Статья: ИНДУКЦИОННЫЙ АЗОТНЫЙ ЛАЗЕР С ИМПУЛЬСНОЙ МОЩНОСТЬЮ 1 МВТ (2020)

Рассмотрены химические свойства пенталена и его изомеров, а также их катионов. Пентален и его производные играют важную роль в процессах образования и разрушения полиароматических углеводородов - основных компонентов микрочастиц сажи, образующихся в процессе сгорания органического топлива. Также обсуждается явление изменения ароматических/антиароматических свойств пенталена и двух его основных изомеров при ионизации (изменении количества p-электронов).

Показано, что разогрев вулканического материала, взятого на вулкане Этна (Италия), апокампическим разрядом уменьшает напряжение, при котором от канала разряда стартует положительный стример - апокамп, и увеличивает скорость его распространения. По спектрам люминесценции видно, что эти процессы сопровождаются эмиссией легкоионизуемых K и Na, что согласуется с данными об элементном составе образцов Этны. На основе полученной информации предложена гипотеза о том, что в местах повышенной вулканической активности на высотах 10-18 км (на уровне тропосферы) вероятность появления голубых струй и стартеров повышается.

На основе численного моделирования в программном комплексе ANSYS разработана конструкция мономорфного (униморфного) деформируемого зеркала. Выбрана структура управляющих электродов, обеспечивающая на световой апертуре отработку аберраций до 5-го порядка включительно (первые 21 полином Цернике) с высокой точностью воспроизведения. Приведены расчеты основных характеристик мономорфного зеркала: функции влияния электродов, погрешность отработки заданных аберраций, прогиб зеркала под действием собственного веса, термодеформации поверхности зеркала вследствие изменения температуры окружающей среды, термодеформации и температурное поле от падающего лазерного излучения, собственные частоты колебаний зеркала. Результаты свидетельствуют о возможности использования зеркала для эффективной работы в составе адаптивной оптической системы.

В работе представлены экспериментальная установка, эксперименты по измерению и расчет светового давления на конструкционные материалы для разных углов падения света. Расчет необходим для определения светотехнических свойств материала и суммарного момента сил солнечного давления. В качестве конструкционного материала использовался промышленный металлотрикотаж - сетеполотно. Для расчета было проведено более 4000 экспериментальных измерений коэффициентов пропускания и коэффициентов отражения сетеполотна.

Представлены результаты лидарного зондирования тропосферного аэрозоля, выполненного в Калининграде (54° с. ш., 20° в. д.) с применением двухволнового атмосферного лидара (532 и 1064 нм), который позволяет проводить зондирование аэрозоля до высот 10-12 км. В результате измерений мощности рассеянного в тропосфере лидарного сигнала с 2011 по 2018 г. установлены особенности вертикальной структуры и динамики аэрозоля. Анализ результатов показал усиление волновой активности в диапазоне акустико-гравитационных волн в тропосфере во время прохождения солнечного терминатора.

Представлены результаты лабораторных экспериментов по регистрации сигналов обратнорассеянного излучения ИК-лазера от аэрозольных частиц, содержащих органические примеси. Исследования выполнены на лабораторном стенде по схеме лидарного зондирования на контролируемой оптической трассе. В качестве модельных сред использовались водный аэрозоль и водные растворы, содержащие органические примеси: триптофан, изопропиловый спирт, глицерин, никотинамидадениндинуклеотид. Результаты измерений сигналов обратного рассеяния для различных органических примесей в исследуемых аэрозольных частицах показывают возможность использования ИК-лазеров со сканированием частоты излучения для дистанционного зондирования атмосферного органического аэрозоля.

Представлены результаты разработки комплекса для проведения высокоскоростной визуально-оптической диагностики процессов плазмохимического синтеза в смесях порошков, инициируемых СВЧ-излучением гиротрона. Комплекс предусматривает получение не только изображений процессов в реакторе, но и спектра возникающего излучения. Комплекс включает в себя видеокамеры, спектрометры, систему синхронизации и предполагает возможность установки системы активной фильтрации на основе активных сред на парах металлов. Также приведены результаты визуализации процесса синтеза различных керамических микро- и наночастиц. Показано, что использование временной фильтрации оптических изображений не позволяет полностью подавить влияние фонового излучения.

Рассмотрены условия формирования ТГц-излучения в монокристаллах ZnGeP2 при генерации разностной частоты. Показано, что для реализации эффективного ТГц-излучения требуются источники двухчастотной лазерной накачки с длительностью импульсов генерации ~ 1 нс. Предлагается использовать в качестве такого источника ИК-излучение (на переходах Sr I в области 3 мкм и Sr II - 1 мкм) системы «задающий генератор - усилитель» на парах стронция. Рассмотрены условия формирования инверсии населенности, при которых в активной среде лазера на парах стронция реализуется длительность импульсов генерации ~ 1 нс. Показано, что при использовании такой системы можно увеличить среднюю мощность генерации лазера на парах стронция пропорционально увеличению объема активной среды усилителя.

В работе представлены результаты разработки активного элемента на переходах атома натрия с продольной и поперечной накачкой. Экспериментально исследована возможность получения излучения на резонансных переходах при возбуждении активной среды с помощью импульсов наносекундной длительности различной энергии и спектрального состава. Накачка среды осуществлялась с помощью лазера на красителях и CuBr-лазера. Зафиксировано излучение на D -линиях натрия при накачке желтой линией излучения CuBr-лазера.

При возбуждении электронным пучком парогазовой смеси Ne + Tl и создании инверсии населенностей на переходах иона таллия Tl+ в реакциях перезарядки получена и исследована лазерная генерация на линиях Tl+ с λ = 1922; 1385,2; 595,1; 695 и 707 нм (на первых двух линиях - впервые). В исследуемом диапазоне параметров накачки получена линейная зависимость мощности генерации от мощности накачки, свидетельствующая об эффективности электронно-пучкового возбуждения. Достигнута средняя мощность излучения 44 мВт на λ = 595 нм при частоте 1 кГц с эффективностью ~ 0,06%. Проведено численное моделирование энергетических характеристик лазера.

В работе описан созданный ИК-лазер с накачкой импульсным индукционным цилиндрическим разрядом, генерирующий в области 900-2050 нм на переходах атомов Xe I. В качестве активной среды использовался ксенон и его смеси с гелием и аргоном. Проведены экспериментальные исследования влияния состава активной газовой среды на интенсивность излучения атомов Xe I. Спектр генерации состоял из трех линий с длинами волн 904,5; 1733 и 2026 нм. Соотношение интенсивностей сильно зависело от состава активной среды. Длительность оптических импульсов излучения достигала (8 ± 1) нс на полувысоте.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния условий накачки на спектральные и временные характеристики излучения ИК Ar I-лазера при возбуждении активной среды импульсным индукционным продольным разрядом. Получена лазерная генерация на переходах нейтральных атомов аргона на длинах волн 1213, 1240, 1270, 1694, 1791 нм в чистом аргоне и в его двухкомпонентных смесях с гелием и неоном. Длительность оптических импульсов на полувысоте составляла (5 ± 1) нс. Энергия излучения достигала 0,1 мДж.

C 15 по 20 сентября 2019 г. в Институте оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН (г. Томск) прошла XIV Международная конференция по импульсным лазерам и применениям лазеров AMPL-2019. Число участников форума было гораздо больше, чем во все предыдущие годы. Тематика традиционно отражала результаты исследований последних лет: фундаментальные вопросы лазерной физики, физические и химические процессы в активных средах лазеров, новые лазеры и лазерные системы, применения лазеров, создание приборов на основе лазерных источников, новые оптические технологии, проблемы коммерциализации лазеров и приборов на их основе.