ИСЭ СО РАН:  самое важное

 

 В течение 2011 года учеными Института сильноточной электроники получен ряд результатов мирового уровня.

В лаборатории теоретической физики (заведующий д.ф.-м.н. А.В. Козырев) и лаборатории оптических излучений (заведующий д.ф.-м.н. В.Ф. Тарасенко) обоснована возможность реализации эффективного механизма предыонизации воздуха атмосферного давления при его пробое в сильных электрических полях. Давно отмечено, что при приложении высоковольтного импульса большой амплитуды с коротким фронтом в воздухе реализуется объемная форма протекания тока. Ученые ИСЭ впервые показали, что при электрическом пробое в таких условиях атомами кислорода порождаются кванты мягкого рентгеновского излучения кислорода с энергией 525 электрон-вольт, которые могут эффективно инициировать вторичные фотоэлектроны в объеме газа. Сегодня объемные разряды находят применение не только для коммутации коротких мощных электрических импульсов, но и в источниках спонтанного и лазерного оптического излучения.

В лаборатории плазменной эмиссионной электроники (заведующий д.т.н. Н.Н. Коваль) получен результат, весьма важный для современных технологий материалов: впервые продемонстрировано многократное повышение усталостной долговечности сталей при обработке поверхности материала плотным низкоэнергетическим электронным пучком субмиллисекундной длительности. Вскрыты физические механизмы этого явления, заключающиеся в измельчении зеренной структуры, растворении субмикронных и повторном выделении равномерно распределенных наноразмерных частиц. Это позволило увеличить усталостную долговечность образцов аустенитной стали в приблизительно в 3,5 раза, а мартенситной стали – в 2 раза.

В лаборатории высокочастотной электроники (заведующий д.ф.-м.н. В.И. Кошелев) впервые создан многоволновый черенковcкий генератор гигаваттных СВЧ-импульсов с линейно поляризованным выходным излучением. В предложенной конструкции генератора нет традиционно используемого преобразователя поляризации излучения из радиальной в линейную, что позволяет повысить эффективность источника излучения в целом. Применение передвижного дифракционного отражателя без нарушения вакуума позволяет изменять пространственную структуру волнового пучка, что удобно использовать при облучении объектов.

В лаборатории газовых лазеров (заведующий д.ф.-м.н. В.Ф. Лосев) в 2011 году два крупных достижения. Во-первых, разработан и создан уникальный опытный образец компактного ультрафиолетового излучателя. Электроразрядная криптон-фтор лазерная система позволяет получить высококачественный пучок с перестройкой длины волны без изменения энергетических параметров излучения. Достигнуты рекордные для данного класса лазеров значения энергии выходного излучения на краю контура усиления.

В этой же лаборатории в 2011 году запущена мультитераваттная гибридная лазерная система THL-100. Это масштабная электрофизическая установка. Система реализована на основе созданного в 2010 году уникального выходного оконечного усилителя фемтосекундных лазерных импульсов с газовой активной средой ксенон-фтор с накачкой ультрафиолетовым излучением, возбуждаемым в ксеноне сильноточным пучком электронов, и твердотельного титан-сапфирового стартового комплекса «Старт-480М». В результате осуществленной компрессии пикосекундного лазерного импульса до длительности 50 фемтосекунд получена пиковая мощность излучения 20 тераватт – для видимой части спектра это мировой рекорд. Качество полученного на выходе системы THL-100 лазерного пучка допускает его фокусировку и достижение экстремально высокой плотности мощности на мишени, 1018—1019  ватт на квадратный сантиметр, которая уже представляет интерес для фундаментальных исследований экстремального воздействия на вещество.

 

Игорь ПЕГЕЛЬ,

д.ф.-м.н., ученый секретарь ИСЭ СО РАН.