Введение к работе
Актуальность темы диссертации Диссертация посвящена исследованию нелинейных процессов, влияющих на формирование излучения эксимерного хесі лазера: исследованию новых нелинейных в ультрафиолетовом диапазоне сред и механизмов нелинейности при взаимодействии мощного ультрафиолетового излучения с веществом, а также исследованию влияния активной среды эксимерного лазера на характеристики излучения. Актуальность этих- исследований определяется прежде всего тем, что эксимерные лазеры к настоящему времени стали одним из самых мощных источников излучения в ультрафиолетовом диапазоне спектра. Сфера их применения достаточно широка: - это медицина, фотолитография, лидары, лазерный термоядерный синтез, накачка рентгеновских лазеров и многое другое. При помощи эксимерных лазеров получают световые поля с рекордно высокой интенсивностью и рекордно малой длительностью импульса генерации.
Применение лазеров в этих областях выдвигает различные требования к параметрам генерации. Однако, несмотря на широкое распространение эксимерных лазерных систем,задача создания импульса с заданными пространственными, временными и спектральными характеристиками представляет значительные трудности. Они связаны в первую очередь с недостаточностью данных о нелинейных свойствах различных сред в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне спектра, которые являются основой устройств, служащих для формирования излучения - нелинейных зеркал, насыщающихся поглотителей, дефлекторов и т. п. Мало исследовано и влияние собственной активной среды'эксимерных лазеров на их излучение. В данной работе предложены и исследованы новые нелинейные среды, обладающие двухфотонной полосой поглощения вблизи частоты излучения эксимерного хесі лазера: Такие среды прозрачны в области длин волн генерации лазера в линейном приближении и одновременно с этим имеют достаточно низкий порог нелинейности, что делает их перспективными для использования в нелинейных элементах резонатора лазера. Исследовано, также, влияние активной среды хесі ла-
-к-
зера на процесс формирования излучения и обнаружен эффект автомодуляции суперлюминисценции.
Целью настоящей работы является:
-
Исследование нелинейного взаимодействия, сжатого и конденсированного ксенона чистого и с донорами галогена, а также жидкого четыреххлористого углерода с излучением экси-мерного хесі лазера.
-
Исследование процессов, происходящих в активной среде хесі лазера, и их влияния на формирование его излучения.
-
Разработка методов формирования пространственных, временных и спектральных характеристик излучения хесі лазера.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Исследовано вынужденное рассеяние излучения хесі лазера в сжатом и конденсированном ксеноне и в смеси с донорами галогена. Показано, что в процессе нелинейного взаимодействия излучения со средой важную роль играет наличие двухфотонной полосы поглощения, обусловленной образованием экситонных состояний, находящейся вблизи частоты, генерации лазера.
-
Исследовано вынужденное рассеяние излучения хесі лазера в жидком четыреххлористом углероде. Показано, что в процессе вынужденного рассеяния важную роль играет двухфо-тонная диссоциация молекулы четыреххлористого углерода, которая сопровождается изменением коэффициента преломления среды.
-
Обнаружено и исследовано явление автомодуляции суперлюминисценции хесі лазера в отсутствие резонатора. Показано, что основные особенности этого явления можно описать с помощью системы уравнений для распространения импульса излучения по активной среде с учетом ее насыщения и при предположении, что инициирующее излучение формируется спонтанно.
-
Экспериментально продемонстрирована возможность формирования излучения эксимерного хесі лазера при использовании исследованных нелинейных сред и особенностей активной среды.
Практическая ценность работы состоит в возможности применения полученных результатов для управления пространствен-
ными, временными и спектральными характеристиками излучения эксимерных лазеров.
Публикации: по результатам работы опубликовано 4 статьи и 4 тезисов докладов на конференциях.
Апробация. Результаты работы доложены на Всесоюзной конференции по АСНИ, Ленинград 1986г. Всесоюзной конференции "Физика низкотемпературной плазмы", Ташкент, 1987г.
Конференции "Оптика лазеров", Ленинград, 1987г. xiv Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике, Москва-, 1991г.
Объем работы. Диссертация содержит 70 страниц текста, а также 28 рисунков и список литературы, включающий 82 наименования.
Основные положения, вынесенные на защиту:
-
Результаты экспериментального исследования вынужденного рассеяния излучения xeci лазера в сжатом и конденсированном ксеноне чистом и с добавлением донора галогена. Модель формирования вынужденного рассеяния в этой среде.
-
Результаты экспериментального исследования вынужденного рассеяния излучения xeci лазера в жидком четыреххлорис-том углероде. Измерения изменения коэффициента преломления в этой среде под воздействием излучения xeci лазера.
-
Результаты экспериментального исследования автомодуляции суперлюминисценции xeci лазера. Модель наблюдаемого явления, которая базируется на системе уравнений, учитывающих распространение излучения по среде и ее насыщение.
-
Результаты экспериментов, в которых рассматриваемые нелинейные среды и особенности активной среды xeci лазера использовались для формирования различных характеристик его излучения.
Похожие диссертации на Исследование физических принципов преобразования характеристик излучения эксимерного XeCl лазера
