- Разработка физических основ и создание экспериментальных установок для исследования быстрых дозвуковых потоков газа высокой степени неравновесности, генерации мощного лазерного излучения и поддержания непрерывного оптического разряда, изучения течения колебательно-возбужденного газа и его взаимодействия с мощным лазерным излучением, обеспечивающая измерение электрических характеристик разряда, параметров потока рабочего газа в разрядной камере, мощности, пространственных и временных характеристик лазерного излучения, а также различных характеристик непрерывного оптического разряда.
- Совокупность результатов по исследованию физических особенностей активных сред газовых лазеров с быстрым потоком газа, возбуждаемых комбинированным разрядом постоянного тока с ионизацией емкостным импульсно- периодическим разрядом, в том числе данные о динамике срыва объемного разряда в дуговой режим, нарушении оптической однородности объемного разряда, включая предельные режимы накачки СО2-лазера. Определение оптимальных режимов накачки и генерации.
- Результаты по исследованию, разработке и созданию оптических резонаторов, позволяющих получать мощное лазерное излучение с малой расходимостью в лазерах с быстрой поперечной прокачкой. В частности, в лазерах с поперечной прокачкой и комбинированным разрядом с резонаторами различных типов наблюдалось нарушение осевой симметрии генерируемого лазерного излучения, обусловленное нелинейным взаимодействием мощного лазерного излучения и быстрого потока активной среды. Предложена простая теоретическая модель явления, на основе которой разработана схема резонатора с частичной компенсацией эффекта неоднородного насыщения коэффициента усиления, позволяющая получать лазерное излучение с высокой симметрией и КПД.
- Совокупность результатов по разработке научных основ и созданию нового газового лазера с накачкой РПТ-ЕИР в трубках с быстрой осевой прокачкой с высокими энергетическими характеристиками, высоким КПД, симметрией и стабильностью излучения. В частности методика оптимизации формы электродов емкостного импульсно-периодического разряда для получения заданного распределения плотности тока несамостоятельного разряда в разрядной камере цилиндрической формы (трубке) и предложенный на этой основе метод стабилизации модового состава излучения и управления его пространственными характеристиками.
- Результаты исследования предельных режимов существования непрерывного оптического разряда (НОР) в скоростном турбулентном потоке газа при атмосферном давлении, в частности, экспериментальное обнаружение эффекта превышения стационарных скоростей распространения волн лазерного горения в луче непрерывного лазера над теплопроводностными, а также обнаружение колебательных режимов существования плазмы НОР при малой скорости потока в случае осевого и перпендикулярного потоков, приводящих к погасанию плазмы НОР.
- Результаты исследования взаимодействия излучения с плазмой НОР в потоке газа при атмосферном давлении, в том числе исследования рефракции лазерного излучения в плазме НОР в стационарном и колебательном режиме ее существования, а также определение спектральной освещенности, создаваемой плазмой НОР.
- Разработка экспериментальной методики контроля результатов спектральных измерений распределения температуры в плазме НОР в потоке газа путем наблюдения рефракции поддерживающего лазерного излучения на градиентах электронной плотности в плазме НОР. В частности, путем наблюдения рефракции установлено, что распределение электронной плотности в центре НОР в потоке аргона при атмосферном давлении имеет плато с локальным минимумом, что свидетельствует о достижении температуры полной однократной ионизации.
2. Генералов Н.А., Зимаков В.П., Соловьев Н.Г., Якимов М.Ю. Повышение качества излучения мощных технологических лазеров с поперечной прокачкой путем применения специальных схем оптических резонаторов // Известия РАН. Серия физическая, т. 58, №2, с. 104-109 (1994).
3. Generalov N.A., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. High power industrial CO2 laser "Lantan-5" with graded reflectivity mirror resonator // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, V. 3, N. 4, p. 533-540 (1994).
4. Генералов Н.А., Горбуленко М.И., Зимаков В.П., Соловьев Н.Г., Якимов М.Ю. Получение и применение высококачественных негауссовых пучков мощных технологических СО2-лазеров // Известия РАН. Серия физическая, т. 61, №8, с. 1554-1559 (1997).
5. Генералов Н.А., Зимаков В.П., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю., Яценко Н.А. Применение распределенного золотого катализатора для повышения выходной мощности и КПД отпаянного СО2-лазера с накачкой поперечным ВЧ разрядом в трубках // Квантовая электроника, т. 35, №12, с. 1131-1137 (2005).
6. Зимаков В.П., Кедров А.Ю., Кузнецов В.А., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Возбуждение быстропроточных газовых лазеров методами комбинированного разряда // Оптика атмосферы и океана, т. 21, №8, с. 669-673 (2008).
7. Зимаков В.П., Кузнецов В.А., Кедров А.Ю., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Газовый лазер для эффективного поддержания плазмы непрерывного оптического разряда в научных и технологических применениях // Квантовая электроника, т. 39, № 9, с. 797-801 (2009).
8. Зимаков В.П., Кузнецов В.А., Кедров А.Ю., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Рефракция лазерного излучения в плазме непрерывного оптического разряда в потоке газа при атмосферном давлении // Оптика атмосферы и океана, т. 22, № 11, с. 1023-1028 (2009).
9. Шемякин А.Н., Рачков М.Ю., Якимов М.Ю. Измерение мощности лазерного излучения технологического комплекса с несамостоятельным тлеющим разрядом // Машиностроение и инженерное образование, №2(19), с. 22-29 (2009)
10. Верин В.М., Генералов Н.А., Зимаков В.П., Москалев В.С., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Разрядная трубка для газового лазера // Патент на полезную модель № 39228 (Заявка № 2004114177 от 13.05.2004)
11. Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Установка для лазерной обработки // Патент на полезную модель №75601. Рег. 20.08.2008. (Заявка № 2008120473 от 26.05.2008)
12. Generalov N.A., Gorbulenko M.I., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. High-power industrial CO2 lasers excited by a non-self sustained glow discharge // Gas Lasers - Recent Developments and Future Prospects. NATO ASI Series 3. High technology V. 10, W.J.Witteman, V.N.Ochkin, Eds. (Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1996, 365 p.) P. 323 – 341.
13. Generalov N.A., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V. P. High Power CO2 Laser with VRM Unstable Resonator: Beam Quality Control and Characterization // Progress in R&D of High-Power Industrial CO2 Lasers: Selected Papers on 1991-2000, V.Ya.Panchenko, V.S.Golubev, Eds. (Proc. SPIE, V. 4165, 2000, 324 p.). P. 210-218.
14. Зимаков В.П., Кедров А.Ю., Кузнецов В.А., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Изучение условий стабильности комбинированного разряда в дозвуковом потоке газа с целью разработки нового поколения высокоэффективных лазеров с быстрой осевой прокачкой // Актуальные проблемы механики: механика жидкости, газа и плазмы. С.Т.Суржиков, ред. (М.: Наука, 2008, 258 с.). С. 85-94.
15. Бойцов О.М., Верин В.М., Генералов Н.А., Зимаков В.П., Зотов В.П., Москалев В.С., Поденок С.Е., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Технологический лазер Лантан-3. Препринт №407 (М. : Изд.ИПМ АН СССР, 1989) 38 с.
16. Генералов Н.А., Захаров А.М., Косынкин В.Д., Якимов М.Ю. Непрерывный оптический разряд в потоке воздуха при атмосферном давлении // Элементарные процессы в химически реагирующих средах. (М.: изд. МФТИ, 1985) С. 35-40.
17. Якимов М.Ю. Простой интерфейс для стыковки времяпролетного масс- спектрометра с микро-ЭВМ // Физико-химические процессы в преобразователях энергии. (М.: изд. МФТИ, 1987) C. 26-29.
18. Генералов Н.А., Зимаков В.П., Рудой И.Г., Соловьев Н.Г., Сорока А.М., Якимов М.Ю. Некоторые особенности продольного к потоку разряда мощного СO2 - лазера с внешней ионизацией // Лазерная технология, вып.6. (Вильнюс: Ин-т физики АН ЛитССР, 1988) C. 23-24.
19. Генералов Н.А., Соловьев Н.Г., Сорока А.М., Якимов М.Ю. О роли плазмохимических реакций в CO2-лазере замкнутого цикла с несамостоятельным разрядом // Лазерная технология, вып. 6. (Вильнюс: Ин-т физики АН ЛитССР, 1988) C. 9-10.
20. Generalov N.A., Solov`yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. Application of the electrodeless pulser-sustained glow discharge for development of high-power industrial CO2 lasers // Conference on Lasers and Electro-Optics, 1991.(Optical Society of America, Washington, D.C., 1991) P. 322-324.
21. Меркулов В.И., Якимов М.Ю. Экспериментальное исследование диссоциации СО2 под действием емкостного импульсно-периодического разряда // Физические взаимодействия в химически реагирующих системах. Междуведомственный сборник. (М.: изд. МФТИ, 1991) C. 69-75.
22. Generalov N.A., Solov’yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. Beam Quality Improvement by Means of Unstable Resonator with Variable Reflectivity Output Coupler // Laser Resonators, A.V.Kudryashov, P.Galarneau, Eds. (Proc. SPIE, V.3267, 1998) P. 144-155.
23. Bartels H., Generalov N.A., Habich U., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. VRM Resonator Performance in High Power CW CO2 Lasers // Laser Optics ’98: Gas, Liquid, and Free-Electron Lasers, O.B.Danilov, Ed. (Proc. SPIE, V. 3686, 1999) P. 121-129.
24. Generalov N.A., Moskalev V.S., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. Gain Saturation Effects and Beam Symmetrization in Fast-Transverse-Flow Industrial Lasers with Folded Resonators // Laser Resonators and Beam Control VI. A.V.Kudryashov, A.H.Paxton, Eds. (Proc. SPIE, V. 4969, 2003) P. 288-295
25. Generalov N.A., Moskalev V.S., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. Beam quality and efficiency improvements of fast-transverse-flow CO2 lasers with multiple-pass resonators // Proc. International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Part III. (Novosibirsk: Publishing House "Nonparel", 2004) P. 77-82.
26. Generalov N.A., Shemyakin A.N., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V. P. Efficiency improvements of sealed-off CO2 lasers excited by transverse RF discharge in tubes // Proc. International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Part III. (Novosibirsk: Publishing House "Nonparel", 2004) P. 83-88.
27. Generalov N.A., Kuznetsov V.A., Shemyakin A.N., Solov´yov N.G., Yakimov M.Y., Yatsenko N.A., Zimakov V.P. 27.1 MHz transverse RF discharge performance in a sealed-off CO2 laser // International Conference on Lasers, Applications, and Technologies 2005: High-Power Lasers and Applications. W.L.Bohn, V.S.Golubev, A.A.Ionin, V.Y.Panchenko, Eds. (Proc. SPIE, V. 6053, 2006) P. 133-140.
28. Зимаков В.П., Генералов Н.А., Москалев В.С., Москаленко О.А., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Применение разряда постоянного тока с ионизацией емкостным импульсно-периодическим разрядом в газовом лазере с быстрой осевой прокачкой // Перспективные результаты фундаментальных исследований. Под ред. К.В.Фролова, В.Я.Шевченко, Б.В.Гусева, Д.С.Скребкова. (М.: Эксподизайн, 2006) С. 197-198.
29. Generalov N.A., Shemyakin A.N., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. Application of the combined DC and capacitive periodic-pulsed discharge to the excitation of fast-axial-flow gas laser // Laser Optics 2006: High-Power Gas Lasers. O.B.Danilov, Ed. (Proc. SPIE, V. 6611, 2007) P. 66110K.
30. Generalov N.A., Moskalev V.S., Moskalenko O.A., Shemyakin A.N., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. Operational characteristics of the combined dc discharge with external periodic-pulsed ionization and scaling of fast-axial-flow gas laser // Proc. International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Part II. V.M.Fomin, Ed. (Novosibirsk: Parallel, 2007) P. 78-83.
31. Yakimov M.Yu., Kuznetsov V.A., Solov´yov N.G., Kedrov A.Yu. Conditions for homogeneity of transverse capacitive periodic-pulsed discharge applied to combined DC-CPD discharge in fast-axial-flow laser // Proc. International Conference on the Methods of Aerophysical Research. Part II. V.M. Fomin, Ed. (Novosibirsk: Parallel, 2007) P. 217-223.
32. Зимаков В. П., Кедров А. Ю., Кузнецов В. А., Соловьев Н. Г., Шемякин А. Н., Якимов М. Ю. Новые возможности для улучшения технических и экономических характеристик лазерных излучателей с быстрой осевой прокачкой // Сборник научных трудов и инженерных разработок. Ориентированные фундаментальные исследования – федеральные целевые программы, наукоемкое производство. Под ред. К.В. Фролова. (М.: Эксподизайн, 2007) С. 47-49.
33. Kedrov A.Yu., Kuznetsov V.A., Shemyakin A.N., Solov´yov N.G., Yakimov M.Yu., Zimakov V.P. Experimental Study of Capacitive Periodic-pulsed Discharge Applied to Active Medium Ionization in Gas Lasers with Combined Discharges // Atomic and Molecular Pulsed Lasers VII. V.F.Tarasenko, Ed. (Proc. SPIE, V. 6938, 2008) P. 6938-10.
34. Зимаков В. П., Кедров А. Ю., Кузнецов В. А., Соловьев Н. Г., Шемякин А. Н., Якимов М.Ю. Мощные непрерывные и импульсно-периодические лазеры с комбинированным разрядом // Мощные лазеры и исследования физики высоких плотноcтей энергии. Труды Международной конференции Х Харитоновские тематические научные чтения. 11-14 марта 2008 года. Под ред. С.Г. Гаранина. (Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2008) С. 254-260.
35. Kuznetsov V.A., Shemyakin A.N., Solovyov N.G., Yakimov M.Yu., Kedrov A.Yu., Zimakov V.P. Efficient fast-axial-flow gas laser for sustaining of the continuous optical discharge // International Conference on Methods of Aerophysical Research, ICMAR´2008. June, 30 – July, 6, 2008. Sec. V. Methods of Aerophysical research in interdisciplinary problems and advanced technologies (Novosibirsk: Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics SB RAS, 2008)
36. Зимаков В.П., Кузнецов В.А., Кедров А.Ю., Соловьев Н.Г., Шемякин А.Н., Якимов М.Ю. Методы стабилизации однородного разряда в потоке газа и разработка эффективных газовых лазеров // Всероссийская школа-семинар "Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем". Сборник научных трудов. (М.: ИПМех РАН, 2009. 281 с.) С. 47-60.