11.4.2.2. Концентрация частиц

На рис. 11 представлена диаграмма расчетных концентраций ионов для условий, приведенных в табл. 2. Наиболее очевидным проявлением того, что разряд горит в режиме высокого импеданса, является намного меньшее, чем в ХеСl-лазере (рис. 9), значение плотности электронов.

Рис. 11. Вычисленные квазистационарные концентрации заряженных частиц в разряде, управляемом электронным пучком диссоциативного -лазера для условий, приведенных в табл. 2.

Кроме того, доминирующими ионами в разряде являются молекулярные ионы HgBr2, образующиеся главным образом в результате прямого электронного удара с молекулами HgBr2, находящимися в основном состоянии, и в меньшей степени в результате реакций перезарядки [31]. Хотя и имеется вероятность

того, что в образование молекулы некоторый вклад вносит рекомбинация электрона или иона расчеты показывают, что все-таки подобные реакции не существенны для условий, представленных на рис. 11. Кроме того, такие реакции рекомбинации не являются селективными и приводят к возникновению большого числа различных состояний молекулы HgBr2, продуктом преддиссоциации которых не является молекула Таким образом, в -лазере ионные реакции значительно менее важны, чем в ХеСl-лазере. Однако если бы ион имел вблизи 500 нм сечение поглощения большее, чем то высокая концентрация этого иона, как показано на рис. 11, могла бы внести значительный вклад в объемное поглощение среды и таким образом ограничить кпд вывода оптического излучения.

Рис. 12. Вычисленные квазистационарные концентрации возбужденных частиц в управляемом электронным пучком разряде диссоциативного -лазера для условий, приведенных в табл. 2.

Представленные на рис. 12 соответствующие концентрации возбужденных состояний в значительной степени сравнимы с концентрациями частиц в ХеСl-лазере (рис. 10). Возбужденные атомы образуются при этих условиях очень эффективно, передавая затем свою энергию состоянию которое преддиссоциирует, образуя Протеканием этой реакции можно объяснить появление приблизительно 60% всех молекул HgBr(B), а прямое диссоциативное возбуждение электронным ударом обеспечивает при этих условиях появление примерно 40% молекул HgBr(В). Расчеты показывают, что для условий, представленных на рис. 12, эффективность образования в этих реакциях составляет почти 4%, а усиление — приблизительно (см. табл. 2).

Из рис. 12 следует также, что в отличие от случая, соответствующего ХеСl-лазеру, относительная концентрация меньше, чем концентрация что является следствием низкой плотности электронов в разряде HgBr-лазера. Показанная на рис. 12 относительно малая концентрация определяется рекомбинацией ионов с ионом гл. 5 в настоящей книге), в то время как указанные на рисунке концентрации неидентифицированных возбужденных продуктов реакций определяются главным образом реакциями рекомбинации электронов и Вг- с ионом HgBr +