А. ИЗЖЕУРОВ, Д.А. УГЛАНОВ
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ НАКАЧКОЙ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
С А М А Р А
Издательство СГАУ
2007
Стр.1
УДК 621.37/.39 : 536.24
ББК 32.86-5
Г 859
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических
и геоинформационных технологий”
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. В. И. Б о г д а н о в и ч
канд. физ. – матем. наук, с.н.с. В. С. К а з а к е в и ч
Гришанов В. Н.
Г 859
Газовые лазеры с высокочастотной накачкой: учеб. пособие
/ В. Н. Гришанов, Е. А. Изжеуров, Д. А. Угланов. – Самара: Издво
Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. – 100 с. : ил.
ISBN 978-5-7883-0585-1
В учебном пособии описан перспективный тип газоразрядных лазеров – лазеры с накачкой
высокочастотным разрядом. В пособии изложены основы проектирования и конструирования
газовых лазеров с высокочастотной накачкой, приведены характерные параметры активной
среды лазеров – плазмы, возбуждаемой высокочастотным разрядом, электродных систем газоразрядных
камер, затронуты вопросы согласования газоразрядных камер с генераторами электроэнергии
высокой частоты и материаловедческие аспекты, позволяющие осуществлять выбор
материалов газоразрядных камер и электродных систем лазеров.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 200202 – «Лазерные системы
в ракетной технике и космонавтике» по дисциплинам «Измерение параметров и эксплуатация
лазерных установок», «Источники и приемники излучения», «Теория и проектирование
проточных газовых лазеров», «Источники питания лазеров».
УДК 621.37/.39 : 536.24
ББК 32.86-5
ISBN 978-5-7883-0585-1
© Гришанов В. Н., Изжеуров Е. А.,
Угланов Д. А., 2007
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2007
2
П
Р
И
О
Р
И
Т
Т
К
Е
Т
О
Н
Ы
Е
Н
А
Ц
И
О
А
Н
Л
Ь
Н
Ы
Е
П
Р
Е
Ы
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ………………………………….5
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………8
1. ФИЗИКА ВЫСОКОЧАСТОТНОГО РАЗРЯДА………………………………10
1.1. Колебания электронов в высокочастотном поле…………………….……10
1.2. Поддержание разрядной плазмы……………………………………………12
1.3. Приэлектродные слои пространственного заряда и
постоянный потенциал высокочастотной плазмы…………………………13
1.4. Механизм протекания высокочастотного тока.
Ток смещения…………..……………………………………………………17
1.5. Особенности использования высокочастотного разряда
для накачки CO2-лазера……………………………………………………..20
1.6. КПД системы высокочастотного возбуждения возбуждения
разряда в CO2-лазерах……………………………………………………….21
2. МОДЕЛЬ ПРОТЕКАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО
ТОКА ЧЕРЕЗ ДЛИННЫЙ ПЛОСКИЙ ПРОМЕЖУТОК
ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ………………………………………...26
2.1. Уравнения электрического процесса в безэлектродном случае………….26
2.2. Уравнения в случае оголенных электродов………………………………..29
2.3. Решение для случая изолированных электродов………………………….29
2.4. Вариант с оголенными электродами……………………………………….31
3. ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОДНОРОДНОГО
ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО СТОЛБА……………………………………………....32
3.1. Частота ионизации высокочастотным полем……………………………..32
3
Стр.3