Научная тема: «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА РАЗРЯДОВ В СМЕСЯХ ГАЗОВ С HCl И SF6»
Специальность: 01.04.13
Год: 2008
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. В оптимальных режимах накачки XeCl-лазера потери энергии в тепло при рекомбинации электронов и ионов, конверсии ионов Xe+ в NeXe+, тушении возбужденных Xe*, HCl(v) и HCl* составляют ~50% от энергии накачки. Оставшаяся энергия передается молекулам XeCl**. Потери энергии при релаксации молекул XeCl** на нижние уровни равны ~30%. Снизить потери энергии указанных видов не представляется возможным. Оставшейся потери, энергии (~20%) обусловлены тушением молекул XeCl*. Потери этого типа можно регулировать выбором начальных условий.
  2. В диапазоне мощности накачки (0,5 ÷ 6,0) МВт/см3 и длительности импульса (20 ÷ 150) нс, максимальная эффективность генерации реализуется при мощности накачки ~ 0,5 МВт/см3 (концентрация электронов ~1015 см-3), которая создает активную среду с достаточным усилением при минимальных потерях энергии в процессах тушения XeCl* молекул. Одновременное увеличение начальной концентрации HCl(0) и мощности накачки повышает энергию излучения и снижает эффективность лазера, что связано с усилением процессов тушения эксимерных молекул ХеС1 электронами и молекулами НС1
  3. Повышенная напряженность электрического поля Е в локальной области разрядного промежутка увеличивает частоту ионизации и создает неоднородное распределение электронов, при котором распределение поля выравнивается. Дальнейшее развитие плазменного канала определяется увеличением частоты ступенчатой ионизации в областях с большей концентрацией электронов. Выгорание НС1 снижает прилипание и ускоряет развитие канала. При развитии двух каналов, расположенных на малом расстоянии, ток канала с малой концентрацией электронов переключается в канал с большей концентрацией электронов.
  4. Для разрядов в SF6 и SF6/C2H6 частоты ионизации и прилипания много больше их разницы и много больше частоты рекомбинации ионов, поэтому концентрация электронов оказывается значительно меньше концентрации ионов. В смеси SF6 /СгНб более низкий потенциал ионизации СгНб изменяет соотношение частот ионизации и прилипания, по сравнению с разрядом в SF6. Это качественно изменяет характеристики плазмы. В SF6 при росте тока напряжение на плазме монотонно снижается. В SF6/C2H6 напряжение на плазме остается неизменным, или повышается, в зависимости от концентрации СгНб.
  5. При неоднородном начальном распределении электронов и однородном распределении поля как в SF6, так и в смеси SF6 /СгНб, развитие разряда до o 2.0-1013 см-3 происходит без изменения пространственного распределения концентрации электронов. При дальнейшем развитии разряда: В SF6, в областях с большей концентрацией электронов частота ступенчатой ионизации становится больше частоты прилипания к SF6(v), что ведет к образованию плазменного канала. Одновременно, в областях с меньшими значениями пе, разряд гаснет. В смеси SF6/C2H6 частота прилипания электронов к SF6(v) больше частоты ступенчатой ионизации. Поэтому, рост концентрации электронов, в области больших пе, прекращается, а в области меньших значений пе продолжает увеличиваться.
  6. В разряде в SF6 при одновременном развитии одного или нескольких плазменных каналов и разряда, однородного в остальной части объема, изменение тока, протекающего через плазменный канал, происходит в виде колебаний во времени. Колебания тока в канале обусловлены колебаниями частот прилипания и ионизации, и не изменяют монотонный характер нарастания и спада суммарного тока.
Список опубликованных работ
1.Бычков Ю. И., Коновалов И. Н., Лосев В. Ф., Рыжов В. В., Тарасенко В. Ф., Ястремский А. Г. Излучение сложных молекул галогенидов благородных газов // Оптика и Спектроскопия, 1979. – Т.47 – В.2 – С. 239 – 242

2.Бычков Ю. И., Лосев В. Ф., Рыжов В. В., Тарасенко В.Ф., Ястремский А. Г.

Кинетика XeCl лазера в смеси He – Xe – CCl4, возбуждаемой электронным пучком // Изв. ВУЗов – Физика.- 1980.- №.7.- С.123 - 125.

3.Ястремский А. Г. Численное моделирование возбуждения и генерации эксимерных лазеров // Дисс. кан.физ.-мат. Наук, Томск. – 1982. 138 с.

4.Бычков Ю. И., Суслов А. И., Тинчурин К. А., Ястремский А. Г. Динамика сильноточного диффузного разряда в аргоне // Препринт ТНЦ. – 1990. -№39. – 34 18 с.

5.Бычков Ю. И., Костыря И. Д., Макаров М. К., Суслов А. И., Ястремский А.Г., Способ возбуждения разряда в эксимерном лазере // Авт. Свид. №171511631991

6.Бычков Ю. И., Костыря И. Д., Макаров М. К., Суслов А. И., Ястремский А.Г.,

Способ получения самостоятельного устойчивого разряда в смеси благородных газов с галогеноносителем // Авт. Свид. № 17538781992

7.Bychkov Yu., Mesyats G., Makarov M., Suslov A., Yastremsky A. High – Power XeCl laser Pumped by an Electrical Discharge or e-Beam // Proc. III Workshop on KrF Technolge. – 1992. – V.4. – P. 1 – 5

8.Bychkov Yu., Kostyrya, Makarov M., Suslov A., Yastremsky A. Using a stabilizing low – current, Predischarge for Pumping Excimer Gas Media //

Препринт ТНЦ. – 1993. - №6

9.Bychkov Yu., Makarov M., Suslov A., Yastremsky A. A 10 J Electrical – Discharge Pumped Phototriggered XeCl Laser // Препринт ТНЦ. – 1993, – №5

10.Bychkov Yu., Kostyrya I., Makarov M., Suslov A., Yastremsky A. Efficient High Homogeneous Wide Aperture Excimer Discharge Using a Stabilizing Low-Current Predischarge // Rev. Sci. Instrument. – 1994. – V.65. – N4. – C.793 – 798

11.Bychkov Yu., Makarov M., Suslov A., Yastremsky A. A 10 J Electric Discharge – Pumped Phototriggered XeCl laser // Rev. Sci. Instrument. – 1994. – V.65. – N1. – C.28 – 33

12.Makarov M., Bychkov Yu., Suslov A., Yastremsky A. Wide Aperture Efficient Escimer Laser With a Stable Photo-Triggering Discharge Pumping // Pr. EUROOPTO High – Power Gas and Solid State laser.- 1994. – V.2265. – C.307 -313

13.Иванов Н. Г., JIoceB B. Ф., Haaц Э. И., Рыжов B. B., Typчановский И. Ю., Ястремский А. Г. XeCl лазер с энергией генерации 200 Дж // Квантовая Электроника. – 1997. – Т.24. - №8. – С.688 – 689

14.Бычков Ю. И., Костыря И. Д., Макаров М. К., Суслов А. И., Ястремский А.Г. Эксимерный электроразрядный лазер // Авторское Свидетельство №1731003.– 1998

15.Bychkov Yu., Yastremsky A., Two-Dimensional Model of Inhomogeneity Evolution in XeCl Laser Discharge // SPIE Pros. – 1998.- V.3403. – P.89 – 95

16.Бычков Ю. И., Макаров М. К., Ямпольская С.А., Ястремский А. Г., 0D модель XeCl лазера. Проблема оптимизации разряда накачки // Оптика атмосферы и океана. – 1998. - №(2-3). – С.149 - 154

17.Бычков Ю. И., Ястремский А. Г. Развитие неоднородности в разряде накачки XeCl лазера // Оптика атмосферы и океана. – 1998. - №(2-3). – С.155 - 159

18.Бычков Ю. И., Горчаков С. Л., Ястремский А. Г., Объемный электрический разряд в газовой смеси Ne/SF6/C6H14 и в чистом SF6 // Изв. ВУЗов. Физика. – Т.8.- С.43 – 49

19.Ястремский А. Г., Ямпольская С. А. Моделирование разряда накачки нецепных химических HF лазеров // Изв. ВУЗов. Физика. –Т.8.- С.63 – 65

20.Иванов Н. Г., Лосев В. Ф., Панченко Ю. Н., Ястремский А. Г. XeCl лазерная система с выходной апертурой 25 х 25 см. // Квантовая Электроника. – 1999. – Т.29 . - №1. – С.1 -5

21.Ivanov N., Losev V., Panchenko Yu., Yastremsky A., High power XeCl laser System with 25 x 25 cm output aperture // Pros, ILPAM 99, Tomsk. – 1999

22.Bychkov Yu., Gortchakov S., Yastremsky A. Experimental and theoretical investigation of an electrical discharge in SF6 gas // SPIE Pros. – 2000. – V.4071. – P.44 – 52

23.Бычков Ю.И., Горчаков С.Л., Ястремский А.Г., Однородность и устойчивость объемных Эл ектрических разрядов в смесях газов на основе SF6 // Квантовая Электроника. – 2000. - №8. – С.733 – 737

24.Бычков Ю. И., Горчаков С. Л., Ямпольская С. А., Ястремский А. Г. Электрический разряд накачки XeCl лазера // Изв. ВУЗов – Физика. – 2000.- №5. – С.76 – 86

25.Бычков Ю. И., Иванов Н. Г., Лосев В. Ф., Рыжов В. В., Турчановский И. Ю., Ястремский А.Г. Влияние состава смеси на характеристики мощного XeCl лазера, возбуждаемого электронным пучком // Квант. Электрон. – 1990. – Т.17. - №3.- С.300 – 303

26.Ivanov N., Losev V., Naats E., Ryzhov V., Turchanovskii I., Yastremsky A. Wide aperture efficient laser with stable photo triggered discharge // Quantum Electron. – 1997. – V.27. - №8. –C.670 – 672

27.Bychkov Yu., Kostyrya I., Makarov M., Suslov A., Yastremsky A. Wide aperture efficient excimer laser with a stable photo triggering discharge pumping //

SPIE Pros. – 1994. – V.2206. – P.307 - 313

28.Бычков Ю. И. Пантелеев В. П., Суслов А. И., Ястремский А.Г. Устойчивость самостоятельного разряда в эксимерных смесях // Физика Плазмы. – 1989. – Вып. 3. – Т. -15. – С.330 – 334

29.Бычков Ю. И., Мельченко С. В., Месяц Г. А., Суслов А. И., Тарасенко В. Ф., Федоров А. И., Ястремский А. Г., Квазистационарный режим возбуждения электроразрядных эксиплексных лазеров // Квантовая Электроника. – 1982. – Т.9 - №12. – С.2423 – 2431

30.Bychkov Yu., Yampolskaya S., Yastremsky A, Influence of Q-factor value of optical resonator on spatial discharge structure and output characteristics of long pulse XeCl laser // SPIE Pros. – 2001. - V.4747. – C. 93 – 98

31.Bychkov Yu., Gortchakov S., Yampolskaya S., Yastremsky A Effect of pre-ionization border on development of inhomogeneities in electrical discharge pumped XeCl laser // SPIE Pros. – 2001. - V.4747. – C. 106 – 112

32.Bychkov Yu, Gortchakov S., Lacour B., Pascuiers S., Pastel C., Puech V., Yastremsky Single hot spot discharge in SF6 gas and in the mixture SF6/C2H6 // SPIE Pros. – 2002. - V.4747. – C.262 – 272

33.Bychkov Yu., Baksht E., Panchenko A., Tarasenko V., Yampolskaya S., Yastremsky A. Formation of pumping discharge of XeCl laser by means of semiconductor opening switch // SPIE Pros. – 2001. - V.4747. – C.99 – 105

34.Bychkov Yu, Gortchakov S., Lacour B., Pascuiers S., Puech V., Yastrmsky Two-step ionization in non-equilibrium SF6 discharges at high current density // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2003. – V.36. – P.380 – 384

35.Bychkov Yu., Yampolskaya S., Yastremsky A. Two-dimensional simulation of initiation and evolution a plasma channel in the XeCl laser pumping discharge // Laser and Particle Beams. – 2003. – V.21. – P.233 -243

36.Bychkov Yu, Losev V. F., Panchenko Yu. I, Yampolskaya S. A., Yastremsky A., Peculiarities of short pulse electrical discharge XeCl laser // SPIE Pros. – 2003. - V.5483. – C.60 – 66

37.Bychkov Yu. I., Balbonenko Yu. N., Losev V. F., Panchenko Yu. N., Yastremsky А. G., Yampolskaya S.A. Short Pulse Discharge XeCl Laser // Proc. The 7-th Russian-Chinese Symp. On Las. Phys. And Las. Tech. . – 2004. - p. 247 – 250

38.Bychkov Yu. I., Losev V. F., Panchenko Yu. N., Yastremsky A.G., Yampolskaya S.A. Research of Short Pulse Discharge XeCl Laser // SPIE Pros. – 2004. - V.5777. – C.558 – 561

39.Panchenko Yu. N., Balbonenko Yu. N.. Bychkov Yu. I., Losev V. F., Yastremsky A.G. Research of 30 ns Discharge Laser // Изв. ВУЗов –Физика, 2006– №.11- Приложение С. - С.492 - 495.

40.Bychkov Yu. I., Yampolskaya S. A., Yastremsky A. G., Kinetic Processes in the Electric discharge in SF6 // Изв. ВУЗов –Физика, 2006– №.11- Приложение С. -С.496 - 500.

41.Бычков Ю. И., Панченко А. Н., Тарасенко В. Ф., Тельминов А.Е., Ямпольская С. А., Ястремский А. Г. Эффективный XeCl лазер с полупроводниковым прерывателем тока в генераторе накачки. Теория и эксперимент // Квантовая Электроника. – 2007г..- Т.34.- №4.- С.- 319.- 324

42.Бычков Ю.И., Ямпольская С. А., Ястремский А. Г. Кинетические процессы в неоднородной разрядной плазме в газовых смесях на основе SF6 // Изв. ВУЗов ФИЗИКА, 2007. – Т.50. - № 9, стр.236 -240

Цитируемая литература

1. Н. Г. Басов, Данилычев В. А., Попов Ю. М. , Хадкевич Д. Д. Квантовый генератор в вакуумной области спектра при возбуждении жидкого Xe электронным пучком // Письма ЖТФ.- 1970.- Т.12.- №10.- С.473