ИСТИНА

Разработан комплекс экспериментальных диагностических методов, позволяющих определять все важнейшие характеристики сверхзвукового потока активной среды газодинамического лазера. Экспериментальные исследования проведены на созданной установке с газодинамическим лазером и комплексом диагностической и измерительной аппаратуры. Реализован способ создания активной среды молекулярного лазера с предельно высокой степенью колебательной неравновесности (отношение колебательной и газовой температур ~10). Это дало возможность экспериментально изучить условия возбуждения 8 новых длинноволновых лазерных переходов в системе уровней связанных мод СО2 и в значительной степени перекрыть линиями генерации перестраиваемого лазера спектральный диапазон 16,4-21,2 мкм. Изученные характеристики этих переходов в различных условиях (селективный и неселективный резонатор, модуляция добротности, оптическая накачка) позволяют провести комплексную диагностику активной среды. Результаты диагностики указывают на близость колебательной функции распределения к Триноровской вплоть до уровней 6-го мультиплета и заметные отличия на вышележащих уровнях. Это означает, что удельный запас колебательной энергии в активной среде такого лазера при ~700 К по крайней мере сравним с запасом обычного СО2-N2 лазера, который достигается при значительно более высокой колебательной температуре. В неустойчивом резонаторе быстропроточного лазера существует несколько различных механизмов автоколебательной неустойчивости. Соответствующие им автоколебательные возмущения могут быть классифицированы как релаксационные, краевые пролетные и внутренние пролетные. Моды возмущений существенно различаются по частотам, инкрементам и пространственной структуре. Взаимодействие различных типов мод прояв-ляется в искажениях их пространственных структур, в затягивании и захвате частот, изменении величин инкрементов. Характеристики автоколебаний, изученные в неустойчивом резонаторе, в системах резонатор-усилитель разного типа, а также в разных активных средах (однокомпонентная среда, смесь двух компонент с колебательным обменом), в значительной степени являются схожими, их отличия позволяют в каждом случае глубже понять особенности механизмов раскачки. 4. Автоколебательная неустойчивость приводит к разнообразной динамике генерации в установившемся насыщенном режиме (стационарная генерация, импульсно-периодическая разных видов, хаотическая). Физическими особенностями хаоса в быстро-проточном лазере являются специфический сценарий его развития (предельный цикл - двумерный тор – разрушение тора) и перестройка хаотического аттрактора с изменением его размерности, причем вследствие захвата частотных компонент Фурье-спектра внутри области хаоса может появляться участок с периодической динамикой. В предложенных оптических резонаторных системах быстропроточных лазеров (неустойчивый резонатор с неоднородным возбуждением или с неоднородными потерями, два последовательно расположенных неустойчивых резонатора, устойчивый резонатор с усилителем, неустойчивый резонатор с усилителем) путем изменения одного или нескольких управляющих параметров можно стабилизировать стационарную генерацию или управлять характеристиками автоколебательных режимов в интересах практических применений лазеров данного типа.