Плазмодинамические лазеры.В этом типе плазменных лазеров плазма движется как целое; в процессе ее движении и совершается переход в рекомбинационный режим. Исследуются различные виды макродвижения плазмы: расширение, сжатие, равномерное струйное течение. При быстром (адиабатическом) расширении плотной плазмы, предварительно нагретой электрическим разрядом, происходит охлаждение среды, что и обеспечивает благоприятные условия для рекомбинации. На стационарно вытекающей из узкой щели или сопла плазменной струе можно при определенных условиях получить непрерывную лазерную генерацию. Быстрое сжатие плазмы дает возможность эффективно ввести в нее энергию большой плотности. Практически такой способ ввода энергии в плазму можно осуществить в установках, использующих пинч-зффект. Сжатие плазменного столба внешним продольным магнитным полем обеспечивает рекордно высокую концентрацию свободных электронов (выше Интересная возможность получения непрерывной генерации в послесвечении разряда открывается при использовании плазменной смеси в виде равномерно текущей струи. Напомним, что в импульсном плазменном лазере происходят три последовательных процесса: первый — образование высоко ионизованной плазмы, второй — охлаждение свободных электронов плазмы, третий — рекомбинация плазмы (накачка лазерных переходов). Если плазма макроскопически неподвижна, то эти процессы совершаются в одном и том же месте пространства и поэтому должны чередоваться во времени — отсюда обязательный импульсный режим работы лазера. Если же плазма движется в виде струи, то все три указанных процесса могут совершаться одновременно, но в разных областях пространства (разных участках струи). Для пояснения приводится рисунок 4.
Рисунок 4 Здесь 1 — газовая струя, 2 — область, где реализуется поперечный разряд и создается высокоионизованная плазма, 3 — область, где происходит охлаждение свободных электронов, 4 —область рекомбинации, 5 — зеркала оптического резонатора, 6 — лазерное излучение. Такая развертка последовательных процессов в пространстве (вдоль течения струи) позволяет в принципе совместить их во времени.
|
). Условия сжатия плазмы позволяют в принципе реализовать рекомбинационный режим, поскольку значительные потери энергии на тормозное излучение (этот процесс эффективен в плазме, содержащей многократные ионы) могут существенно замедлить нарастание электронной температуры, тогда как концентрация электронов в ходе сжатия будет увеличиваться. Таким образом, в быстро сжимаемой плазме может иметь место эффективное рекомбинационное заселение верхних рабочих уровней; при этом нижние уровни будут очищаться за счет хорошо действующего в данных условиях столкновительного механизма.
