t.me/OB4UHHUKOB Отправить другу/подруге по почте ссылку на эту страницуВариант этой страницы для печатиНапишите нам!Карта сайта!Помощь. Как совершить покупку…
московское время25.01.21 23:59:31
На обложку
Операторные методыавторы — Маслов В. П.
Спектральные модели общей циркуляции атмосферы и численного…авторы — Машкович С. А.
Материалы по истории кочевых народов в Китае III—V вв. Выпуск…авторы — Дмитриев С. В., ред.
б у к и н и с т и ч е с к и й   с а й т
Новинки«Лучшие»Доставка и ОплатаМой КнигоПроводО сайте
Книжная Труба   поиск по словам из названия
Авторский каталог
Каталог издательств
Каталог серий
Моя Корзина
Только цены
Рыбалка
Наука и Техника
Математика
Физика
Радиоэлектроника. Электротехника
Инженерное дело
Химия
Геология
Экология
Биология
Зоология
Ботаника
Медицина
Промышленность
Металлургия
Горное дело
Сельское хозяйство
Транспорт
Архитектура. Строительство
Военная мысль
История
Персоны
Археология
Археография
Восток
Политика
Геополитика
Экономика
Реклама. Маркетинг
Философия
Религия
Социология
Психология. Педагогика
Законодательство. Право
Филология. Словари
Этнология
ИТ-книги
O'REILLY
Дизайнеру
Дом, семья, быт
Детям!
Здоровье
Искусство. Культурология
Синематограф
Альбомы
Литературоведение
Театр
Музыка
КнигоВедение
Литературные памятники
Современные тексты
Худ. литература
NoN Fiction
Природа
Путешествия
Эзотерика
Пурга
Спорт

/Наука и Техника/Физика

Газовые лазеры — Мак-Даниель И. У., Нигэн У. Л., ред.
Газовые лазеры
Мак-Даниель И. У., Нигэн У. Л., ред.
год издания — 1986, кол-во страниц — 552, тираж — 3600, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 700 гр., издательство — Мир
цена: 1200.00 рубПоложить эту книгу в корзину
Сохранность книги — очень хорошая

APPLIED ATOMIC COLLISION PHYSICS
Volume 3
GAS LASERS

Volume Editors

E. W. McDaniel
School of Physics Georgia Institute of Technology
Atlanta, Georgia


William L. Nighan
United Technologies Research Center
East Hartford, Connecticut


ACADEMIC PRESS 1982

Пер. с англ. А. Ю. Волкова

Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная №1. Печать офсетная
ключевые слова — >лазер, неравновесн, кинетическ, ион-ионн, электрон-ион, рекомбинац, спектроскоп, эксимер, предыониз, накачк, молекулярн, гелий-неонов, волоконно-оптич, ультрафиол, термояд, мегаджоул, когерентн, колебательн, релаксац, прилипан, кинетик, эксиплекс, плазм

Коллективная монография, написанная ведущими американскими специалистами и посвящённая актуальным проблемам физики газовых лазеров. Главное внимание уделено вопросам повышения кпд, мощности и улучшению других параметров этих лазеров. Даётся подробный анализ влияния отрицательных ионов на характеристики активных сред. Излагаются теория неравновесного состояния газа, лежащая в основе кинетической модели СО-лазера и широкого класса химических лазеров, а также теории ион-ионной и электрон-ионной рекомбинаций. Описываются физические аспекты мощных лазерных усилителей на СО2. Большое внимание уделено эксимерным лазерам и связанным с ними вопросам (спектроскопии эксимерных молекул, модельным представлениям механизмов образования и разрушения верхнего лазерного уровня, экспериментальным исследованиям электроразрядных лазеров, процессам поглощения УФ излучения, разрядам высокого давления с предыонизацией, анализу устойчивости разрядов, используемых для накачки).

Справочное руководство для научных работников и инженеров, специализирующихся в области атомной и молекулярной физики, квантовой электроники и спектроскопии, а также для студентов и аспирантов.


В 1985 г. мировая научная общественность отметила 25-летний юбилей создания лазеров. За это время лазер превратился из уникального лабораторного устройства в мощный инструмент для научных исследований и послужил основой для возникновения ряда новых направлений науки и техники. Теперь можно без преувеличения утверждать, что создание лазеров является одним из крупнейших достижений научной мысли XX века, последнюю четверть которого можно назвать эпохой лазерной технологии.

В настоящее время среди широкого спектра различных лазеров два класса занимают доминирующее положение в области практических применений — это лазеры на кристаллах и стёклах и газовые лазеры. Именно с создания лазеров этих двух классов — рубинового и гелий-неонового — началось развитие лазерной техники.

В последние годы в связи с развитием волоконно-оптических систем связи резко выросла также роль инжекционных полупроводниковых гетеролазеров.

На сегодняшний день газовые лазеры перекрывают весь спектральный диапазон излучения — от вакуумного ультрафиолета до дальнего инфракрасного и субмиллиметрового. Они обладают рекордными энергетическими характеристиками; мощность их излучения в непрерывном режиме достигает сотен киловатт, энергия в импульсе — десятков килоджоулей, а импульсная мощность — десятков тераватт. В литературе уже обсуждаются проекты лазерных установок для лазерного управляемого термоядерного синтеза с энергиями в импульсе 1—10 мегаджоулей и средней мощностью излучения в десятки мегаватт.

Газовые лазеры малой мощности, но с предельной стабильностью частоты излучения, используемые в качестве стандартов частоты, длины и времени, имеют рекордную степень когерентности излучения.

Это лишь два примера, которые иллюстрируют замечательные характеристики газовых лазеров, нашедших широкое применение в физике, электронике, биологии, медицине, связи, химии и ряде других областей, в том числе в машиностроении.

Основой успеха в разработке и создании этого класса лазеров послужило детальное изучение элементарных процессов физики атомных и молекулярных столкновений. В свою очередь бурное развитие лазерной техники резко ускорило исследования в этой области физики. Интенсивному экспериментальному и теоретическому анализу были подвергнуты процессы колебательной, вращательной и V-Т-релаксации, процессы прилипания, ион-ионной и электрон-ионной рекомбинации, а также процессы электронного возбуждения атомных и молекулярных уровней. Новый этап начался в исследованиях кинетики химических реакций. За последние десять лет развернулись работы по изучению кинетики молекулярных объектов, до этого вообще не известных науке, — эксимерных и эксиплексных молекул. Известно, что эксимерные лазеры в настоящее время являются очень перспективным направлением как благодаря возможности создания перестраиваемых источников излучения в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, так и в связи с тем, что эти системы могут потенциально обеспечивать очень высокий кпд.

Перечисленный круг вопросов и составляет содержание предлагаемой читателю коллективной монографии, написанной рядом крупных американских специалистов, продолжающих интенсивно работать в области газовых лазеров. Основное достоинство книги, помимо того обширного и конкретного материала, который в ней содержится, состоит в том, что авторы стремились дать обзор самых последних результатов и полно представить литературу. Удачным можно считать и охват различных вопросов проблемы — от рассмотрения фундаментальных кинетических процессов до анализа работы конкретных типов газовых лазеров.

Учитывая быстрые темпы развития работ в данном направлении, следует отметить те новые успехи, которые были достигнуты в области газовых лазеров после того, как было опубликовано американское издание книги. Например, необходимо упомянуть о волноводных СО2-лазерах, использующих капиллярные разряды; эта область в настоящее время развивается очень активно. Весьма большой интерес сейчас представляет разработка плазменных рекомбинационных лазеров, рассмотрение принципа действия и основных процессов которых было бы естественным продолжением материала, изложенного в шестой главе данной книги; это используется для создания плазменных лазеров на парах металлов, на переходах инертных газов и атомарного водорода. В последнее время это направление привлекает особенно пристальное внимание в связи с универсальностью рекомбинационных схем накачки для ионов с зарядом различной кратности, что открывает перспективу продвижения во всё более коротковолновый диапазон за счёт использования ионов всё более высокого заряда. Созданные ранее системы на рекомбинирующей плазме в быстрых разрядах дополнились новыми лазерами на рекомбинирующей лазерной плазме. Совсем недавно удалось получить весьма высокие коэффициенты усиления на рекордно коротких длинах волн в плазме неоноподобных ионов селена (206,3 и 209,6 А) и иттрия (154,9 и 157,1 А), и теперь можно говорить об освоении диапазона волн мягкого рентгеновского излучения. Это направление работ рассматривается в книге: Гудзенко Л. И., Яковленко С. И. Плазменные лазеры. — М.: Наука, 1978, которая удачно дополняется обзорной статьей в журнале: Известия АН СССР. Серия физическая, 1984, т. 48, № 8, с. 1626.

Настоящая книга существенно дополняет имеющуюся оригинальную и справочную литературу по данной тематике. Она будет полезна для исследователей, занимающихся разработкой газовых лазеров, для научных работников и инженеров, специализирующихся в области атомной и молекулярной физики, квантовой электроники, спектроскопии, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
П. П. Пашинин

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие редактора перевода5
Предисловие редакторов пятитомного издания «Прикладная физика
атомных столкновений»
8
Предисловие10
 
Глава 1. Введение и общий обзор (Д. Л. Хьюстис)11
 
1.1. Газовые лазеры. Введение11
1.1.1. Революция в развитии лазерных систем11
1.1.2. Простейшие представления о лазерах12
1.1.3. Общее содержание книги14
1.2. Краткий исторический обзор14
1.2.1. Лазеры с передачей энергии15
1.2.2. Лазеры с прямым возбуждением17
1.2.3. Фотодиссоциативные лазеры20
1.2.4. Химические лазеры24
1.2.5. Эксимерные лазеры26
1.3. Принципы действия лазерных систем30
1.3.1. Моделирование лазера31
1.3.2. Создание возбуждённых состояний33
1.3.3. Кинетика возбуждённых состояний38
1.3.4. Спектроскопия возбуждённых состояний и
    извлечение лазерной энергии42
1.4. Направления будущей работы47
Литература48
 
Глава 2. Образование отрицательных ионов в газовых лазерах
(П. Дж. Чантри)52
 
2.1. Введение52
2.1.1. Некоторые определения53
2.2. Роль отрицательных ионов в газовых лазерах55
2.2.1. Управление средней энергией электронов55
2.2.2. Образование возбуждённых состояний при
    ион-ионной рекомбинации56
2.2.3. Образование возбуждённых состояний на верхнем
    лазерном уровне непосредственно в процессе
    диссоциативного прилипания57.
2.2.4. Опустошение уровней электронами57
2.2.5. Разрушение молекул, являющихся донорами
    атомов галогена58
2.2.6. Неустойчивости разряда58
2.3. Механизмы образования отрицательных ионов61
2.4. Методы измерений65
2.4.1. Измерение полного сечения прилипания методом
    однократного столкновения66
2.4.2. Масс-спектрометрические измерения69
2.4.3. Эксперименты с дрейфовой трубкой70
2.4.4. Разряды с плоской конфигурацией, поддерживаемые
    электронным пучком72
2.5. Критический обзор экспериментальных данных74
2.5.1. Фтор (F2)74
2.5.2. Трифторид азота (NF3)81
2.5.3. Хлористый водород (НСl)84
2.5.4. Дибромид ртути (HgBr2)88
2.5.5. Другие газы, представляющие интерес90
Литература92
 
Глава 3. Кинетика ионов при высоких давлениях
(В. Дж. Виганд)95
 
3.1. Введение95
3.2. Скорости ион-молекулярных реакций96
3.2.1. Бимолекулярные реакции96
3.2.2. Трёхмолекулярные реакции97
3.2.3. Эффективные скорости реакций101
3.3.4. Зависимость от давления102
3.3.5. Характерные временные интервалы103
3.3. Энергетический подход к рассмотрению ионных реакций104
3.3.1. Энергетика положительных ионов105
3.3.2. Энергетика отрицательных ионов107
3.3.3. Энергия связи в кластерах108
3.3.4. Равновесие и условие стационарности110
3.3.5. Продукты диссоциации и примеси113
3.4. Трёхмолекулярная ионная кинетика в тлеющем разряде114
3.4.1. Фотопоглощение114
3.4.2. Конверсия ионов неона в ионы ксенона116
3.4.3. Рекомбинация кластерных ионов116
3.4.4. Ион-ионная рекомбинация117
3.4.5. Трёхчастичное прилипание электрона118
3.5. Способы получения данных по кинетике ионов при
высоком давлении119
3.6. Заключительные замечания120
Литература122
 
Глава 4. Релаксация молекул при обмене колебательной
энергией (Дж. У. Рич)125
 
4.1. Введение125
4.2. Кинетические уравнения126
4.2.1. Общее рассмотрение126
4.2.2. Модели релаксации128
4.3. Реализация в экспериментах146
4.3.1. Бинарные смеси; газовые потоки, содержащие азот146
4.3.2. Лазеры на окиси углерода148
4.3.3. Многоатомные молекулы164
4.3.4. Химические реакции и разделение изотопов в системах
    с V-V-накачкой166
Литература173
 
Глава 5. Ион-ионная рекомбинация в разрядах высокого
давления (М. Р. Фланнери)177
 
5.1. Успехи современной теории177
5.2. Коэффициент рекомбинации как функция плотности газа180
5.2.1. Случаи высоких и низких плотностей газа180
5.2.2. Промежуточные значения плотности газа183
5.3. Фундаментальная микроскопическая теория рекомбинации188
5.3.1. Зависимость от плотности газа188
5.3.2. Решение, зависящее от времени195
5.3.3. Зависимость от плотности ионов205
5.4. Константы рекомбинации для различных процессов с
участием галогенидов инертных газов209
5.5. Заключение213
Литература214
 
Глава 6. Электрон-ионная рекомбинация в газовых лазерах
(М. А Бионди)216
 
6.1. Введение216
6.2. Основые процессы и определения216
6.3. Коэффициенты рекомбинации и их зависимость от энергии220
6.3.1. Двухчастичная рекомбинация220
6.3.2. Трёхчастичная рекомбинация223
6.4. Условия проявления различных процессов рекомбинации225
6.4.1. Диссоциативная рекомбинация225
6.4.2. Ударно-радиационная рекомбинация228
6.4.3. Рекомбинация при стабилизации нейтральной
    частицей228
6.5. Состояния, образующиеся при рекомбинации229
6.5.1. Продукты диссоциативной рекомбинации229
6.5.2. Продукты, образующиеся при трёхчастичной
    рекомбинации231
6.6. Приложение к лазерным системам232
6.6.1. Ограничения на величину плотности электронов
    плазмы232
6.6.2. Образование предшествующих состояний232
6.6.3. Прямое образование инверсии населённостей233
Литература233
 
Глава 7. Столкновительные процессы в химических лазерах
(Дж. Дж. Хинчен)235
 
7.1. Введение235
7.2. Обмен энергией между колебательными и вращательными
степенями свободы237
7.2.1. Теория обмена энергией между колебательными
    и поступательными степенями свободы239
7.2.2. Теория V-R-обмена241
7.2.3. Экспериментальное подтверждение существования
    V-R-обмена246
7.3. Обмен энергией между вращательными уровнями256
7.3.1. Флуоресцентные методы257
7.3.2. Исследование вращательной релаксации методом
    двойного ИК резонанса264
7.4. Частоты столкновительных процессов, полученные из
данных по уширению спектральных линий давлением270
7.5. Заключительные замечания273
Литература274
 
Глава 8. Мощные лазерные усилители на СО2 (У. Т. Лиланд)276
 
8.1. Введение276
8.2. Физические процессы образования инверсии
    населённостей в СО2-лазере276
8.2.1. Колебательные и вращательные уровни молекул
    СО2 и N2276
8.2.2. Радиационные времена жизни278
8.2.3. Кинетическая модель278
8.2.4. Ввод энергии с помощью электрического разряда282
8.2.5. Межмолекулярные взаимодействия284
8.2.6. Кинетические уравнения290
8.2.7. Выражение для коэффициента усиления слабого
    сигнала291
8.2.8. Расчёт и измерения усиления слабого сигнала295
8.3. Кпд СО2-усилителей297
8.3.1. Кпд накачки297
8.3.2. Эффективность съёма энергии с усилителя302
Литература306
 
Глава 9. Эксимерные лазеры; спектроскопия и химия
возбуждённых состояний (Й. Теллингейсен)307
 
9.1. Введение307
9.2. Спектроскопия эксимерных систем309
9.2.1. Свойства эксимеров, определяемые принципом
    Франка-Кондона309
9.2.2. Электронные состояния и потенциальные кривые315
9.3. Химические свойства возбуждённых состояний325
Литература328
 
Глава 10. Лазеры на галогенидах инертных газов (М. Рокни,
Дж. X. Джакоб)332
 
10.1. Введение332
10.2. Кинетика образования верхнего лазерного уровня336
10.2.1. Образование KrF* при накачке электронным
    пучком337
10.2.2. Образование XeF* при накачке электронным
    пучком339
10.2.3. Образование KrF* в разряде342
10.2.4. Образование XeF* при накачке разрядом345
10.3. Кинетика тушения галогенидов инертных газов347
10.4. Накачка352
10.4.1. Накачка электронным пучком352
10.4.2. Накачка разрядом355
10.5. Вывод мощности364
10.5.1. Вывод мощности в KrF*-лазере364
10.5.2. Вывод мощности в ХеF*-лазере370
Литература379
 
Глава 11. Свойства разряда, управляемого электронным
пучком, в ХеСl(В-X)- и HgBr(B-Х)-лазерах
(У. Л. Нигэн)383
 
11.1. Введение383
11.2. Разряды, управляемые электронным пучком385
11.2.1. Лазеры на электронных переходах386
11.3. Лазеры на галогенидах инертных газов и галогенидах
ртути390
11.3.1. Разряды, накачивающие ХеСl(В-Х)-лазеры391
11.3.2. Разряды в диссоциативном HgBr(B-X)/HgBr2-лазере394
11.4. Возбуждённые состояния и кинетика ионов399
11.4.1. Процессы с участием ионов и возбуждённых
    состояний в разрядах ХеСl-лазеров400
11.4.2. Процессы образования ионных и возбуждённых
    состояний в разряде диссоциативного РпВг2-лазера404
11.4.3. Диссоциация галогенидов409
11.4.4. Процессы с участием атомов инертных газов
    в p-состояниях411
11.5. Заключение413
Литература415
 
Глава 12. Нестационарное поглощение в УФ области спектра
(Л. Ф. Шампань)417
 
12.1. Введение417
12.2. Поглощение в чистых инертных газах418
12.2.1. Теория418
12.2.2. Сечение фотопоглощения419
12.2.3. Концентрации частиц, находящихся в возбуждённых
    состояниях424
12.2.4. Измеренное поглощение426
12.2.5. Атомные линии поглощения в плазме чистых
    инертных газов438
12.3. Двухкомпонентные смеси440
12.4. Пример445
12.5. Однородно распределённые потери451
12.5.1. Точное решение451
12.5.2. Распределение поля в приближении цепной линии455
12.5.3. Метод параметризации456
12.5.4. Численное решение458
Литература458
 
Глава 13. Самостоятельные разряды с предыонизацией,
используемые для накачки лазерных сред (Л. Э. Клайн,
Л. Ж. Дэн)461
 
13.1. Введение461
13.2. Экспериментальные исследования самостоятельного
разряда с предыонизацией464
13.2.1. Корона или предыонизация, предшествующая разряду465
13.2.2. Искровая предыонизация467
13.2.3. Предыонизация излучением высокой энергии471
13.2.4. Взаимное расположение источника предыонизации
    и разрядных электродов474
13.3. Физические механизмы предыонизации УФ излучением476
13.3.1. Спектр искрового разряда478
13.3.2. Фотоионизационные спектры480
13.3.3. Поглощение УФ излучения481
13.3.4. Измерения плотности предыонизации от отдельной
    искры481
13.3.5. Расчёт числа фотонов от одиночного искрового
    разряда484
13.3.6. Фотоионизация, создаваемая решёткой искровых
    разрядников486
13.4. Физика самостоятельного тлеющего разряда487
13.4.1. Стационарный режим горения разряда489
13.4.2. Формирование разряда493
13.4.3. Требование к предыонизации495
13.4.4. Влияние приэлектродных областей на формирование
    и устойчивость тлеющего разряда497
13.5. Заключительное обсуждение498
Литература499
 
Глава 14. Устойчивость разрядов в эксимерных лазерах
(Р. А. Хаас)503
 
14.1. Введение503
14.2. Ионизационная неустойчивость, общая теория504
14.2.1. История вопроса504
14.2.2. Возникновение и характеристики развития
    ионизационной неустойчивости506
14.3. Ионизационная неустойчивость в разрядах KrF*-лазеров517
14.3.1. Экспериментальное и теоретическое изучение
    характеристик неустойчивости518
14.3.2. Методы подавления неустойчивости522
14.4. Выводы и заключение526
Приложение 1. Теория ионизационной неустойчивости527
П.1.1. Модель плазмы527
П.1.2. Динамика тяжёлых частиц528
П.1.3. Динамика электронов и электромагнитное поле528
П.1.4. Анализ устойчивости530
Приложение 2. Константы суммарной скорости ионизации534
П.2.1. Двухступенчатая ионизация534
П.2.2. Трехступенчатая ионизация535
Литература536
 
Предметный указатель538
Указатель химических соединений541

Книги на ту же тему

  1. Эксимерные лазеры, Роудз Ч., ред., 1981
  2. Химия плазмы. Вып. 7, Смирнов Б. М., ред., 1980
  3. Кинетическая теория лазеров, Машкевич В. С., 1971
  4. Квантовая оптика и квантовая радиофизика, Кролль Н., Глаубер Р., Лэмб У., Вантер Ж., 1966
  5. Плазменные ускорители и ионные инжекторы, Козлов Н. П., Морозов А. И., ред., 1984
  6. Физические основы лазерной резки толстых листовых материалов, Ковалёв О. Б., Фомин В. М., 2013
  7. Лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия, Кремерс Д., Радзиемски Л., 2009
  8. Физика слабоионизованного газа (в задачах с решениями): Учебное пособие. — 2-е изд-е, перераб., Смирнов Б. М., 1978
  9. Медленные атомные столкновения, Никитин Е. Е., Смирнов Б. М., 1990
  10. Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 3, Шафранов В. Д., ред., 1982
  11. Неравновесная колебательная кинетика, Капителли М., ред., 1989
  12. Современные лазерно-информационные технологии, Панченко В. Я., Лебедев Ф. В., ред., 2014

Напишите нам!© 1913—2013
КнигоПровод.Ru
Рейтинг@Mail.ru btd.kinetix.ru работаем на движке KINETIX :)
elapsed time 0.031 secработаем на движке KINETIX :)