Развитие разряда и формирование инверсии в лазере на парах меди тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Баалбаки Хуссейн

• Баалбаки Хуссейн
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Баалбаки Хуссейн

Введение

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов

1.1.1 Накачка активной среды ЛСПМ

1.2 Лазер на парах меди

1.2.1 Ступенчатая ионизация, насыщение населенности верхних лазерных уровней в импульсе возбуждения

1.2.2 Релаксация нижних лазерных уровней

1.2.3 Фантомный ток

1.3 Теоретическое моделирование кинетики процессов в ЛПМ

1.3.1 Моделирование разрядного контура

1.4 Развитие разряда в импульсно-периодических ЛПМ

1.5 Конструкции газоразрядных трубок

1.5.1 Газоразрядные трубки с электродами в горячей зоне разрядного канала

1.5.2 Газоразрядные трубки с электродами в холодных буферных зонах

1.6 Вывод по главе

2 Накачка активной среды ЛПМ (ГРТ с электродами, расположенными в ХБЗ, диаметр керамического разрядного канала < 14 мм)

2.1 Электрофизический процесс в разрядном контуре ЛПМ (ГРТ с электродами, расположенными в ХБЗ, диаметр керамического разрядного канала - 10 мм)

2.1.1 Электрофизический процесс при изменении емкости обостряющего конденсатора

2.1.2 Электрофизический процесс при изменении емкости накопительного конденсатора

2.1.3 Электрофизический процесс при изменении индуктивности контура

2.1.4 Обсуждение результатов

2.2 Накачка активной среды промышленного ГРТ LT-10Cu

2.2.1 Результаты исследования электрофизического процесса

2.2.2 Обсуждение результатов исследования электрофизического процесса при использовании промышленного ГРТ LT-10 Си

2.3 Накачка активной среды лазера на парах меди LC-генератором с инвертированием напряжения на накопительных конденсаторах

2.4 Вывод по главе

3 Накачка активной среды ЛПМ (ГРТ с электродами, расположенными в ХБЗ, диаметр керамического разрядного канала > 20 мм)

3.1. Результаты экспериментальных исследований

3.2 Анализ электрофизических процессов в разрядном контуре

3.2.1 Собственная емкость газоразрядной трубки

3.2.2 Процессы зарядки и разрядки Сгрт: природа фантомного тока

3.2.3 Процесс диссипации энергии, запасенной в накопительном конденсаторе

3.3 Вывод по главе

4 Оптимизация условий накачки и оценка достижимых параметров ЧЭХ ЛПМ

4.1 Режим пониженных энерговкладов

4.2 Режим повышенных энерговкладов

4.2.1 Оптимизация накачки активной среды ЛПМ LC-генератором

4.2.2 Модернизация генератора накачки ЛПМ в медицинских установках

4.3 Согласование генератора накачки с нагрузкой в схеме накачки ЛПМ с электродами в горячей зоне

4.4 Вывод по главе

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие разряда и формирование инверсии в лазере на парах меди»

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования

Лазеры на парах меди (ЛПМ) и СиБг-лазеры являются эффективными источниками видимого излучения с уникальными частотно-энергетическими характеристиками (ЧЭХ) лазерного излучения, что исключает возможность их замены во многих применениях, несмотря на развитие твердотельных лазеров видимого диапазона с диодной накачкой. Например, ЛПМ и СиБг- лазеры широко используются в медицине для лечения сосудистых и кожных заболеваний с хорошим косметическим результатом и отсутствием выраженных побочных эффектов [1-5], а также в лечении рака методом фотодинамической терапии [6,7]. Совокупность ЧЭХ ЛПМ и СиБг-лазеров определяет возможность их использования для создания лазерных проекционных мониторов [8-10] и в других применениях, таких как прецизионная обработка материалов [11,12], разделение изотопов [13] и т. д. Однако практическое использование ЛПМ на сегодняшний день препятствует значительная дороговизна лазерной генерации из-за низкой эффективности ~ 1 %, которая на порядок ниже прогнозируемой [14,15]. Очевидно, что выяснение причин такого различия между теоретическими и экспериментальными исследованиями и разработка новых методов реализации энергетического потенциала ЛПМ является актуальной задачей, решение которой может вернуть интерес к данному классу приборов.

Накачка ЛПМ осуществляется прямым электронным ударом на фронте импульса возбуждения в период ионизационной неравновесности плазмы. Поэтому для эффективной накачки активной среды необходимо формировать импульс возбуждения с крутым фронтом тока и длительностью соизмеримой со временем существования инверсии [16]. Хорошо известно, что одной из основных причин ограничения энергетических характеристик является высокая скорость девозбуждения верхних (резонансных) лазерных уровней в ионизацию ступенчатыми процессами, что приводит к ограничению населенности этих

уровней при накачки и, как следствие, ограничивает энергосъем в ЛПМ [17,18]. Соответственно, увеличение средней мощности генерации, в вышеуказанных условиях, можно реализовать только за счет увеличения частоты следования импульсов (ЧСИ) возбуждения, эффективности накачки за счет снижения энергозатрат на формирование инверсной населенности и энергии импульса генерации за счет увеличения объема активной среды. Однако основным препятствием повышения 43X Л11M является присутствие индуктивности в разрядном контуре лазера, что не позволяет быстро разогревать предымпульсные электроны (neo) и обуславливает: заселение метастабильных уровней на фронте импульса возбуждения и перераспределение скоростей заселения лазерных уровней в пользу метастабильных с ростом ne0 [19].

Любые фундаментальные исследования направленные на создание модели, объясняющей экспериментально наблюдаемые зависимости и установление границ ее применимости. Поэтому полагается, что фундаментальные исследования ЛПМ проведены, поскольку за полувековой период исследований накоплен обширный экспериментальный материал и создана модель, на основе которой проводятся теоретические расчеты (см., например [20]). Однако используемая до настоящего времени модель не объясняет многие экспериментально наблюдаемые зависимости, например, отрицает развития разряда со стадией пробоя, наличие фантомного тока [21] и возможность повышения Ч3Х ЛПМ за счет введения в разрядный контур индуктивности. Необходимость дальнейших исследований очевидна из вышеизложенного, но чтобы оценить направление этих исследований необходимо выяснить какие процессы не учитываются в разрядном контуре лазера в используемой модели. 3кспериментальные результаты и теоретические расчеты анализируют на основе эквивалентной схемы контура накачки, в котором импеданс гaзоразрядной трубки (ГРТ) рассматривается как последовательная цепочка содержащей aктивную и индуктивную состaвляющиe. Следовательно, полагается, что в ГРТ формируется разряд с низким катодным падением потенциала и все напряжение прикладывается к активной среде ЛПМ, что в действительности

осуществимо только в условиях термоэмиссии электронов с катода. Как хорошо известно, термоэмиссия электронов с катода возникает, когда катод или катодное пятно разогрето до температуры ~ 2000 0К, что сопоставимо с рабочей температурой ГРТ ЛПМ. Из сказанного можно сделать вывод, что используемая модель принимается в случае ГРТ с электродами в горячей зоне канала накачки. Поскольку исследования ЛПМ проводились в основном с использованием ГРТ с электродыми расположеными в холодных буферных зонах (ХБЗ), где температура << 2000 0К, необходимо исследовать как развивается разряд и формируется накачка активной среды в указанных конструкциях ГРТ.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель диссертационной работы заключается в выяснении влияния процесса формирования разряда на электрофизические параметры накачки активной среды ЛПМ и на процесс формирования инверсной населенности.

Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи диссертационной работы:

1. Разработать и изготовить экспериментальную установку ЛПМ с возможностью измерения электрофизических характеристик в контуре накачки лазера и энергетических характеристик лазерного излучения.

2. Исследовать электрофизические процессы в контуре накачки ЛПМ (с различными диаметрами разрядных каналов ГРТ) и их влияние на процесс формирования разряда и эффективность накачки.

3. Провести моделирование электрофизических процессов в разрядном контуре ЛПМ.

4. Разработать технические решения по эффективной накачке ЛПМ и оценить достижимые параметры ЧЭХ излучения (эффективность, частота следования импульсов генерация, средняя мощность генерации)

Методология и методы исследования Решение поставленных задач осуществлялось на основе лабораторных экспериментов и математического моделирования, а именно:

1. Анализ электрофизического процесса в контуре накачки и энергетических характеристик ЛПМ проводился по результатам измерений средней мощности генерации и импульсов генерации, напряжения на ГРТ и токов, протекающих через тиратрон, ГРТ, и другие элементы схемы накачки.

2. Моделирование электрофизических процессов в разрядном контуре лазера проводилось на основе эквивалентной схемы разрядного контура ЛПМ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Стадия пробоя в газоразрядных трубках с электродами, расположенными в холодных буферных зонах определяется развитием разряда от тлеющего к нетермическому дуговому разряду в процессе разогрева катодного пятна на электроде до температуры, при которой возникает термоэмиссия электронов с катода и характеризуется резким изменением катодного падения потенциала и проводимости плазмы в холодных буферных зонах. Пробой реализуется:

а) в результате сброса энергии, запасенной в индуктивности разрядного контура во время зарядки обостряющего конденсатора (диаметр керамического разрядного канала < 14 мм);

б) в условиях, когда 1ф > 1и, где 1ф - амплитуда фантомного тока и 1и - ток, протекающий через коммутатор (диаметр керамического разрядного канала > 20 мм).

2. Фантомный ток представляет собой ток проводимости, который возникает за счет ухода заряда на анод в процессе зарядки собственной емкости газоразрядной трубки (Сгрт), а его амплитуда определяется сопротивлением холодной буферной зоны со стороны анода.

3. Использование в схеме накачки лазера на парах меди управляемого коммутатора с возможностью запирания, когда ток через коммутатор упадет до нуля после зарядки ёмкостных составляющих разрядного контура, позволяет увеличить эффективность накачки до 3 - 8%.

4. Расположение электродов в горячей зоне разрядного канала устраняет причины формирования фантомного тока (шунтирует собственную емкость

газоразрядной трубки), что позволяет использовать эквивалентную схему в виде последовательной цепочки содержащей активную и индуктивную составляющие импеданса газоразрядной трубки.

Научная новизна исследования

В исследовании получены следующие новые научные результаты:

- показано, что в ГРТ с диаметром керамического разрядного канала < 14 мм, накачка активной среды возникает в процессе сброса энергии, запасенной в индуктивности разрядного контура во время зарядки обостряющего конденсатора (2020 - 2021 гг.);

- показано, что в ГРТ с диаметром керамического разрядного канала > 20 мм, накачка активной среды возникает в условиях, когда 1ф > 1к, где 1ф - амплитуда фантомного тока и 1к - амплитуда тока, протекающего через коммутатор (ток зарядки емкостных составляющих) (2022 - 2023 гг.);

- показано, что фантомный ток представляет собой ток проводимости и обусловлен уходом заряда на анод ГРТ в процессе зарядки собственной емкости ГРТ (2022 - 2023 гг.);

- определены условия, при которых возможно реализовать режим отсечки энерговклада после импульса генерации (2020 - 2022 гг.).

Теоретическая и практическая значимость исследования Результаты проведенного исследования вносят существенный вклад в понимание процессов формирования накачки активной среды ЛПМ при разных диаметрах разрядного канала ГРТ, что позволяет:

1. определить причины низкой эффективности накачки ЛПМ и роли выбора оптимальных параметров схемы накачки для повышения эффективности;

2. объяснить природу фантомного тока, и определить условия, при которых фантомный ток возникает;

3. демонстрируя неучтённую ранее возможность повышения эффективности накачки ЛПМ за счет отсечки энерговклада после импульса генерации и детерминируя условия, при которых следует реализовать режим отсечки;

4. определить границы применимости эквивалентной схемы ГРТ в виде последовательной цепочки содержащей активную и индуктивную составляющие.

Кроме того, результаты работы позволяют объяснить экспериментально наблюдаемые зависимости, приведенные в работах других авторов [21, 22].

Результаты исследования могут быть использованы специалистами по оптике и лазерной технике в целях разработки и улучшения энергетических характеристик лазеров на парах металлов: в Институте оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (г. Томск), в Научно-производственном предприятии "Исток" им. А.И. Шокина (г. Фрязино), в Физическим институте им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (г. Москва).

Результаты диссертационного исследования использовались при выполнении проекта «Комплексное исследование экологического состояния акваторий с использованием гидробиологических зондов и цифровой подводной голографической камеры», в рамках Программы развития Томского государственного университета (Приоритет - 2030).

Степень достоверности полученных результатов

Достоверность научных положений и других результатов подтверждается:

- применением стандартных методик измерения электрофизических параметров в разрядном контуре лазера и энергетических характеристик генерации с использованием современной регистрирующей аппаратуры (осциллографы -Tektronix DPO 4034В, Текгошх TDS 2012С, делитель напряжения - Текгошх P6015A, измеритель тока - Pearson Current Monitor 8450, измеритель мощности генерации OPHIR-NOVA, детектор коротких световых импульсов ФЭК - 22СПУ);

- моделированием электрофизического процесса накачки активной среды ЛПМ в ГРТ с электродами расположены в горячем зоне разрядного канала на основе результатов, полученных в работах других авторов.

Апробация результатов работы

Основные положения и результаты докладывались на следующих конференциях: XIV, XV, XVI Международные конференции по импульсным

лазерам и применениям лазеров - AMPL (Томск, 2019, 2021, 2023); XXVI, XXIX, XXX Международные конференции «Лазерно-информационные технологии» (Новороссийск, 2018, 2021, 2022); XV, XIX Международной школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «ИННОВАТИКА» (Томск, 2019, 2023).

Публикации по теме диссертации

По материалам диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 5 статей в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (из них 2 статьи в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science; 1 статья в российском научном журнале, переводная версия которого входит в Web of Science; 1 статья в российском научном журнале, переводная версия которого входит в Scopus), 14 публикаций в сборниках материалов международных научных конференций.

Личный вклад автора

Вклад автора состоит в разработке методик экспериментов, разработке и создании экспериментальных установок, проведении экспериментальных исследований, интерпретации и анализе результатов. Общее руководство осуществлялось старшим научным сотрудником, доктором технических наук Юдиным Николаем Александровичем. Постановка цели и задач исследования, выбор методов их решения осуществлялись автором совместно с научным руководителем. Представленные в диссертационной работе результаты получены автором лично или при его непосредственном участии.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения; четырех глава; заключения; списка условных обозначений и сокращений; списка литературы, включающего 102 наименований. Общий объем диссертации - 126 страницы. Работа содержит 2 таблицы и 56 рисунков.

Содержание диссертации

В первой главе проведен литературный обзор работ по теме исследования. В разделах 1.1 - 1.2 рассматриваются основные характеристики ЛСПМ; ЛПМ. В разделе 1.3 основное внимание уделяется современному состоянию моделирования кинетики процессов в активной среде ЛПМ на основе эквивалентной схемы разрядного контура. Сделан вывод, что на сегодняшний день в теоретических расчетах используется простой колебательный контур как эквивалентная схема, коропая представлена как последовательная цепочка содержащей активную и индуктивную составляющие импеданса ГРТ. В разделе 1.4 рассмотрены процессы развития разряда в приэлектродых областях и влияние расположения электродов в ГРТ на условия накачки. В литературном обзоре приведено современное представление о процессе развития разряда в зависимости от конструкции ГРТ и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе представлены результаты исследования электрофизического процесса в контуре накачки ЛПМ (ГРТ с внутренним диаметром разрядного керамического канала d < 14 мм), которые отражают процесс формирования "пробоя" и накачки активной среды в схеме с прямым разрядом накопительного конденсатора. Рассмотрены причины низкой эффективности накачки ЛПМ LC - генератором с инвертированием напряжения на накопительных конденсаторах.

В третьей главе представлены результаты исследования электрофизического процесса в контуре накачки ЛПМ (ГРТ с внутренним диаметром разрядного керамического канала d >20 мм). Выяснены природа фантомного тока и отличия в формировании разряда от случая в второй главе.

В четвертой главе представлены результаты исследования по оптимизации параметров накачки ЛПМ. В разделах 4.1 - 4.2 рассмотрены два возможных режима накачки ЛПМ для достижения высокой средней мощности лазерьного излучения, которые условно можно назвать режимы пониженных и повышенных энерговкладов. Режим пониженных энерговкладов реализуется в условиях

накачки, когда ток протекающий через коммутатор падает до нуля после зарядки С0. Режим повышенных энерговкладов - при полной разрядке накопительного конденсатора. В разделах 4.3 представлены результаты моделирования электрофизического процесса накачки активной среды в ГРТ с электродами расположенными в горячей зоне разрядного канала. Нахождение электродов вне активной среды (горячая зона) приводит к шунтированию Сгрт и устраняет условия для возникновения фантомного тока. Следовательно, электрофизические процессы в разрядном контуре, процессы накачки и формирования инверсии, а также оптимальные параметры накачки зависят от расположения электродов в ГРТ.

1 Аналитический обзор литературы 1.1 Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов

Активной средой в лазере на самоограниченных переходах атомов металлов (ЛСПМ) являются атомы или ионы металла в паровой фазе, обычно в качестве минорной компоненты в инертном буферном газе, таком как неон или гелий. Как показано на рисунке 1.1 лазерное действие происходит между резонансным верхним лазерным уровнем и метастабильным нижним лазерным уровнем. В течение быстрого импульсного электрического разряда (обычно с длительностью импульса ~ 100 нс) верхний лазерный уровень (рисунок 1.1) преимущественно возбуждается электронным ударом, поскольку он сильно оптически связан с основным состоянием (резонансный переход) и, следовательно, имеет большое сечение возбуждения. При этом нижний лазерный уровень (рисунок 1.1) имеет метастабильный характер и заселяется преимущественно в результате спонтанного распада верхнего уровня по лазерному переходу с вероятностью Л21. Когда температура электронов падает до такой точки, что основная накачка верхнего лазерного уровня больше не поддерживается, генерация прекращается. Накапливание популяции на метастабильном нижнем лазерном уровне разрушает инверсию населенности.. Поэтому после каждого импульса возбуждения образованным возбужденным частицам в плазме (в частности, метастабильным нижним лазерным уровням, которые гасятся при столкновениях с холодными электронами) необходимо дать достаточное время для релаксации, а плазме необходимо частично прорекомбинировать перед применением следующего импульса возбуждения. Частоты повторения импульсов от 2 кГц до 200 кГц соответствуют временам релаксации ЛСПМ.

Рисунок 1.1 - Схема резонансно-метастабильных уровней энергии ЛСПМ

W. Walter и др. [23-25] определили критерии для эффективной накачки ЛСПМ, в которых работа прекращается из-за чрезмерного накопления населенности нижнего уровня:

1. Верхний лазерный уровень должен быть резонансным уровнем, то есть сильно оптически связанным с основным состоянием.

2. Нижний лазерный уровень должен быть метастабильным, т.е. слабо связанным с основным состоянием электрическим дипольным переходом.

3. Верхний лазерный уровень должен быть связан только с нижним лазерным уровнем и основным состоянием, т.е. шунтирующие переходы с верхнего лазерного уровня практически должны отсутствовать.

4. Коэффициент Эйнштейна A для лазерного перехода должен быть меньше, чем для перехода возбуждения, но больше, чем для релаксационного перехода. Однако слишком малый коэффициент A для лазерного перехода приведет к снижению доступного усиления, т.е. значения A лазерного перехода должна лежать в пределах 107 > A > 104 с-1.

5. Для эффективного возбуждения в видимом спектре нижний лазерный уровень должен лежать между 0,75 и 2,25 эВ от основного, т.е. не должен быть слишко низким, чтобы избежать теплового заселения уровня, и не слишком высоким, чтобы обеспечить высокую квантовую эффективность.

Критерии 1 и 2 обусловлены тем, что сечения столкновений электронов и атомов примерно пропорциональны квадратам матричных элементов электродиполя. На практике инверсия населенностей в большинстве ЛСПМ

достигается также за счет выгодного соотношения вырождений энергетических уровней, поэтому был добавлен шестой критерий [15]:

6. Отношение вырождения верхнего уровня к вырождению нижнего уровня должно быть меньше единицы, т. е. < 1.

Трехуровневая структура энергетических уровней включает основное состояние, резонансный уровень (верхний уровень) и метастабильный уровень (нижний уровень) (рисунок 1.1). Для создания инверсии необходимо, чтобы время нарастания импульса возбуждения было меньше радиационного времени жизни верхнего уровня. Необходима большая плотность инверсии, поскольку длительность усиления часто составляет всего несколько десятков наносекундов. За это время может произойти несколько циклов резонатора (~ 10 нс каждый), поэтому для извлечения мощности в условиях высокого коэффициента усиления необходимо использовать резонатор с низкой добротностью. Накачка с основного состояния электронным ударом также способствует заселению нижних резонансных уровней. Импульсный разряд может обеспечить интенсивную столкновительную накачку электронами благодаря высоким токам (сотни А/см2), высоким значениям концентрации электронов пе ~1014 см-3 и высокой температуре электронов Те ~ 5 - 10 эВ, которые могут быть достигнуты с помощью умеренных электрических полей (десятки кВ/м) для газоразрядных трубок (ГРТ), заполненных парами металла низкого давления и буферным газом .

1.1.1 Накачка активной среды ЛСПМ

Чтобы достичь инверсии населенности, активная среда должна быть практически неравновесной. Следовательно, распределение населенности на возбужденных уровнях должно значительно отличаться от распределения Больцмана, которое определяется электронной температурой Те. Рекомбинация и ионизация являются двумя типами дестабилизации, которые обычно происходят в плазме [26]. Увеличение количества Те в плазме, в зависимости от степени ионизации плазмы, называется ионизационной неустойчивостью. Иными словами,

реальная степень ионизации Те меньше. Таким образом, либо ионизация плазмы в этой области продолжается, либо заряженные частицы вытекают из области путем амбиполярной диффузии (например, на стенки разрядного канала ГРТ). Режимы ионизации характерны для лазеров, работающих в режиме переднего фронта или в непрерывном режиме импульсов возбуждения в газовом разряде. В ЛПМ доминирующий поток атомов движется снизу вверх вдоль возбужденного состояния, и наблюдается усиление света в процессе ионизации газа.

В структуре энергетических уровней ионы металлов и атомы имеют наиболее высокий КПД. На самом деле квантовый КПД перехода равен:

-7кв = ^ = Т . (1.1)

где Е3 и Е2 - энергии верхнего и нижнего лазерных уровней (рисунок 1.1) , соответственно, Ну - энергия лазерного фотона.

Если переход между первым резонансным и метастабильным уровнями испоульзуется как лазерного перехода, то лучше п™ обеспечевает в случае атомов с низкополжаещим метастабильным уровнем. Почти все металлы имеют такую схему уровней энергии. квантовый КПД в таком виде лазера находится в промажутке 0,5 - 0,7. КПД лазера в целом равен [16]:

Л= ^р ^ +ёз = ^Р "Лпред; ^р _ Евоз./Е, (12)

где - fр эффективность накачки, Бвоз. доль энергии газового разряда, которая возбуждает верхний лазерный уровнь, Е вся энергия импульсного газового разряда, g2 и g3 - статистические веса нижнего и верхнего лазерных уровней, ппред -

Я"?

предельный КПД. Соотношение < 1 , что означает, что часть населенности

верхнего рабочего уровня остается неиспользованной. Это связано с длительным периодом жизни метастабильного уровня, поэтому вынужденное излучение продолжается до тех пор, пока населенность не выравнивается с рабочими уровнями.

1.2 Лазер на парах меди

Атомы меди удовлетворяют всем критериям «идеального» ЛСПМ (раздел 1.1) [15]. Верхние уровни 2Р1/2, 2Р3/2 являются резонансными уровнями (критерий 1) и лежат на 3,79 эВ и 3,82 эВ, соответственно выше основного состояния 2Б1/2 [27]. Нижние лазерные уровни 2Э5/2 2Э3/2, соответственно лежат на 1,39 эВ и 1,64 эВ выше основного состояния [27], а оптические переходы, связывающие их с основным состоянием, запрещены (критерии 2 и 5). Квантовые эффективности значительны: 57 % для перехода 2Р1/2 - 2Б3/2 (X = 578,2 нм) и 64 % для перехода 2Р3/2 - 2Э5/2 (Х2 = 510,6 нм) (критерий 5). Радиационные времена жизни уровней 2Р1/2, 2Р3/2 в изолированных атомах составляют 10,5 нс и 9,8 нс, соответственно по отношению к основному состоянию, но в активной среде увеличиваются за счет радиационного захвата до 12-13 мс (критерий 3). Для улавливания излучения необходима плотность пси > 1012 см3. Уровень 2Р1/2 имеет время жизни 370 нс относительно уровня 2Э3/2; время жизни 2Р3/2 по отношению к 2Э3/2 составляет 784 нс [28]. Импульса тока длительностью 100-200 нс достаточно для создания инверсии на переходах X = 510,6 и 578,2 нм (критерий 4). Наконец, коэффициенты вырождения уровней составляют 0,50 (578,2 нм) и 0,66 (510,6 нм) (критерий 6). Отметим, что линия 570,0 нм (4р 2Р3/2 - 4б2 2Э5/2) не удовлетворяет критерию 6.

Рисунок 1.2 - Схема лазерных уровеней атома Си

Накачка верхних лазерных уровней 2Р1/2, 2Р3/2 осуществляется прямым электронным ударом на фронте импульса тока (~100 нс). Самозатухание генерации происходит через ~ 30-50 нс после начала из-за нарастания населенностей метастабильных нижних лазерных уровней, а также насыщения и падения скоростей аселение верхних лазерных уровней. Нижние уровни деактивируются, и популяция Си в основном состоянии пополняется за счет релаксации плазмы в течение межимпульсного периода, который обычно длится 50-100 мкс, так что начальные условия восстанавливаются для последующего импульса возбуждения. При высоких входных мощностях (1-15 кВт) и ЧСИ (5-20 кГц), типичных для лазеров на парах меди (ЛПМ), активная среда никогда полностью не релаксирует между импульсами возбуждения [29]: начальные условия перед каждым импульсом возбуждения являются результатом накопления от импульса к импульсу.

Критерии, указанные в разделе 1.1, определяют возможность достижения высокой эффективности накачки. В первой работе [23] было показано, что КПД ЛПМ составляет 23 %. Тем не менее, эта оценка основана на том, что вынужденное излучение лазерного канала заполняет метастабильные уровни. Во-вторых, предполагается, что население верхних лазерных уровней используется только в процессе генерации лазерного излучения. Таким образом, заселение метастабильных уровней неупругими ударами первого рода из основного состояния атомов или ионов не учитывается. Кроме того, он не принимает во внимание потерю атомов, возбужденных до верхнего лазерного уровня в результате других процессов, не связанных с вынужденным излучением. Каскадное возбуждение, спонтанный и радиационный распад уровней, иионизация с резонансных уровней и нерадиационные переходы - все это примеры. Скорость и кинетика этих процессов зависят от параметров плазмы импульсного разряда, таких как концентрация электронов, функция распределения электронов по энергиям, температура газа, концентрация невозбужденных атомов и удельная энергетическая структура ионов в активной среде. Кроме того, следует отметить, что газоразрядные лазеры имеют более низкий КПД из-за большей длительности импульса накачки по сравнению с импульсом лазерного излучения. В результате не менее 50 % от энергии накачки не расходуется эффективно. Учитывая выше перечисленные процессы, ожидается, что реальная эффективность составит ~ 10 % [29,30].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Баалбаки Хуссейн, 2024 год

Список литературы

1. Treatment of congenital melanocytic nevi in the periorbital area with dual-wavelength copper vapor laser / I.V. Ponomarev, S. B. Topchiy, Y. N. Andrusenko, L. D. Shakina // Indian Journal of Dermatology, Venereology and Leprology. - 2021. - Vol. 48, № 5. - P. 720-722.

2. Klyuchareva S.V. Numerical Modeling and Clinical Evaluation of Pulsed Dye Laser and Copper Vapor Laser in Skin Vascular Lesions Treatment / S.V. Klyuchareva, I. V. Ponomarev, A.E. Pushkareva // Journal of Lasers in Medical Sciences. - 2018. -Vol. 10, № 1. - P. 44-49.

3. Treatment of pyogenic granuloma in children with copper vapor laser radiation (578 nm) / I. V. Ponomarev, S. B. Topchiy, Y. N. Andrusenko, L. D. Shaki-na // Indian Journal of Dermatology, Venereology and Leprology. - 2021. - Vol. 48, № 6. - P. 720722.

4. Treatment of Nevus Spilus with dual-wavelength copper vapor laser / I. V. Ponomarev, S. B. Topchiy, Y. N. Andrusenko, L. D. Shakina // Vestnik dermatologii i venerologii. - 2021. - Vol. 97, № 4. - P. 100-106.

5. Ponomarev I. V. Successful Treatment of Sebaceous Nevus With Copper Vapor Laser / S.V. Klyuchareva, I. V. Ponomarev, A.E. Pushkareva // Journal of Lasers in Medical Sciences. - 2023. - Vol. 14. - Article number e20. - DOI: 10.34172/jlms.2023.20 (access date: 01.12.2023).

6. Фотодинамическая терапия саркомы м-1 у экспериментальных животных / Р. Г. Никитина, Ю. С. Романко, Л. Л. Бозаджиев [и др.] // Лазерная медицина. -1998. - № 2-3. - С. 38-42.

7. Роль системы иммунитета в противоопухолевой активности модификаторов биологической реакции различной природы / Н. В. Чердынцева, Н. В. Литвяков, О. В. Кокорев [и др.] // Сибирский онкологический журнал. - 2002. -Т. 1. - С. 56-61.

8. Trigub M. V. Operating features of a copper bromide brightness amplifier in the monostatic laser monitor / M. V. Trigub, N. A. Vasnev, G. S. Evtushenko // Optical

Communcation. - 2021. - Vol. 480. - Article number 126486. - DOI: 10.1016/j.optcom.2020.126486 (access date: 01.12.2023).

9. Лазерный монитор для одновременной визуализации в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра / М. В. Тригуб, П. И. Гембух, Н. А. Васнев, Д. В. Шиянов // Оптика атмосферы и океана. - 2023. - Т. 36, № 03. - С. 239-243.

10. Trigub M. V. Bistatic laser monitor for imaging objects and processes / M. V. Trigub, N. A. Vasnev, G. S. Evtushenko // Applied Physics B: Lasers & Optics. - 2020.

- Vol. 126, № 3. - Article number 33. - DOI: 0.1007/s00340-020-7387-5 (access date: 01.12.2023).

11. Термораскол оптического стекла излучением лазера на парах стронция / А. Н. Солдатов, С. Ю. Мирза, Ю. П. Полунин [и др.] // Стекло и керамика. - 2014.

- Т. 11, № 87. - C. 3-6.

12. Ригорьянц А. Г. Лазерная прецизионная микрообработка материалов / А. Г. Ригорьянц, М. А. Казарян, Н. А. Лябин. - Москва: Физматлит, 2016. - 416 с.

13. Лазерное разделение изотопов в атомарных парах / П. А. Бохан, В. В. Бучанов, Д. Э. Закревский [et al.]. - Москва: Физматлит, 2004. - 208 с.

14. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов / В. М. Батенин, А. М. Бойченко, В. В. Бучанов [et al.]. - Москва: Физматлит, 2009. - 543 с.

15. Little C. E. Metal Vapor Laser / C. E. Little. - New York: Wiley, 1999. - 619

p.

16. Петраш Г. Г. Импульсные газоразрядные лазеры // Успехи физических наук физических наук. - 1971. - Т. 105, № 4. - С. 646-674.

17. Пиотровский Ю. А. О роли ступенчатой ионизации в процессах формирования инверсной заселенности в лазерах на самоограниченных переходах / Ю. А. Пиотровский, Н. М. Реутова, Ю. А. Толмачев // Оптика и спектроскопия. -1984. - Т. 7, № 1. - С. 99-104.

18. Экспериментальные наблюдения ступенчатой ионизации атома Cu в активной среде Cu-лазера / Н. А. Юдин, В. М. Климкин, В. Е. Прокопьев, В. Т. Калайда // Известия вузов. Физика. - 1999. - № 9. - С. 128-132.

19. О механизме генерации лазера на парах меди / П. А. Бохан, В. А. Герасимов, В. И. Соломонов, В. Б. Щеглов // Квантовая электроника. - 1978. - Т. 5, № 10. - С. 2162-2173.

20. Theoretical analysis of the mechanisms of influence of hydrogen additions on the emission parameters of a copper vapour laser / A. M. Boichenko, G. S. Evtushenko, O. V. Zhdaneev, S. I. Yakovlenko // Quantum Electronics. - 2003. - Vol. 33, № 12. - P. 1047-1058.

21. Hogan G. P. Pre-ionization and discharge breakdown in the copper vapour laser: the phantom current / G. P. Hogan, C. E. Webb // Opticas Communcations. - 1995.

- Vol. 117, № 5-6. - P. 570-579.

22. Bokhan P.A. Optimization of the excitation conditions in a copper vapor laser / P.A. Bokhan, V.A. Gerasimov // Soviet Journal of Quantum Electronics. - 1979. - Vol. 9, № 3. - P. 273-275.

23. 6C3 - Efficient pulsed gas discharge lasers / W. Walter, N. Solimene, M. Piltch, Gould G. // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1966. - Vol. 2, № 9. - P. 474-479.

24. Pulsed laser action in atomic copper vapor / Walter W., Piltch M., Solimene N., Gould G. // Bulletin of the American Physical Society. - 1966. - Vol. 11, № 1. - P. 113114.

25. Pulsed laser transitions in manganese vapor / M. Piltch, W. T. Walter, N. Solimene, [et al.] // Applied Physics Letters. - 1965. - Vol. 7, № 11. - P. 309-310.

26. Гудзенко Л.И. Плазменные лазеры / Л.И. Гудзенко, С.И. Яковленко -Москва: Атомиздат., 1978. - 256 с.

27. Moore C. E. Atomic Energy Levels / C. E. Moore. -1st ed. -Washington DC.: Circular of the National Bureau of Standards, 1949. - 294 p.

28. Weaver L. Superradiant emission at 5106, 5700, and 5782 A in pulsed copper iodide discharges / L. Weaver, C. Liu, E. Sucov // IEEE Journal of Quantum Electronics.

- 1974. - Vol. 10, № 2. - P. 140-147.

29. Petrash G.G. Basic physical processes in pulsed metal vapor lasers // Proceedings SPIE, High-Power Gas Lasers. - 1990. - Vol. 1225. - P. 216.

30. Солдатов А. И. Газоразрядные лазеры на самоограниченных переходах /

A. И. Солдатов, В. И. Соломонов. - Новосибирск: Наука, 1988. - 151 с.

31. Carman R. J. A self-consistent model for the discharge kinetics in a high-repetition-rate copper-vapor laser / R. J. Carman, D. J. W. Brown, J. A. Piper // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1994. - Vol. 30, № 8. - P. 1876-1895.

32. Smilanski I. Kinetics of population inversion in a copper-vapor laser investigated by a modified hook method / I. Smilanski, G. Erez, L. A. Levin // Optics Letters. - 1980. - Vol. 5, № 3. - P. 93

33. Kinetic investigation of the upper laser levels of the copper vapor laser / J. Tenenbaum, I. Smilanski, S. Lavi [et al.] // Optical Communication. - 1981. - Vol. 36, № 5. - P. 391-394.

34. Климкин В. М. Диагностика импульсных лазеров методами модуляционной лазерной спектроскопии // Теплофизика высоких температурах. -1985. - Т. 23, № 3. - С. 568-571.

35. Ali A.W. Theory of the Pulsed Molecular Nitrogen Laser / A. W. Ali, A. C. Kolb, A. D. Anderson // Applied Optics. - 1967. - Vol. 6, № 12. - Article number 2115.

- DOI: 10.1364/AO.6.002115. (access date: 01.12.2023).

36. Numerical investigation of a pulse-periodic copper vapor laser / S. V. Ar-lantsev, V. V. Buchanov, L. A. Vasil'ev [et al.] // Soviet Journal of Quantum Electronics.

- 1980. - Vol. 10, № 11. - P. 1350-1354.

37. Прокопьев В.Е. К вопросу об оптимальной частоте следования импульсов возбуждения лазеров на самоограниченных переходах металлов / В. Е. Прокопьев,

B. М. Климкин // Известия вузов. Физика. - 1978. - № 5. - С. 152-153.

38. Yudin N. A. Optogalvanic effect in a self-terminating copper atomic laser / N. A. Yudin, V. M. Klimkin, V. E. Prokop'ev // Quantum Electronics. - 1999. - Vol. 29, № 9. - P. 828-831.

39. Kushner M. J. Large-bore copper-vapor lasers: Kinetics and scaling issues / M. J. Kushner, B. E. Warner // Journal Applied Physics. - 1983. - Vol. 54, № 6. - P. 29702982.

40. Isaev A. A. Kinetics of excitation of the active levels of a copper vapor laser by pulse pairs // Soviet Journal of Quantum Electronics. - 1988. - Vol. 18, № 12. - P. 1577-1579.

41. Brown D. J. W. Time-resolved measurements of excited state densities in a copper vapor laser / D. J. W. Brown, R. Kunnemeyer, A. I. Mcintosh // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1990. - Vol. 26, № 9. - P. 1609-1619.

42. Copper density measurement of a large-bore CVL / K. Hayashi, E. Noda, Y. Iseki [et al.] // Proceedings SPIE, Intense Laser Beams. - 1992. - Vol. 1628. - P. 44-51

43. Tabata Y. Lasing characteristics of a large-bore copper vapor laser / Y. Tabata, K. Hara, S. Ueguri // Proceedings SPIE, Intense Laser Beams. - 1992. - Vol. 1628. - P. 32-43.

44. Bokhan P. A. Effect of matching of a power supply with a laser tube and of pumping conditions on the relaxation of metastable states and the frequency-energy parameters of a copper vapour laser / P. A. Bokhan, D. E. Zakrevskii // Quantum Electronics. - 2002. - Vol. 32, № 7. - P. 602-608.

45. Cheng C. Study on the kinetic mechanisms of copper vapor lasers with hydrogen-neon admixtures / C. Cheng, W. Sun // Optics Communications. - 1997. - Vol. 144, № 1-3. - P. 109-117.

46. Dependence of phantom current in a metal vapor laser on electrode geometry / D. K. Singh, B. Dikshit, R. Vijayan [et al.] // Laser Physics. - 2020. - Vol. 30, № 11. -Article number 115001. - DOI: 10.1088/1555-6611/abb5ff. (access date: 01.12.2023).

47. Jones D. R. Influence of remanent electron density on the performance of copper HyBrID lasers / D. R. Jones, S. N. Halliwell, C. E. Little // Optics Communications - 1994. - Vol. 111, № 3-4. - P. 394-402.

48. Jones D. R. A high-efficiency 200 W average power copper HyBrID laser / D. R. Jones, S. N. Halliwell, C. E. Little // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1994. -Vol. 30, № 10. - P. 2385-2390.

49. Influence of the voltage pulse front shortening on the pulse repetition rate in a copper vapour laser / P. A. Bokhan, P. P. Gugin, D. E. Zakrevskii [et al.] // Quantum

Electronics. - 2013. - Vol. 43, № 8. - P. 715-719.

50. On the nature of phantom currents in the active medium of self-contained metal atom transition lasers / N.A. Yudin, V. B. Sukhanov, F. A. Gubarev [et al.] // Quantum Electron. - 2008. - Vol. 38, № 1. - P. 23-28.

51. Leonard D. A theoretical description of the 5106-A pulsed copper vapor laser // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1967. - Vol. 3, № 9. - P. 380-381.

52. Harstad K. Computer simulated rate processes in copper vapor lasers // EEE Journal of Quantum Electronics. - 1980. - Vol. 16, № 5. - P. 550-558.

53. Kushner M. J. A model for the dissociation pulse, afterglow, and laser pulse in the Cu/CuCl double pulse laser / M. J. Kushner, F. E. C. Culick // Journal of Applied Physics. - 1980. - Vol. 51, № 6. - P. 3020-3032.

54. Kushner M. A. self-consistent model for high repetition rate copper vapor lasers // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1981. - Vol. 17, № 8. - P. 1555-1565.

55. Investigation of the Cu-vapor laser with improved efficiency / A. N. Soldatov, V. B. Sukhanov, V. F. Fedorov, N. A. Yudin // Atmospheric and Oceanic Optics. - 1995.

- Vol. 8, № 11. - P. 1626-1636.

56. Malikov M. M. Kinetics and Model of Metal Vapor Lasers Excited by an Inductive Pulsed-Periodic High-Freaquency Discharge // High Temperature. - 2022. -Vol. 60, № 5. - P. 587-598.

57. Hargrove R. Copper vapor laser unstable resonator oscillator and oscillator-amplifier characteristics / R. Hargrove, R. Grove, T. Kan // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1979. - Vol. 15, № 11. - P. 1228-1233.

58. Stimulated emission mechanism of a copper vapor laser / P. A. Bokhan, V. A. Gerasimov, V. I. Solomonov,V. B. Shcheglov // Soviet Journal of Quantum Electronics.

- 1978. - Vol. 8, № 10. - P. 1220-1227.

59. High-speed CuBr brightness amplifier beam profile / G.S. Evtushenko, S.N. Torgaev, M.V. Trigub [et al.] // Optics Communication. - 2017. - Vol. 383. - P. 148152.

60. Торгаев С. Н. Кинетика активной среды CuBr-лазера с добавками H2 и

HBr : дис. ... канд. физ.-мат. наук / С. Н. Торгаев. - Томск, 2013. - 164 с.

61. Kinetic modeling of spatio-temporal evolution of the gain in copper vapor active media / S. N. Torgaev, A. E. Kulagin, T. G. Evtushenko, G. S. Evtushenko // Optics Communications. - 2019. - Vol. 440. - P. 146-149.

62. Демкин В.П. Эффективность лазера на парах меди (ЛПМ) / В.П. Демкин, А.Н. Солдатов, Н.А. Юдин // Оптика атмосферы и океана. - 1993. - Т. 6, № 6. - С. 664-668.

63. Engel A.V. Ionized Gases / Engel A.V. - 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 1965. - 338 p.

64. Morrow R. Theory of negative corona in oxygen // Physical Review A. -1985. - Vol. 32, № 3. - P. 1799-1809.

65. Kinetics of the Active Medium of a Copper Vapor Brightness Amplifier / A. E. Kulagin, S. N. Torgaev, G. S. Evtushenko, M. V. Trigub // Russian Physics Journal. -2018. - Vol. 60, № 11. - P. 1987-1992.

66. Analysis of the discharge plasma impedance of copper vapor laser / D. K. Singh, B. Dikshit, R. Vijayan [et al.] // Laser Physics. - 2022. - Vol. 32, № 5. - Article number 055002.- DOI: 10.1088/1555-6611/ac603b. (access date: 01.12.2023).

67. High-brightness Metal Vapour Lasers / V. M. Batenin, V. V. Buchanov, A. M. Boichenko [et al.]. - Florida : CRC Press, 2016. - 542 с.

68. Юдин Н. А. Влияние электрофизических процессов в разрядном контуре на энергетические характеристики лазера на парах меди / Н. А. Юдин, М. Р. Третьякова, Н. Н. Юдин // Известия вузов. Физика. - 2012. - Vol. 55, № 9. - С. 93102.

69. Development of a discharge in pulsed metal-vapour lasers / K. I. Zemskov, A. A. Isaev, G.G. Petrash // Quantum Electronics. - 1999. - Vol. 29, № 5. - P. 462-466.

70. Лесной М. А. Влияние состава газовой смеси и материала катода на мощность генерации лазера на парах меди // Квантовая электроника. - 1984. - Т. 11, № 1. - С. 205-208.

71. Chang J. J. Improvement of high-current large-volume discharge with profiled

hollow-cathode electrodes / J. J. Chang, P.A. Arnold, B. E. Warner // IEEE Transactions on Plasma Science. - 1997. - Vol. 25, № 2. - P. 392-399.

72. Григорьянц А.Г. Лазеры на парах меди. Кострукция, характеристики и применения / А.Г. Григорьянц, М. А. Казарян, Н. А.Лябин. - Москва: Физматлит, 2005. - 312 с.

73. Improvement in metal vapor laser performance with reduction in localized electric field at electrodes / D. K. Singh, B. Dikshit, J. Mukherjee, V. S. Rawat // Review of Scientific Instruments. - 2022. - Vol. 93, № 1. - Article number 013004. - DOI: 10.1063/5.0070654. (access date: 01.12.2023).

74. Yudin N. A. Efficiency of Pumping of the Active Medium of Metal Vapor Lasers: Gas-Discharge Tubes with Electrodes in the Hot Zone of the Discharge Channel / N.A. Yudin, N.N. Yudin // Russian Physics Journal. - 2016. - Vol. 59, № 6. - P. 809817.

75. Bokhan P.A. Gas-discharge laser on a self-terminating thallium transition / P.A. Bokhan, D.E. Zakrevskii, M.A. Lavrukhin // Quantum Electronics. - 2009. - Vol. 39, № 10. - P. 911-916.

76. О механизме ограничения частотно-энергетических характеристик лазеров на парах металлов / А. Н. Солдатов, Н. А. Юдин, Ю. П. Полунин, Н. Н. Юдин // Оптика атмосферы и океана. - 2018. - Т. 31, № 3. - С. 191-197.

77. Юдин Н. А. Нестабильность срабатывания тиратронов в источниках питания лазеров на парах металлов // Приборы и техника эксперимента. - 2015.

- № 1. - С. 57-62.

78. Фортов В. Е. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / В. Е. Фортов.

- Москва: Наука, 2000. - 509 с.

79. Исаев А. А. Эффективный импульсный лазер на парах меди с высокой средней мощностью генерации / А.А. Исаев, М.А. Казарян, Г.Г. Петраш // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1972. - Т. 16, № 1. - С. 40-42.

80. Юдин Н. А. развитие разряда в активных средах лазеров на парах

металлов с малым рабочим объемом / Н. А. Юдин, Ф. А. Губарев, В. Б. Суханов // Известия вузов. Физика. - 2010. - Т. 53, № 5/2. - С. 41-46.

81. Yudin N.A. Influence of discharge circuit parameters on the repetition rate-energy output characteristics of a laser on self-terminating transitions of atomic copper // Quantum Electronics. - 2000. - Vol. 30, № 7. - P. 583-586.

82. Bokhan P.A. Mechanism for limiting the repetition frequency of pulses from a copper vapor laser / P. A. Bokhan, V. I. Silant'ev, V. I.Solomonov // Soviet Journal of Quantum Electronics. - 1980. - Vol. 10, № 6. - P. 724-727.

83. Litvinenko A. Y. Measurement of the lifetimes of the lower active levels of a copper vapor laser / A. Y. Litvinenko, V. I. Kravchenko, A. N. Egorov // Soviet Journal of Quantum Electronics. - 1983. - Vol. 13, № 6. - P. 778-781.

84. Bokhan P. A. Relaxation processes and influence of metastable states of metal atoms and ions on the lasing mechanism and energy characteristics of lasers // Soviet Journal of Quantum Electronics. - 1986. - Vol. 16, № 9. - P. 1207-1214.

85. Discharge formation in a copper vapor laser: optimal pumping conditions / N. A. Yudin, H. A. Baalbaki, C. V. Nocheva [et al.] // Laser Physics. - 2021. - Vol. 31, № 12. - Artile Number 125001. - DOI: 10.1088/1555-6611/ac32d5. (access date: 01.12.2023).

86. Yudin N. A. Energy characteristics of a copper vapour laser in the range of stable thyratron operation // Quantum Electronics. - 1998. - Vol. 28, № 9. - P. 774-777.

87. Boichenko A.M. Critical prepulse densities of electrons and metastable states in copper vapour lasers / A. M. Boichenko, S. I. Yakovlenko // Quantum Electronics. -2002. - Vol. 32, № 2. - P. 172-178.

88. Peculiarities of pumping of copper vapour and copper bromide vapour lasers/ G. S. Evtushenko, I. D. Kostyrya, V. B. Sukhanov [др.] // Quantum Electron. - 2001. -Vol. 31, № 8. - P. 704-708.

89. Soldatov A.N. Efficiency of a copper vapour laser with partial discharge of a storage capacitor / A.N. Soldatov, V.F. Fedorov, N.A. Yudin // Quantum Electronics. -1994. - Vol. 24, № 8. - P. 677-678.

90. Baalbaki H. A. Prospects for improving the energy characteristics of a copper vapor laser / H. A. Baalbaki, N. A. Yudin, N. N. Yudin // Optika Atmosfery i Okeana Journal. - 2022. - Vol. 35, № 11. - P. 963-968.

91. Баалбаки Х. А. Накачка активной среды лазера на парах меди LC-генератором с инвертированием напряжения на накопительных конденсаторах / Х. А. Баалбаки, Н.А. Юдин // известия вузов. физика. - 2023. - Vol. 66, № 6. - С. 5865.

92. Baalbaki H. Effect of electrode locations on the matching of the pumping generator with the load in metal vapor laser / H. Baalbaki, N. A. Yudin // Optical Quantum Electronic. - 2023. - Vol. 55, № 8. - P. 706.

93. Excitation and relaxation of metastable atomic states in an active medium of a repetitively pulsed copper vapour laser / P. A. Bokhan, D. E. Zakrevskii, M. A. Lavrukhin [et al.] // Quantum Electronics. - 2016. - Vol. 46, № 2. - P. 100-105.

94. Fast ionisation waves under electrical breakdown conditions/ L. M. Vasilyak, S. V. Kostyuchenko, N. N. Kudryavtsev, I. V. Filyugin // Physics-Uspekhi. - 1994. - Vol. 37, № 3. - P. 247-268.

95. Дьячков Л. Г. Баланс энергии электронов в послесвечении лазеров на парах металлов / Л. Г. Дьячков, Г. А. Кобзев // Журнал технической физики. - 1978. Т. 48, № 11. - С. 2343-2346.

96. Investigation of the CU-vapor laser with improved efficiency / A. N. Soldatov, V. B. Sukhanov, V. F. Fedorov, N.A. Yudin // Atmospheric and Aceanic Optics. - 1995. - Vol. 16, № 11. - P. 1626-1636.

97. Baalbaki H. A. Prospects for improving the energy characteristics of a copper vapor laser / H. A. Baalbaki, N. A. Yudin, N. N. Yudin // Optika Atmosfery i Okeana Journal. - 2022. - Vol. 35, № 11. - P. 963-968.

98. Модифицированная физиотерапевтическая установка на базе лазера <малахит> / В. И. Воронов, Ю. П. Полунин, А. Н. Солдатов, А. С. Шумейко // Оптика атмосферы и океана. - 1993. - Т. 6, № 6. - С. 737-739.

99. Лечение и профилактика послеоперационных осложнений у

онкологических больных на лазерной установке <малахит> / В. А. Евтушенко, А. Н. Солдатов, М. В. Вусик [др.] // Оптика атмосферы и океана. - 1993. - Т. 6, № 6. -С. 743-744.

100. Modernization of the pumping generator of a Copper Vapor Laser in medical devices / H. A. Baalbaki, A. A. Markova, A. S. Shumeiko, N. A. Yudin // Biomedical Engineering. - 2023. - Vol. 57, № 4. - P. 245-249.

101. Strontium and calcium vapour lasers / A.N. Soldatov, N.V. Sabotinov, E.L. Latush [et al.]. - 2nd ed. - Sofia: Prof. Marin Drinov Academic Publishing House, 2014. - 322 p.

102. Chebotarev G. D. Optimal scaling of He — Sr + (Ca + ) recombination lasers / G. D. Chebotarev, E. L. Latush // Quantum Electronics. - 2000. - Vol. 30, № 5. - P. 393-398.