RU2571433C1 - Method of generating broadband high-brightness optical radiation - Google Patents
Method of generating broadband high-brightness optical radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571433C1 RU2571433C1 RU2014133807/28A RU2014133807A RU2571433C1 RU 2571433 C1 RU2571433 C1 RU 2571433C1 RU 2014133807/28 A RU2014133807/28 A RU 2014133807/28A RU 2014133807 A RU2014133807 A RU 2014133807A RU 2571433 C1 RU2571433 C1 RU 2571433C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- laser
- gas
- chamber
- continuous
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к способам генерации широкополосного оптического излучения с высокой спектральной яркостью и представляет интерес для приложений в микроэлектронике, спектроскопии, фотохимии и других областях.The claimed technical solution relates to methods for generating broadband optical radiation with high spectral brightness and is of interest for applications in microelectronics, spectroscopy, photochemistry and other fields.
Известен способ генерации широкополосного оптического излучения с высокой яркостью, включающий возбуждение дуговым разрядом камеры, заполненной инертным газом высокого давления. Как правило, камера представляет собой прозрачную лампу из кварцевого стекла, в качестве заполняющего газа применяется ксенон при давлении ~1 МПа (от нескольких атмосфер до нескольких десятков атмосфер), а межэлектродный промежуток составляет несколько миллиметров, у ламп специального назначения даже 0,5-1,5 мм ([1]: Рохлин Г.Н. «Разрядные источники света». 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1991-720 с.; раздел 19.3). Подобные лампы серийно выпускаются многими производителями, в частности компанией Hamamatsu Photonics К.К. (Япония), описание соответствующих ламп представлено на сайте компании (см., например [2]: http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/etd/Xe-HgXe_TLSX1044E05.pdf). Известные лампы обеспечивают непрерывный спектр излучения в диапазоне от ~180-220 нм до >1000 нм (нижняя граница спектра определяется границей прозрачности используемого для колбы лампы материала) при высоких стабильности и интегральной яркости излучения. Однако ресурс непрерывной работы таких ламп ограничен и определяется деградацией электродов в сильноточном дуговом разряде, а также осаждением продуктов эрозии электродов на внутреннюю поверхность лампы, что снижает ее прозрачность. В результате гарантированный срок службы источников составляет, как правило, 1000 часов, что недостаточно для многих приложений. Кроме того, при высокой общей спектральной силе света {в единицах Вт/(нм*ср)} спектральная яркость известного источника {в единицах Вт/(нм*ср*мм2)} недостаточна, в частности, для приложений в микроэлектронике, поскольку освещенность объекта определяется именно силой света с единицы поверхности источника излучения (его спектральной яркостью).A known method of generating broadband optical radiation with high brightness, including excitation by an arc discharge of a chamber filled with an inert high-pressure gas. As a rule, the chamber is a transparent lamp made of quartz glass, xenon is used as a filling gas at a pressure of ~ 1 MPa (from several atmospheres to several tens of atmospheres), and the interelectrode gap is several millimeters, for special-purpose lamps even 0.5-1 , 5 mm ([1]: Rokhlin GN “Discharge light sources.” 2nd ed., Revised and enlarged. - M.: Energoatomizdat, 1991–720 p.; Section 19.3). Such lamps are serially produced by many manufacturers, in particular, K.K. Hamamatsu Photonics. (Japan), a description of the respective lamps is presented on the company's website (see, for example, [2]: http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/etd/Xe-HgXe_TLSX1044E05.pdf). Known lamps provide a continuous emission spectrum in the range from ~ 180-220 nm to> 1000 nm (the lower boundary of the spectrum is determined by the transparency boundary of the material used for the lamp bulb) with high stability and integrated radiation brightness. However, the continuous life of such lamps is limited and is determined by the degradation of the electrodes in a high-current arc discharge, as well as by the deposition of erosion products of the electrodes on the inner surface of the lamp, which reduces its transparency. As a result, the guaranteed life of the sources is usually 1000 hours, which is not enough for many applications. In addition, with a high total spectral luminous intensity {in units of W / (nm * sr *)}, the spectral brightness of a known source {in units of W / (nm * sr * mm 2 )} is insufficient, in particular, for applications in microelectronics, since the illumination the object is determined precisely by the light intensity per unit surface area of the radiation source (its spectral brightness).
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ генерации широкополосного оптического излучения с высокой яркостью, включающий создание начальной ионизации в камере, заполненной газовой смесью высокого давления, и освещение камеры сфокусированным лазерным лучом ([3]: патент US 7435982 "Liser-driven light source"). Фактически известный способ представляет собой один из вариантов реализации непрерывного оптического разряда, обнаруженного в 1970 г. в СССР ([4]: Генералов Н.А., Зимаков В.П. И др. «Непрерывно горящий оптический разряд». Письма в ЖЭТФ, 1970, т. 11, с. 447-449), источники на базе такого оптического разряда выпускает компания Energetiq Technology, Inc. (США), они подробно описаны на сайте этой компании http://www.energetiq.com/. Первоначальная ионизация газа (как правило, это ксенон высокого давления) создается отдельным источником ионизации, а затем оптический разряд поддерживается непрерывным лазерным излучением либо лазерными импульсами, генерируемыми с высокой частотой - настолько высокой, что излучение оптического разряда существенно не меняется за время между последовательными лазерными импульсами ([3], пп. 39-41 формулы изобретения). Источник начальной ионизации может быть расположен в камере с газом, как вариант: в камере вначале зажигается обычный дуговой разряд на постоянном токе, который затем отключается. Источник начальной ионизации может также находиться вне камеры и представлять собой, например, импульсный лазер высокой мощности, как в [4]. Способы фокусировки лазерного излучения в камеру и вывода широкополосного излучения также могут быть существенно различными.The closest technical solution (prototype) is a method for generating high-brightness broadband optical radiation, including the creation of initial ionization in a chamber filled with a high-pressure gas mixture, and illumination of the chamber with a focused laser beam ([3]: US patent 7435982 "Liser-driven light source "). In fact, the known method is one of the options for implementing a continuous optical discharge, discovered in 1970 in the USSR ([4]: Generalov N.A., Zimakov V.P. et al. “Continuously burning optical discharge.” Letters in JETP, 1970, v. 11, pp. 447-449), sources based on such an optical discharge are produced by Energetiq Technology, Inc. (USA), they are described in detail on the website of this company http://www.energetiq.com/. The initial gas ionization (usually high-pressure xenon) is created by a separate ionization source, and then the optical discharge is supported by continuous laser radiation or laser pulses generated at a high frequency - so high that the optical discharge radiation does not change significantly during the time between successive laser pulses ([3], paragraphs 39-41 of the claims). The source of initial ionization can be located in a chamber with gas, as an option: in the chamber, a regular direct current arc discharge is first ignited, which is then turned off. The initial ionization source may also be located outside the chamber and, for example, be a high-power pulsed laser, as in [4]. The methods of focusing laser radiation into the camera and outputting broadband radiation can also be significantly different.
Важным достоинством известного способа является отсутствие сколько-нибудь заметной эрозии электродов, что позволяет многократно увеличить ресурс источника широкополосного излучения - до >9 тыс. часов, как указано в спецификациях продукции компании Energetiq Technology, Inc., здесь ресурс может определяться уже сроком службы используемого лазера (до 50 тыс. часов у современных волоконных лазеров). Далее, известный способ позволяет создать источник с существенно большей спектральной яркостью, чем в лампах дугового разряда, как показано на фиг. 1 (http://www.energetiq.com/TechLibrary/Application_Notes/FAOs/FAOs.html), на которой сравниваются поверхностная яркость двух источников согласно прототипу (EQ-1500 и EQ-99) с ксеноновой лампой компании Hamamatsu (потребляемая мощность 75 Вт) и дейтериевой лампой с потребляемой мощностью 30 Вт. Выигрыш в яркости по прототипу по сравнению с ксеноновой лампой при сопоставимой потребляемой мощности составляет до 10 раз в дальнем ультрафиолетовом диапазоне 190-250 нм и несколько раз в спектральном диапазоне 300-700 нм. Однако спектральная яркость прототипа не является максимальной и при этом важно отметить, что яркость источника согласно известному способу (прототипу) увеличивается очень медленно по мере роста мощности используемого лазера, поскольку вместе с ростом мощности лазера увеличивается и объем излучающей плазмы, генерируемой лазером накачки. То есть увеличение мощности облучающего камеру с газом лазера приводит практически только к росту стоимости источника широкополосного излучения без заметного повышения его спектральной яркости.An important advantage of this method is the absence of any noticeable erosion of the electrodes, which can significantly increase the resource of a broadband radiation source - up to> 9 thousand hours, as indicated in the product specifications of Energetiq Technology, Inc., here the resource can be determined already by the life of the laser used (up to 50 thousand hours for modern fiber lasers). Further, the known method allows you to create a source with a significantly higher spectral brightness than in arc lamps, as shown in FIG. 1 (http://www.energetiq.com/TechLibrary/Application_Notes/FAOs/FAOs.html), which compares the surface brightness of two sources according to the prototype (EQ-1500 and EQ-99) with a Hamamatsu xenon lamp (power consumption 75 Watts) and a deuterium lamp with a power consumption of 30 watts. The gain in brightness according to the prototype compared to a xenon lamp with comparable power consumption is up to 10 times in the far ultraviolet range of 190-250 nm and several times in the spectral range of 300-700 nm. However, the spectral brightness of the prototype is not maximum, and it is important to note that the brightness of the source according to the known method (prototype) increases very slowly as the power of the used laser increases, since the volume of the emitting plasma generated by the pump laser also increases. That is, an increase in the power of a laser irradiating a chamber with gas leads almost exclusively to an increase in the cost of a broadband radiation source without a noticeable increase in its spectral brightness.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение спектральной яркости широкополосного источника света, в излучение которого преобразуется сфокусированное лазерное излучение.The technical result of the claimed invention is to increase the spectral brightness of a broadband light source, into the radiation of which the focused laser radiation is converted.
Технический результат достигается тем, что в способе генерации широкополосного оптического излучения с высокой яркостью, включающем создание начальной ионизации в камере, заполненной газовой смесью высокого давления, и освещение камеры сфокусированным лазерным лучом, освещение проводят импульсно-периодическим лазерным излучением с длительностью отдельного импульса, превышающей D/v (D - поперечный размер излучающего объема, v - скорость звука в газе при температуре излучающего объема), и промежутками между последовательными импульсами не больше D2/χ (χ - температуропроводность газа в области излучающего объема).The technical result is achieved in that in a method for generating high-bandwidth optical radiation with high brightness, including the creation of initial ionization in a chamber filled with a high-pressure gas mixture, and illumination of the chamber with a focused laser beam, the illumination is carried out by pulsed-periodic laser radiation with a single pulse duration exceeding D / v (D is the transverse size of the radiating volume, v is the speed of sound in the gas at the temperature of the radiating volume), and the gaps between successive pulses More e D 2 / χ (χ - thermal gas emitting in volume).
Авторами настоящего технического решения обнаружено, что яркость (спектральная яркость) непрерывного или квазинепрерывного (с небольшими вариациями яркости) оптического разряда в существенной степени зависит от тепловыделения: с увеличением мощности лазерного излучения увеличивается размер «рассеивающей» тепловой линзы, возникающей в области излучающей плазмы и вокруг этой области. В результате максимальная интенсивность сфокусированного лазерного излучения практически не увеличивается при увеличении мощности лазера, область излучающей плазмы растет и в значительной степени по этой причине яркость излучения плазмы в непрерывном спектре слабо зависит от мощности лазерного излучения.The authors of this technical solution found that the brightness (spectral brightness) of a continuous or quasicontinuous (with small variations in brightness) optical discharge substantially depends on heat generation: with an increase in the laser radiation power, the size of the “scattering” thermal lens arising in and around the emitting plasma increases this area. As a result, the maximum intensity of focused laser radiation practically does not increase with increasing laser power, the region of the emitting plasma grows and, to a large extent, for this reason, the brightness of the plasma radiation in the continuous spectrum weakly depends on the laser radiation power.
Снизить воздействие рефракции лазерного излучения тепловой линзой возможно при уменьшении средней мощности лазерного излучения, но при этом в варианте согласно прототипу яркость излучения плазмы снижается (не возрастает), а вблизи порога непрерывного оптического разряда резко падает. Разрешить указанное противоречие авторам настоящего технического решения удалось за счет перехода к импульсно-периодическому режиму облучения камеры, когда скважность импульсов (отношение промежутка времени между передними фронтами последовательных импульсов к длительности отдельного лазерного импульса) достаточна высока и между последующими импульсами излучение лазерной плазмы уменьшается значительно вплоть до полного погасания (отсутствия видимого и УФ-излучения). В этом случае средняя вкладываемая в лазерную плазму мощность значительно уменьшается, как и влияние тепловой линзы - в результате импульсная яркость излучения, как обнаружено авторами, кратно увеличивается, прежде всего в ультрафиолетовой области спектра.It is possible to reduce the effect of laser refraction by a thermal lens by decreasing the average laser power, but in the embodiment according to the prototype, the plasma radiation brightness decreases (does not increase), and sharply decreases near the threshold of a continuous optical discharge. The authors of this technical solution succeeded in resolving this contradiction by switching to a pulse-periodic regime of camera irradiation, when the duty cycle of the pulses (the ratio of the time interval between the leading edges of consecutive pulses to the duration of an individual laser pulse) is high enough and between subsequent pulses the laser plasma radiation decreases significantly up to complete extinction (absence of visible and UV radiation). In this case, the average power deposited in the laser plasma is significantly reduced, as well as the influence of the thermal lens - as a result, the pulsed brightness of the radiation, as found by the authors, increases by several times, primarily in the ultraviolet region of the spectrum.
Минимальная длительность отдельного лазерного импульса D/v (D - поперечный размер излучающего объема, v - скорость звука в газе при температуре излучающего объема) установлена авторами экспериментально, при выполнении указанного условия газодинамические возмущения, генерируемые при поглощении энергии лазерного импульса, не приводят к существенным искажениям плотности газа в камере и не нарушают стабильность положения излучающей области лазерной плазмы. Для более коротких лазерных импульсов газодинамические возмущения приводят к существенному изменению положения и яркости излучающей непрерывный спектр области вплоть до отсутствия оптического разряда для некоторых импульсов лазерной накачки.The minimum duration of an individual laser pulse D / v (D is the transverse size of the emitting volume, v is the speed of sound in the gas at the temperature of the emitting volume) was established by the authors experimentally, when this condition is met, the gas-dynamic perturbations generated by the absorption of the laser pulse energy do not lead to significant distortions gas density in the chamber and do not violate the stability of the position of the emitting region of the laser plasma. For shorter laser pulses, gas-dynamic perturbations lead to a significant change in the position and brightness of the region emitting a continuous spectrum, up to the absence of an optical discharge for some laser pulses.
Поскольку в течение отдельного лазерного импульса температура излучающей плазмы меняется (см. ниже), то в приведенной формуле следует использовать скорость звука при той температуре, при которой поглощение лазерного излучения (и тепловыделение) становятся значительными - только тогда могут возникнуть сильные газодинамические возмущения. Это происходит, когда степень ионизации заполняющей камеру газовой смеси становится значительной, соответствующую температуру возможно определить по формуле Саха, для ксенона при давлении масштаба 10 бар это 9-10 кК.Since the temperature of the emitting plasma changes during a single laser pulse (see below), the sound velocity should be used in the above formula at the temperature at which the absorption of laser radiation (and heat generation) become significant - only then can strong gas-dynamic disturbances arise. This occurs when the degree of ionization of the gas mixture filling the chamber becomes significant, the corresponding temperature can be determined by the Saha formula, for xenon at a pressure of 10 bar it is 9-10 kK.
Максимальный промежуток времени между последовательными лазерными импульсами D2/χ определяется условием сохранения достаточно высокой температуры газа в фокальной области возбуждающего оптический разряд лазерного излучения и, соответственно, достаточного начального поглощения лазерной накачки, что обеспечивает возможность генерации лазерной плазмы без дополнительного инициирования. В качестве механизмов охлаждения газа (плазмы) в отсутствие лазерного облучения необходимо указать излучение (самый быстрый механизм охлаждения при температурах выше ~1 эВ (11-12 кК), конвекцию и теплопроводность. Поскольку, как установлено авторами заявляемого изобретения, величина поглощения остается в ряде случаев достаточной для инициирования яркой плазмы при следующем лазерном импульсе даже через десятки и сотни микросекунд после завершения очередного лазерного импульса и при отсуствии излучения видимого и УФ-диапазона (фиг. 2), то допустимый промежуток времени между последующими импульсами может определяться самым медленным из указанных процессов, которым обычно является теплопроводность (см. также ниже). В связи с этим в формуле изобретения указано максимально возможное время между последовательными лазерными импульсами, которое для характерных условий реализации заявляемого технического решения соответствует частоте следования импульсов не менее 400÷500 Гц; конвекционные потоки могут повысить требование к минимальной частоте следования лазерных импульсов до ~1 кГц.The maximum time interval between successive laser pulses D 2 / χ is determined by the condition that a sufficiently high gas temperature is maintained in the focal region of the laser radiation exciting the optical discharge and, accordingly, a sufficient initial absorption of the laser pump is generated, which makes it possible to generate a laser plasma without additional initiation. As the mechanisms of cooling the gas (plasma) in the absence of laser irradiation, it is necessary to indicate radiation (the fastest cooling mechanism at temperatures above ~ 1 eV (11-12 kK), convection and thermal conductivity. Since, as established by the authors of the claimed invention, the absorption value remains in the range there are enough cases to initiate a bright plasma at the next laser pulse, even after tens and hundreds of microseconds after the completion of the next laser pulse and in the absence of visible and UV radiation (Fig. 2), then the tolerable time interval between subsequent pulses can be determined by the slowest of these processes, which is usually thermal conductivity (see also below.) In this regard, the claims indicate the maximum possible time between consecutive laser pulses, which, for the characteristic implementation conditions of the claimed technical solution, corresponds to pulse repetition rate of at least 400 ÷ 500 Hz; convection flows can increase the requirement for the minimum pulse repetition rate to ~ 1 kHz
В предпочтительном варианте реализации заявляемого способа в состав газовой смеси высокого давления входит по меньшей мере один газ из группы: инертные газы (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон), пары ртути, а также водород или азот. Использование высокого давления газовой смеси, как известно, позволяет снизить порог поддержания оптического разряда и повысить его яркость ([3]), а в инертном газе набор энергии и размножение электронов под действием лазерного излучения, что обеспечивает максимальную яркость плазмы, проходит наиболее эффективно.In a preferred embodiment of the inventive method, the high-pressure gas mixture comprises at least one gas from the group: inert gases (helium, neon, argon, krypton, xenon), mercury vapor, and also hydrogen or nitrogen. The use of a high pressure gas mixture, as is known, allows one to lower the threshold for maintaining an optical discharge and increase its brightness ([3]), and in an inert gas the energy accumulation and electron multiplication under the action of laser radiation, which ensures maximum plasma brightness, is most effective.
Как показано авторами настоящего технического решения значительное охлаждение плазмы оптического разряда между последовательными импульсами позволяет, тем не менее, не использовать дополнительную начальную ионизацию перед следующим лазерным импульсом. Однако часть энергии этого последующего импульса затрачивается на подогрев плазмы до максимальной температуры. Чтобы снизить соответствующие затраты энергии лазерного импульса, согласно одному из вариантов реализации заявляемого способа дополнительно к импульсному используется непрерывное лазерное излучение с мощностью, поддерживающей облучаемую импульсами область газа вблизи порога непрерывного оптического разряда. В этом случае температура газа и начальный коэффициент поглощения импульсного лазерного излучения увеличиваются, однако создаваемая непрерывным лазерным излучением тепловая линза остается малой, поскольку тепловыделение в газе вблизи порога оптического разряда достаточно мало. Для реализации такого режима мощность непрерывного лазерного излучения не должна превышать пороговую для непрерывного оптического разряда в используемом газе более чем в 2 раза, предпочтительно не более чем в 1,2 раза.As shown by the authors of this technical solution, significant cooling of the plasma of an optical discharge between successive pulses allows, however, not to use additional initial ionization before the next laser pulse. However, part of the energy of this subsequent pulse is spent on heating the plasma to a maximum temperature. To reduce the corresponding energy consumption of a laser pulse, according to one embodiment of the proposed method, in addition to pulsed, continuous laser radiation is used with a power supporting the gas region irradiated by the pulses near the threshold of a continuous optical discharge. In this case, the gas temperature and the initial absorption coefficient of pulsed laser radiation increase, however, the thermal lens created by continuous laser radiation remains small, since the heat generation in the gas near the threshold of the optical discharge is quite small. To implement this mode, the power of continuous laser radiation should not exceed the threshold for a continuous optical discharge in the gas used by more than 2 times, preferably not more than 1.2 times.
Кроме того, в указанном варианте, очевидно, фокальная область импульсно-периодического лазерного луча должна по существу совпадать с областью непрерывного оптического разряда, поддерживаемого непрерывным лазерным излучением, предпочтительно с областью максимальной яркости (температуры) непрерывного оптического разряда.In addition, in this embodiment, obviously, the focal region of the repetitively pulsed laser beam should substantially coincide with the region of the continuous optical discharge supported by the continuous laser radiation, preferably with the region of maximum brightness (temperature) of the continuous optical discharge.
Режим облучения, когда для генерации яркого широкополосного излучения одновременно используется облучение газовой смеси высокого давления сфокусированным непрерывным лазерным излучением с мощностью вблизи порога непрерывного оптического разряда и импульсно-периодическим лазерным излучением со скважностью существенно превышающей 1, может быть реализован и с одним лазерным источником, который на фоне непрерывного излучения генерирует импульсы с мощностью, превышающей мощность непрерывного излучения.The irradiation mode, when the high-pressure gas mixture is simultaneously used to generate bright broadband radiation by focused continuous laser radiation with a power near the threshold of a continuous optical discharge and pulsed-periodic laser radiation with a duty cycle substantially greater than 1, can be realized with one laser source, which background of continuous radiation generates pulses with a power exceeding the power of continuous radiation.
В указанном варианте длина волны непрерывного и импульсно-периодического лазеров совпадает и упрощается реализация совмещения их фокальных областей. Однако возможен также режим, когда длины волн непрерывного и импульсно-периодического лазеров различаются и, в частности, длина волны непрерывного лазера соответствует максимальному (высокому) коэффициенту поглощения нагретым газом облучающего излучения. В последнем варианте реализации заявляемого технического решения упрощаются требования к мощности и расходимости излучения непрерывного лазера, что может снизить его цену и стоимость генерации яркого широкополосного излучения в целом; снижение цены без ухудшения качественных параметров источника такого излучения вероятно для типичной ситуации, когда стоимость непрерывного лазера со сравнительно низким качеством излучения (в том числе диодного лазера) значительно ниже стоимости импульсно-периодического лазера той же средней мощности с высоким качеством излучения (низкой расходимостью).In the indicated embodiment, the wavelength of cw and pulsed-periodic lasers coincides and the realization of combining their focal regions is simplified. However, it is also possible that the wavelengths of cw and pulsed-periodic lasers differ and, in particular, the cw laser wavelength corresponds to the maximum (high) absorption coefficient of the irradiated radiation by the heated gas. In the latter embodiment, the implementation of the proposed technical solution simplifies the requirements for the power and divergence of the radiation of a continuous laser, which can reduce its price and the cost of generating bright broadband radiation in general; a reduction in price without deterioration in the quality parameters of the source of such radiation is likely for a typical situation when the cost of a cw laser with a relatively low radiation quality (including a diode laser) is significantly lower than the cost of a pulse-periodic laser of the same average power with high radiation quality (low divergence).
Высокий коэффициент поглощения лазерного излучения при температурах, недостаточных для реализации тормозного механизма поглощения электронами плазмы разряда (именно этот механизм является основным во время генерации широкополосного излучения на стадии яркого свечения разряда), как установлено авторами, может быть обеспечен, в том числе, если лазерное излучение имеет длину волны, близкую к длине волны поглощения разрешенного электронного перехода из метастабильного или резонансного состояния по меньшей мере одного из содержащихся в камере газов. Такая возможность реализуется, прежде всего, если облучаемая газовая смесь представляет собой смесь инертных газов (или представляет собой инертный газ при высоком давлении) и обусловлена тремя обстоятельствами:A high absorption coefficient of laser radiation at temperatures insufficient to realize the inhibitory mechanism of absorption by the discharge plasma electrons (this is the main mechanism during the generation of broadband radiation at the stage of bright discharge glow), as established by the authors, can be provided, including if laser radiation has a wavelength close to the absorption wavelength of the allowed electronic transition from the metastable or resonant state of at least one of the gas chamber. This possibility is realized, first of all, if the irradiated gas mixture is a mixture of inert gases (or is an inert gas at high pressure) and is due to three circumstances:
- сечение поглощения на резонансном переходе или вблизи него велико и даже при высоком давлении и температуре газа (то есть при значительном уширении перехода)- the absorption cross section at or near the resonant transition is large and even at high pressure and gas temperature (i.e., with a significant broadening of the transition)
может составлять ~10-15 см2; величина сечения именно такого масштаба реализуется для разрешенных s-p переходов в ксеноне и аргоне с длиной волны около 1 мкм, если длина волны лазерного излучения отличается от резонансной для соответствующего перехода на 5-7-10 нм - именно такова ситуация при использовании диодных лазеров с длиной волны в диапазоне 970-980 нм (в ксеноне есть сильная линия поглощения 980,0 нм с 6s-уровня энергией 8,31 эВ, у криптона - сильная линия поглощения 975,2 нм с 5s-уровня энергией 10,03 эВ, у аргона - 978,5 нм с энергией поглощающего 4s-уровня 11,83 эВ). Заметим также, что в ксеноне есть достаточно сильная линия поглощения 1083,8 нм с 6s-уровня энергией 8,44 эВ, поглощение в крыле этой линии может быть существенным при облучении ксенона излучением иттербиевого волоконного лазера с характерной длиной волны 1070 нм (возможно изменение длины волны такого лазера в пределах 1040-1090 нм), при достаточной ширине линии генерации необходимо также учитывать поглощение в крыле линии ксенона с длиной волны ≈1053 нм;may be ~ 10 -15 cm 2 ; the cross section of precisely this scale is realized for allowed sp transitions in xenon and argon with a wavelength of about 1 μm, if the wavelength of the laser radiation differs from the resonance for the corresponding transition by 5-7-10 nm - this is exactly the situation when using diode lasers with a wavelength in the range of 970-980 nm (in xenon there is a strong absorption line of 980.0 nm with a 6s level of energy of 8.31 eV, krypton has a strong absorption line of 975.2 nm with a 5s level of energy of 10.03 eV, in argon - 978.5 nm with an energy of the absorbing 4s level of 11.83 eV). We also note that in xenon there is a fairly strong absorption line of 1083.8 nm with a 6s level of energy of 8.44 eV, the absorption in the wing of this line can be significant when xenon is irradiated with a ytterbium fiber laser with a characteristic wavelength of 1070 nm (a change in length is possible waves of such a laser within 1040-1090 nm), with a sufficient generation line width, it is also necessary to take into account the absorption in the wing of a xenon line with a wavelength of ≈1053 nm;
- значительная равновесная заселенность соответствующих возбужденных состояний, обеспечивающая достаточный уровень начального поглощения импульсного лазерного излучения, реализуется при температуре, при которой концентрация электронов и тормозное поглощение незначительны. Например, в ксеноне при температуре газа 8 кК и концентрации частиц 2,7*1019 см-3 (давление около 30 бар) начальное поглощение вблизи перехода 980 нм может составить >0,1 см-1, а тормозное поглощение при этой температуре <0.003÷0,005 см-1;- a significant equilibrium population of the corresponding excited states, providing a sufficient level of initial absorption of pulsed laser radiation, is realized at a temperature at which the electron concentration and inhibitory absorption are negligible. For example, in xenon at a gas temperature of 8 kK and a particle concentration of 2.7 * 10 19 cm -3 (pressure about 30 bar), the initial absorption near the transition of 980 nm can be> 0.1 cm -1 , and the inhibitory absorption at this temperature < 0.003 ÷ 0.005 cm -1 ;
- как установлено авторами, высокая концентрация низколежащих возбужденных s-состояний атомов инертных газов частично «замораживается» при быстром охлаждении газа и превышает равновесную для соответствующей температуры. В результате поглощение лазерного излучения соответствующей длины волны дополнительно заметно увеличивается. Вероятно, это обусловлено тем, что эксимерный распад возбужденных состояний неэффективен при достаточно высоких температурах, поскольку равновесие в реакции R*+2R→R2*+R сдвинуто в сторону атомарных возбужденных состояний (R - атом инертного газа).- as established by the authors, a high concentration of low-lying excited s-states of inert gas atoms partially “freezes” when the gas is rapidly cooled and exceeds the equilibrium value for the corresponding temperature. As a result, the absorption of laser radiation of the corresponding wavelength further increases markedly. This is probably due to the fact that the excimer decay of excited states is ineffective at sufficiently high temperatures, since the equilibrium in the reaction R * + 2R → R 2 * + R is shifted towards atomic excited states (R is an inert gas atom).
Как указывалось выше, конвекция является одним из основных механизмов отвода тепла из области оптического разряда. Минимизировать ее влияние на неоднородность плотности газа в облучаемой лазерным излучением камере возможно тогда, когда лазерный луч располагается соосно с направлением конвективных потоков, которые являются по существу вертикальными. В связи с этим в предпочтительном варианте реализации заявляемого технического решения оптическую ось сфокусированного импульсно-периодического лазерного излучения, освещающего камеру с газом высокого давления, устанавливают по существу вертикальной; при этом целесообразно, чтобы направление лазерного излучения было по существу противоположно направлению силы тяжести, то есть совпадало с направлением конвективного потока.As indicated above, convection is one of the main mechanisms of heat removal from the region of the optical discharge. It is possible to minimize its effect on the inhomogeneity of gas density in the chamber irradiated with laser radiation when the laser beam is aligned with the direction of convective flows, which are essentially vertical. In this regard, in a preferred embodiment of the claimed technical solution, the optical axis of the focused pulsed-periodic laser radiation illuminating the chamber with the high-pressure gas is set essentially vertical; it is advisable that the direction of the laser radiation be essentially opposite to the direction of gravity, that is, coincide with the direction of convective flow.
Далее изобретение поясняется с помощью примера, которыми изобретение однако не ограничено, со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах показаны:The invention is further illustrated by way of example, to which the invention is, however, not limited, with reference to the accompanying drawings. The drawings show:
Фиг. 1: сопоставление спектральной яркости лазерной плазмы, генерируемой источниками компании Energetiq (EQ-99, EQ-1500), а также ксеноновой и дейтериевой дуговых ламп, единица измерения мВт/(мм2*нм*ср).FIG. 1: comparison of the spectral brightness of the laser plasma generated by Energetiq sources (EQ-99, EQ-1500), as well as xenon and deuterium arc lamps, unit of measure mW / (mm 2 * nm * sr).
Фиг. 2: последовательные фотографии источника импульсно-периодического широкополосного излучения оптического разряда в ксеноне давлением ≈13 атм при частоте съемки 20 тыс. кадров в секунду, длительность отдельного лазерного импульса около 200 мкс, промежуток времени между последовательными импульсами 170 мкс (частота следования лазерных импульсов 2,7 кГц); пиковая мощность иттербиевого волоконного лазера 300 Вт.FIG. 2: sequential photographs of a source of repetitively pulsed broadband radiation of an optical discharge in xenon with a pressure of ≈13 atm at a recording frequency of 20 thousand frames per second, the duration of an individual laser pulse is about 200 μs, the time interval between successive pulses is 170 μs (laser
Фиг. 3: сопоставление спектральной яркости источника согласно прототипу при облучении лампы с ксеноном высокого давления непрерывным лазерным излучением мощностью 230 Вт (кривая синего цвета) и источника согласно заявляемому техническому решению при облучении импульсно-периодическим излучением со средней мощностью 145 Вт (максимальная импульсная мощность 275 Вт, кривая красного цвета), условиях фокусировки излучения одинаковы.FIG. 3: comparison of the spectral brightness of the source according to the prototype when irradiating a lamp with high-pressure xenon with continuous laser radiation with a power of 230 W (blue curve) and a source according to the claimed technical solution when irradiating with periodic repetitive radiation with an average power of 145 W (maximum pulse power of 275 W, red curve), the radiation focusing conditions are the same.
Способ согласно заявляемому техническому решению может быть реализован, например, следующим образом. В заполненную ксеноном лампу высокого давления ДКсШ-150 с колбой (камерой) из кварцевого стекла линзой с фокусным расстоянием F=3 см фокусируется излучение волоконного лазера на длине волны 1070 нм (ширина линии генерации по полувысоте около 4,5 нм), который может работать как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах. Предварительная ионизация в газе создается дуговым разрядом, через несколько секунд включается лазер и затем дуговой разряд отключается. Оптический разряд стабильно «горит» как при облучении непрерывным лазерным излучением (аналогично прототипу), так и при облучении импульсно-периодическим излучением с частотой до 3 кГц (фиг. 2).The method according to the claimed technical solution can be implemented, for example, as follows. In a DKsSh-150 high-pressure lamp filled with xenon with a bulb (camera) made of quartz glass, a lens with a focal length of F = 3 cm focuses the radiation of a fiber laser at a wavelength of 1070 nm (half-height generation line width about 4.5 nm), which can work both in continuous and in pulse-periodic modes. The preliminary ionization in the gas is created by an arc discharge, after a few seconds the laser is turned on and then the arc discharge is turned off. The optical discharge stably "burns" both when irradiated with continuous laser radiation (similar to the prototype), and when irradiated with pulse-periodic radiation with a frequency of up to 3 kHz (Fig. 2).
Спектральная яркость широкополосного оптического излучения в импульсно-периодическом режиме существенно, особенно в ультрафиолетовом диапазоне, превосходит в течение значительной доли длительности лазерного импульса яркость источника согласно прототипу: при отличии лазерной мощности в 1,20 раз спектральная яркость на λ≈300 нм в импульсно-периодическом режиме выше в 2,15 раза, выигрыш в заявляемом нами способе еще больше при уменьшении длины волны генерируемого плазмой излучения. Заметим, что на фиг. 3 приведена усредненная по лазерному импульсу спектральная яркость плазмы, а в «пике» различие еще значительно больше и в ультрафиолетовой области может составлять 5-10 раз при импульсной мощности согласно заявляемому изобретению сопоставимой с мощностью непрерывного лазера согласно прототипу и одинаковых условиях фокусировки. При этом длительность такого ультраяркого «пика» спектральной яркости согласно заявляемому техническому решению составляет 5-10 мкс и более, что достаточно для подавляющего большинства приложений с оптоэлектронной регистрацией сигнала.The spectral brightness of the broadband optical radiation in a pulse-periodic mode significantly, especially in the ultraviolet range, exceeds for a significant fraction of the duration of the laser pulse the source brightness according to the prototype: when the laser power differs by 1.20 times, the spectral brightness at λ≈300 nm in the pulse-periodic the mode is 2.15 times higher, the gain in our claimed method is even greater when the wavelength of the radiation generated by the plasma is reduced. Note that in FIG. 3 shows the spectral brightness of the plasma averaged over the laser pulse, and in the “peak” the difference is even larger in the ultraviolet region can be 5-10 times at the pulsed power according to the claimed invention comparable to the power of a cw laser according to the prototype and the same focusing conditions. Moreover, the duration of such an ultra-bright “peak” of spectral brightness according to the claimed technical solution is 5-10 μs or more, which is sufficient for the vast majority of applications with optoelectronic signal registration.
Таким образом, источник согласно заявляемому способу обеспечивает существенно большую спектральную яркость широкополосного оптического излучения при меньшей средней мощности лазера даже при том, что каждый лазерный импульс дополнительно подогревает плазму разряда. При одной и той же мощности лазерного импульса и мощности непрерывного лазерного излучения яркость импульсного излучения «в пике» существенно выше при значительно меньшей средней мощности лазера.Thus, the source according to the claimed method provides a significantly higher spectral brightness of the broadband optical radiation at a lower average laser power even though each laser pulse additionally heats the discharge plasma. At the same laser pulse power and continuous laser radiation power, the “peak” brightness of the pulsed radiation is significantly higher at a significantly lower average laser power.
Далее, работа в импульсно-периодическом режиме с промежутками времени между последовательными лазерными импульсами десятки микросекунд и более не требует, как обнаружено авторами, регулярного включения источника предварительной ионизации, что обеспечивает ресурс не менее, чем в прототипе и даже больший, поскольку средняя мощность коротковолнового излучения может быть заметно ниже, чем в прототипе, а именно доза коротковолнового излучения в отсутствие эрозии электродов определяет ресурс источника с лазерной генерацией плазмы (ресурс пропускающей излучение оптики). Несмотря на имульсно-периодический режим работы на достаточно высокой частоте вплоть до 10 кГц и более, как установлено авторами, положение импульсно-периодического оптического разряда и его спектральные характеристики стабильны с достаточно высокой для приложений точностью.Further, operation in a pulse-periodic mode with time intervals between consecutive laser pulses of tens of microseconds and more does not require, as the authors have discovered, to turn on a pre-ionization source regularly, which provides a resource not less than in the prototype and even greater, since the average short-wave radiation power may be noticeably lower than in the prototype, namely, the dose of short-wave radiation in the absence of electrode erosion determines the resource of the source with laser plasma generation (resource radiation transmitting optics). Despite the pulse-periodic mode of operation at a sufficiently high frequency up to 10 kHz and more, as established by the authors, the position of the pulse-periodic optical discharge and its spectral characteristics are stable with high accuracy for applications.
Генерация импульсов широкополосного оптического излучения с длительностью отдельного светового импульса в микросекундном диапазоне (и более) позволяет при использовании оптоэлектронных приемников обеспечить чувствительность не ниже, чем для непрерывного излучения. Это обстоятельство вместе с возможностью генерации яркого излучения на высокой частоте позволяет в большинстве приложений эффективно заменить источники непрерывного излучения согласно прототипу. Таким образом, техническим результатом заявляемого изобретения является значительное увеличение спектральной яркости широкополосного источника света без снижения его ресурса, без увеличения средней мощности используемого лазера (лазеров) при сохранении подавляющего большинства возможных применений такого источника.The generation of pulses of broadband optical radiation with a duration of a single light pulse in the microsecond range (or more) allows using optoelectronic receivers to provide a sensitivity no lower than for continuous radiation. This fact, together with the possibility of generating bright radiation at a high frequency, allows in most applications to effectively replace sources of continuous radiation according to the prototype. Thus, the technical result of the claimed invention is a significant increase in the spectral brightness of a broadband light source without reducing its resource, without increasing the average power of the used laser (s) while maintaining the vast majority of possible applications of such a source.
Известны ультраяркие источники широкополосного импульсно-периодического излучения на базе импульсных ксеноновых ламп высокого давления производства, например компании Hamamatsu Photonics К.К. (Япония), см. описание на сайте компании http://www.hamamatsu.com/us/en/product/category/1001/3024/L11317/index.html. Однако частота следования импульсов таких ламп не превышает 200-400 Гц (у большинства ламп частота повторения импульсов еще ниже), что недостаточно для многих приложений, а ресурс таких ламп на указанной частоте не превышает ~300 часов.Known ultra-bright sources of broadband pulse-periodic radiation based on high-pressure pulsed xenon lamps produced, for example, Hamamatsu Photonics K.K. (Japan), see the description on the company's website http://www.hamamatsu.com/us/en/product/category/1001/3024/L11317/index.html. However, the pulse repetition rate of such lamps does not exceed 200-400 Hz (for most lamps, the pulse repetition rate is even lower), which is insufficient for many applications, and the life of such lamps at the indicated frequency does not exceed ~ 300 hours.
Ультраяркий импульсно-периодический источник широкополосного излучения согласно заявляемому способу позволяет реализовать в 10-30 (до 100) раз большую частоту следования световых импульсов при в 30-100 раз большем ресурсе работы соответствующего источника (ресурс работы современных лазеров и лазерных диодов составляет менее 50 тыс. часов). При меньшей средней мощности возбуждающего оптический разряд лазера он превышает яркость прототипа в несколько раз, генерируя при этом световые импульсы достаточной для большинства приложений длительности и частоты при не меньшем ресурсе работы. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение удовлетворяет критериям «новизна» и «существенные отличия».The ultra-bright pulse-periodic source of broadband radiation according to the claimed method allows to realize 10-30 (up to 100) times greater repetition rate of light pulses with 30-100 times longer operating life of the corresponding source (the operating life of modern lasers and laser diodes is less than 50 thousand hours). At a lower average power of the laser that excites an optical discharge, it exceeds the brightness of the prototype by several times, while generating light pulses of sufficient duration and frequency for most applications with no less work life. This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of "novelty" and "significant differences".
Для удовлетворения каких-либо возможных конкретных требований могут быть выполнены очевидные для квалифицированных специалистов в этой области изменения описанных выше вариантов реализации заявляемого способа генерации широкополосного оптического излучения с высокой яркостью без отклонения от защищаемых формулой изобретения положений. В частности, может использоваться другой материал (не кварцевое стекло) для камеры, в которой находится газовая смесь высокого давления (например, для работы при более высоком давлении в десятки атмосфер); камера может иметь окно из прозрачного в дальнем УФ и ВУФ материала (MgF2 и пр.) для лучшего вывода коротковолнового излучения. Далее, фокусировка лазерного излучения может осуществляться не только линзой, но и более сложными оптическими элементами (например, внеосевым параболоидом) или оптическими системами с различной числовой апертурой, формирующей соотношение между диаметром и длиной (вдоль оси лазера) излучающей области плазмы; то же относится и к конкретной реализации вывода излучения плазмы из заполненной газом камеры, включая применение световодов. В оптической схеме формирования оптического разряда возможно также использование блокаторов лазерного луча, прошедшего оптический разряд без поглощения, а также системы возврата и повторной фокусировки этого лазерного излучения для дополнительного вклада лазерной энергии в плазму. Предварительная ионизация газа может осуществляться как источником, расположенным внутри камеры (аналогично приведенному примеру реализации заявляемого способа), так и внешним источником, например мощным импульсным лазером (аналогично [4]). Для облучения газа могут использоваться волоконные лазеры, диодные лазеры, газовые лазеры (например, CO2-лазеры) и т.д. с разной длиной волны, в том числе с учетом того хорошо известного специалистам обстоятельства, что порог генерации оптического разряда и коэффициент поглощения излучения в развитом оптическом разряде с высокой концентрацией электронов существенно зависит от длины волны лазера (в первом приближении ~λ-2).To meet any possible specific requirements, changes obvious to those skilled in the art can be made to the above described embodiments of the inventive method for generating broadband optical radiation with high brightness without deviating from the provisions protected by the claims. In particular, another material (not silica glass) can be used for the chamber in which the high-pressure gas mixture is located (for example, to operate at a higher pressure of tens of atmospheres); the camera may have a window made of a material that is transparent in the far UV and VUV (MgF 2 , etc.) for better output of short-wave radiation. Further, focusing of laser radiation can be carried out not only by the lens, but also by more complex optical elements (for example, an off-axis paraboloid) or optical systems with different numerical apertures that form the ratio between the diameter and length (along the laser axis) of the emitting plasma region; the same applies to the specific implementation of the output of plasma radiation from a gas-filled chamber, including the use of optical fibers. In the optical scheme for forming an optical discharge, it is also possible to use blockers of a laser beam that has passed through an optical discharge without absorption, as well as a system for returning and re-focusing this laser radiation for an additional contribution of laser energy to the plasma. Preliminary ionization of the gas can be carried out both by a source located inside the chamber (similar to the example of the implementation of the proposed method), and by an external source, for example, a powerful pulsed laser (similar to [4]). Fiber lasers, diode lasers, gas lasers (e.g., CO 2 lasers), etc. can be used to irradiate the gas. with different wavelengths, including taking into account the fact well-known to specialists that the threshold for generating an optical discharge and the absorption coefficient of radiation in a developed optical discharge with a high electron concentration substantially depends on the laser wavelength (to a first approximation ~ λ -2 ).
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014133807/28A RU2571433C1 (en) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | Method of generating broadband high-brightness optical radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014133807/28A RU2571433C1 (en) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | Method of generating broadband high-brightness optical radiation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2571433C1 true RU2571433C1 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=54871355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014133807/28A RU2571433C1 (en) | 2014-08-18 | 2014-08-18 | Method of generating broadband high-brightness optical radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2571433C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019021432A (en) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | ウシオ電機株式会社 | Laser driving light source device |
| RU2680143C2 (en) * | 2016-03-11 | 2019-02-18 | Игорь Георгиевич Рудой | Method of generating broadband high-brightness optical radiation |
| RU2732999C1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН" | Laser-pumped light source and plasma ignition method |
| RU2734111C1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-10-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Method of preventing oscillations of optical discharge |
| RU2738462C1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Device and method for elimination of optical discharge instabilities |
| RU2738463C1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Device and method for disposal of optical discharge instabilities |
| WO2022029187A1 (en) | 2020-08-06 | 2022-02-10 | Rnd-Isan, Ltd | High-brightness laser-pumped plasma light source and method for reducing aberrations |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6275565B1 (en) * | 1999-03-31 | 2001-08-14 | Agency Of Industrial Science And Technology | Laser plasma light source and method of generating radiation using the same |
| RU2250530C2 (en) * | 2003-06-25 | 2005-04-20 | Институт проблем механики Российской Академии наук | Laser-plasma ion and radiation source |
| US7435982B2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-10-14 | Energetiq Technology, Inc. | Laser-driven light source |
-
2014
- 2014-08-18 RU RU2014133807/28A patent/RU2571433C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6275565B1 (en) * | 1999-03-31 | 2001-08-14 | Agency Of Industrial Science And Technology | Laser plasma light source and method of generating radiation using the same |
| RU2250530C2 (en) * | 2003-06-25 | 2005-04-20 | Институт проблем механики Российской Академии наук | Laser-plasma ion and radiation source |
| US7435982B2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-10-14 | Energetiq Technology, Inc. | Laser-driven light source |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2680143C2 (en) * | 2016-03-11 | 2019-02-18 | Игорь Георгиевич Рудой | Method of generating broadband high-brightness optical radiation |
| JP2019021432A (en) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | ウシオ電機株式会社 | Laser driving light source device |
| RU2732999C1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-09-28 | Общество с ограниченной ответственностью "РнД-ИСАН" | Laser-pumped light source and plasma ignition method |
| RU2734111C1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-10-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Method of preventing oscillations of optical discharge |
| RU2738462C1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Device and method for elimination of optical discharge instabilities |
| RU2738463C1 (en) * | 2020-06-08 | 2020-12-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук (ИПМех РАН) | Device and method for disposal of optical discharge instabilities |
| WO2022029187A1 (en) | 2020-08-06 | 2022-02-10 | Rnd-Isan, Ltd | High-brightness laser-pumped plasma light source and method for reducing aberrations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2571433C1 (en) | Method of generating broadband high-brightness optical radiation | |
| US9576785B2 (en) | Electrodeless single CW laser driven xenon lamp | |
| JP6739347B2 (en) | System and method for transverse pumping of a laser-sustained plasma | |
| TWI728114B (en) | System and plasma lamp for forming laser-sustained plasma and method for generating laser-sustained plasma radiation | |
| RU2680143C2 (en) | Method of generating broadband high-brightness optical radiation | |
| Reagan et al. | Enhanced high-order harmonic generation from Xe, Kr, and Ar in a capillary discharge | |
| US8506342B2 (en) | High brightness excimer lamp | |
| KR102075625B1 (en) | A Method for stabilizing a plasma and an improved ionization chamber | |
| RU157892U1 (en) | HIGH-BRIGHT BROADBAND OPTICAL RADIATION SOURCE | |
| Stiel et al. | EUV-emission of xenon clusters excited by a high-repetition-rate burst-mode laser | |
| Malinina et al. | Optical characteristics and plasma parameters of the gas-discharge radiator based on a mixture of cadmium diiodide vapor and helium | |
| Rudoy et al. | Xenon plasma sustained by pulse-periodic laser radiation | |
| WO2016148608A1 (en) | Source of broadband optical radiation with high brightness | |
| Willi et al. | Relativistic laser propagation through underdense and overdense plasmas | |
| Malinina et al. | Optical characteristics of a gas discharge radiator of orange-red spectral range | |
| Lin | Study of memory effect in an Atmospheric Pressure Townsend Discharge in the mixture N2-O2 using laser induced fluorescence | |
| Higashiguchi et al. | Dynamics of the discharge-pumped vacuum ultraviolet Kr/sub 2//sup*/laser | |
| Wu et al. | Intense spontaneous amplified emission of Li 2 diffuse violet bands in the 4400 Å region | |
| Hemani et al. | Technical design report of EMPULSE | |
| Kartashov et al. | Filament-Initiated Lasing in Neutral Molecular Nitrogen | |
| JP2023539424A (en) | Laser-excited plasma light source and light generation method | |
| Wang et al. | Generation of megaelectronvolt electron beams by an ultrashort (< 30 fs), intense laser pulse | |
| Lutz et al. | Optimization of the excitation characteristics of a flashlamp-pumped titanium sapphire laser | |
| RU2557328C2 (en) | Multielement radiator based on metal vapours and compounds thereof | |
| JP2021141037A (en) | Laser-excited plasma light source and method for plasma ignition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170819 |