Краткий исторический очерк
Краткий исторический очерк исследований в лаб. Газовых лазеров ФИАН.
Лаборатория газовых лазеров (ЛГЛ) была основана нобелевским лауреатом академиком Н.Г. Басовым в начале 80-х годов в целях исследования физических принципов создания мощных лазерных систем для промышленности и решения оборонных задач. С 1983г. по 1987г. ЛГЛ возглавлял д.ф-м.н В.А. Данилычев, с 1987 по 1996 гг. – д.ф-м.н А.Ф.Сучков. С 1996 г. по настоящее время заведующим ЛГЛ является д.ф-м.н А.А.Ионин. Сотрудники лаборатории принимали участие в разработке СО2 лазера мегаваттного класса [Зарубин П В Лазерное оружие-миф или реальность? Мощные лазеры в СССР и в мире (Владимир, ООО «Транзит-Икс», 2009)], и СО2 и СО лазеров со средней мощностью ~10-30 кВт для промышленности. Основные направления исследований ЛГЛ: эксимерные лазеры, лазеры на атомных переходах, молекулярные лазеры и взаимодействие излучения с веществом. В лаборатории были созданы крупномасштабные лазерные установки [Ionin A et al., AIP Conf. Proceedings 64 697 (2003)], такие как KrF лазер с электронно-пучковой накачкой (под руководством к.ф.-м.н В.Д. Зворыкина, длина волны излучения λ=0.248 мкм, активный объем ~20 л, энергия излучения Q~100Дж, длительность. импульса излучения 100 нс); импульсные лазеры на атомных переходах с электронно-пучковой и электроионизационной накачкой (под руководством д.ф-м.н И.В. Холина) – Ar/Xe лазер (λ =1.73 мкм, Q=80 Дж), He/Ar лазер (λ =1.27 мкм, Q=4.5 Дж), He/Kr лазер (λ =2.52 мкм, Q=4 Дж), He/Ne лазер (λ =0.58 мкм, 1.5 Дж); импульсные злектроионизационные молекулярные лазеры (под руководством д.ф-м.н А.А. Ионина) – СО2 лазер (λ =10.6 мкм, Q=500 Дж), импульсный лазер на основных переходах молекулы CO (λ ~5-6 мкм, Q=800 Дж) и ее обертонных переходах (λ ~3мкм, Q=50 Дж), N2O laser (λ =10.9 мкм, Q=100 Дж), квазинепрерывный сверхзвуковой (СЗ) СО лазер с мощностью 100 кВт (длительность работы ~1 мс) [Ionin A et al. Proc. SPIE 1397 453 (1991)]. Под руководством д.ф.-м.н. Б.И. Васильева предложена схема и разработана конструкция двухчастотного лидара дифференциального поглощения, в котором опорный пучок формируется из излучения СО2 лазера, а частота излучения рабочего пучка последовательно перестраивается по линиям спектра NH3 лазера.
| Электроионизационный молекулярный лазер с активным объемом ~10 л | Электроннопучковый KrF лазер с активным объемом 25 л | Лазер на атомных переходах благородных газов с активным объемом ~10 л. |
ЛГЛ активно сотрудничала и продолжает сотрудничать с зарубежными организациями по развитию лазерных технологий. В 1992-1996 г.г. совместно с коллегами из Великобритании и Франции сотрудники лаборатории участвовали в европейском проекте EUREKA 113 «CO-Евролазер» [Spalding I J et al. Proc. SPIE 2713 103 (1996)], направленном на разработку мощных СО лазеров для промышленности. В 1994 г. в Институте технической физики, г.Штутгарт, Германия, при участии ЛГЛ был запущен импульсно-периодический СО лазер, действующий при комнатной температуре, со средней мощностью 1 кВт [Вальтер С и др. Квантовая электроника 22 833 (1995)]. В 1995 – 1998 г.г. лаборатория приняла участие в европейском проекте EUREKA 1390 Ультралаз (Россия, Австрия, Германия, и др.), целью которого была разработка принципов создания 100 кВт CO2 лазера для промышленности. В 1995-1996 г.г. совместно с коллегами из Директората прикладных технологий (полигон Белые пески (White Sands), США) и привезенной ими аппаратурой, на лазерных установках ЛГЛ были проведены совместные исследования обращения волнового фронта излучения CO2 и СО лазеров [Биирсто К и др. Квантовая электроника 24 631,(1997)]. Эти же установки использовались в 1995-97г.г. в совместных работах с компанией Дюпон (Du Pont), Вилмингтон, США, по лазерной модификации поверхности синтетических тканей при помощи частотно-селективного взаимодействия излучения СО лазеров с длиной волны ~6 мкм с поверхностью волокон нейлона и дакрона в целях устранения так называемого «синтетического» блеска [Kobsa H et al. Proc. SPIE 3092 422 (1996)] и в 1997-99 г.г. для совместных исследований с Горным университетом Колорадо (Colorado School of Mines), г. Гольден, США, по изучению взаимодействия излучения мощных ИК-лазеров с горными породами, характерными для нефтеносных полей [Graves R et al. Proc. SPIE 3885 159 (2000)] в рамках проекта, направленного на анализ возможности создания лазерных буровых установок. В последнее десятилетие сотрудники ЛГЛ участвовали в программах Президиума РАН, во многих проектах РФФИ, в международных проектах по разработке совместно с Университетом Нью-Мексико и Научно-исследовательской лабораторией ВВС (AFRL) США (г.Альбукерке, США) сверхзвукового (СЗ) СО лазера, действующего на основных и обертонных переходах молекулы СО [Бон В и др. Квантовая электроника 35 1126 (2005)], в исследованиях, поддержанных партнерскими (вместе с Европейской организацией аэрокосмических исследований (EOARD)) проектами МНТЦ, электроразрядных генераторов синглетного кислорода – энергетического донора для кислород-йодного лазера (см. ниже) и электрического разряда, управляемого комбинированными фемтосекундными и наносекундными импульсами УФ излучения гибридной KrF лазерной системы (см. ниже).
1. А.А.Ионин, «Мощные системы инфракрасных и ультрафиолетовых лазеров и их применение», УФН, 182, №7, 773-781 (2012).
http://ufn.ru/ru/articles/2012/7/h/references.html