1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 46, № 11, 2020

Физика плазмы, 2020, T. 46, № 11, стр. 1033-1042

Прототип электроразрядного газопроточного кислород-йодного лазера: 2. Моделирование параметров активной среды, сформированной в газопроточном щелевом ВЧ-разряде в смесях О2 : Нe : CF3I

Н. П. Вагин a, А. А. Ионин a, А. Ю. Козлов a, И. В. Кочетов a, b, А. П. Напартович a, b, О. А. Рулев a, Д. В. Синицын a, *, **, Н. Н. Юрышев a

a Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Москва, Россия

b Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований
Москва, Россия

* E-mail: dvsmailru@mail.ru
** E-mail: sinicyndv@lebedev.ru

Поступила в редакцию 21.04.2020
После доработки 18.05.2020
Принята к публикации 20.05.2020

Аннотация

Проведен расчетный анализ возможности достижения генерации в газопроточном электроразрядном кислород-йодном лазере при его возбуждении поперечным щелевым ВЧ-разрядом для различных условий прохождения компонентов газовой смеси CF3I : O2 : He по газовому тракту: в дозвуковом потоке без охлаждения стенок канала и с охлаждением различных участков стенок канала до 100 К. Для этого в модель были добавлены реакции с участием йодида CF3I и уравнение баланса фотонов. При этом предполагалось, что активная среда формировалась двумя способами: 1) все компоненты газовой смеси одновременно проходили через зону ВЧ-возбуждения; 2) кислород и гелий проходили через зону ВЧ-разряда, а йодид-содержащий компонент (смесь CF3I : He) вводился через инжектор, расположенный ниже по потоку газа от зоны разряда. Расчеты показали принципиальную возможность достижения режима лазерной генерации в реализуемых на экспериментальном стенде условиях.

Ключевые слова: электроразрядный кислород-йодный лазер, газопроточный щелевой ВЧ-разряд, модель активной среды

DOI: 10.31857/S0367292120110086

Список литературы

  1. Carroll D.L., Verdeyen J.T., King D.M., Zimmer-man J.W., Laystrom J.K., Woodard B.S., Richardson N., Kittell K., Kushner M.J., Solomon W.C. // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 1320. https://doi.org/10.1063/1.1784519

  2. Carroll D.L., Verdeyen J.T., King D.M., Zimmer-man J.W., Laystrom J.K., Woodard B.S., Benavides G.F., Kittel K., Stafford D.S., Kushner M.J., Solomon W.C. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 86. P. 111104. https://doi.org/10.1063/1.1883317

  3. Benavides G.F., Zimmerman J.W., Woodard B.S., Car-roll D.L., Verdeyen J.T., Field T.H., Palla A.D., Solomon W.C. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 041116. https://doi.org/10.1063/1.2839323

  4. Carroll D.L., Verdeyen J.T., Benavides G.F., Palla A.D., Field T.H., Zimmerman J.W., Woodard B.S., Solo-mon W.C. // Proc. 39th Plasmadynamics and Lasers Conference, Seattle, 2008. AIAA Paper 2008-4008.

  5. Zimmerman J.W., Woodard B.S., Benavides G.F., Car-roll D.L., Verdeyen J.T., Palla A.D., Solomon W.C. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 241115. https://doi.org/10.1063/1.2948860

  6. Zimmerman J.W., Woodard B.S., Verdeyen J.T., Car-roll D.L., Field T.H., Benavides G.F., Solomon W.C. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. P. 195209. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/19/195209

  7. Braginsky O.V., Kovalev A.S., Lopaev D.V., Mankele-vich Yu.A., Proshina O.V., Rakhimova T.V., Rakhi-mov A.T., Vasilieva A.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39. P. 5183. https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/24/014

  8. Braginsky O.V., Kovalev A.S., Lopaev D.V., Proshina O.V., Rakhimova T.V., Rakhimov A.T., Vasilieva A.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2007. V. 40. P. 6571. https://doi.org/10.1088/0022-3727/40/21/017

  9. Braginsky O.V., Kovalev A.S., Lopaev D.V., Proshina O.V., Rakhimova T.V., Rakhimov A.T., Vasilieva A.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. P. 172008. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/17/172008

  10. Benavides G.F., Zimmerman J.W., Woodard B.S., Car-roll D.L., Verdeyen J.T., Field T.H., Palla A.D., Solo-mon W.C. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 041116. https://doi.org/10.1063/1.2839323

  11. Carroll D.L., Benavides G.F., Zimmerman J.W., Woodard B.S., Palla A.D., Day M.T., Verdeyen J.T., Solo-mon W.C. // Proc. High Energy/Average Power Lasers and Intense Beam Applications V, San Francisco, 2011 / Ed. by S.J. Davis, M.C. Heaven, J.T. Schriempf // Proc. SPIE. 2011. V. 7915. P. 791502. https://doi.org/10.1117/12.879336.

  12. Carroll D.L., Benavides G.F., Zimmerman J.W., Woodard B.S., Palla A.D., Verdeyen J.T., Solomon W.C. // Proc. High Energy/Average Power Lasers and Intense Beam Applications VI, San Francisco, 2012 / Ed. by S.J. Davis, M.C. Heaven, J.T. Schriempf // Proc. SPIE. 2012. V. 8238. P. 823803. https://doi.org/10.1117/12.912893.

  13. Ионин А.А., Климачев Ю.М., Кочетов И.В., Напартович А.П., Рулев О.А., Селезнев Л.В., Синицын Д.В. Препринт ФИАН им. П.Н. Лебедева № 14. М.: ФИАН, 2009.

  14. Вагин Н.П., Ионин А.А., Кочетов И.В., Напарто-вич А.П., Синицын Д.В., Юрышев Н.Н. // Физика плазмы. 2017. Т. 43(3). С. 267. https://doi.org/10.7868/S0367292117030155

  15. Ionin A.A., Kochetov I.V., Napartovich A.P., Yury-shev N.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2007. V. 40. P. R25. https://doi.org/10.1088/0022-3727/40/2/R01

  16. Ionin A.A., Klimachev Yu.M., Kozlov A.Yu., Kotkov A.A., Kochetov I.V., Napartovich A.P., Rulev O.A., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V., Vagin N.P., Yuryshev N.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 015201. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/1/015201

  17. Kochetov I.V., Napartovich A.P., Vagin N.P., Yury-shev N.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 055201. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/5/055201

  18. Vagin N.P., Kochetov I.V., Napartovich A.P., Yury-shev N.N. // Quuantum Electron. 2013. V. 43. P. 610–615. https://doi.org/10.1070/QE2013v043n07ABEH015078

  19. Carroll D.L., Verdeyen J.T., King D.M., Woodard B.S., Skorski L.W., Zimmerman J.W., Solomon W.C. // IEEE J. Quantum Electronics. 2003. V. 39. № 9. P. 1150. https://doi.org/10.1109/JQE.2003.816091

  20. Chukalovsky A.A., Rakhimova T.V., Klopovsky K.S., Mankelevich Y.A., Proshina O.V. // Plasma Physics Reports. 2011. V. 37. P. 251–262. https://doi.org/10.1134/S1063780X11020024

  21. Mikheyev P.A., Ufimtsev N.I., Demyanov A.V., Koche-tov I.V., Azyazov V.N., Napartovich A.P. // Plasma Sources Sci. Technol. 2010. V. 19. P. 025017. https://doi.org/10.1088/0963-0252/19/2/025017

  22. Бредерлов Г., Филл Э., Вите К. Мощный йодный лазер. М.: Энергоатомиздат, 1985.

  23. Baulch D.L., Duxbury J.M., Grant S.J., Montague D.C. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1981. V. 10. P. 1.

  24. Gu Z.N., Young A.T., Houston P.L. // International Journal of Chemical Kinetics, 1984. V. 16. P. 669–677. https://doi.org/10.1002/kin.550160605

  25. Торбин А.П., Михеев П.А., Азязов В.Н. // Физика и электроника, 2013. Т. 15. С. 133–135.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал