Выводы

1. Впервые в одном эксперименте измерены значения энергетического порога оптической стойкости к воздействию излучения импульсного CO₂- лазера для большинства практически применимых материалов, прозрачных на длине волны генерации.

2. Для всех исследовавшихся монокристаллов предельно возможным значением плотности энергии лазерного излучения, при которой оптический элемент из этого материала может использоваться, является величина порога появления плазменного образования вблизи его поверхности.

3. Воздействие плазмы низкопорогового оптического пробоя воздуха на поверхность хрупких ионных кристаллов приводит к их растрескиванию, а на поверхность пластичных кристаллов - к появлению следов кристаллографического скольжения, то есть пластической деформации. Заметные повреждения плазмой пробоя на поверхности Ge и GaAs не обнаружены.

4. Обнаружены следы радиационного воздействия плазмы низкопорогового оптического пробоя воздуха на исследовавшиеся ионные монокристаллы: в приповерхностном слое NaCl, KCl и KBr наблюдались короткоживущие F- центры, а в AgCl, CsI, КРС-5 и КРС-6 возникали устойчивые следы радиолиза.

5. Разработан и изготовлен фотоприёмник на эффекте фотонного увлечения дырок в германии с перестраиваемыми чувствительностью и временным разрешением.

6. Измерен порог оптического пробоя воздуха в лабораторном помещении на длине волны 10,6 мкм при размере сечения луча ~ 3 ?4 мм², который составляет ~ 200 МВт/см².

7. Экспериментально определены потери при прохождении лазерного

излучения (в диапазоне W_pi = IO⁷ +4?IO⁸Вт/см²) через 13 видов ионных и полупроводниковых кристаллов, прозрачных в области 10 мкм. Выявлены причины возникновения потерь нелинейно возрастающих с увеличением W_Pi.

8. В течение действия переднего фронта импульса поле лазерного излучения инициирует появление в оптическом кристалле горячих неравновесных носителей заряда, поглощающих воздействующее излучение. Эти нелинейные потери экспоненциально растут с уменьшением ширины запрещённой зоны кристалла.

9. При W_pi = 20+50 МВт/см² плазма оптического пробоя воздуха, возникающего около поверхности кристалла, становится столь плотной, что прохождение излучения прекращается, то есть наблюдается эффект отсечки. Время отсечки уменьшается с ростом W_Pi и практически не зависит от свойств материала мишени. Зарегистрированные значения τ_oτcнаходятся в диапазоне 0,2+1,2 мкс.

10. Проведено исследование многократного воздействия сверхпороговым излучением на образцы исследованных материалов. ЩГК выдерживают не более 6+8 импульсов, после чего катастрофически разрушаются. Интенсивность прошедшего через них при этом излучения снижается на 1,5+2 порядка. Пластичные ионные кристаллы не разрушаются катастрофически, но возникшие в них повреждения так же препятствуют прохождению излучения. Наиболее стабильны в этом случае кристаллы германия. Интенсивность прошедшего через них сигнала снижается только вдвое после 5+10 импульсов, а повреждения локализуются в приповерхностном слое.

11. Продемонстрирована принципиальная возможность увеличения предельной пиковой мощности проходящего через оптический элемент излучения за счёт профилирования заднего фронта импульса.