Xe-He плазма в качестве активной среды лазера с оптической накачкой на инертных газах


Просмотр статьи
PDF, 1,3 МБ

Xe-He plasma as an active medium of an optically pumped rare gas laser

The article presents a theoretical investigation of the kinetic processes occurring in the xenon-helium plasma of a pulsed discharge. A model of xenon-helium plasma was created. The calculations of the laser generation with the Xe-He plasma as an active medium were performed. The xenon-helium plasma was compared with the argon-helium plasma and the krypton-helium plasma.

Optically pumped rare gas laser (OPRGL), kinetic model, argon-helium plasma, rate of reaction

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.26.7.1223

Алексей Валентинович Юрьев, Юрий Анатольевич Адаменков, Борис Александрович Выскубенко, Михаил Александрович Горбунов, Анна Андреевна Калачева, Валентина Александровна Шайдулина

Том 26, выпуск 7, 2025 год



В работе представлено теоретическое исследование кинетических процессов, протекающих в ксенон-гелиевой плазме импульсного разряда. Создана кинетическая модель Xe-He плазмы импульсного разряда. Выполнены расчеты лазерной генерации при использовании Xe-He плазмы в качестве активной среды. Проведено сравнение с Kr-He и
Ar-He плазмой.

лазер с оптической накачкой на инертных газах (ЛОНИГ), кинетическая модель, ксенон-гелиевая плазма, лазерная генерация

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.26.7.1223

Алексей Валентинович Юрьев, Юрий Анатольевич Адаменков, Борис Александрович Выскубенко, Михаил Александрович Горбунов, Анна Андреевна Калачева, Валентина Александровна Шайдулина

Том 26, выпуск 7, 2025 год



1. Адаменков А.А., Адаменков Ю.А., Волков М.А., Выскубенко Б.А., Гаранин С.Г., Горбунов М.А., Домажиров А.П., Егорушин М.В., Калачева А.А., Колобянин Ю.В., Конкина Н.А., Стариков Ф.А., Хлебников А.А., Шайдулина В.А. Лазер на метастабильных атомах Ar* с поперечной оптической накачкой мощностью 1 Вт // «Квантовая электроника». 2022, Т52, №8, с.695-697.
2. Юрьев А.В., Адаменков Ю.А., Горбунов М.А., Шайдулина В.А., Калачева А.А. Кинетические процессы аргоно-гелиевой плазмы импульсного разряда // Физико-химическая кинетика в газовой динамике 2024 T.25 вып. 5.
3. Юрьев А.В., Адаменков Ю.А., Горбунов М.А., Шайдулина В.А., Калачева А.А. Генерация излучения на длине волны 893 нм на метастабильных атомах криптона с помощью оптической накачки // Успехи прикладной физики. Т. 12. № 6. 2024. с.556-566.
4. Юрьев А.В., Горбунов М.А., Адаменков Ю.А., Калачева А.А., Шайдулина В.А. Исследование влияния атмосферного воздуха на активную среду лазера с оптической накачкой на инертных газах // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2025. Т.26, вып. 5.
5. Адаменков Ю.А., Горбунов М.А., Кабак Е.В., Калачева А.А., Шайдулина В.А., Юрьев А.В. Одновременная генерация на трёх длинах волн в среде He–Kr–Ar с оптической накачкой // Квантовая электроника, 2024, т. 54, №2, с. 84-88.
6. Lei P., Chen Z., Shen Y., Wang X. and Zuo D. Demonstration of a metastable argon laser of 10 W by transverse pumping // Optics Letters 2017, Vol. 49, No. 17.
7. Carl R. Sanderson and other Demonstration of a quasi-CW diode-pumped metastable xenon laser // Optics Express 2019, Vol. 27. No. 24/25.
8. Demyanov A.V., Kochetov I.V., Mikheyev P.A., Azyazov V.N., Heaven M.C. Kinetic analysis of rare gas metastable production and optically pumped Xe lasers // Journal of Physics D: Applied Physics 2018, No. 51.
9. База данных сечений реакций взаимодействия с электронами [Электронный ресурс]. Режим доступа https://nl.lxat.net/data/set_specA.php (дата обращения 01.06.2025).
10. Karelin A.V. and Simakova O.V. Kinetics of the active medium of a multiwave He-Ar-Xe laser pumped by a hard ionizer // International Conference on Atomic and Molecular Pulsed Lasers, 2000, Proceedings Volume 4071.
11. Заярный Д.А., Семенова Л.В., Устиновский Н.Н., Холин И.В., Чугунов А.Ю. Дезактивация атома ксенона в метастабильном состоянии 6s при столкновениях с атомами ксенона и гелия // Квантовая электроника 1998, Т. 25, №3.
12. Emmons D.J. and Weeks D.E., Kinetics of high-pressure argon-helium pulsed gas discharge // Journal of Physics D: Applied Physics, 2008, vol. 121, no. 20.
13. База данных параметров электронных уровней и переходов между ними [Электронный ресурс]. Режим доступа https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database (дата обращения 01.06.2025).
14. Xu J. and Setser D.W. Collisional deactivation studies of the Xe(6p) states in He and Ne // The Journal of Chemical Physics 1991, No. 94.
15. Чернышов А.К., Фомин Е.В. Оценка столкновительных уширений и сдвигов линий аргона 811,5 нм и 912,3 нм в чистом газе и Ar-Ne смеси // Краткие сообщения по физике ФИАН, 2023 г, №8.
16. Hindmarsh W.R., Petford A.D. and Smith G. Interpretation of Collision Broadening and Shift in Atomic Spectra // Proc. R. Soc. Lond. 1967, V. 297, pp. 296-304.
17. Drews T., Seppelt K. The Xe2+ Ion – Preparation and Structure // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997. V. 36, No. 3.
18. Golubovskii Y., Gorchakov S., Loffhagen D. and Uhrland D. Influence of the resonance radiation transport on plasma parameters // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2007, V. 37, pp. 101-104.
19. Rauf S. and Kushner M.J. Dynamics of a coplanar-electrode plasma display panel cell. I. Basic operation // Journal of Applied Physics 1999, V. 85.
20. Miidia P.Kh., Peet V.E., Sorkina R.A., Tamme E.E., Treshchalov A.B. and Sherman A.V. Theoretical and experimental investigations of an electric-discharge plasma of an XeCl laser // Sov. J. Quantum electron 1986, No. 16.
21. Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1982.
22. Gao J., He Y., Sun P., Zhang Z., Wang X., Zuo D. Simulations for transversely diode-pumped metastable rare gas lasers // Journal of the Optical Society of America B, 2017. Vol. 34, No. 4
23. Юрьев А.В., Адаменков Ю.А., Горбунов М.А., Шайдулина В.А., Калачева А.А., Кабак Е.В. Лазер с оптической накачкой на инертных газах // 31я Международная конференция по передовым лазерным технологиям ALT-24, Владивосток, 23-27 сентября 2024 года. Сборник тезисов.
24. Gao J., Sun P., Wang X., Zuo D. Modeling of a dual-wavelength pumped metastable argon laser // Laser Phys. Lett., 2017. Vol. 15.