Плазменные лазеры

Другим крупным направлением использования лазерного факела являются работы по созданию коротковолновых лазеров на рекомбинирующей плазме, так называемых плазменных лазеров [c.257]

Плазменные лазеры (рекомбинационная накачка) 75 [c.75]

Подчеркнем принципиальное отличие плазменного лазера от газоразрядного. В процессе работы газоразрядного лазера степень ионизации плазмы возрастает, а в случае плазменного лазера падает. В этом смысле газоразрядный лазер работает на переходе среды от газа к плазме , тогда как плазменный лазер работает на переходе от плазмы к газу. [c.77]

Плазменным лазерам посвящена монография [69] см. также [c.77]

Для создания плазменного лазера надо решить две проблемы. Пер- [c.78]

Открытая двухуровневая модель плазменного лазера. [c.78]

Проблема очищения нижнего рабочего уровня. Отметим основные механизмы очищения нижнего рабочего уровня в плазменных лазерах радиационное, девозбуждение охлажденными свободными электронами, неупругие столкновения с атомами специальных добавок, химическое очищение. [c.79]

Эффективное очищение нижних уровней в плазменных лазерах возможно также за счет специальных химических [c.80]

Импульсные плазменные лазеры. Для ионизации активна среды в этих лазерах применяют быстро спадающие импульсы электрического разряда с характерными параметрами напряжение до 20 кВ, сила тока до 300 А, длительность импульса порядка 0,1—1 мкс. Импульс генерации развивается в послесвечении разряда. [c.81]

Импульсные плазменные лазеры созданы, в частности, на ионизированных парах щелочноземельных металлов Щ, Са, 5г, Ва. В качестве примера отметим плазменный [c.81]

Плазменные лазеры с использованием жестких ионизаторов реактор-лазер. Весьма перспективны способы образования рекомбинирующей плазмы, основанные на использовании жестких ионизаторов — пучка быстрых электронов, вводимого извне в холодный плотный газ, или осколков деления атомных ядер, образующихся внутри работающего ядерного реактора [69]. В первом случае речь идет об электронно-пучковом плазменном лазере, во втором — [c.82]

Плазмохимические лазеры. В отличие от химических лазеров, где химическая энергия используется для возбуждения верхних рабочих уровней, в случае плазменных лазеров основная функция химических реакций заключается в очищении нижних рабочих уровней. Исследования плаз- [c.84]

В отдельных случаях разрезание прутков, труб и других производится следующими новыми методами анодно-механическим, электроискровым, ультразвуковым, электролитическим, электронно-лучевым, с помощью лазера, взрыва и плазменной струей. [c.168]

Виды и методы сварки обозначают следующими буквами Г — газовая Э — электросварка дуговая Ф — электросварка дуговая под флюсом 3 — электросварка дуговая в защитных газах Ш — электрошлаковая Кт—контактная Уз — ультразвуковая Тр — трением X — холодная Пз — плазменная дуговая Эл — электронно-лучевая Дф — диффузионная Лз — лазером Вз — взрывом И—индукционная Гп — газопрессовая ТА — термитная и др. [c.128]

Как только плазменная частота — возрастет до величины оптической частоты, плазма начнет отражать излучение и свет перестанет в нее проникать. Это соответствует так называемой критической плотности электронов Мс. Для рубинового лазера Л с=2,4-10 см . При расширении плазмы плотность ее быстро падает ниже критической. [c.103]

Параллельно возникли и развивались направления, связанные со слабоионизованной плазмой. Открытие плазменно-пучкового разряда (1961) послужило основой создания новых источников плазмы, использующих энергию плотных электронных пучков для ионизации газа. Создаваемая в таких источниках плазма оказалась сильно неравновесной с большим числом возбуждённых ионов, атомов и молекул в метастабиль-ных состояниях, инициирующих ряд новых типов плазмохим. реакций. Неравновесная плазма пучкового разряда является рабочим веществом в плазмохим. реакторах по разделению изотопов, в квантовых генераторах когерентного излучения — плазменных лазерах и мазерах и др. [c.606]

Сильноточные релятивистские электронные пучки имеют ещё одно преимущество. Они могут инициировать плазменно-пучковый разряд и создавать плазму высокой плотности в разл. плазмохим. реакторах. Обладая большой энергией в целом, релятивистские электронные пучки способны обеспечить большой выход в одном импульсе и высокую ср. мощность при использовании пучков импульсно-периодич. режимов. А высокая энергия электронов обусловливает хорошую однородность плазмохим. реакторов даже при очень больших давлениях газа в них, намного превышающих атмосферное. Именно благодаря таким преимуществам на плазменно-пучковом разряде с использованием сильноточных релятивистских электронных пучков реализованы химические лазеры на водородо-фтористых смесях, дающие когерентное излучение на длине волны X 3 мкм с энергией до неск. кДж в импульсе длительностью т < 100 нс и обладающие кпд по отношению к энерговкладу пучка в газ до 700%, Созданы экси-мерные плазменные лазеры на смесях Аг + Гг + Кг субмикронного диапазона длин волн с энергией до 1 кДж в импульсе д.тительностью т 40 нс и кпд до 10%. [c.608]

Сопоставление плазменного и газоразрядного лазеров можно продолжать, рассматривая импульсную накачку. В импульсном газоразрядном лазере генерация начинается по достижении достаточно высокой интенсивности импульса тока в разряде — на фронте импульса. В импульсном плазменном лазере генерация начинается уже после окончания импульса тока — после того, как возникнет достаточно высокая степень ионизации плазмы и произойдет охлаждение сюбодных электронов. Иными словами, плазменный лазер генерирует в послесвечении разряда. [c.77]

В зависимости от способов ионизации среды, охлаждения электронов и очищения нижних уровней выделяют разг личные типы плазменных лазеров импульсные, электроннопучковые, с ядерной накачкой, плазмодинамические, плазмохимические. [c.78]

Рассматриваемая упрощенная модель плазменного лазера отражает, как это видно из (1.9.9), основные моментьг необходимость создания высоких концентраций Пе и п+ в плазме, охлаждения электронов, обеспечения высокой скорости очищения нижнего уровня (чтобы выполнялось неравенство К2< l). [c.79]

Плазмодинамические лазеры. В этом типе плазменных лазеров плазма движется как целое в процессе ее движения и совершается переход в рекомбинационный режим. Исследуются различные виды макродвижения плазмы расширение, сжатие, равномерное струйное течение [70]. [c.83]

Интересная возможность получения непрерывной генерации в послесвечении разряда открывается при использовании плазменной смеси в виде равномерно текущей струи. Напомним, что в импульсном плазменном лазере происходят три последовательных процесса первый — образование высокоионизованной плазмы, второй — охлаждение свободных электронов плазмы, третий — рекомбинация плазмы (накачка лазерных переходов). Если плазма макроскопически неподвижна, то эти процессы совершаются в одном и том же месте пространства и поэтому должны чередоваться во времени — отсюда обязательный импульсный режим работы лазера. Если же плазма движется в виде струи, то все три указанных процесса могут совершаться одновременно, но в разных областях пространства (разных участках струи). Для пояснения приводится рис. 1.50. Здесь 1 — газовая струя, 2 — область, где реализуется поперечный разряд и создается высокоионизованная плазма, 3 — область, где происходит охлаждение свободных электронов, 4 — область рекомбинации, 5 — зеркала оптического резонатора, 6 — лазерное излучение. Такая развертка последовательных процессов в пространстве (вдоль течения струи) позволяет в принципе совместить их во времени. [c.84]

В плазменном лазере на разлетных молекулах процессы, происходящие в рекомбинирующей плазме, приводят к образованию электронно-возбужденных разлетных молекул. Эти молекулы могут образоваться, например, при рекомбинации атомов в основном состоянии (обозначим их через А (0)) с атомами в возбужденном состоянии (обозначим А (1)) 2А (0) + Л (1) -V Л 2 (1) (0). Здесь Л (1) -разлетная молекула в электронно-юзбужденном состоянии. [c.85]

Плазменные лазеры на электронных переходах разлетных молекул принадлежат, по-видимому, к наиболее перспективным из уже действующих типов плазменных лазеров, поскольку для них особенно просто решается проблема очищения нижнего рабочего уровня и, кроме того, разнообразен выбор высвечивающихся молекул. В частности, весьма перспективны соединения тяжелых инертных газов (Аг, Кг, Хе) с элементами, характеризующимися высоким сродством к электрону — галогенами и кислородом. [c.85]

В качестве источника теплоты при электрической сварке плавлением можно использовать различные источники — электрическую дугу (электродуговая сварка), теплоту шлаковой ванны (электрошлаковая сварка), теплоту струи ионизированных газов холодной пла. злгы (плазменная сварка), теплоту, выделяемую в изделии в результате преобразования кинетической энергии электронов (электронно-лучевая сварка), теплоту когерентного светового луча лазера (лазерная сварка) и некоторые другие. [c.4]

При газолазерной резке металлов лазер непрерывного излучения на углекислом газе мощностью до 5 кВт позволяет в струе кислорода резать малоуглеродистые стали толщиной до 10 мм, легированные и коррозионно-стойкие стали — до 6 мм, никелевые сплавы — до 5 мм, титан—до 10 мм. Металлы, образующие тугоплавкие оксиды с малой вязкостью, газолазерной резкой разделяются плохо, так как удаление оксидов из зоны резхл в этом случае зтрудн но. К таким металлам относятся люминий и его сплавы, магний, латунь, хром и целый ряд других металлов, которые выгоднее резать плазменной резкой. [c.128]

Для устранения другого существенного недостатка газо-плазмен-ных покрытий — пористости, которая приводят к МежкрИсталлитной коррозии, дополнительно предлагается производить в процессе нанесения покрытий локальное пропловление наносимых слоев с помощью лазера. Это способствует так же упрочнению поверхности и поучению высокодисперсной структуры покрытия. [c.105]

В технологических применениях все большее значение приобретают компактные и сравнительно дешевые лазеры на YAG Nd с длиной волны 1,06 мкм. Использование ближней ИК области спектра обеспечивает более эффективную доставку энергии к обрабатываемой поверхности, чем в случаях примения СОг-лозеров. Кроме того, что на меньшей длине волны возможна более тонкая фокусировка излучения, важное значение имеет и тот факт, что на длине волны 1,06 мкм ка < (хравило легче забежать экранировки обрабатываемой поверхности плазмой оптического пробоя [I]. Это обеспечивается как более высокими чем для длины волны 10,6 мкм, порогами оптического пробоя, так и тем, что плАзменная чистота при полной однократной ионизации воздуха атмосферного давления недостаточна для того, чтобы плазма становилась полностью непрозрачной для излучения в видимом и ближнем ИК диапазоне. [c.154]

В настоящее время в сварочном производстве используются более 130 рапичных способов сварки При этом в ряде отраслей вполне отчетливо намслились тенденции по применению современной сварочной течно. юг ИИ для изготовления ответственных сварных конструкций. Среди способов сварки плавлением все более щирокое применение находят концентрированные источники нагрева, позволяющие осуществлять интенсивное проплавление металла при повышенных скоростях сварки сжатая (плазменная) дуга, электронный луч, луч лазера, Нап )имер, при электронно-л чевой сварке минимальная плотность энергии достигает [c.22]

Всевозрастающий интерес ученых, инженеров и технологов к физике плазмы связан с необходимостью решения ряда важнейших фундаментальных и прикладных задач, в которых плазма должна выполнять сложную роль и высокотемпературного рабочего тела, и носителя электрических зарядов, и источника электромагнитных излучений в широком диапазоне длин воли, н электромагнитной силовой динамической системы, и активной среды с инверсной населенностью. К таким задачам относятся создание управляемых термоядерных реакторов, магиитогидродинамических преобразователей тепловой энергии в электрическую, электрореактивных плазменных ДЕ)И1 ателей для космических аппаратов, мощных лазеров на основе низкотемпературной плазмы сложного состава в качестве активной среды, гмазмохи-миЧеских реакторов, плазменно-технологических установок для плй вки резки, сварки и пайки металлов, нанесения различных покрытий и др. [c.384]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...