KINETIC MODEL OF ELECTRIC-DISCHARGE СО2-LASER WITH FAST FLOW
Abstract
The paper presents a kinetic model of CW electric-discharge CO2-laser with fast flow. Expressions linking a non-saturated gain ratio, saturation intensity and output power of the fast-flow laser with excitation rates and relaxation times of laser levels have been obtained in the paper. The paper demonstrates that the higher excitation and flow rates or higher saturation intensity provide considerably higher specific output power of the fast-flow CO2-laser in comparison with a sealed-off CO2-laser. While maintaining a steady discharge the same output power of the fast-flow CO2-laser may be obtained under various discharge conditions and combinations of fast flow rate, gas mixture composition and active media temperature.
References
1. Виттеман, В. CO2-лазер / В. Виттеман. – М. : Мир, 1990. – 360 с.
2. Hill, A. E. High-power electric CO2 lasers / A. E. Hill // Gas lasers / Ed. by M. Endo, R. F. Walter. – N.Y. : CRC Press 2007. – P. 287–340.
3. Гордиец, Б. Ф. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры / Б. Ф. Гордиец, А. И. Осипов, Л. А. Шелепин. – М. : Наука, 1980. – 512 с.
4. Nath, A. K. Scaling of laser power with N2 partial pressure in a convective-cooled CW CO2 laser / A. K. Nath, M. Kumar // IEEE J. Quant. Electron. – 1993. – Vol. 29, № 4. – P. 1199–1204.
5. Golubev, V. S. Scaling laws for designing high-power CW CO2 lasers / V. S. Golubev, A. K. Nath // Proc. SPIE. – 2000. – Vol. 4165. – P. 42–55.
6. High-power two-dimentional waveguide CO2 laser arrays / K. M. Abramski [et al.] // IEEE J. Quantum Electron. – 1996. – Vol. 32, № 2. – P. 340–348.
7. Невдах, В. В. О влиянии температуры на создание инверсии в активных средах электроразрядных СО2-лазеров / В. В. Невдах // Квант. электрон. – 2001. – Т. 31, № 6. – С. 525–528.
8. Tsui, K. H. Influence of the unstable glow discharge plasma state on the CW CO2 laser output / K. H. Tsui, R. A. D. Zanon, C. A. Massone // IEEE J. Quantum Electron. – 1993. – Vol. 29, № 7. – P. 2138–2140.
9. Невдах, В. В. Оптимизация соотношения CO2:N2:He в активных средах непрерывных электроразрядных CO2-лазеров / В. В. Невдах, Г. Монире // Журн. прикл. спектр. – 2004. – Т. 71, № 4. – С. 490–496.
10. Hill, A. E. Practical implementation of a CO2-laser-coupled quantum heat engine / A. E. Hill, Y. V. Rostovtsev, M. O. Scully // Phys. Rev. – 2005. – A 72, 043802
11. Невдах, В. В. Влияние температуры активной среды на работу CO2-лазера с быстрой прокачкой / В. В. Невдах, К. И. Аршинов, О. Л. Гайко // Оптика и спектроскопия. – 2009. – Т. 107, № 3. – С. 398–402.
12. Rigrod, W. W. Homogeneously broadened cw lasers with uniform distributed loss / W. W. Rigrod // IEEE J. Quant. Electron. – 1978. – Vol. 14, № 5. – P. 377–381.
Review
For citations:
Nevdakh V.V. KINETIC MODEL OF ELECTRIC-DISCHARGE СО2-LASER WITH FAST FLOW. Science & Technique. 2013;(4):32-37. (In Russ.)
Views:
595
Email this article 