Download pdf
We developed an iteration algorithm for open resonator simulation and employed it in studying the dynamics of mode formation. Simulations of an axially symmetrical empty resonator rely on an analytical description of radiation diffraction from a narrow ring. Reflection of an incident wave with a specified amplitude-phase distribution from the mirror is calculated by the Green function method. The process of mode formation is characterized by relaxation oscillations of various frequencies depending on the resonator parameters. The evolution of the relaxation oscillation amplitude can be aperiodic in nature, or it can occur as beats of a different frequency. It has been shown that there is a consistency between the known conditions of paraxial resonance obtained in the approximation of geometric optics and the aperiodic processes of evolution of relaxation oscillation amplitude in mode forming. An investigation has been performed on the factors affecting the time of mode formation. The possibility has been shown for multipass mode suppression and TEM10 mode generation by the use of an absorber mask on the resonator mirror. We developed an iteration algorithm for open resonator simulation and employed it in studying the dynamicsof mode formation. Simulations of an axially symmetrical empty resonator rely on an analyticaldescription of radiation diffraction from a narrow ring. Reflection of an incident wave with a specifiedamplitude-phase distribution from the mirror is calculated by the Green function method. The process ofmode formation is characterized by relaxation oscillations of various frequencies depending on the resonatorparameters. The evolution of the relaxation oscillation amplitude can be aperiodic in nature, or itcan occur as beats of a different frequency. It has been shown that there is a consistency between theknown conditions of paraxial resonance obtained in the approximation of geometric optics and the aperiodicprocesses of evolution of relaxation oscillation amplitude in mode forming. An investigation hasbeen performed on the factors affecting the time of mode formation. The possibility has been shownfor multipass mode suppression and TEM10 mode generation by the use of an absorber mask on the resonator mirror.
1. Introduction
2. Mathematical Model
3. Calculation Results
A. Oscillation Amplitude and Time of Mode Formation
B. Oscillation Period and the Character of Field Amplitude Evolution
C. Laguerre–Gaussian Nonzero Modes
4. Conclusion
Appendix: Wave Reflection from the Round Mirror ofFinite Dimensions
References
Скачать pdf
Настоящая полуаналитическая одномерная модель положительного столба диффузного разряда включает минимум основных процессов, играющих определяющую роль. в разряде, секционированном вдоль по потоку газа.
Теоретическая модель
Результаты расчетов
Результаты экспериментов
Литература
Скачать pdf
Аннотация
На основе принципа минимума диссипации энергии была предсказана высокая эффективность распределения токов в системе перекрещенных электродов. Это обеспечивает стабильный разряд постоянного тока при среднем вкладе мощности до 4Вт/см3 из-за влияния разрядов, находящихся вверх по потоку газа на разряды, расположенные вниз по потоку. Оригинальная система накачки для газоразрядного TE CO2-была испытана в лазере с мощностью излучения 5 кВт. Она включает перекрещенные электроды (20 анодов, 5 катодов), тиристорный инвертор (2.5kHz), систему безбалластных связей секций с инвертором. Предионизатор, установленный вверх по потоку газа, реализует 100кГц разряд через диэлектрические электроды.
Введение
Основы теории
Расчет устойчивости распределения токов
в системе перекрещенных электродов
Экспериментальная установка
Преимущества разработанной системы накачки
Проект мощного лазера с поперечной прокачкой, коаксиальной конструкции с перекрещенными электродами
Литература
Работал у нас в лаборатории инженер беспредельной активности, Василий Степанович. При наборе сотрудников в штат зарубежной фирмы о таких говорят «aggressive, self-started, team player». Был он материально ответственным лицом и очень внимательно следил за поступлением на склад новых приборов и материалов. Было время становления Лазерного центра и такая его деятельность была крайне полезна.
Однажды он сообщил, что на склад поступил хроматограф, кто его заказал неизвестно, не пригодится ли он нам. Я сказал, что пригодится. При работе лазера происходит химическое разложение смеси газов и контроль за эволюцией состава смеси внутри лазера помог бы дальнейшему совершенствованию конструкции.
С чувством удовлетворения за успешно проведенную операцию Василий Степанович принес и с некоторой торжественностью поставил на стол цельную, литую чугунную болванку весом около 10 кг. с двумя отверстиями.
«Вообще-то говоря, — начал я издалека, опасаясь своими смутными подозрениями навсегда заткнуть фонтан инициативы и трудовой активности сотрудника, — мне с хроматографом работать еще не приходилось. Но мои представления о нем, основанные на его предназначении сильно расходятся с этой железякой. Хроматограф ли это?»
«Хроматограф!, — отрезал Василий Степанович, — Я проверил накладную.»
«Ну, хорошо, — пытался я заехать с другой стороны, — а нет ли на него инструкции? В какое, например, из двух отверстий надо газ запускать?»
«Инструкции никакой нет, а куда запускать газ — неважно.» — сделал заключение Василий Степанович, явно намекая на ограниченность моих умственных способностей. Дело в том, что внутреннее устройство «хроматографа» было крайне незамысловатым. Газ, поступивший во входное отверстие по внутреннему сквозному сверлению тут же попадал на выходное отверстие и благополучно покидал прибор.
В конце концов, пришлось отбросить дипломатический этикет и я прямо заявил, что в накладной явная ошибка и это никакой не хроматограф. На этот мой выпад, затронувший честь и профессиональное достоинство Василия Степановича, тот молча поднял прибор и показал его основание. Там явно заводской технологией к чугунной чушке была приклепана фирменная металлическая бирка, на которой было крупно написано «ХРОМАТОГРАФ».
Аргументы иссякли, загадка природы осталась. Болванку поставили на мой письменный стол и каждый день притрагиваясь к ней я думал о превратностях судьбы, о бренности бытия, о том, как много непознанного в мироздании. Желание разгадать тайну не проходило и регулярное общение с железякой превратилось в привычку, подобно перебиранию четок. И все-таки мистическая история закончилась. Однажды я обнаружил-таки на табличке еще одно слово написанное очень мелко, как будто нарочно законспирированное: «завод». Мелкое «завод» и крупное «ХРОМАТОГРАФ» слились в единую смысловую фразу. А эта продукция завода была каким-то перепускным клапаном. Очень похоже, что как раз тонкие и сложные приборы, какими являются хроматографы завод и не выпускал. Слово уж очень красивое, вот и выбрали для названия предприятия.
Приехал как-то в Шатуру Баграташвили Виктор Николаевич, поселился в общежитии. Вообще-то он работал в филиале Лазерного центра в Троицке, известном научном городке в ближнем Подмосковье, но и в Шатуре у Виктора Николаевича были дела и он приехал обсудить текущие проблемы с Гонтарем Владимиром Григорьевичем, уже жившим со своей семьей в Шатуре. Дело было летом и в дружеской беседе неизбежно коснулись и традиционной для Шатуры темы комаров. Виктор Николаевич сообщил, что из нескольких комнат общежития выбрал ту, что находится на 12 этаже. Он дал своему выбору научное обоснование: «Согласно закону Больцмана там наверху комаров должно быть меньше». Но Владимир Григорьевич с этим соображением не согласился. «Конечно, — сказал он, — Троицк, не в пример Шатуре, широко известный научный центр. Наверное, там комары и знают закон Больцмана. Но местные — совершенно необразованы и их одинаково много на всех этажах».
Я возвращался из зарубежной командировки поездом. В Бресте в мое купе подсел попутчик, белорус по национальности. Ехал он до Минска.
Продавщица с большой корзиной громко предлагала воду, пиво, водку, кефир. Почувствовав себя цивилизованным пассажиром международного поезда, сосед решил не отказываться от предлагаемой услуги и купить бутылку минеральной воды. Он достал пачку купюр достоинством по 1000000 каждая. Однако, это почему то не вызвало у продавщицы ни восхищения, ни зависти. Она заметила, что бутылка стоит 22 рубля, а “зайчики” она не берет. Когда выяснилось, что рублей у покупателя нет, она пошла ему навстречу, предложив дать сдачу с долларов или немецких марок. По ее желанию найти компромисс чувствовалось, что ее можно было уговорить на франки, фунты стерлингов и йены. Острая форма аллергии была только на белорусские рубли. Когда и эти варианты оказались нереальными она удалилась со словами: “Ну мужик, тебе не угодишь!”
Я угостил соседа чаем, расплатившись с проводником рублями. А белорус дал мне около 70000 “зайчиков” разными купюрами в коллекцию моему сыну.
[Один российский рубль, в то время, был равен примерно 30000 “зайчикам”. Была проведена деноминация белорусского рубля с зачеркиванием трех нулей, но старые купюры еще действовали. Поэтому “миллионеров” в Белоруссии было еще очень много.]
До перестройки наша страна, действительно, была отгорожена от остального мира «железным занавесом». Выезды за рубеж тщательно регламентировались и контролировались «соответствующими органами». Это касалось и деловых поездок ученых на конференции или по приглашениям. Таких ученых отбирали, проверяли, учили английскому языку, инструктировали и, наконец, выпускали. Процедура долгая, хлопотная, выделяемых лимитов на поездки за рубеж было немного, так что туда ездили одни и те же люди, «попавшие в обойму». Однажды из поездки в Америку вернулся Е.А. Рябов, определенно «выездной», но от коллектива еще не оторвавшийся. В кругу друзей рассказывал о впечатлениях, показывал фотографии. Одна из них привлекла повышенное внимание сотрудников, и они стали ее возбужденно обсуждать. Дело происходило в институте, и Е.А. Рябов понял, что сделал оплошность, показав сотрудникам крамольную фотографию, вызвавшую столь нездоровый интерес. Прослыть инициатором антисоветских настроений никак не входило в планы выездного, законопослушного Е.А. Рябова. Решительно прервав дискуссию, он забрал фотографию. В последний момент и мне удалось рассмотреть «эту порнографию». На фотографии был изображен небольшой частный магазинчик, где продавали фрукты-овощи. Там было такое обилие, от которого у советского человека, привыкшего к картошке с капустой, разбегались глаза. Вот сотрудники и увлеклись распознаванием этих, порой экзотических, неведомых плодов и корнеплодов потеряв бдительность, поддавшись на провокацию.
Самая памятная в моей жизни встреча Нового года была в 1993 г. История началась еще летом. В.С. Голубев предложил мне воспользоваться его приглашением и съездить в Китай поработать в университете. Началась длительная переписка. Меня просили прочитать “детальный систематический курс лекций” на английском языке. Тогда у меня еще не было опыта чтения такого курса даже на русском языке, но выгодные, по тем временам, финансовые условия $300 в месяц заставили согласиться. В то время эта сумма была примерно в 10 раз выше моей зарплаты в институте. Китайцы оплачивали все, включая дорогу, но купить билет в России надо было самому, а уже там, на месте, деньги возвратят. Найти деньги на самолет было абсолютно нереально, и я написал китайцам, что жена, опасаясь за мою жизнь, настаивает на поезде. Но и на поезд денег не было. В банке сказали, что кредиты, вообще говоря, есть, а вот денег на них нет. Я был депутатом местного совета, и только протекция председателя совета помогла получить кредит. Платить за билет надо было не только рублями, часть суммы оплачивалась долларами, которые я занял у старого друга В.Ю.Баранова. Но тут все рухнуло, потому что билетов не было в принципе. Всё скупали “туристские” фирмы, обслуживающие челноков. Не помогли даже связи в местном КГБ. Совершенно случайно обнаружился дальний родственник, способный и согласившийся мне помочь. Он купил билет на самолет на 31 декабря. Времени было потрачено много, откладывать вылет нельзя: заканчивалась виза.
В аэропорту к превышению веса моего багажа отнеслись терпимо. Ведь там были зимние и летние вещи, материалы для лекций, словари и т.д. Удар судьбы ожидал меня в Пекине. Быстро выяснилось, что меня (по недоразумению) никто не встречает. Мой багаж в две руки не помещался. Лекции читать я должен не в Пекине, а за 1000 км от него в г.Ухань. В кармане $50, за которые таксисты готовы отвести меня в центр города. Координат посольства нет, ведь мне и в голову не могло прийти такое.
Помог Саша, молодой человек, прилетевший с женой, Верой, тем же самолетом. Он знал здесь все, включая китайский язык. Мы добрались до самой фешенебельной гостиницы, где у них был заказан номер. Саша с Верой поселились туда как V.I.P. (очень важные персоны), поэтому платили вдвое дешевле обычной оплаты. За свое же поселение я должен был бы заплатить $200. Из номера мы созвонились с университетом г.Ухань, те связались с университетом г.Пекин и за мной приехали. Покормили меня в скромном ресторане, и в новогоднюю ночь я спал в общежитии пекинского университета. Китайцы отмечают Новый год по лунному календарю. Наш Новый год для них праздник второстепенный, но отмечают его невообразимым треском фейерверков и петард на улицах.
Кто такой Саша, мой спаситель? Это оказался сын тогдашнего посла России в США В.Лукина. Саша был членом исполкома партии Травкина, и его хорошо знали в посольстве России в Китае. Я спросил Веру, чем она занимается. «Вообще-то я филолог, — сообщила она, — но сейчас я сопровождаю Сашу, пока он учится в аспирантуре в Англии». Направлялись они с женой в Гонг-Конг читать лекции о (тогдашней) российской политике. Я потом иногда шутил, что чувствую себя в Китае так комфортно, что тоже готов читать лекции о российской политике и на любом языке…
Работая на Тайване в National United University я тесно взаимодействовал с тремя факультетами. Там работали три серьезных, очень занятых и ответственных руководителя. А помогали им три асситентки. С утра до вечера решая массу текущих проблем остаются улыбчивыми, приветливыми, доброжелательными. Отношения у меня с ними прекрасные. Дарил я им какие-то сувениры, гостинцы, приходили они ко мне послушать русскую музыку, посмотреть видеоклипы. И вот они решили сброситься и пригласить меня в ресторан. Совершенно случайно это счастливое событие выпало на 8 марта. Здесь этот праздник знают, но широко не отмечают, поэтому вопрос о цветах и подарках не вставал, тем более, что я собирался сам заплатить за ресторан. Мы были единодушны в выборе ресторана. Это небольшое частное заведение с шармом, где никто из нас еще не бывал, но все обратили на него внимание. Обычно там у входа сидят два барбоса, привлекая посетителей. Один – огромный, белый и очень пушистый, Другой – маленький, короткошестый, черный, косолапый с приплюснутой мордой. С нами увязался и один студент. Он любит фотографировать, неплохо говорит по-английски, часто мне помогает, так что мы с ним друзья. У меня много моих фотографий сделанных им. Художественной ценности они не представляют, но могли бы пригодиться как иллюстрации в учебник по геронтологии.
Несколькими днями раньше «по рекомендации врачей» я купил для себя бутылку французского коньяка. В упаковке был и сюрприз, «мерзавчик» грамм на 50, в точности повторяющий форму большой бутылки. Вот я и решил, оставив бутылку себе, прихватить мерзавчик для компании. Это было встречено с одобрением и воодушевлением. Грамм 15 разлили на четверых, а грамм 35 бухнули в мою рюмку. Когда я выдул свой коньяк за два тоста – все ахнули, изобразив уважение к русскому человеку. Попытки слить остатки из других рюмок в мою я, конечно, пресек. Тогда поступило предложение сбегать в магазин за водкой для меня. Я объяснил, что они меня не так поняли, и отказался. Я рассказал им пару заготовленных историй: про тайваньский национальный праздник и про то, как работал бетономешалкой. Еще я принес динамики от компьютера и подключил к ним свой МР3 плеер, так что публика была вынуждена слушать музыку, которую люблю я, а не наоборот.
Вечер приближался к концу и тут случилось самое невероятное. Мы позвали официантку-хозяку, чтобы расплатиться. Начался какой-то базар на китайском языке. Наши девицы что-то с ней возбужденно обсуждали. Оказывается, хозяйка им сообщила, что платить не нужно, поскольку уже уплачено. На вопрос кто это сделал, она ответила, что этого джентельмена не знает, он приходил раньше и оставил деньги, объяснив, что платит за нашу компанию. Тут она добавила, что он, кстати, оставил свою визитку. Когда она ее показала, возбуждение только возросло, а не утихло. Написано там все было по-китайски, но впечатана фотография владельца. Этот человек был известен всем присутствующим – президент нашего университета.
В контексте всеобщего обсуждения я высказал предложение посетить президента, поблагодарить его за благородный поступок и отдать сдачу. Совершенно нормальное, с позиции цивилизованного человека, предложение породило в головах у китаянок смутные подозрения и все трое вперились в меня взглядами. Мало кто видел в жизни прищурившуюся, мучительно размышляющую, китаянку. Передо мной сидели трое. Неправильно истолковав мою непроизвольную улыбку, девицы стали с подозрением относиться ко всем моим словам и действиям.
«Откуда президент мог узнать о месте и времени нашей встречи?» – спрашивали девицы почему-то меня, а не президента. Я был готов к этому вопросу и отвечал, что случайно его встретил и формально пригласил присоединиться к нашей компании. Он формально отказался, сославшись на занятость. По видимому, он об этом вспомнил, заглянул в ресторан и оставил деньги.
Опять, как часто это бывает со мной, я оказался в ловушке. Взять на себя ответственность за происходящее было бы жестоко. Это возвращало бы всех участников в обыденную скучную реальность, в размеренный детерминизм повседневности. Отрицать свою причастность – глупо, мнение народа было явно не в мою пользу.
Их послушать, так получается, что я разработал и организовал не только это приключение, но и то, когда я работал бетономешалкой и когда самолет приземлился не в тот аэропорт. И все для того, чтобы было интересно и весело.
Я отказался от предложения подвезти меня в университет; до него было минут 15 пешком. Советам и предостережениям не было конца. Все помнили, как я надрался французкого коньяка и опасались за меня. Успокоились только когда, позвонив, убедились, что я уже дома.
Chandy покупает сумку в супермаркете.
Наш институт систематически устраивает международные научные конференции по лазерной тематике. В 2006 году, ее проводили в Болгарии, договорившись с болгарскими коллегами. Директор нашего института включил меня и мою жену в список сотрудников, выезжающих в Болгарию за счет института. Организованно оформили визу, купили билеты. Я решил заодно вначале посетить Бельгию и Германию, где у меня были деловые интересы, куда меня приглашали мои друзья. Тут все вопросы я решал сам и полетел в Бельгию и Германию за свои деньги.
Посетив Гент, Кельн, Дюссельдорф, Хейдельберг, завершив все запланированные мероприятия, из Франкфурта я прилетел в Софию, где и встретился с Люсей и коллегами. Трудная, самостоятельная часть вояжа была позади, и я органически влился в делегацию нашего института.
Время пролетело незаметно и вот уже мы все в аэропорту Софии оформляем билеты на вылет в Москву. Билет жены благополучно зарегистрировали, а со мной возникли какие-то проблемы. «Главный» пояснил: «Поскольку этот билет не был использован по маршруту Москва-София, то компьютер это билет аннулировал и на обратный перелет». Люся сразу расстроилась, не понимая, как теперь ей самой поступать. Тут же нашелся «доброжелатель», вспомнивший аналогичный случай в Америке. У него был «многозвенный» маршрут. По одному звену маршрута он билет не использовал. Ему тогда отказали в использовании этого билета и на следующем участке.
Однако, представительница аэрофлота в Софийском аэропорту, примирительно сказала, что в самолет меня посадит, если будут места. Стало очевидно, что Люсе лучше лететь с остальными, и она прошла на паспортный контроль. Объявили посадку и все потянулись к автобусам. Люся не торопилась, надеясь на мое появление. Тут к ней подошла аспирантка и попросила присмотреть за сумкой отлучившегося сотрудника. Сама она с друзьями прошла через контрольный пункт и села в первый автобус, отъехавший к самолету. Зал опустел.
За посадкой наблюдали «главный» и представительница аэрофлота. Увидев одиноко сидевшую Люсю, они ей сказали, что самолет заполнен, ждать меня нет смысла, и что надо идти в автобус. Люсе не хотелось объяснять им, что она «уже ждет другого мужчину», и она отреагировала пассивно. Служащие, неправильно истолковав ее поведение, пригласили ее в автобус вторично. Люсе ничего не оставалось, как, взяв свои вещи и чужую сумку, пройти в автобус. Последним в автобус вошел директор института, который раздраженно искал аспирантку, уехавшую первым автобусом. Оказывается, в сумке, что была у Люси, остался посадочный талон хозяина сумки и его не пропускают на посадку. Недоразумение разрешилось, и самолет улетел.
Когда выяснилось, что места для меня на этом рейсе нет, я пошел к группе участников нашей конференции, вылетающих в Москву следующим рейсом. Мы, как водится в таких случаях, немедленно выпили. Выяснять отношения в представительство аэрофлота пошли уже все вместе. Компания навеселе устроила демонстрацию с требованием посадить профессора в самолет. Неправильно истолковав происходящее, представительница аэрофлота предположила, что может стать виновницей непоправимой трагедии. Люся от отчаяния не хотела идти в самолет, я с горя напился. Она стала мне рассказывать, что шансы посадить меня на следующий самолет есть, хотя гарантии никакой. Самолет болгарский, а аэрофлот там имеет небольшую квоту. Пообещала, что если ничего не получится и с этим рейсом, она отправит меня на родину через Франкфурт. Ждать определенности надо было пару часов, и наша компания двинулась к выходу. Возникла идея ритуально попрощаться с Болгарией, проехав на такси к собору Александра Невского. С трудом нашли такси, которое смогло взять пять пассажиров с багажом. Полчаса в соборе пролетели незаметно, и мы пошли в соседнее кафе выпить за Александра Невского. В нашей компании были большие знатоки спиртного, и мы пили специальную водку: Тракия, мускатная, 63. На бутылке были замороженные потеки воды, а водка была густой, как сироп. Действительно, вкус ее был необыкновенным.
Вернулись в аэропорт, билет мне оформили. Я был «не в себе» и представительница аэрофлота стала давать мне советы, как прийти в норму. Всей компанией мы прошли все формальности и оказались в зале ожидания перед самой посадкой в самолет. Времени оставалось немного, надо было поторопиться распить пару бутылок вина. Тут уже я мобилизовался пил совсем мало, бегал в туалет, умывался ледяной водой. Вылет самолета задерживался на 2-4-6-10 часов, и разговорам не было конца. К нам присоединились два болгарина, которые угощали нас алкогольными напитками. Их запасы были неисчерпаемы. Бутылка появлялась за бутылкой из их «ручной клади». Оказывается, один из них был руководителем предприятия, выпускающего болгарские алкогольные напитки.
Выяснилось, даже, что он автор рецептуры той водки, что мы пили за Александра Невского. Один из наших сотрудников был большим знатоком алкогольной продукции, достойным собеседником, однако силы свои не рассчитал и полностью отключился. Его отволокли в зал ожидания отсыпаться. Его место занял другой сотрудник, тоже вполне профессионально разбирающийся в этом вопросе и на теоретическом, и на экспериментальном уровне. Кроме того, у него было удивительное хобби: он пел в любительском хоре, который гастролировал в нескольких странах, включая Японию и Болгарию. Дойдя до кондиции, он запел. Громко, красиво, окружающие ему аплодировали. Прекрасно скоротав время, выпив 10 бутылок водки, виски, вина, мы погрузились в самолет только в 1 час ночи. В Москву прилетели ранним утром.