Использование Общероссийского математического портала Math-Net.Ru подра- зумевает, что вы прочитали и согласны с пользовательским соглашением

Math-Net.Ru

Общероссийский математический портал

С. Б. Горячев, Б. А. Тихонов, В. Ф. Шарков, Некоторые ре- зультаты экспериментов на газодинамическом CO

-лазере, Квантовая электроника, 1979, том 6, номер 8, 1775–1777

Использование Общероссийского математического портала Math-Net.Ru подра- зумевает, что вы прочитали и согласны с пользовательским соглашением

Параметры загрузки:

IP: 139.59.245.186

5 ноября 2022 г., 23:04:20

Краткие сообщения

4. Ю. А. А н а н ь е в . Письма в ЖТФ, 4, 372 (1978).

5. Г. Н. В и н о к у р о в , В. В. Л ю б и м о в , И. Б. О р л о в а . Оптика и спектроскопия, 34, 741 (1973).

6. Ю. А. А н а н ь е в , В. Е. Ш е р с т о б и т о в . ЖТФ, 43, 1013 (1973).

7. С. J. B u c z e k , R. J. F r i e b e r g , М. L. S c o l n i k . Proc. IEEE, 61, 1411 (1973).

Поступило в редакцию 9 января 1979 г.

Y u . A. A n a n ' e v , D . A. G о г у а с h k i n, N . A. S v e n t s i t s k a y a , I . M. P e t г о v a. A n Investigation of Properties of an Unstable Resonator Laser W i t h

Supplementary Feedback.

Properties h a v e been i n v e s t i g a t e d experimentally of an u n s t a b l e resonator laser w i t h a s u p p l e m e n t a r y mirror which covers a p a r t of t h e light beam cross section in order t o reduce t h e lasing t h r e s h o l d . The results are compared w i t h t h e case of a conventional u n s t a b l e resonator w i t h small magnification. It is shown t h a t it is impossible to achieve a small angular divergence of r a d i a t i o n in t h e u n s t a b l e resonator laser w i t h t h e supple­

m e n t a r y feedback.

«Квантовая электроника», 6, № 8 (1979) У Д К 621.373.826

С. Б. Горячев, Б. А. Тихонов, В. Ф. Шарков

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ НА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОМ С 0²- Л А З Е Р Е

Сообщаются результаты предварительных экспериментов на С02-ГДЛ с нагре­

вом рабочей смеси газов N2—С02—Не в плазмотроне. Экспериментально в непрерывном режиме работы получены удельный энергосъем 20 Дж/ги КПД ~1,2% при температуре торможения Т⁰~ 1700+100 К, значении параметра р oh*<0,5 атм» см и полном рас- ходе газовой смеси ~0,5 кг/с.

К настоящему времени в многочисленных экспериментах с гомогенными С 0²- Г Д Л :[1] получены невысокие по сравнению с предсказываемыми теорией уровни т а к и х ос­

новных лазерных х а р а к т е р и с т и к , к а к К П Д и удельный энергосъем. В практически в а ж н о м диапазоне температуры т о р м о ж е н и я Т0—1700+100 К вместо расчетных

К П Д > 1 % и удельного энергосъема 20—30 Д ж / г экспериментально получены К П Д

~ 0 , 1 — 0 , 5 % и удельный энергосъем < 10 Д ж / г .

В настоящей работе сообщается о некоторых р е з у л ь т а т а х экспериментов на ус­

тановке [2], м о д е р н и з и р о в а н н а я схема которой представлена на р и с у н к е . Это ста­

ц и о н а р н а я аэродинамическая труба с раздельной подачей из баллонов высокого д а в л е н и я технически чистых азота, гелия и двуокиси у г л е р о д а . Ч а с т ь азота пропус­

кается через трехфазный плазмотрон [3, 4 ] , где он нагревается до —4000 К. З а д а н н а я температура т о р м о ж е н и я при определенном процентном составе рабочей газовой смеси

получается подмешиванием в газовый т р а к т за плазмотроном необходимых количеств холодных азота, гелия и двуокиси углерода. При этом (так к а к площадь критического

•сечения сопла зафиксирована) у с т а н а в л и в а е т с я определенное давление торможения р0. Выхлоп отработанной газовой смеси производится в предварительно о т к а ч а н н у ю до

0,5—1 мм рт. ст. в а к у у м н у ю емкость объемом 50 м³.

Сопловый а п п а р а т набран из 52 плоских профилированных л о п а т о к , аналогич­

ных описанным в [ 1 , 2], которые образуют 51 сверхзвуковое сопло с критическим се­

чением 0 , 0 4 7 X 5 , 1 см и степенью р а с ш и р е н и я 22 к а ж д о е . Р а з м е р ы в а к у у м н о г о сверх­

звукового к а н а л а 5 0 X 5 0 см при высоте, изменяющейся по потоку от 5,1 до 7 см д л я компенсации н а р а с т а н и я пограничного с л о я . Резонатор устойчивого типа образован глухим вогнутым медным з е р к а л о м (диаметр 15 см, р а д и у с кривизны оптической поверхности 15 м) и п л о с к о п а р а л л е л ь н ы м п о л у п р о з р а ч н ы м германиевым з е р к а л о м (диаметр 15 см, толщина 2,2 см). Расстояние по потоку от критического сечения до оси резонатора 25 см. П о л у п р о з р а ч н о е з е р к а л о на одной плоскости имеет диэлектрическое просветляющее покрытие, на д р у г о й , обращенной к г л у х о м у з е р к а л у , диэлектриче­

ское отражающее покрытие с коэффициентом о т р а ж е н и я 8 0 + 3 % . Д л я р а з г р у з к и полу­

прозрачного з е р к а л а от атмосферного д а в л е н и я луч выводится через пластину из КС1 толщиной 2 см. Поперечное сечение выведенного л у ч а на расстоянии 20 см от вы­

водной пластины имеет размеры 1 4 X 5 см. Д л и т е л ь н о с т ь рабочего импульса 1,2 с + 1775

1979 Квантовая электроника т. 6, № 8

ti Вакуумную емкость Схема э к с п е р и м е н т а л ь ­ ной у с т а н о в к и :

1 — п л а з м о т р о н ; 2 — пере­

ходник-смеситель; 3 — с о п - л о в ы й а п п а р а т ; 4 — к о т и ­ ровочный узел с г л у х и м медным зеркалом; 5 — в а к у ­ у м н ы й с в е р х з в у к о в о й к а н а л с диффузором; 6 — в ы х л о п ­ ной трубопровод; 7 — к о т и ­ ровочный узел с п о л у п р о ­ зрачным германиевым зерка­

лом; 8 — выводная п л а с т и н а из К О ; 9 — к а л о р и м е т р с термосопротивлением; 10 — фотосопр отивлен ие

От электрической сета

+ 2 % . Времена н а р а с т а н и я и сброса д а в л е н и я по 0,1 с. Л а з е р н а я э н е р г и я , выведен­

ная за время рабочего импульса, и з м е р я л а с ь калориметром с термосопротивлением.

Время и форма импульса генерации контролировались фотосопротивлением ФСГ-22-ЗА2.

В результате при Т⁰= 1700 + 100 К, р⁰=6,5—8,5 атм, расходе рабочей газовой смеси 550—750 г/с и мольном составе газовой смеси N² : Не : С 0²= 4 5 : ' 4 5 : 10 у с ­ редненный за 1 с удельный энергосъем составил 2 0 + 3 Д ж / г , а К П Д ~ 1 , 2 % . Общее число экспериментов, д л я которых проводилась статистическая обработка результатов*

составляет ~ 3 0 0 .

П р и в а р ь и р о в а н и и коэффициента о т р а ж е н и я выходного з е р к а л а (остальные параметры установки фиксировались) экспериментально измерена величина ненасы­

щенного коэффициента у с и л е н и я : ^⁰= 1 + 0 , 3 м^{- 1}.

Б ы л и проведены т а к ж е две серии опытов, в которых при с о х р а н е н и и з а д а н н о г о состава рабочей газовой смеси и поддержании идентичных рабочих параметров уста­

новки в плазмотроне н а г р е в а л с я либо м о л е к у л я р н ы й газ — азот, либо одноатомный газ — гелий, а остальные компоненты смеси подмешивались в переходнике. И з м е ­ ренные з н а ч е н и я удельного энергосъема в обеих с е р и я х экспериментов о к а з а л и с ь с точностью не х у ж е 2 0 % одинаковыми, что у к а з ы в а е т на равновесный х а р а к т е р на­

грева газа в плазмотроне (для наших условий) и, следовательно, на возможность р а с ­ п р о с т р а н е н и я полученных данных на С 0²- Г Д Л с произвольным способом н а г р е в а р а ­ бочей смеси.

Т а к и м образом, в наших опытах получены энергетические х а р а к т е р и с т и к » С 0²- Г Д Л , которые превышают з н а ч е н и я , полученные в сравнимых у с л о в и я х [1]. Ос­

новными физическими причинами, обусловившими получение достаточно высоких значений удельного энергосъема, по-видимому, я в л я ю т с я следующие:

1) о р г а н и з а ц и я газового потока к а к в сверхзвуковой части соплового блока, т а к и в дозвуковой его части, особенно устранение перетечек малых количеств нагре­

той газовой рабочей смеси мимо критических сечений сопел;

2) исключение в л и я н и я нагрева сопловых л о п а т о к и з е р к а л резонатора исполь­

з о в а н и е м относительно коротких во времени рабочих пусков установки ( ~ 1 с);

3) применение в качестве компонентов рабочей смеси технически чистых газов.

N2, С 02, Н е ; 1776

Краткие сообщения

4) обеспечение во всех экспериментах значения параметра p⁰h не выше 0,5 атм-см;.

5) размещение оптического резонатора на оптимальном расстоянии от соплового блока ( ~ 2 0 см), т. е. вне зоны спутных следов [1] сопловых лопаток;

6) высокое качество з е р к а л резонатора (глухое з е р к а л о , например, имело коэф­

фициент о т р а ж е н и я не ниже 9 8 , 5 % ) .

Кроме того, к а к показали предварительные численные исследования, состав р а ­ бочей газовой смеси С 0² : N² : Н е = 1 0 : 45 : 45 и коэффициент о т р а ж е н и я выходного- з е р к а л а R^80% весьма близки к оптимальным параметрам, обеспечивающим макси­

мальный удельный энергосъем.

Следует, однако, подчеркнуть, что только после комплексной эксперименталь­

но-теоретической оптимизации параметров у с т а н о в к и , которую предполагается осу­

ществить в будущем, возможно, удастся уточнить баланс энергии в Г Д Л и определить однозначно количественное в л и я н и е многочисленных рабочих параметров на удель­

ный энергосъем С 0²- Г Д Л .

Авторы отмечают постоянное внимание к работе Е . П. Велихова и В . Д . Пись­

менного, участие М. Ю. Орлова, Ф. Г. Р у т б е р г а , М. А. Григорьева, Ю. Ф. Суслова в создании экспериментального оборудования, а т а к ж е ценные замечания Г. В . Аб­

росимова, А. А. Б е л о к о н я , А. М. Д ы х н е , А. Н . К у х т о , А. П. Напартовича и Э. Л . Спектора, сделанные при обсуждениях экспериментальных р е з у л ь т а т о в , и вы­

р а ж а ю т им свою благодарность.

1. С. А. Л о с е в. Газодинамические лазеры. — М.: Наука, 1977.

2. Г. В. А б р о с и м о в, А. А. В е д е н о в, А. Ф. В и т ш а с , А. П. Н а п а р т о в и ч„

В. Ф. Ш а р к о в . Т Я Г , 13, 865 (1975).

3. И. А. Г л е б о в , Э. Г. К а ш а р с к и й , Ф. Г. Р у т б е р г . Синхронные генераторы*

в электрофизических установках — Л.: Наука, 1977.

4. А. Н. Б р а н ц е в, М. А. Г р и г о р ь е в, А. А. К и с е л е в , Ф. Г. Р у т б е р т . Мощ­

ные генераторы низкотемпературной плазмы и методы исследования их парамет­

ров. — Л.: Труды ВНИИЭлектромаш, 1977.

Институт атомной энергии Поступило в редакцию- им. И. В. Курчатова, Москва 21 января 1979 г.

S. В . G о г у а с h е v, В . А. Т i k h о п о v, V. F . S h а г к о v. Some Ex­

perimental Results on Gas Dynamic C 0² Laser.

Results are reported of p r e l i m i n a r y experiments w i t h t h e use of a C 02 GDL w i t h h e a t i n g of t h e working m i x t u r e of N2 — C 02— He gases in a p l a s m a t r o n . Under cont- n u o u s operation t h e specific o u t p u t energy of 20 J / g and t h e efficiency of ~ 1 . 2 % have- been obtained experimentally at t h e stagnation t e m p e r a t u r e of T0= 1700 ± 1 0 0 K, t h e para­

m e t e r p0h of ~ 0 . 5 a t m - c m and t h e t o t a l flow r a t e of t h e gaseous m i x t u r e of 0.5 kg/s.

«Квантовая электроника», 6, № 8 (1979) У Д К 778.38;

С. X. Сыйнов, В. X. Сыйнов

УГЛОВАЯ И ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТИ ДИФРАКЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГОЛОГРАММ ЗАТУХАЮЩИХ ВОЛН

Приведены результаты экспериментального исследования угловой и поляризацион­

ной зависимости дифракционной эффективности голографической решетки, получен­

ной при интерференции затухающей и ортогональной к ней плоской волн. Длина восста­

навливающей волны находилась в области 488,0—676,4 нм.

1. Введение

Затухающие в о л н ы , полученные при полном внутреннем отражении света, были впервые применены в голографии Нассенштейном десять лет назад. Голографическая;

запись получается в р е з у л ь т а т е интерференции либо плоской и з а т у х а ю щ е й , либо двух затухающих волн. Обстоятельный обзор р а н н и х работ в этой области сделан Бринг- дейлом [1].

Голограммы з а т у х а ю щ и х волн обладают некоторыми интересными свойствами.

Т а к , например, они позволяют осуществить гслографическую запись объектов с боль­

шой а п е р т у р о й . Кроме того, эти голограммы дают возмсжнссть достичь сверхразреше- 1777