国际物理学杂志》上的研究和应用

ISSN:2766 - 2748

评论文章

高能高频(DF)激光

维克多V Apollonov *

普罗霍罗夫GPI RAS,瓦维洛夫str.38,莫斯科,俄罗斯

*通信地址:维克多V Apollonov,普罗霍罗夫GPI RAS,瓦维洛夫str.38,莫斯科,俄罗斯,电子邮件:vapollo@rambler.ru;vapollo@kapella.gpi.ru

日期:提交:2018年7月11日;批准:2018年8月16日;发表:2018年8月17日

本文引用:Apollonov VV。高能高频(DF)激光。J phy Res。2018;1:001 - 016。DOI:10.29328 / journal.jpra.1001001

版权:©2018 Apollonov VV。这是一个开放的文章在知金博宝app体育识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

无链传动高频(DF)激光器是最合适的,生态安全的强大和充满活力的相干辐射的2.6 - -3.1厘米(高频激光)和3.5 - -4.1厘米(DF激光器)光谱区域。高频(DF)脉冲的不同方法和pulse-periodic激光创建我们的团队提出的院士的指导下点普罗霍罗夫是自给的体积流量(SSVD)。众所周知,SSVD可以建立在气体通过创建一个主要电子密度超过某一最小值n_最小值在整个放电差距。各种方法的预电离气体的排放差距已经开发出来。使用这些方法,主要电子通常可以直接创建的放电气体,有时会导致困难的建立为SSVD形成的必要条件。例如,高电压的形成需要一个初始等离子体时预电离源和活性介质结合在相同的体积,而预电离与紫外线辐射可能是无效的,因为这种辐射的吸收力强的媒介。的情况下使用软x射线,它是必要的,以确保刚性同步x射线和泵的来源。气体混合物的典型的二氧化碳激光、电子捕获过程损失相对较小的E / p值较低。捕获系数远小于紫外线辐射的吸收系数相同的混合物。原则上,应该可以创建主要电子密度形成所需的SSVD在相当远的距离从一个电离源,然后运输电子在电场漂移的差距。我们有调查和实验证实了这一物质[1]。SSVD形成方法是通过填充间隙放电的通量电子在电场漂移,没有整个的初步电离放电体积,提出和实施了我们的团队。 The electron source was a plasma formed in an auxiliary discharge initiated under a grid cathode. This method also made it possible to establish a SSVD in a system with a strongly inhomogeneous electric field in the discharge gap [1].

无链传动的基本优势放电高频(DF)激光辐射脉冲功率高,工作在合理的脉冲重复频率的能力,简单的设计,方便使用。这个方法是最具吸引力的应用程序之一,是生态安全的[2]。然而,对于一个可观的时间长度这些激光受限于他们的相对较低的最大辐射能量(< 10 J)。显然,改善类似激光的能量特征的问题,与大多数其他放电激光操作在中间值和高的气体压力,很容易连接到执行SSVD本身的挑战。我们调查SSVD无链传动工作混合物的高频(DF)激光,目的是提高辐射能量水平至少几百j [2]。作为本研究的结果,许多特殊功能被发现无链传动高频(DF)激光器(3 - 12),这不仅遵循传统的原则在中间形成体积流量和高气体压力(13、14),但也很大程度上与他们。具体地说,它发现SSVD可以点燃没有任何初步的电离辐射科幻₆和混合物的科幻小说₆与碳氢化合物(deuteron-carbons) [2,3]。我们称这种形式的SSVD自创的体积流量(SIVD) [5]。实现SIVD大量允许我们增加无链传动高频(DF)激光的辐射能量~ 400 J的电效率~ 4% (7 - 11)。一直尝试获得更深的洞察SIVD的物理学,从调查的结果无链传动高频(DF)执行与激光点在GPI RAS普罗霍罗夫,并分析该方法的潜在进一步增加无链传动激光的能量参数。

一种新形式的SSVD

某些条件应该满足SIVD实现致密气体,以下是基本的。

(1)主要的电子数密度的不少于10⁶-10年⁹厘米³必须创建在一个通过其初步的电离气体体积。

(2)在特殊情况下SSVD是用于激光激发,而政府严格限制活性介质特征的一致性工作容积,主要电子倍增应该发生在一个均匀的电场,这通常是由特殊的成型电极的表面。

显然,第一个条件不能观察到在这样一个强烈的电负性天然气作为科幻小说₆(5、7)因为伟大的主要电子损失电子附件,除了在特殊的照片引发放电模式[15],,然而,是无效的能源输入分子气体因为低过电压的差距,对于大量排放差距和活性介质,它是没有意识到。随着激光孔径和放电容量增加,如何满足第二个条件的问题还arises-there技术困难的制造大型intricate-shaped电极和放电回路电感的崛起无用的增长引起的横向尺寸的电极(3、4)。显然遵循从上面给出的简化分析,建立强大的放电的可能性无链传动高频(DF)激光在已知的物理原则形成SSVD稠密气体是非常有限的。此外,当从这些原则,所有试图创建无链传动高频(DF)激光的辐射能量~ 1 kJ,上面似乎毫无希望。这似乎抑制研究人员的努力,增加无链传动高频(DF)激光的能量参数。尽管有了众多作品关心无链传动高频(DF)激光辐射能量达到为他们到1996年水平的10 J [16]。

不完备的传统理解的物理形成SSVD稠密气体来被理解后,我们发现在科幻小说可以获得流量₆和混合物的科幻小说₆与碳氢化合物(deuteron-carbons)系统平面电极的高电场增强的边缘没有任何预电离气体[2,3]。实现的充分条件SSVD在这种情况下是小规模的存在(~ 50µm)粗糙度阴极。我们称这种形式的放电SIVD [5]。SIVD不是一个普通的不同SSVD与预电离。它包含一组分散渠道,偏离的方向阳极和附加到亮阴极斑点。当重叠,这些扩散通道显示一个共同的光芒漫射[3,5]。SIVD电流和电压波形图也是典型的SSVD电负性气体[5]。在无链传动高频(DF)激光与阴极表面粗糙,预电离的影响不仅放电特征,而且输出激光能量[3,5]。还应该提到的文献数据分析表明一个微不足道的角色SSVD预电离形成的无链传动激光。例如,在[36],一组金属杆连接到一个共同的母线通过电阻(电阻解偶联)作为阴极放电差距,预电离是缺席,在[18]这是通过高电流介质表面放电的光谱显示不仅紫外线辐射,而且软x射线辐射。 We have defined SIVD as a form of SSVD that is obtained without preionization in SF₆和科幻小说₆基于混合物在科幻₆压力的30 - 150托,这是典型的高频(DF)激光。基于实验结果的分析,下面考虑以下问题。

(1)发展的关键特征是什么SIVD吗?

(2)什么是物理机制,确定SIVD现有的可能性?

(3)是科幻小说₆一个独特的气体或SIVD可以观察到在其他气体吗?

(4)的活性介质和输出特性无链传动高频(DF)基于SIVD激光?

(5)有什么前景进一步增加无链传动激光的辐射能量?

设置用于调查SIVD形成的动态表示示意图如图1所示。SIVD ~ 500 ns时间开始在科幻小说₆:С2Н6 = 10:1混合物的压力33托和4厘米的极间距离。电极厚度是0.5毫米和16厘米长铜条纹(阴极)站在沿边和磁盘阳极直径6厘米四舍五入沿着周边半径为1厘米。崩溃是由一个电流的力量发起缺口边缘火花限制电阻R = 900。这火花原则上不能提供足够数量的主要电子气体的体积,但它允许网站空间稳定击穿的主要差距。的光度SIVD记录由一个相机的曝光时间20帧ns与不同运行时间延迟相对差距的瞬间崩溃。SIVD动力学也研究plane-plane缺口几何与分段阴极实验如图1 b所示。在这种情况下,电极间距离、工作介质的压力和安装的电气方案在实验前一样,但阴极是一个平圆盘四舍五入沿着周边半径为1厘米。孤立导体直径1毫米插入孔的直径2毫米,钻在平面阴极的一部分,间隔的距离~ 4厘米。基本的阴极和这些导体连接到一个共同的公共汽车。当前通过每个导体被Rogowskii线圈记录。 One of the conductors (1) extended ~1 mm above the cathode surface, which ensured a primary gap breakdown at that point, whilst comparing the oscillograms for the currents through the initial (1) and control (2) conductors allowed the SIVD extension over the gap to be followed.

一个扩散通道的动态研究使用安装示意图如图1 c表示。通过放电扩散渠道发起的杆(阴极)平面几何的科幻小说₆C:₂H₆在压力p = 16.5 + 49.5 = 10:1混合物托和极间距离d = 4厘米。1.5毫米的直径与聚乙烯绝缘杆穿作为阴极和阳极是一个磁盘直径10厘米。阴极表面的限制保证不超过一个阴极的发展。SIVD动力学是紧随其后的是一个单帧相机,在实验根据图1中的计划执行。SIVD也与摄像机拍摄,使得精确计算占用的体积流量的函数放入等离子能量,后者b_eing计算通过电流和电压波形图。,目的是增加特定功率输入到放电等离子体SIVD在给定的差距,几何是有限的,在许多实验中,由一个玻璃管,直径6 - 8毫米(有界SIVD[6、11]),如图1所示使用虚线c。这使得有可能提出具体的能源口供J ~ 1厘米³。SIVD获得通过一个单帧的帧相机在不同瞬间的时间相对于即时的差距分解如图2所示,3给出了放电电压和电流波形图,对应于我们所描述的过程。从图2可以看到,被分解的差距在边缘附近的一个辅助电极。在这一刹那,SIVD构成一个漫射通道与一个已经发达阴极斑点。第一通道附近,更明亮的新渠道的出现,生长暂时在数量上,而他们的亮度逐渐与第一频道,与最亮的通道b_eing位于靠近一个主要通道。随着时间的推移,所有的通道变得同样明亮,而第一频道的发光强度明显降低。SIVD的进一步发展,提高发光强度观察扩散渠道差距边缘远离该地区的第一个崩溃。然而,在T > 250 ns再次发光在阴极的长度变得均匀,发光区域内的第一频道b_eing恢复。此外,放电不稳定开始发展的背景下,总发光。

一个非常有趣的SSVD发展是观察到的照片。尽管各地地方差距的降低击穿电压的差距似稳值(图3),接近静态科幻的击穿电压₆[19],最初形成的渠道不再是能够通过所有的能量恢复电容器通过本身,如发生,例如,在空气或氮气[7],当地的间隙击穿,甚至的形式扩散通道,必须遵循由放电不稳定,在一个足够高恢复能量,过渡放电的扩散到收缩的状态。相反,我们看到新的传播渠道的形成后出现的第一个,和SIVD扩展到整个差距接近静态击穿电压值(图3);这样做,从第一频道的亮度降低的时候,电流通过它不仅上升,但是,相反,与新渠道的出现,即最初形成的通道逐渐熄灭。应该注意的是,当前复苏的影响,这是显示在图2中,体现均衡所有通道的亮度后首次下降,只有足够高的能量沉积下观察。减少能源或阴极尺寸增长(陪同,自然增加了阳极尺寸),这种效果是缺席。然而,当高能量放电等离子体中沉积(150 - 200 J l¹),是典型的高频(DF)激光,SIVD延伸到整个差距如此之快,我们使用的单帧相机不允许过程需要解决。类似的照片SIVD发展观察在放电间隙plane-plane几何学。图4显示了通过启动电流的波形图和控制导线图1 b与分段阴极实验获得。从这个图,目前通过控制导线开始流明显延迟通过启动导体相对于当前。也见过电流的振幅通过启动导体已减少一半的时间,目前通过控制导线出现,即在给定的实验中我们观察到的影响淬火的第一通道通过下一个渠道先后填补间隙放电,因为他们出现。漫射通道形成的数量在放电电流脉冲持续时间,如(5、7)所示,正比于特定的能量输入到放电等离子体。如图4示波图中看到,当前经济复苏的影响在第一频道也发生在plane-plane放电间隙几何后几乎完全淬火。在上述实验中,我们观察到增加音量被SIVD能量输入过程中等离子体rod-plane几何,即放电容量直接取决于能量沉积在这本书。图5给出了依赖的体积V被SIVD参数W / p、W是能源放入放电和p是气体混合物的压力。看到在图5中,放电容量增长线性参数W / p。

后的大小SIVD rod-plane几何的限制一个玻璃管,能量的放电电压和电流波形图的口供W_在= 200 J l¹没有变化,但在能源口供超过400 J 1 - 1,有界的示波图SIVD显示明显的变化。图6显示了有界的电压和电流波形图(乌兰巴托,h)和无限(U, I) SIVD科幻₆C:₂H₆在压力p = 33 = 2混合托和d = 4厘米。从这个图可以推断,在SIVD体积的限制(相当于增加一个特定的能量沉积),电压,首次下降在崩溃之后,与当前同时上升,即使在一段时间后,其最大电流通过。作为一个整体,U_b你当我_b 6和科幻小说₆基于混合物在这方面并不是唯一的。电动排放在其他强烈的电负性气体及其混合物表现出相似的特征。图7 (a), 7 (b)显示,电流和电压波形图的有界SIVD C₃F₈和C₂盐酸₃C:₂H₆分别混合。这是图7所示(一个)波形图_b显示了一个更明显的弯曲₃F₈比科幻小说₆。

属上述特性的发展SIVD允许一个假设在科幻小说有电流限制机制₆和科幻小说₆基于混合物,使所有的存储能量的流逝通过单通道困难。很明显,这些机制引起的存在SIVD等不同寻常的放电形式,以及其一代差距的可能性高的边缘电场的不均匀性。上述结果表明电流密度的某些限制机制的存在在科幻的扩散通道₆和科幻小说₆基于混合物。很自然的将这些机制的存在这样的科幻小说的特色₆作为其electro-negativity高。相对于其他气体能够附加电子分子形成稳定的负离子,强烈的电负性的气体如科幻小说₆是有区别的(我)高值的操作减少电场E / N和(2)高震级的electro-negativity,定义为负离子电子浓度比。这对放电产生一些特殊的功能显示,下面我们简单总结一下。

一、科幻₆电子分子离解的影响就变得很重要。在E / n个值,这样,电子碰撞电离系数α不少于电子附件率吗$\eta$、高意味着科幻电子能量的方法₆离解阈值。结果,超过80%的能量沉积进入离解[20]。注意,离解电离和电子附件流程SFg可以大大有助于气体分解的特点,特别是氟原子生产[21]。亚微秒时间尺度,没有时间形成的副产品离开放电通道,导致当地增加总气体密度N和,因此,电导率递减。

二世。因为${\chi }_{\mathrm{一个}}$通常超过团结、大型SIVD负离子浓度实现,这意味着电子代过程通过电子脱离负离子可能发挥作用。传统上,分离过程通过负面ion-neutral分子碰撞或/和关联调用电离。然而,在中间气体压力(10 - 100托)在微秒的时间尺度,提到的机制根本不提供电子倍增,如下从实验和理论方面的考虑[22]。另一方面,有强有力的理由认为,电子脱离了电子的影响可能会非常有效的SFg产生二次电子。作为应用于电子雪崩在科幻小说的发展₆第一次被提出,这种电离机制和定量评估(23、24)。后来也考虑在其他含氟气体等离子体形成。

三世。积极的离子浓度达到SIVD高,一起的事实关系$\alpha \approx \eta$在工作条件下,意味着离解电子离子复合可以强烈的科幻小说的影响₆放电等离子体参数,定性和定量。在科幻小说₆等离子体衰减阶段(电压脉冲的后缘),离子间重组也大大影响了放电特征。然而,它应该被强调,在科幻的重组过程₆知道甚少,所以没有公司的数据在相应的速率常数升高降低电场接近(E / N)_cr可以在文献中找到。描述科幻₆离解,氟原子的能量在生产等于4.5 ev。此外,建议负离子${\text{科幻小说}}_6^{-}$占主导地位的条件下,利益,因为电荷转移反应没有时间完成[22]和截面的直接生产其他负离子电子影响太小[21]。电子的速率常数的影响从负离子超然评为k_d= 10⁷厘米³年代¹,假设这个量不小于电子的弹性散射在科幻小说中₆[23]。速率常数b_ei推导出离解电子离子复合对正离子的主要见于科幻₆放电等离子体[21]。此外,它假定$b_{ej}~T_e^{-1/2}$,其中T_e是电子温度。因此,b_ei= 10⁷厘米³年代¹。确定离子间复合速率常数b_二世、特殊实验(25、26)进行。没有进入细节,我们给= 10⁸厘米³年代¹作为一个适当的值为感兴趣的条件。很明显,所有的流程上面考虑,考虑实际速率常数时,可能会影响SIVD电压波形图。可以推断,离解电子离子复合和电子脱离了电子的影响似乎互相平衡,至少在相应的速率常数的精度是目前已知的。这似乎提供额外支持的估计速率常数k_d和b_ei在这一章。

先进的研究亚微秒中压SIVD科幻₆和科幻小说₆- c₂H₆混合物。发现科幻的分解₆molecules-either立即通过电子轰击或离解电离和电子attachment-influences放电特征(特别是电压和电流波形图)。С2Н6分子的分手也可以被认为是一个值得关注的分离机制。电子离子离解复合和电子影响负离子的超然感觉平衡在纯粹的科幻小说₆在科幻小说₆用小С2Н6添加剂。考虑过程使一个SIVD定性解释这样一个独特的现象。还应该指出的是,从负离子电子脱离,因为电子的影响是最可能的机制之一SSVD科幻不稳定局势的发展₆和科幻小说₆基于混合物。考虑到影响上市进程使一个描述定性SIVD形成的动力学。在我们计算SIVD的渠道结构是由一组平行的纯电阻的导电率确定符合(10、19)。初始条件的差异在开发渠道纵向的阴极指定不同的初始电子密度n0每个通道的数量。总共9个频道考虑在内,这对应于使用刀子阴极的实验。图8给出了计算电压U波形图,总电流我和当前通过第一通道。它是通过一个人看到电流通道显示两个极大值,与实验结果定性相关调查SIVD动力学,在观察当前复苏的影响。通过这种方式,它是机制,限制电流的存在,可以形成导电通道没有preionization-SIVD SSVD。

然而,足够高均匀性和稳定性也应该确保SIVD用于无链传动高频(DF)激光。SIVD只能通常被分配到普通卷排放。卷自然是达到为SIVD重叠个人扩散通道连接到阴极斑点,即原则上SIVD飞机结构。什么是重要的排放等的一致性和稳定性,因此,不是最初的电子数密度,但阴极斑点的表面密度,这在很大程度上取决于表面状态,除了许多其他因素。实验的结果执行,目的是揭示这些因素在下面讨论。

实验进行了介质放电相机充满科幻的混合物₆和碳氢化合物(С₂Н₃₆或С₃Н₈)的总压强p = 5 + 15托。体积流量之间被烧A1Ø6厘米阴极四舍五入沿着周边半径1厘米和A1Ø12厘米阳极在p值_d= 0.02 - -0.7厘米atm。在实验中我们使用阴极,抛光和阴极,进行喷砂。电容器通过差距出院。改变电容和电容的放电电压不同的插入到SIVD等离子体的能量。

图9显示了N_年代阴极上的斑点,被喷砂作为参数的函数W_spE_qsW_sp是单位气体体积和沉积能量E_qs在似稳电场强度SIVD阶段。我们可以看到在图9中,这种关系是由满意地近似线性函数:

$N_{\mathrm{年代}}=\mathrm{一个}+b{W}_{\mathrm{年代}p}-E_{问\mathrm{年代}}。\text{(1)}$

数量N的崛起_年代,因此,阴极斑点的表面密度,不仅在一个特定的能量沉积增加,而且当电场强度制约建筑业的电场强度大小决定了阴极斑点的形成的概率相当大程度上[14]。常数b在表达式(1)是在阴极表面状态和碳氢化合物含量的混合物。

图10显示了依赖性的NsС的分压₂Н₆混合在一个科幻小说₆压力30托虽然d = 4厘米,获得使用抛光阴极(曲线1;机械抛光的表面是紧随其后的是衰老通过大约100排放)和阴极受到喷砂(曲线2)。

这些依赖性得到恒定能量口供SIVD等离子体。图10所示,Ns数量增加明显提高烃分压。从这图同样明显的是,阴极表面的粗糙度来扮演一个角色在阴极斑点的密度增加,相应地,有效体积SIVD占领了。根据表达式(1)阴极斑点的密度在科幻小说中₆- c₂H₆混合物也可以增加了加大燃烧放电电压通过添加少量的气体比科幻电负性₆例如,三地₄或C₂盐酸₃。请注意,2托C₂盐酸₃除了科幻₆- c₂H₆混合物不会导致明显减少SIVD稳定。增加SIVD在科幻的稳定性的问题₆基于混合物充分覆盖(5 - 10),所以这不是本文详细介绍。我们只报告在这一领域的基本结果。在[5],显示新增的碳氢化合物和deuteron-carbons科幻₆允许增加了特定的能源口供在给定放电持续时间5 - 6倍,这理由最好雇佣这些氢(氘)捐助者无链传动高频(DF)激光,而不是H2和D2。此外,它是显示在[8 10]SSVD在科幻的混合物的稳定性₆在实践中与碳氢化合物或deuteron-carbons并不取决于是否有网站的局部放电间隙电场增强,使我们能够使用相同的平面电极四舍五入到小半径r < 6和科幻小说₆基于混合物。然而,这种分析是非常具有挑战性,因为严重的困难完全占了通道内的等离子体成分从阴极斑点,在强烈分离混合物的初始组件工作由于大电流密度(10⁴一个厘米²)。

无链传动SIVD高频(DF)激光泵浦

SIVD有很大潜力的创建非常简单和紧凑无链传动高频(DF)激光。然而,没有预电离,设置与工作介质的不到21日在一个相对较小的阴极表面表现出的明显的散射脉冲击穿电压振幅pulse-periodic工作模式下,尤其不可取的。因此,在给定的情况下,启动SIVD是有利的,例如,一个电流的火花放电间隙外或设在一个洞在阴极[5]。原则上,这个政权是类似的照片引发放电模式[27]15日17日。然而,在古典照片引发放电方案b_eing应用于准分子激光,一个强大的照明的差距是必要的,因为这照明符合初始的双重职能分解和生产所需的原电子数密度在气体介质。混合物的科幻小说₆与碳氢化合物,强大的不需要照明,因为SIVD的特色是放电故障传播当地的差距后,如上所述,在整个阴极表面,无论它首先发生[5]。这意味着本地照明的阴极电流的火花是相当足够的稳定电场和高频(DF)激光的输出特性。参照一个不寻常的操作模式,一些高频的特点(DF)激光的孔径5厘米被认为是在这一节中详细。

在激光图11,平坦的A1电极尺寸的20 x80 cm(阳极)和7 x60 cm(阴极),圆了一个半径为1厘米周长,相隔的距离d = 5厘米。阴极表面进行喷砂。获得SIVD,惠誉方案是使用电容C₁和C₂0.1µF,最大放电电压50 kv。放电间隙是横向与火花照亮有限公司由两个电阻r = 5 k直接连接的电极。火星位于对称相对于电极的距离~从阴极边缘5厘米。十个鼓风机确保激光器的操作在pulse-periodic政权10赫兹的频率。激光与混合物科幻₆- c₂H₆45 - 70托和C6D12压力。在大多数的实验中,一个谐振器由A1镜的曲率半径20 m和BaF的平行平面板₂是使用。激光辐射散度测量用一个不稳定的伸缩谐振器放大M = 3。排除near-electrode地区的影响的结果,这些测量的激光孔仅限于直径4厘米。辐射散度测量进行了通过焦斑方法使用镜子楔形[28]。注意,在典型的照片引发放电系统相比,崩溃开始在我们的例子中发生自发一旦电压超过了某些关键级的差距。分离的照明方案的激光激励方案,可以启动故障在任意时刻的时间。

典型波形图的脉冲激光,电流和电压的差距提出了在图12(曲线1、2和3,分别)。看到这个数字,放电间隙击穿发生由于照片起始电压脉冲的前沿,激光脉冲相对于当前最大最大略有推迟。没有启动火花,间隙击穿电压的散射振幅高达20%,相应地,引起传播大小输出的激光能量的15%。图13显示了输出激光能量的依赖(W_出在高频)(一代)在能源W存入C放电等离子体与不同比例的混合物₂H₆。可以看出,在组件的混合比率С₂Н₆:科幻₆= 1.5:22和增加22输出能量与沉积能量的增加几乎呈线性。在实验条件下,С混合物₂Н₆:科幻₆= 1.5:22被证明是最优的,最大值的一代能源的W_出= 8 j获得电子的效率为3.2%。

的放电容量评估激光辐射对热敏纸打印-1.51,对应于一个特定的能量沉积的等离子体~ 220 J l¹。减少W_出随着WС混合物含量较低₂Н₆(混合C₂H₆:科幻₆=一22)源自放电不稳定在高能源口供。事实上,在这个混合物,当操作在1 ~ 200 J能量口供¹,我们观察到明亮的等离子体增长源于阴极边缘,有时之间架起了桥梁。与更高的C混合物₂H₆、内容、没有减少激光效率随着W,直到流量保持稳定,和等离子体通道的长度不超过d / 2。这使我们预期增加的电效率与极间距离增加发生因为SIVD变得更加均匀由于扩散渠道更大的重叠(5、7)。在研究电极系统中,一个伟大的增强边缘电场发生的差距。等气体有限公司₂、空气和氮气,这导致放电集中在边缘[4]的差距。混合物的科幻小说₆碳氢化合物情况并非如此,因为特色的SIVD-even虽然SIVD产生边缘,然后取代的内部机制的存在的差距,因为极限扩散电流密度的通道。SIVD等离子体密度分布的光学axis-contained平面平行于电极表面如图14所示。SIVD光度强度达到最大的轴。辐射能量也分布在激光孔径以类似的方式,即边缘的电场增强不明显影响输出激光辐射的分布。通过这种方式,一个当地的照明阴极很足以获得一个统一SSVD科幻的混合物₆碳氢化合物,和地区的存在显示高边缘不均匀不恶化SIVD稳定激光辐射能量的分布,只影响孔径略。因此可以使用平面电极圆小半径以及他们的周长。我们没有发现任何明显的特性p p操作模式,没有前面提到的其他地方[-]。辐射散度测量在特殊情况下激光手术DF分子图15。从图15可以看到,0.5是rad的辐射水平散度,对应于四个衍射极限。给定参数的进一步提高将增加激光孔,因为延长电极的距离应该改善放电均匀性通过更大的重叠的扩散通道。

大光圈无链传动高频(DF)激光

增加阴极表面活性介质体积,启动故障的差距的必要性消失了。在这种情况下,击穿延迟变得微不足道,无法推断出波形图,和发生在击穿电压前缘。因此,当处理设置以极大的活性介质卷,没有必要额外单位启动故障的差距,因为充分均匀的自发放电形式。我们认为是无链传动高频(DF)的规模问题在之前的论文(6、8、10)进行更详细的。

因此,在这一章里,我们接触的必要条件获得SIVD大量。

(1)阴极表面应具备小规模(~ 50µm)粗糙度;

(2)是很重要的波阻抗匹配电路的放电等离子体电阻在给定的极间距离,和混合压力应该选择的方式燃烧放电电压由科幻间隙击穿的条件₆[19]是小于两倍的电压的差距

(3)增加发电机产生的电能通过增加电容在给定最大的发电机电压放电的发展应遵循的体积V V ~ C^3/2,其中C是发电机的电容[8 10]。在满足这些条件,最大限度地减少时间的也应该试一次放电等离子体的能量沉积。最大代能量获得无链传动高频(DF)激光在我们实验407 J(高频)和325 (DF),与电气效率分别为4.3%和3.4%。活性介质体积~ 60 l 27厘米的孔图16 a, b。这种激光与一些额外的硬件可以pulse-periodic重复率约100赫兹,这是重要的实现新的技术(30 -)。自然感兴趣的问题是进一步提高激光辐射能量。图17显示了输出高频激光能量的依赖W_出在能源W_p存储在电容器高压发生器。这个数字反映了我们得到的数据用设置不同数量的活性介质。这使我们能够预测的可能性进一步增加无链传动高频(DF)激光器的输出能量通过创建设置,操作能量口供几十kJ期间使用我们开发的方法,生产时间(33、34)。