Введение к работе
Актуальность темы. Интенсивное развитие квантовой электроники привело к широкому использованию лазерной техники в научных и практических целях, в том числе и для разделения изотопов. Так. лазерное разделение изотопов в атсчном паре АВЛИС-метод (от амер. atomic vapour laser isotope separation) базируется на селективном возбуждении и ионизации излучением выбранного изотопа, с последующим выделением его из потока исходных изотопов электрическим полем. Основой метода является различие в длинах волн поглощения у различных изотопов данного атома. Универсальность АВЛИС делает весьма перспективными исследования, связанные с возможностью получения этим способом макроскопических количеств труднодоступных для других разделительных методов изотопов, потребность в которых велика в медицине, атомной энергетике, электронике и фундаментальной физике. И хотя физическая демонстрация АВЛИС была осуществлена для большого числа элементов периодической системы, в настоящее время нет данных о создании мобильной, в смысле производства изотопов, установки. Связано это как со сложностями в разработке адекватных по мощности и производительности источ-
ников возбуждающего излучения, испарения и экстракции, так и с проведением исследований соответствующей физики процесса.
В настоящее время в качестве источника возбуждающего излучения наиболее перспективными для АВЛИС считаются перестраиваемые импульсные лазеры на красителях (Л К) с накачкой излучением лазера на парах меди (ЛПМ). Однако современные коммерческие ЛК, предназначенные в основном для спектроскопии, по своим параметрам, главным образом по средней мощности излучения, не соответствуют требованиям АВЛИС.
Поэтому цель работы - исследование и создание на отечественной элементной базе эффективного перестраиваемого лазера на красителе, предназначенного для решения комплексных задач по спектроскопии и экспериментальным нараооткам макроскопических количеств изотопов АВЛИС-методом.
Задачами работы являлись:
-
Выбор, исследование и оптимизация оптической схемы генсра-і тора перестраиваемого излучения.
-
Обеспечение условий высокоэффективного усиления излучения генератора в усилителях.
3. Исследование влияния поляризации излучения накачки на
эффективность генерации импульсных ЛК.
4. Определение эксплуатационных параметров созданного комплекса перестраиваемых ЛК в экспериментах по селективной фотоионизации неодима.
Научная новизна. 1. Исследованы зависимости мощности излучения генератора ЛК от коэффициента отражения выходного зеркала и скорости прокачки раствора красителя. Проведена оптимизация оптической схемы генератора в соответствии с поставленной задачей.
-
Экспериментально определены условия наиболее эффективного усиления излучения генератора в усилителях Л К (УЛК) с сохранением его пространственного и спектрального качества. Достигнуто значение суммарного к.п.д. ЛК, накачиваемого излучением ЛПМ, превышающее 25 %, при средней выходной мощности генерации 25 Вт.
-
Исследовано влияние поляризации излучения накачки на эффективность генерации Л К на маловязких (этанольных, мета-нольных) растворах. Предложен метод оценки к.пл. УЛК при произвольных поляризациях накачки и генерации. Определена оптимальная по поляризации излучений накачки и генерации схема работы Л К.
Практическая ценность. На основании полученных данных разработан и создан комплекс перестраиваемых лазеров на
красителях, предназначенный для проведения исследований по спектроскопии и экспериментальным наработкам макроскопических количеств изотопов АВЛИС-методом.
Результаты исследования влияния поляризации возбуждающего излучения на эффективность генерации маловязких растворов органических красителей позволяют оптимизировать работу применяемых импульсных Л К для достижения максимальных к.п.д. преобразования накачки.
Апробация работы и публикации. Часть результатов была представлена в виде тезисов на конференции "Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул" в Томске в 1992 г. и докладывалась на отраслевых конференциях по разделению изотопов 1991-И993 г.г. в ИМФ.
Основное содержание диссертации отражено в 4-х публикациях, список которых приведён в конце автореферата.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения. Общин объём диссертации составляет 125 страниц, включая 35 рисунков, 5 таблиц и списка цитируемой литературы из 97 наименовании.
