Газовые лазеры

Научная библиотека

Научная библиотека

Газовые лазеры

Хьюстис Д. Л., Чантри П. Дж., Виганд В. Дж., Рич Дж. У., Фланнери М. Р., Бионди М. А., Хинчен Дж. Дж., Лиланд У. Т., Теллингейсен Й., Рокни М., Джакоб Дж. X., Нигэн У. Л., Шампань Л. Ф., Клайн Л. Э., Дэн Л. Ж., Хаас Р. А. Газовые лазеры: Пер. с англ./Под ред. И. Мак-Даниеля и У. Нигэна. — М.: Мир, 1986. — 552 с.

Коллективная монография, написанная ведущими американскими специалистами и посвяшенная актуальным проблемам физики газовых лазеров Главное внимание уделено вопросам повышения кпд, мощности и улучшению других параметров этих лазеров Дается подробный анализ влияния отрицательных ионов на характеристики активных сред Излагаются теория неравновесного состояния газа, лежащая в основе кинетической модели СО лазера и широкого класса химических лазеров, а также теории ион ионной и электрон-ионной рекомбинаций Описываются физические аспекты мощных лазерных усилителей на СО2 Большое внимание уделено эксимерным лазерам и связанным с ними вопросам (спектроскопии эксимерных молекул, модельным представлениям механизмов образования и разрушения верхнего лазерного уровня, экспериментальным исследованиям электроразрядных лазеров, процессам поглощения УФ излучения, разрядам высокого давления с предыонизацией, анализу устойчивости разрядов, используемых для накачки)

Справочное руководство для научных работников и инженеров, специализирующихся в области атомной и молекулярной физики, квантовой электроники и спектроскопии, а также для студентов и аспирантов.

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
ПРЕДИСЛОВИЕ
1. Введение и общий обзор
1.1. Газовые лазеры. Введение
1.2. Краткий исторический обзор
1.2.2. Лазеры с прямым возбуждением
1.2.3. Фотодиссоциативные лазеры
1.2.4. Химические лазеры
1.2.5. Эксимерные лазеры
1.3. Принципы действия лазерных систем
1.3.2. Создание возбужденных состояний
1.3.3. Кинетика возбужденных состояний
1.3.4. Спектроскопия возбужденных состояний и извлечение лазерной энергии
1.4. Направления будущей работы
2. Образование отрицательных йодов в газовых лазерах
2.2. Роль отрицательных ионов в газовых лазерах
2.2.2. Образование возбужденных состояний при ион-ионной рекомбинации
2.2.3. Образование возбужденных состояний на верхнем лазерном уровне непосредственно в процессе диссоциативного прилипания
2.2.4. Опустошение уровней электронами
2.2.5. Разрушение молекул, являющихся донорами атомов галогена
2.2.6. Неустойчивости разряда
2.3. Механизмы образования отрицательных ионов
2.4. Методы измерений
2.4.2. Масс-спектрометрические измерения
2.4.3. Эксперименты с дрейфовой трубкой
2.4.4. Разряды с плоской конфигурацией, поддерживаемые электронным пучком
2.5. Критический обзор экспериментальных данных
2.5.2. Трифторид азота (NF3)
2.5.3. Хлористый водород (НСl)
2.5.4. Дибромид ртути (HgBr2)
2.5.5. Другие газы, представляющие интерес
3. Кинетика ионов при высоких давлениях
3.2. Скорости ион-молекулярных реакций
3.2.2. Трехмолекулярные реакции
3.2.3. Эффективные скорости реакций
3.2.4. Зависимость от давления
3.2.5. Характерные временные интервалы
3.3. Энергетический подход к рассмотрению ионных реакций
3.2.2. Энергетика отрицательных ионов
3.3.3. Энергия связи в кластерах
3.3.4. Равновесие и условие стационарности
3.3.5. Продукты диссоциации и примеси
3.4. Трехмолекулярная ионная кинетика в тлеющем разряде
3.4.2. Конверсия ионов неона в ионы ксенона
3.4.3. Рекомбинация кластерных ионов
3.4.4. Ион-ионная рекомбинация
3.4.5. Трехчастичное прилипание электрона
3.5. Способы получения данных по кинетике ионов при высоком давлении
3.6. Заключительные замечания
4. Релаксация молекул при обмене колебательной энергией
4.2. Кинетические уравнения
4.2.2. Модели релаксации
4.2.2.2. Бинарные смеси газовых молекул
4.2.2.3. V — Т-релаксация простого гармонического осциллятора
4.2.2.4. V — V-релаксация в простом гармоническом осцилляторе
4.2.2.5. Релаксация ангармонического осциллятора
4.2.2.6. V — V-накачка в многоатомных молекулах
4.2.2.7. Аналитические решения кинетических уравнений
4.3. Реализация в экспериментах
4.3.2. Лазеры на окиси углерода
4.3.2.2. Электроразрядные СО-лазеры
4.3.2.3. Измерение скоростей V — Т- и V — V-релаксации для высоколежащих колебательных состояний молекулы СО
4.3.2.4. Кинетическая модель СО-лазеров
4.3.3. Многоатомные молекулы
4.3.4. Химические реакции и разделение изотопов в системах с V – V-накачкой
4.3.4.3. Разделение изотопов при V — V-накачке
5. Ион-ионная рекомбинация в разрядах высокого давления
5.2. Коэффициент рекомбинации как функция плотности газа
5.2.2. Промежуточные значения плотности газа
5.3. Фундаментальная микроскопическая теория рекомбинации
5.3.2. Решения, зависящие от времени
5.3.3. Зависимость от плотности ионов
5.4. Константы рекомбинации для различных процессов с участием галогенидов инертных газов
5.5. Заключение
6. Электрон-ионная рекомбинация в газовых лазерах
6.2. Основные процессы и определения
6.3. Коэффициенты рекомбинации и их зависимость от энергии
6.3.2. Трехчастичная рекомбинация
6.4. Условия проявления различных процессов рекомбинации
6.4.2. Ударно-радиационная рекомбинация
6.5. Состояния, образующиеся при рекомбинации
6.6. Приложение к лазерным системам
7. Столкновительные процессы в химических лазерах
7.2. Обмен энергией между колебательными и вращательными степенями свободы
7.2.1. Теория обмена энергией между колебательными и поступательными степенями свободы
7.2.2. Теория V — R-обмена
7.2.3. Экспериментальное подтверждение существования V-R-обмена
7.2.3.2. Исследования методом двойного резонанса
7.2.3.3. Лазерное моделирование эффектов, связанных с V-К-обменом
7.3. Обмен энергией между вращательными уровнями
7.3.1.2. Флуоресценция молекул, возбуждаемых в процессе столкновений
7.3.1.3. Флуоресценция молекул при лазерной накачке
7.3.2. Исследование вращательной релаксации методом двойного ИК резонанса
7.4. Частоты столкновительных процессов, полученные из данных по уширению спектральных линий давлением
7.5. Заключительные замечания
8. Мощные лазерные усилители на СО2
8.2. Физические процессы образования инверсии населенностей в СО2-лазере
8.2.2. Радиационные времена жизни
8.2.3. Кинетическая модель
8.2.4. Ввод энергии с помощью электрического разряда
8.2.5. Межмолекулярные взаимодействия
8.2.6. Кинетические уравнения
8.2.7. Выражение для коэффициента усиления слабого сигнала
8.2.8. Расчет и измерения усиления слабого сигнала
8.3. Кпд CO2-усилителей
8.3.2. Эффективность съема энергии с усилителя
9. Эксимерные лазеры; спектроскопия и химия возбужденных состояний
9.2. Спектроскопия эксимерных систем
9.2.2. Электронные состояния и потенциальные кривые
9.2.2.2. Галогениды инертных газов
9.2.2.3. Молекулы галогенов и галогениды элементов подгруппы IIб
9.3. Химические свойства возбужденных состояний
10. Лазеры на галогенидах инертных газов
10.2. Кинетика образования верхнего лазерного уровня
10.2.3. Образование KrF* в разряде
10.2.4. Образование XeF* при накачке разрядом
10.3. Кинетика тушения галогенидов инертных газов
10.4. Накачка
10.4.1. Накачка электронным пучком
10.4.2. Накачка разрядом
10.4.2.2. Устойчивость разряда
10.4.2.3. Коэффициент усиления мощности разряда
10. 5. Вывод мощности
10.5.1. Вывод мощности в KrF*-лазере
10.5.2. Вывод мощности в XcF*-лазере
11. Свойства разряда, управляемого электронным пучком, в ХеСЦВ – Х)- и HgBr(B – Х)-лазерах
11.2. Разряды, управляемые электронным пучком
11.2.1. Лазеры на электронных переходах
11.3. Лазеры на галогенидах инертных газов и галогенидах ртути
11.3.1.1. Возбуждение колебательных уровней и диссоциативное прилипание электрона к молекуле НСl
11.3.2. Разряды в диссоциативном лазере
11.3.2.2. Ионизация и диссоциативное прилипание для HgBr2
11.4. Возбужденные состояния и кинетика ионов
11.4.1.2. Концентрации частиц
11.4.2. Процессы образования ионных и возбужденных состояний в разряде диссоциативного HgBr-лазера
11.4.2.2. Концентрация частиц
11.4.3. Диссоциация галогенидов
11.4.4. Процессы с участием атомов инертных газов в p-состояниях
11.5. Заключение
12. Нестационарное поглощение в УФ области спектра
12.2. Поглощение в чистых инертных газах
12.2.2. Сечение фотопоглощения
12.2.3. Концентрации частиц, находящихся в возбужденных состояниях
12.2.4. Измеренное поглощение
12.2.5. Атомные линии поглощения в плазме чистых инертных газов
12.3. Двухкомпонентные смеси
12.4. Пример
12.5. Однородно распределенные потери
12.5.2. Распределение поля в приближении цепной линии
12.5.3. Метод параметризации
13. Самостоятельные разряды с предыонизацией, используемые для накачки лазерных сред
13.2. Экспериментальные исследования самостоятельного разряда с предыонизацией
13.2.2. Искровая предыонизация
13.2.3. Предыонизация излучением высокой энергии
13.2.4. Взаимное расположение источника предыонизации и разрядных электродов
13.3. Физические механизмы предыонизации УФ излучением
13.3.1. Спектр искрового разряда
13.3.2. Фотоионизационные спектры
13.3.3. Поглощение УФ излучения
13.3.4. Измерения плотности предыонизации от отдельной искры
13.3.5. Расчет числа фотонов от одиночного искрового разряда
13.3.6. Фотоионизация, создаваемая решеткой искровых разрядников
13.4. Физика самостоятельного тлеющего разряда
13.4.1.2. Взаимодействие разряда и задающей цепи; управление током разряда
13.4.1.3. Эффективность накачки лазера
13.4.2. Формирование разряда
13.4.2.2. Нестационарные разряды
13.4.3. Требования к предыонизации
13.5. Заключительное обсуждение
14. Устойчивость разрядов в эксимерных лазерах
14.2. Ионизационная неустойчивость, общая теория
14.2.2. Возникновение и характеристики развития ионизационной неустойчивости
14.2.2.1. Кинетика одноступенчатой ионизации
14.2.2.2. Кинетика двухступенчатой ионизации
14.2.2.3. Кинетика трехступенчатой ионизации
14.3. Ионизационная неустойчивость в разрядах KrF*-лазеров
14.3.2. Методы подавления неустойчивости
14.4. Выводы и заключение
Приложение 1. Теория ионизационной неустойчивости
Приложение 2. Константы суммарной скорости ионизации