Калюжна Ганна Геннадіївна. Особливості плазмової кінетики в жевріючому розряді в багатокомпонентних газових сумішах : дис... канд. фіз.-мат. наук: 01.04.04 / НАН України; Інститут фізики. - К., 2006.
Анотація до роботи:
Калюжна Г.Г. Особливості плазмової кінетики в жевріючому розряді в багатокомпонентних газових сумішах. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.04 – фізична електроніка. – Інститут фізики НАН України, Київ, 2006.
В дисертації представлено результати досліджень плазмової кінетики в жевріючому розряді в багатокомпонентних сумішах різного складу. Числове моделювання кінетики розряду і випромінювання в ексимерних газорозрядних KrF і ArF лазерах дало можливість визначити оптимальний склад їх активних середовищ, оптимальний тиск сумішей, дослідити залежності енергії випромінювання і ккд лазерів від величини зарядної напруги. Досліджено вплив буферного газу (гелію чи неону) на кінетику розряду і випромінювання. Одночасне моделювання плазмової кінетики ексимерних лазерів і електричної схеми накачки дозволило істотно оптимізувати параметри останньої, що призвело до збільшення ефективності генерації лазерів в 1,5-2 рази.
Вперше проведено числове моделювання кінетики розряду і випромінювання в активному середовищі ексимерного ХеС1 лазера, в якому токсичний галогеноносій НС1, що зазвичай використовується, замінено на фреон-12. Показано, що така заміна не призводить до зменшення ефективності генерації, що дозволило створити конкурентноспроможний ХеС1 лазер на основі малотоксичної хімічно інертної суміші.
Досліджено функції розподілу електронів за енергіями (ФРЕЕ) в сумішах азоту з різними електронегативними газами в жевріючому розряді з порожнистим катодом. Показано, що в сумішах N2:SF6 і N2:CCl4 формується стаціонарна інверсна ФРЕЕ із значним вмістом електронів в області інверсної ділянки.
Досліджено вплив плазмової кінетики в активних середовищах ексимерних KrF-, ArF- і XeCl-лазерів на їх вихідні характеристики, а також одержано перспективне середовище із стаціонарною інверсною ФРЕЕ в суміші азоту з електронегативними газами.
Серед основних результатів дисертаційної роботи головними є:
1. Проведено числове моделювання кінетики розряду і випромінювання в ексимерних KrF- і ArF-лазерах на основі гелієвих сумішей, що збуджуються електричною схемою типу LC-інвертор з метою покращення їх характеристик. Проведені теоретичні дослідження дозволили створити ексимерні лазери з ккд 2%, в той час як максимальний ккд, одержаний дотепер в суміші Не:Kr:F2, складає 1,1%, а в суміші Не:Ar:F2 – 0,44%.
2. Досліджено залежності енергії випромінювання лазерів від повного тиску робочої суміші, співвідношення концентрацій інертного газу і галогеноносія, а також величини зарядної напруги. Обґрунтовано необхідність збільшення тиску робочої суміші із підвищенням зарядної напруги з метою забезпечення однорідної передіонізації середовища.
3. Розглянуто вплив буферного газу (гелію чи неону) на кінетику розряду і випромінювання ексимерних лазерів. Показано, що заміна гелію на неон супроводжується істотним зниженням потенціалу запалення розряду. Цей факт дозволяє знизити потужність накачки ексимерного лазера, проте може призводити до зменшення енергії генерації за рахунок нерівномірної передіонізації активного середовища.
4. Вперше проведено аналіз плазмової кінетики в активному середовищі ексимерного лазера в залежності від параметрів електричної схеми збудження типу LC-інвертор. Це дало можливість оптимізувати вклад енергії в розряд і збільшити енергію випромінювання лазера в 1,5-2 рази.
5. Вперше показано можливість створення конкурентноспроможного ХеС1-лазера з використанням низькотоксичного хімічно інертного галогеноносія фреон-12 СС12F2. Порівняльний аналіз кінетики розряду і випромінювання в ексимерних ХеС1-лазерах на сумішах Не:Хе:НС1 і Не:Хе:СС12F2 показав, що енергії випромінювання, які досягаються в цих активних середовищах, є приблизно однаковими.
6. Розраховано функції розподілу електронів за енергіями в сумішах азоту з електронегативними газами в жевріючому розряді з порожнистим катодом. Виявлено можливість формування стаціонарної ФРЕЕ з інверсією в інтервалі енергій 2-6 еВ і істотною часткою електронів, що відповідають інверсній ділянці.
Публікації автора:
1. Калюжная А.Г., Рябцев А.В., Щедрин А.И. Особенности функции распределения электронов в тлеющем разряде с полым катодом в смесях азота с электроотрицательными газами. ЖТФ. 2003. – Т.73, вып.1. –С.42-45.
3. Зубрілін М.Г., Калюжна Г.Г., Павлов І.А., Щедрін А.І. Порівняльні характеристики ексимерних XeCl-лазеров на сумішах He/Xe/HCl і He/Xe/CCl2F2 // Український фізичний журнал. – 2005. – Т.50, №5. – С.442-447
4. Ражев А.М., Жупиков А.А., Щедрин А.И., Калюжная А.Г. Влияние параметров системы возбуждения и активной среды на эффективность эксимерных электроразрядных лазеров // Український фізичний журнал. – 2005. – Т.50, №9. – С.922-930.
5. Ражев А.М., Щедрин А.И., Калюжная А.Г., Жупиков А.А. Влияние параметров возбуждения и активной среды на эффективность эксимерного электроразрядного ArF лазера // Квантовая электроника. – 2005. – Т.35, №9. – С.799-804.
Цитована література.
1. Баженов В.Ю., Рябцев А.В., Солошенко И.А. и др. Исследование функций распределения электронов по энергиям в тлеющем разряде с полым катодом в азоте и кислороде // Физика плазмы. – 2001. – Т.27, № 9. – С.859–864.
