350 rub
Journal Electromagnetic Waves and Electronic Systems №6 for 2012 г.
Article in number:
Modeling of the ion recombination calcium vapor laser
Keywords: the recombination He-Ca+ laser mathematical modeling
Authors:
G.D. Chebotarev, O.O. Prutsakov, E.L. Latush
Abstract:
This work is devoted to numerical modeling of the active medium of the He-Ca+ laser by means of the developed self-consistent mathematical model including the basic physical processes in plasma of the pulsed-periodic discharge, responsible for a pumping and inversion in a wide range of an active medium pressure (up to atmospheric). The He-Ca+ laser is a source of coherent radiation in the UV region of spectrum (=370,6 and 373,7 nm СаII) with high enough average power that does it attractive to practical applications. The model of the He-Ca+ laser includes the joint description of an electric pumping circuit, plasma of the pulsed-periodic discharge, and laser radiation. With this model, one can calculate plasma parameters and laser characteristics in pulsed-periodic regime and also carry out numerical optimization of the laser. To test the model, the comparison of numerical modeling results and the experimental data was carried out for He-Ca+ lasers with the various geometrical sizes. The results of modeling have shown that under a wide range of conditions the model represents well the main trends in the behavior of the active medium characteristics. The model may be used as a convenient instrument to study the kinetics of the active medium of the He-Ca+ laser, and also the model may predict optimum excitation parameters and the laser characteristics of active elements of the various geometrical sizes.
Pages: 51-55
References
  1. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф.Рекомбинационные лазерные переходы в CaII и SrII // ЖЭТФ. 1973. Т. 64. №6. С. 2017-2019.
  2. Латуш Е.Л., Сэм М.Ф.Генерация на ионных переходах щелочно-земельных металлов // Квантовая электроника. 1973. Т. 15. №3. С. 66-71.
  3. Иванов И.Г., Латуш Е.Л., Сэм М.Ф. Ионные лазеры на парах металлов. М.: Энергоатомиздат. 1990.
  4. Ivanov I.G., Latush E.L., Sem M.F. Metal Vapour Ion Lasers: Kinetic Processes and Gas Discharges. Chichester, New York: John Willey & Sons. 1996.
  5. Little C.E. Metal Vapour Lasers: Physics, Engineering and Applications. Chichester, New York: John Willey & Sons, 1999.
  6. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. В.Е. Фортова. Т. XI-4. Газовые и плазменные лазеры. М.: Физматлит. 2005.
  7. Бабенко С.М., Яковленко С.И.Анализ кинетики процессов в He-Sr лазере // Препринт ИАЭ №3192. Москва. 1979.
  8. Букшпун Л.М., Латуш Е.Л.Математическое моделирование газоразрядного рекомбинационного стронций-гелиевого лазера // Деп. ВИНИТИ. №6298-В87. 1987.
  9. Carman R.J. A self-consistent model for a longitudinal discharge excited He-Sr recombination laser // IEEE J. Quant. Electron. 1990. V. 26. №9. P. 1588-1608.
  10. Carman R.J. A time-depended two electron group model for a discharge excited He-Sr recombination laser // J. Phys. D. 1991. V. 24. P. 1803-1810.
  11. Карелин А.В., Яковленко С.И.Кинетика активных сред лазеров высокого давления на парах металлов (обзор) // Квантовая электроника. 1993. Т. 20. №7. С. 631-651.
  12. Karelin A.V., Yakovlenko S.I. Numerical modeling of active media of high-pressure group-II-metal lasers // Sov. J. of Laser Research. 1994. V. 15. №1. P. 1-9.
  13. Карелин А.В., Широков Р.В. Кинетическая модель Xe-Sr-H2 лазера (430,5 нм) с накачкой жестким ионизирующим излучением // Квантовая электроника. 1997. Т. 24. №5. С. 419-422.
  14. Karelin A.V, Tarasenko V.F., Yakovlenko S.I.High-Pressure Atom and Atomic Ion Lasers (review) // Laser Physics. 2000. V. 10. №4. P. 827-844.
  15. Chebotarev G.D., Prutsakov O.O., Latush E.L.Mathematical modeling of ion recombination strontium vapour laser // Proc. SPIE. 2004. V. 5483. P. 83-103.
  16. Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Пруцаков О.О., Фесенко А.А. Кинетика активной среды рекомбинационного He-Sr+ лазера. I. Пространственно-временные характеристики // Квантовая электроника. 2008. Т. 38. №4. С. 299-308.
  17. Чеботарев Г.Д., Латуш Е.Л., Фесенко А.А. Кинетика активной среды рекомбинационного He-Sr+ лазера. II. Достижимые энергетические характеристики // Квантовая электроника. 2008. Т. 38. №4. С. 309-318.
  18. Chen L., Mao B.N., Wang Y.B., Wang L.M., Pan B.L. A kinetic model for alternate oscillation of self-terminating and recombination lasers in strontium ions // Optics Communication. 2008. V. 281. №5. P. 1211-1216.
  19. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М.: Радио и связь. 1981.
  20. Физические величины. Справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. 1991.
  21. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир. 1975.
  22. McLucas C.W., McIntosh A.J. Investigation of laser emission in Sr+ and Ca+ // J. Phys. D. 1987. V. 20. №5. P. 591-596.