А) односторонняя б) двухсторонняя

Разряд по поверхности диэлектрика по сравнению с искровым, обеспечивает большую однородность засветки разрядного промежутка. Кроме того, его можно использовать в качестве плазменных электродов. Существенным его недостатком является то, что со временем диэлектрическая поверхность испаряется, что не только ухудшает условия горения объемного разряда, но уменьшает ресурс работы лазера на одной смеси. В работе [30] исследовалась система предыонизации с помощью скользящего разряда. Лазерная установка с 5-7 см межэлектродным промежутком давала энергию порядка 3 Дж при вкладе энергии в скользящий разряд порядка 25 мДж.

В работе [31] для XeCl-лазеров с различными схемами накачки показано, что предыонизация наиболее эффективна вблизи момента ионизационно-прилипательного равновесия при изменении концентрации электронов на предпробойной стадии разряда.

1.3 Источники предыонизации газа

1.3.1 УФ-предыонизация

Влияние УФ-излучения искры на характер пробоя разрядного проме­жутка отметил еще Герц в 1887 г. В дальнейшем было показано, что предварительная подсветка газового объема уменьшает время развития пробоя, способствует формированию диффузного свечения на начальных этапах развития разряда. С увеличением интенсивности УФ-излучения уменьшается напряженность поля, при которой может возникнуть объемный разряд.

Важное практическое значение имеет вопрос о минимальной плотности электронов предыонизации, необходимой для однородного формирования разряда.

В предельном случае малого количества затравочных электронов происходит независимое развитие порождаемых ими лавин. Известно, что в окрестности отдельной лавины нарастает искажение внешне­го поля полем пространственного заряда, который возникает в ходе ионизационного увеличения концентрации заряженных частиц в лавине. После того как лавина пройдет вдоль поля определенное расстояние и относительное искажение поля достигнет значения порядка единицы, дальнейшая ее эволюция будет носить так называемый стримерный характер, при котором она уже не будет конусообразно расширяться, а будет распространяться в виде канала.

Так же можно отметить, что необходимый для однородного пробоя уровень предыонизации можно снизить, если развитие разряда будет проходить при повышенном напряжении на промежутке, в частности, при более крутом фронте его нарастания. Другая закономерность состоит в том, что в заданных условиях по напряжению при увеличении уровня предыонизации выше значения, когда условие перекрытия лавин уже обеспечено, однородность пробоя продолжает повышаться.

Повышение как начального уровня предыонизации, так и подаваемого на электроды напряжения, или скорость его роста (что увеличивает частоту ионизации), также способствует улучшению однородности развития разряда, обычно нарушаемой объемным зарядом

В настоящее время для создания начальной концентрации электронов в газоразрядном объеме электроразрядных лазеров наиболее часто применяются источники УФ и рентгеновского излучения.

Источники УФ-излучения можно подразделить на две группы:

а) слаботочные - разряды типа коронного или возникающего при зарядке распределенной емкости диэлектрика;

б) сильноточные - такие, как открытая искра или завершенный разряд по поверхности диэлектрика.

Использование более сильноточных источников УФ-излучения в виде ряда сильноточных искр, равномерно распределенных по длине электродов, позволило увеличить энерговклад и удельную энергию лазерного излучения приблизительно на порядок по сравнению с системой, в которой предыонизация осуществлялась коронным разрядом. Распределенность искровых источников (~ 20 шт.), создающих УФ-подсвеку, достигалась установкой сбоку вдоль каждой из сторон электродов с профилем Роговского ряда емкостей.

И в настоящее время именно электроразрядные лазерные системы с искровой сильноточной предыонизацией нашли широкое применение при создании лазеров с апертурой ~ 110 см².

При увеличении межэлектродного расстояния источники УФ излучения следует (во избежание каскадного пробоя) удалять на большое расстояние от основного промежутка. Это резко сказывается на уровне предыонизации при использовании газовых смесей с большим коэффициентом поглощения УФ-излучения. Расположение источников сбоку от электродов ограничивает возможность увеличения и ширины основного разряда, так как в этом случае пробой основного газового промежутка происходит в областях, расположенных наиболее близко к источнику УФ-излучения.

В литературе предложено несколько процессов, объясняющих появление фотоэлектронов в газовом объеме при УФ-облучении -

а) Фотоэмиссия электронов из катода. Работа выхода для многих материалов, из которых изготовляются катоды, как правило, низка, поэтому фотоэмиссия может возникать при такой длине волны ультрафиолетового излучения, когда оно способно глубоко проникать в газ при высоком давлении.

б) Процесс двухступенчатой или многоступенчатой ионизации компонент газовой смеси, при котором на образование одного электрона затрачивается несколько фотонов.

в) Возбуждение атомов или молекул, способных при столкновении

с другими тяжелыми частицами образовывать свободные электроны.

г) Фотоионизация примесей с достаточно низким потенциалом ионизации.