RAE.RU
Энциклопедия
ИЗВЕСТНЫЕ УЧЕНЫЕ
FAMOUS SCIENTISTS
Биографические данные и фото 17197 выдающихся ученых и специалистов
Логин   Пароль  
Регистрация Забыли пароль?
 

Юдин Николай Александрович

Научная тема: « ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В АКТИВНЫХ СРЕДАХ ЛАЗЕРОВ НА САМООГРАНИЧЕННЫХ ПЕРЕХОДАХ В ПАРАХ МЕТАЛЛОВ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ПАРАМЕТРАМИ РАЗРЯДНОГО КОНТУРА »

Научная биография   « Юдин Николай Александрович »

Членство в Российской Академии Естествознания

Специальность: 01.04.21

Год: 2010

Отрасль науки: Физико-математические науки

Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:

  1. В импульсных лазерах на самоограниченных переходах атома меди из-за высокой скорости процесса ступенчатой ионизации с резонансных уровней и наличия вынужденных переходов наблюдается оптогальванический эффект, проявляю­щийся в уменьшении тока разряда и обратного напряжения на аноде тира­трона при возникновении светового поля в резонаторе. При этом обобщенная константа ступенчатой ионизации с резонансных уровней атома меди оценивается значением <sv> ~ (1,9¸3,9)10-7см3сек-1. Высокая скорость ступенча­той ионизации не только определяет насыщение населенности резонансных уровней в импульсе возбуждения, но и обуславливает снижение эффективно­сти накачки активной среды с ростом предымпульсной концентрации элек­тронов.
  2. Накачка активной среды происходит после пробоя промежутка "плазма - анод" в случае расположения электродов в холодных буферных зонах газо­разрядной трубки (ГРТ). Момент начала пробоя определяется прекращением токов смещения зарядов в процессе зарядки от накопительного конденсатора всех емкостных составляющих разрядного контура в условиях, когда импеданс активной среды до момента пробоя проявляет себя как система с сосредоточенными пара­метрами. Скорость нарастания напряжения на плазме определяется вре­менем развития пробоя промежутка "плазма - анод". Импеданс активной среды с момента пробоя проявляет себя как система с сосредоточенными па­раметрами только в случае, когда время развития пробоя превышает время распространения электромагнитного поля в активной среде. В противопо­ложном случае импеданс активной среды с момента пробоя проявляет себя как система с распределенными параметрами.
  3. Величина инверсной населенности определяется энерговкладом от трех па­раллельных контуров возбуждения, образованных собственной емкостью ГРТ, обостряющим и накопительным конденсаторами, при условии, что время развития пробоя промежутка "плазма - анод" превышает время рас­пространения электромагнитного поля в активной среде лазера. При этом: - собственная емкость ГРТ определяет обострение тока на фронте импульса возбуждения и является источником подогрева электронов в меж­импульсный период;- к числу основных факторов, ограничивающих энергию импульса генера­ции, относятся также эмиссионная способность катода электронных ламп и допустимая скорость нарастания тока в тиратроне;- энергозатраты на формирование инверсии в активной среде снижаются в режиме двухимпульсного возбуждения, когда первым импульсом формиру­ется оптическое поле в резонаторе, а вторым - его усиление.
  4. Время развития пробоя определяется временем прохождения промежутка "плазма - анод" электроном, стартовавшим из плазмы на анод с момента пробоя. В случае перехода электронов в режим убегания, когда граничное значение напряженности поля Ecr для пробоя соответствует условию ai(Ecr, NHe)d = 1 (ai - таунсендовский коэффициент размножения электронов, d - расстояние между разрядным каналом и анодом ГРТ, NHe - концентрация бу­ферного газа в промежутке "плазма - анод"), величина инверсной населенно­сти в лазере на парах стронция определяется энерговкладом собственной емкости ГРТ с эффективностью генерации ~ 6-8%. При этом форми­руется однородное распределение излучения лазера по сечению разрядного канала, энергосъем растет пропорционально объему активной среды и в парогазовой смеси (Sr + He + Ne) наблюдается одновременная генерация на самоограниченных переходах SrI и SrII, атома гелия (21P1 - 21S0) - l = 2058 нм и пе­реходах 2s - 2p атома неона. Средняя мощность генерации на l = 2058 нм атома гелия ~ 15-20% от суммарной средней мощности генерации на всех линиях.
  5. Критическая населенность метастабильных состояний Nmcr, при которой инверсия в активной среде не возникает, определяется как сумма предым­пульсной плотности метастабильных состояний Nm0 и заселенности метаста­бильных состояний Nmf на фронте импульса возбуждения в течение времени разогрева электронов до критической температуры, при которой скорость за­селения верхних лазерных уровней начинает превышать скорость заселения нижних уровней. Это определяет два предельных случая ограничения час­тотно-энергетических характеристик лазеров, а именно:- Nmf является определяющим фактором ограничения в случае расположения электродов в горячей зоне разрядного канала ГРТ;- Nm0 является определяющим фактором ограничения в случае расположения электродов в холодных буферных зонах ГРТ. В этих условиях изменение населенности метастабильных состояний через подогрев электронов определяет минимальные энергозатраты на управление характеристиками лазерного излучения. Данный метод управления не эффек­тивен для лазерных переходов с квантовым КПД < 20%.

Список опубликованных работ

1. Воронов В.И., Кирилов А.Е., Солдатов А.Н., Федоров В.Ф., Юдин Н.А. Высокочас¬тотная коммутация большой мощности // ПТЭ. – 1982. – №1. – С. 151-152.

2. Воронов В.И., Евтушенко Г.С., Егоров А.Л., Елаев В.Ф., Карманов Г.А., Мальцев А.Н., Мирза С.Ю., Суханов В.Б., Солдатов А.Н., Федоров В.Ф., Филонов А.Г., Юдин Н.А. Лазер на красителях с распределенной обрат¬ной связью и накачкой лазером на парах меди со ста¬билизацией выход¬ных характеристик // Оптика атмосферы. – 1988. – №1. – С.86-91.

3. Гарагатый С.Н., Пеленков В.П., Юдин Н.А. Лазер на парах меди с незави¬симым по¬догревом “Милан - М/2Е” // Квантовая электроника. – 1988. – Т. 15. – С. 1974-1975.

4. Демкин В.П., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Эффективность лазера на парах меди // Оптика ат¬мосферы и океана. – 1993. – Т. 16. – №6. – С. 659-665.

5. Солдатов А.Н., Федоров В.Ф., Юдин Н.А. Эффективность лазера на парах меди с частичным разрядом накопительной емкости // Квантовая элек¬троника. – 1994. – Т. 21(8). – С. 733-734.

6. Soldatov A.N. and Yudin N.A. Excitation Efficiency of Working Transitions in Copper-Vapour Lasers // J. of Russian Laser Research. – 1995. – Vol. 16. – №2. – Р. 128-133.

7. Skripnitenko A.S., Soldatov A.N., Yudin N.A. Method of Two-pulse Fre-quency Regulation of Cop¬per-Vapour Laser Parameters // J. of Russian Laser Research. – 1995. – Vol. 16. – №2. – Р. 134-137.

8. Солдатов А.Н., Суханов В.Б., Федоров В.Ф., Юдин Н.А. Исследование лазера на па¬рах меди с повышенным КПД // Оптика атмосферы и океана. – 1995. – Т. 8. – №11. – С. 1626-1636.

9. Елаев В.Ф., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Исследование поведения прово-ди¬мости плазмы ла¬зера на парах меди // Оптика атмосферы и океана. – 1996. – Т. 9. – №2. – С. 169-173.

10. Воронов В.И., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Кирилов А.Е., Шумейко А.С., Юдин Н.А. Ла¬зер на парах бромида меди с воздушным охлажде-нием и средней мощностью генерации 10-15 Вт // Оптика атмосферы и океана. – 1998. – Т. 11. – №2-3. – С. 187-188.

11. Юдин Н.А. Устойчивость работы тиратрона в разрядном контуре лазеров на самоог¬рани¬ченных переходах // Оптика атмосферы и океана. – 1998. – Т. 11. – №2-3. – С. 213-215.

12. Воронов В.И., Солдатов А.Н., Суханов В.Б., Юдин Н.А. Медицинская уста¬новка на базе ла¬зера на парах меди для дерматологии // Оптика атмо¬сферы и океана. – 1998. – Т.11. – №2-3. – С. 240-242.

13. Юдин Н.А. Энергетические характеристики лазера на парах меди в об-ласти устойчи¬вой ра¬боты тиратрона // Квантовая электроника. – 1998. – Т. 25. – №9. – С. 795-798.

14. Юдин Н.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е. Оптогальванический эффект в лазере на самоог¬раниченных переходах атома меди // Квантовая электро¬ника. – 1999. – Т. 28. – №3. – С. 273-276.

15. Юдин Н.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е., Калайда В.Т. Эксперимен-таль¬ные на¬блюдения ступенчатой ионизации атома Cu в ак¬тивной среде Cu-лазера // Известия вузов. Физика. – 1999. – №9. – С. 128-132.

16. Юдин Н.А. Влияние параметров разрядного контура на частотно - энергети¬ческие ха¬рактери¬стики генерации лазера на самоограниченных переходах атома меди // Квантовая электро¬ника. – 2000. – Т. 30. – №7. C. 583-586.

17. Юдин Н.А. Погрешность измерения концентрации электронов в лазере на парах меди по штарковскому профилю линии водорода // Оптика атмо¬сферы и океана. – 2001. – Т. 14. – №11. – С. 1022-1026.

18. Юдин Н.А. Оптимальные режимы работы лазера на парах меди в усло-виях эффек¬тивной на¬качки // Оптика атмосферы и океана. – 2002. – Т. 15. –№3. – С. 228-233.

19. Юдин Н.А. Влияние параметров коммутатора на эксплуатационные ха-рак¬теристики лазера на парах меди // Квантовая электроника. – 2002. – Т. 32. – №9. – С. 815-819.

20. Полунин Ю.П., Юдин Н.А. Управление характеристиками излучения ла¬зера на па¬рах меди // Квантовая электроника. – 2003. – Т. 33, – №9. – С. 833-835.

21. Юдин Н.А. Ограничение эффективности лазера на парах меди и пути его преодоле¬ния // Оптика атмосферы и океана. – 2004. – Т. 17. – №2-3. – С. 140-145.

22. Юдин Н.А. Влияние предымпульсных параметров активной среды на харак¬тери¬стики гене¬рации лазера на парах меди // Оптика атмосферы и океана. – 2004. – Т.17. – №8. – С. 689-691.

23. Kazaryan M.A., Lyabin N.A., Yudin N.A. Prospects for further development of self-heated lasers on the self-contained transitions of a copper atom // Journal of Russian laser Re¬search. – 2004. – Vol. 25. – №3. – P. 267-297.

24. Kazaryan M.A., Lyabin N.A., Soldatov A.N. and Yudin N.A. Role of the den¬sity of lower laser levels in the control of generation parameters of copper va¬por laser // Journal of Russian laser Re¬search. – 2005. – Vol. 26. – №5. – P. 373-379.

25. Юдин Н.А. Влияние предымпульсных параметров плазмы на частотно-энергетические характеристики лазера на парах меди. //Оптика атмо-сферы и океана. – 2006. – Т.19. – №2-3. – С. 145-150.

26. Бохан П.А., Закревский Д.Э., Ким В.А., Фатеев Н.В., Юдин Н.А. Тушение атомов Pb(6p2 1D2) в столкновениях с молекулами // Химическая физика. – 2007. – Т. 26. – №11. – С. 15-21.

27. Юдин Н.А., Суханов В.Б., Губарев Ф.А., Евтушенко Г.С. О природе фан¬томных токов в активной среде лазеров на самоограниченных переходах атомов металлов // Квантовая электроника. – 2008. – Т. 38. – №1. – С. 23-29.

28. Солдатов А.Н., Юдин Н.А., Полунин Ю.П., Реймер И.В., Хохряков И.В. Импульсно-периодический лазер на RM-переходах гелия и стронция // Известия вузов. Физика. – 2008. – №1. – С. 6-9.

29. Солдатов А.Н., Юдин Н.А., Васильева А.В., Полунин Ю.П., Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко А.А. О предельной частоте следования импульсов генерации ионного самоограниченного лазера на парах стронция // Квантовая электроника. – 2008. – Т. 38. – №11. – С. 1009-1015.

30. Солдатов А.Н., Юдин Н.А., Васильева А.В., Полунин Ю.П., Латуш Е.Л.,Чеботарев Г.Д., Фесенко А.А. О предельной частоте следования импульсов генерации самоограниченного He-Sr+ лазера // Оптика атмосферы и океана. – 2008. – Т. 21. – №8. – С. 696-699.

31. Солдатов А.Н., Юдин Н.А., Васильева А.В., Полунин Ю.П. Эффективность накачки лазера на парах стронция в условиях бегущей волны возбуждения // Известия вузов. Физика. – 2008. – №12. – С. 79-87.

32. Полунин Ю.П., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Формирование инверсии в лазерах на самоограниченных переходах атомов металлов в условиях сверхбыстрого пробоя // Оптика атмосферы и океана. – 2009. – Т.22. - №11. С.1051-1056.

33. Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Способ возбуждения импульсных лазеров на самоограни¬ченных переходах // А.с. СССР №1101130. – 1982.

34. Воронов В.И., Юдин Н.А. Импульсный лазер на парах веществ // А.с. СССР №1253397. – 1984.

35. Пеленков В.П., Прокопьев В.Е., Юдин Н.А. Импульсный лазер на парах веществ // А.с. СССР №1445496. – 1986.

36. Воронов В.И., Юдин Н.А. Импульсный лазер на парах химических элемен¬тов // А.с. СССР №1676410. – 1989.

37. Скрипниченко А.С., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Способ возбуждения им¬пульсных ла¬зеров на самоограниченных переходах // Патент РФ №2082263. – 1997.

38. Воронов В.И., Кирилов А.Е., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Импульсный ла¬зер на парах химических элементов // Патент РФ № 2230409. – 2004.

39. Юдин Н.А. Импульсный лазер на парах химических элементов // Патент РФ № 2175158. – 2001.

40. Юдин Н.А. Импульсно-периодический лазер на парах химических эле-мен¬тов с управляе¬мыми параметрами генерации // Патент РФ №2237955. – 2004.

41. Юдин Н.А. Способ возбуждения импульсного лазера на самоограничен¬ных перехо¬дах // Патент РФ №2242828. – 2004.

42. Юдин Н.А. Импульсно-периодический лазер на парах химических эле-мен¬тов // Патент РФ №2254651. – 2005.

43. Воронов В.И., Юдин Н.А. Генератор с умножением напряжения // Патент РФ №2288536. – 2006.

Цитируемая литература.

1. Петраш Г.Г. Импульсные газовые лазеры // УФН. – 1971. – Т.105. – С. 645-676.

2. Солдатов А.Н., Соломонов В.И. Газоразрядные лазеры на самоограни-чен¬ных пере¬хо¬дах в парах металлов / – Новосибирск: Наука. – 1985. – 151 с.

3. Батенин В.М., Бучанов В.В., Казарян М.А., Климовский И.И., Молодых Э.И. Ла¬зеры на самоограниченных переходах атомов металлов / – М.: На¬учная книга. – 1998. – 544 с.

4. C.E. Litlle. Metal Vapour Lasers. Physics, Engineering and Application / – New York: John Wiley & Sons. – 1999. – 620 p.

5. Вохмин П.А., Климовский И.И. Предельные характеристики лазеров на самоограниченных переходах // Теплофизика высоких температур. – 1878. – Т. 16. – Вып. 5. – С. 1080-1085.

6. Hogan G.P., Webb C.E. Pre-ionization and discharge breakdown in the cop¬per va¬pour laser: the phantom current // Optics Communications. – 1995. – Vol. 117. – №5. – P. 570-579.

7. Земсков К.И., Исаев А.А., Петраш Г.Г. Развитие разряда в импульсных лазерах на парах металлов // Квантовая электроника. – 1999. – Т. 27. – №2. – С. 183-188.

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

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

10. Яковленко С.И. Критическая плотность электронов при ограничении час¬тоты сле¬до¬вания импульсов в лазере на парах меди // Квантовая электро¬ника. – 2000. – Т. 30. – №6. – С. 501-505.

11. Исаев А.А., Михкельсоо В.Т., Петраш Г.Г. и др. Кинетика возбуждения рабочих уровней лазера на парах меди в режиме сдво-енных импульсов // Квантовая электроника. – 1988. – Т. 15. – №12. – С. 2510-2513.

12. Тарасенко В.Ф., Яковленко С.И. Механизм убегания электронов в плот¬ных газах и формирование мощных субнаносекундных электронных пучков // УФН. – 2004. – Т.174. – С. 953-971.

13. Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Филюгин И.В. Высоко¬скоростные волны ионизации при электрическом пробое // УФН. – 1994. – Т. 164. – С. 263-285.

14. Иванов И.Г., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Ионные лазеры на парах металлов / – М.: Энергоатомиздат. – 1990. – 256 с.

15. Soldatov A.N., Filonov A.G., Polunin Yu.P., and Sidorov I.V. SrI- and SrII-Vapor Laser Active Volume Scaling // The 8-th International Symposium on Laser Physics and Laser Technologies. Tomsk. – 2006. – P.5-10.

16. Ткачев А.Н., Феденев А.А., Яковленко С.И. Коэффициент Таунсенда и кривая ухода для паров меди // Письма ЖТФ. – 2007. – Т. 33. – вып.2. – С. 68-73.

17. Бохан П.А., Бучанов В.В., Закревский Д.Э., Казарян М.А., Калугин М.М., Прохоров А.М., Фатеев Н.В. Лазерное разделение изотопов в ато¬марных парах / – М.: Физматлит. – 2004. – 208 с.

Комментарии:

Если вы считаете, что какое-то сообщение нарушает Правила, оскорбляет Вас как личность, несёт заведомо ложную информацию, и должно быть удалено, сообщите нам по адресу sergey@rae.ru

Ваше имя
Текст комментария
Введите число с изображения

Антиспам защита

При добавлении комментария Вы соглашаетесь с пользовательским соглашением