Теперь рассмотрим случай системы возбуждения продольные размеры(длина), которой во много раз больше ее характерных поперечных размеров, представленных на рис.26,а. В этом случае можно считать, что

L0=L1+L0, M10=0, M12=L1, M20=L0 (48)

При выполнении условий (48) система уравнений (47) может быть представлена в следующем виде

(49)

Эта система уравнений может быть представлена в виде стандартной эквивалентной электрической схемы (рис.26,в), так как третье уравнение системы (49) становится следствием первых двух. LC- контур обычно моделируют именно такой системой уравнений.

1.5. Система возбуждения широкоапертурного XeCl-лазера на с двухконтурным обострителем

Энергетические характеристики электроразрядных эксимерных лазеров определяются в первую очередь совершенством системы возбуждения и предыонизации, а также временной согласованностью их совместной работы.

Характерной особенностью автоматической системы предыонизаци является то, что она начинает действовать после того как система возбуждения формирует импульс напряжения на лазерных электродах. Проведенные теоретические исследования показали, что для оптимальной работы такой системы предыонизации необходимо обеспечить совпадение частоты напряжения на электродах лазера с собственной частотой контура автоматической предыонизации. Только при выполнении этого требования ток протекающий через цепь предыонизации будет сопоставим с током в автономной системе предыонизации. Таким образом, при любом изменении временных характеристик импульса напряжения на лазерных электродах вследствие изменения системы возбуждения, необходимо заново проводить оптимизацию системы предыонизации.

Нами была теоретически исследована и реализована экспериментально оригинальная система возбуждения типа LC-контур с двухконтурным обострителем (рис.2). Эти два контура обострителя (L2C2 и L3C3) имеют разные индуктивности цепи перезарядки с основной накопительной емкостью. Емкость С2 имеет индуктивность перезарядки (L1), а С3 имеет индуктивность перезарядки (L1+ L2+ L3). Теоретический расчет показывает, что в этом случае могут быть реализованы различные режимы работы системы возбуждения. При этом в отличии от систем возбуждения с одной обострительной емкостью ( рис.1) напряжение на разрядном промежутке - Uэл в режиме холостого хода может существенно отличаться от напряжений на обострителях. На рис.3, рис.4 и рис.5 представлены осциллограммы холостого хода соответственно для обычного LС-контура и с двухконтурным обострителем. Причем для двухконтурного обострителя рассмотрены два предельных случаев. В первом случае (рис.4) меньшая обострительная емкость С2 (и с меньшей индуктивностью перезарядки) заряжается до большего напряжения U2 и обеспечивает формирование объемного разряда. Большая обострительная емкость С3 с большей индуктивностью цепи перезарядки осуществляет основной энерговклад в разряд. Во втором случае величины емкостей соизмеримы, но при этом вторая емкость заряжается до напряжения U3, которое может существенно превышать пробойное (пробойное напряжение определяется составом и парциальными давлениями компонент и всегда подбирается меньшим, чем Uэл на холостом ходу). Такой режим работы в системе возбуждения с одним обострителем невозможен.

Были проведены экспериментальные исследования с целью обеспечить, описанный выше второй режим работы. Предварительные данные указывают как на перспективность данной системы возбуждения, так и на практические трудности при ее экспериментальной реализации. С помощью такой системы возбуждения на широкоапертурном XeCl-лазере была получена энергия генерации ~ 3 Дж.

Список использованных источников

1. Serafetinides A.A. Papadopoulos A.D., Rickwood K.R.Investigation and comparison of preionisation processes in gas laser systems // Opt. Commun. – 1987. – Vol.63, №4. – P.264–268.

2. Luches A., Nassisi V., Perrone M.R. Output characteristics of an excimer laser with delayed dauble preionisation // J.Phys. E: Sci. Instrum. – 1987. – Vol.20, №8. – P.1015–1018.

3. Geohhegan D.B., MeCown A.W., Eden J.G. XeCl laser power enhancement with an external ultraviolet laser // IEEE J. Quant. Electron. – 1986. – Vol22. №4. – P.501–504.

4. Мик Д., Крэгс Д. Электрический пробой в газах.: Пер. с англ./ Под ред. В.С.Комелькова. – М.: Изд.-во иностр. лит., 1960.

5. Импульсные СО2‑лазеры и их применение для разделения изотопов / Е.П.Велихов, В.Ю.Баранов, В.С.Летохов и др. – М.: Наука, 1983. – 304 с.

6. Карнюшин В.Н., Солоухин Р.И. Макроскопические и молекулярные процессы в газовых лазерах. / М.:Атомиздат, 1981. – 200 с.

7. Taylor R.S. Preionization and Discharge Stability Study of Long Optical Pulse Duration UV‑Preionized XeCl Lasers // Appl. Phys. – 1986. – Vol.B41, №1. – P.1–24.

8. С.В. Мельченко, А.Н. Панченко, В.Ф. Тарасенко. Электроразрядный KrCl лазер с энергией излучения 0.6 Дж. // Письма в ЖТФ. – 1986. – т.12, вып.3. – С. 171–175.

9. Ануфрик С.С., Володенков А.П., Зноско К.Ф. Энергетические характеристики XeCl-лазера с возбуждением LC-инвертором // ЖПС.–1999.–т.66,№5.– С.702–707.

10. Вилл А.А. Принципы и технология эксимерных лазеров // Труды ИФ АН ЭССР. – 1984. – Т.56. – С.18–37.

11. С.С. Ануфрик, А.П. Володенков, К.Ф. Зноско, А.Д. Курганский. Исследование люминесценции активной среды XeCl-лазера. // Тезисы докладов II Международной конференции по лазерной физике и спектроскопии.– Гродно: ГрГУ.–1995.– С.120-121.

12. Клайн Л.Э., Дэл Л.Ж. Самостоятельные разряды с предыонизацией, используемые для накачки лазерных сред // Газовые лазеры: Пер. с англ. / Под ред. И.Мак-Даниэля и У.Нигэна.–М.: Мир. 1986.–гл.13.–С.461-502.

13. High-power XeCl discharge laser with a large active volume / T.Hasama, K.Miyazaki, K.Yamada e.a. // J.Appl. Phys. – 1987. – Vol.61, №.9. – P.4691–4693.

14. Верховский В.С., Мельченко С.В., Тарасенко В.Ф. Генерация на молекулах XeCl при возбуждении быстрым разрядом // Квант. электрон. – 1981. – Т.8, №2. – С.417–419.

15. Боровков В.В., Воронин В.В., Воронов С.Л. и др. Высокоэффективные газовые лазеры на основе трехэлектродной схемы формирования двойного разряда // Квант. электрон. – 1996. – Т.23, №1. – С.41–42.

16. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Христофоров О.Б. Эксимерный электроразрядный лазер с плазменными электродами // Квант. электрон. – 1981. – Т.8, №1. – С.165–167.

17. Ануфрик С.С., Зноско К.Ф., Курганский А.Д. Низкоимпендансный генератор высоковольтных импульсов // ПТЭ. – 1990. – №3. – С.99–101.

18. Влияние параметров LC-инвертора на энергию генерации ХеС1-лазера / С.С.Ануфрик, А.П.Володенков, К.Ф.Зноско, А.Д.Курганский // Межвуз. сб. “Лазерная и оптико–электронная техника. – Минск: Университетское, 1992. – С.91–96.

19. Влияние параметров LC-инвертора на выходноую энергию XeCl-лазера / С.С. Ануфрик, А.П. Володенков, К.Ф. Зноско, А.Д. Курганский // Лазерная физика и спектроскопия: Труды конференции под ред. А.А. Афанасьева.–Минск: Институт физики НАНБ, 1997.–т.1,–С.200-203.