N G Basov's role in the development of excimer lasers: a half-century history from the launch of the first $ Xe_2$ laser at the Lebedev Physical Institute to modern laser systems

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

In a review dedicated to the 100th anniversary of the birth of academician N G Basov, the fate of one of his scientific predictions is traced: obtaining lasing at bound-free transitions of liquid xenon. Launched at the Lebedev Physical Institute (LPI) of the Academy of Sciences of the USSR in 1970, the $ Xe_2$ laser pumped by an electron beam marked a new dimension in laser physics: the advent of high-power excimer lasers generating radiation in the range from visible to vacuum ultraviolet. The main types and excitation methods of excimer lasers and the properties of their gain medium are considered. The most powerful pulsed excimer laser systems designed for laser thermonuclear fusion and amplification of UV multiterawatt ultrashort pulses are described, as well as repetition-rate lasers for applications in medicine, microelectronics, material processing, etc.

Sobre autores

Vladimir Zvorykin

P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: zvorykin@sci.lebedev.ru
Researcher ID: K-4889-2015
Candidate of physico-mathematical sciences, Head Scientist Researcher

Bibliografia

  1. Houtermans F. G., Helv. Phys. Acta, 33 (1960), 933
  2. Basov N. G., “Opening remarks”, Forth Intern. Quantum Electronics Conf. (Phoenix, AZ, April 12-15, 1966), 1966
  3. Басов Н. Г. и др., Краткие сообщения по физике ФИАН, 1970, № 8, 10
  4. Басов Н. Г. и др., Письма в ЖЭТФ, 12 (1970), 473
  5. Koehler H. A. et al., Appl. Phys. Lett., 21 (1972), 198
  6. Gerardo J. M., Johnson A. W., IEEE J. Quantum Electron., 9 (1973), 748
  7. Hoff P. W., Swingle J. C., Rhodes C. K., Appl. Phys. Lett., 23 (1973), 245
  8. Hughes W. M., Shannon J., Hunter R., Appl. Phys. Lett., 24 (1974), 488
  9. Молчанов А. Г., УФН, 106 (1972), 165
  10. Елецкий А. В., УФН, 125 (1978), 279
  11. Лакоба И. С., Яковленко С. И., Квантовая электроника, 7 (1980), 677
  12. Rhodes Ch. K. (Ed.), Excimer Lasers, Springer-Verlag, Berlin, 1979
  13. Смирнов Б. М., УФН, 139 (1983), 53
  14. Молчанов А. Г., Труды ФИАН, 171 (1986), 54
  15. McDaniel E. W., Nighan W. L. (Eds.), Gas Lasers, Academic Press, New York, 1982
  16. Slade P. D., Fournier G. R., Opt. Commun., 29 (1979), 325
  17. Gold M. G., Thrush B. A., Chem. Phys. Lett., 29 (1974), 486
  18. Velazco J. E., Setser D. W., J. Chem. Phys., 62 (1975), 1990
  19. Brau C. A., Ewing J. J., Appl. Phys. Lett., 27 (1975), 435
  20. Ewing J. J., Brau C. A., Appl. Phys. Lett., 27 (1975), 350
  21. Searles S. K., Hart G. A., Appl. Phys. Lett., 27 (1975), 243
  22. Hoffman J. M., Hays A. K., Tisone G. C., Appl. Phys. Lett., 28 (1976), 538
  23. Murray J. R., Powell H. T., Appl. Phys. Lett., 29 (1976), 252
  24. Mangano J. A., Jacob J. H., Appl. Phys. Lett., 27 (1975), 495
  25. Burnham R., Powell F. X., Djeu N., Appl. Phys. Lett., 29 (1976), 30
  26. Wang C. P. et al., Appl. Phys. Lett., 28 (1976), 326
  27. Burnham R., Djeu N., Appl. Phys. Lett., 29 (1976), 707
  28. Sumida S., Obara M., Fujioka T., Appl. Phys. Lett., 33 (1978), 913
  29. Басов Н. Г. и др., Письма в ЖТФ, 11 (1985), 1044
  30. Eden J. G. et al., Appl. Phys. Lett., 35 (1979), 133
  31. Krotz W. et al., Appl. Phys. Lett., 55 (1989), 2265
  32. Adonin A. et al., Laser Part. Beams, 27 (2009), 379
  33. Christensen C. P., Waynant R. W., Appl. Phys. Lett., 41 (1982), 794
  34. Mendelsohn A. J. et al., Appl. Phys. Lett., 38 (1981), 603
  35. Диденко А. Н. и др., Письма в ЖТФ, 12 (1986), 1245
  36. Hill R. M. et al., Appl. Phys. Lett., 34 (1979), 137
  37. Bischel W. K. et al., Appl. Phys. Lett., 34 (1979), 565
  38. Басов Н. Г. и др., Квантовая электроника, 3 (1976), 930
  39. Басов Н. Г. и др., Квантовая электроника, 4 (1977), 2453
  40. Басов Н. Г. и др., Квантовая электроника, 6 (1979), 1074
  41. Schwentner N., Apkarian V. A., Chem. Phys. Lett., 154 (1989), 413
  42. Katz A. I., Feld J., Apkarian V. A., Opt. Lett., 14 (1989), 441
  43. Smiley V. N., Proc. SPIE, 1225 (1990), 2
  44. Rosocha L. A. et al., Laser Part. Beams, 4 (1986), 55
  45. Rosocha L. A. et al., Fusion Technol., 11 (1987), 497
  46. Sullivan J. A., Von Rosenberg C. W. (Jr.), Laser Part. Beams, 4 (1986), 91
  47. Sullivan J. A., Fusion Techol., 11 (1987), 684
  48. Champagne L. F., Dudas A. J., Harris N. W., J. Appl. Phys., 62 (1987), 1567
  49. Walter R. F. et al., Proc. SPIE, 1397 (1990), 71
  50. Muller-Horsche E., Osterlin P., Bastling D., Proc. SPIE, 1225 (1990), 142
  51. Godard B. et al., Conf. on Lasers and Electrooptics CLEO-93 (Baltimore, MD, May 2-7, 1993), CTh1
  52. Zvorykin V. D. et al., Proc. SPIE, 5120 (2003), 223
  53. Zvorykin V. D. et al., Plasma Fusion Res., 8 (2013), 3405046
  54. Zvorykin V. D. et al., Laser Part. Beams, 19 (2001), 609
  55. Zvorykin V. D. et al., Laser Part. Beams, 25 (2007), 435
  56. Ewing J. J. et al., IEEE J. Quantum Electron., 15 (1979), 368
  57. Lowenthal D. D. et al., IEEE J. Quantum Electron., 17 (1981), 1861
  58. Tilleman M. M., Jacob J. H., Appl. Phys. Lett., 50 (1987), 121
  59. Зворыкин В. Д., Лебо И. Г., Розанов В. Б., Краткие сообщения по физике ФИАН, 1997, № 9–10, 20
  60. Зворыкин В. Д. и др., Квантовая электроника, 43 (2013), 332
  61. Betti R. et al., Phys. Rev. Lett., 98 (2007), 155001
  62. Зворыкин В. Д. и др., Квантовая электроника, 43 (2013), 339
  63. Зворыкин В. Д. и др., Физика плазмы, 41 (2015), 125
  64. Zvorykin V. D. et al., Appl. Opt., 53 (2014), I31
  65. Robertson K. L., Avicola K., Proc. SPIE, 1225 (1990), 44
  66. Smith M. J., Trainor D. W., Duzy C., IEEE J. Quantum Electron., 26 (1990), 942
  67. Nicholson B. W. et al., IEEE J. Quantum Electron., 26 (1990), 1285
  68. Swingle J. C. et al., J. Appl. Phys., 52 (1981), 91
  69. Murray J. R. et al., IEEE J. Quantum Electron., 15 (1979), 342
  70. Schlitt L., 2nd IEEE Intern. Pulsed Power Conf. Digest of Papers (Lubbock, Texas. 1979), 269
  71. Bigio I. J., Slatkine M., IEEE J. Quantum Electron., 19 (1983), 1426
  72. Turnur T. P. et al., Proc. SPIE, 1225 (1990), 23
  73. Harris D. B. et al., Fusion Technol., 11 (1987), 705
  74. Hunter A. M., IEEE J. Quantum Electron., 22 (1986), 386
  75. Sviatoslavsky I. N. et al., Fusion Technol., 21 (1992), 1470
  76. Von Rosenberg C. W. (Jr.), Fusion Technol., 21 (1992), 1600
  77. Harris D. B. et al., Laser Part. Beams, 11 (1993), 323
  78. Obenschain S. P. et al., Phys. Plasmas, 3 (1996), 2098
  79. Lehmberg R. H., Goldhar J., Fusion Sci. Technol., 11 (1987), 532
  80. Lehmberg R. H., Schmitt A. J., Bodner S. E., J. Appl. Phys., 62 (1987), 2680
  81. Obenschain S. et al., Appl. Opt., 34 (2015), F103
  82. Deniz A. V., Obenschain S. P., Opt. Commun., 106 (1994), 113
  83. Pronko M. S., IEEE J. Quantum Electron., 30 (1994), 2147
  84. Lehecka T. et al., Opt. Commun., 117 (1995), 485
  85. Deniz A. V. et al., Opt. Commun., 147 (1998), 402
  86. Pawley C. J. et al., Phys. Plasmas, 4 (1997), 1969
  87. Pawley C. J. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 171
  88. Weaver J. L. et al., Phys. Plasmas, 14 (2007), 056316
  89. Karasik M. et al., Phys. Plasmas, 17 (2010), 056317
  90. Aglitskiy Y. et al., Phys. Rev. Lett., 109 (2012), 085001
  91. Weaver J. L. et al., Phys. Plasmas, 20 (2013), 022701
  92. Karasik M. et al., Phys. Rev. Lett., 114 (2015), 085001
  93. Zulick C. et al., Phys. Plasmas, 27 (2020), 072706
  94. Sethian J. D. et al., IEEE Trans. Plasma Sci., 38 (2010), 1690
  95. Bodner S. E., Schmitt A. J., Sethian J. D., High Power Laser Sci. Eng., 1 (2013), 2
  96. Kehne D. M. et al., Rev. Sci. Instrum., 84 (2013), 013509
  97. Igumenshchev I. V. et al., Phys. Rev. Lett., 110 (2013), 145001
  98. Sethian J. D. et al., Fusion, 43 (2003), 1693
  99. Sethian J. D. et al., Proc. IEEE, 92 (2004), 1043
  100. Stamper J. A. et al., Nucl. Fusion, 44 (2004), 745
  101. Myers M. C. et al., Nucl. Fusion, 44 (2004), S247
  102. Obenschain S. P. et al., Phys. Plasmas, 13 (2006), 056320
  103. Schmitt A. J. et al., Fusion Sci. Techol., 56 (2009), 377
  104. Obenschain S. P., Sethian J. D., Schmitt A. J., Fusion Sci. Technol., 56 (2009), 594
  105. Schmitt A. J. et al., Phys. Plasmas, 17 (2010), 042701
  106. Щербаков В. А., Физика плазмы, 9 (1983), 409
  107. Lindl J., Phys. Plasmas, 2 (1995), 3933
  108. Lehmberg R. H., Giuliani J. L., Schmitt A. J., J. Appl. Phys., 106 (2009), 023103
  109. Abu-Shawareb H. et al. (Indirect Drive ICF Collab.), Phys. Rev. Lett., 129 (2022), 075001
  110. Zylstra A. B. et al., Phys. Rev. E, 106 (2022), 025202
  111. National Ignition Facility achieves fusion ignition
  112. Temporal M. et al., High Power Laser Sci. Eng., 2 (2014), e8
  113. Galakhov I. V. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 51
  114. Гаранин С. Г., Крохин О. Н., Вестник РАН, 81 (2011), 495
  115. He X. T. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 57
  116. Zheng W. et al., High Power Laser Sci. Eng., 4 (2016), e21
  117. Gong T. et al., Matter Radiat. Extreems, 4 (2019), 055202
  118. Erlandson A. C. et al., Opt. Mater. Express, 1 (2011), 1341
  119. Edwards C. B., Danson C. N., High Power Laser Sci. Eng., 3 (2015), e4
  120. Suda A., Obara M., Noguchi A., J. Appl. Phys., 60 (1986), 3791
  121. Wolford M. F. et al., High Energy Density Phys., 36 (2020), 100801
  122. Bodner S. E., High Power Laser Sci. Eng., 7 (2019), e63
  123. Obenschain S. P., Philos. Trans. R. Soc. A, 378 (2020), 20200031
  124. Edwards C. B. et al., AIP Conf. Proc., 100 (1983), 59
  125. Barr J. R. M. et al., Opt. Commun., 66 (1988), 127
  126. Partanen J. P., Shaw M. J., J. Opt. Soc. Am. B, 3 (1986), 1374
  127. Shaw M. J. et al., J. Opt. Soc. Am. B, 3 (1986), 1466
  128. Hooker C. J., Lister J. M. D., Rodgers P. A., Opt. Commun., 82 (1991), 497
  129. Shaw M. J. et al., Opt. Lett., 16 (1993), 1320
  130. Shaw M. J., Laser Part. Beams, 9 (1991), 309
  131. Shaw M. J. et al., Laser Part. Beams, 11 (1993), 331
  132. Divall E. J. et al., J. Mod. Opt., 43 (1996), 1025
  133. Shaw M. J. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 209
  134. Foldes I. B., Szatmari S., Laser Part. Beams, 26 (2008), 475
  135. Tabak M. et al., Phys. Plasmas, 1 (1994), 1626
  136. Tabak M. et al., Phys. Plasmas., 12 (2005), 057305
  137. Гуськов С. Ю., Физика плазмы, 39 (2013), 3
  138. Kim Y. P., Hutchinson M. H. R., Appl. Phys. B, 49 (1989), 469
  139. Ross I. N. et al., J. Mod. Opt., 37 (1990), 555
  140. Martin W. E., Winfield R. J., Appl. Opt., 27 (1988), 567
  141. Strickland D., Mourou G., Opt. Commun., 56 (1985), 219
  142. Houliston J. R. et al., Opt. Commun., 104 (1994), 350
  143. Ross I. N. et al., Opt. Commun., 109 (1994), 288
  144. Owadano Y. et al., Laser Part. Beams, 7 (1989), 383
  145. Owadano Y. et al., Laser Part. Beams, 11 (1993), 347
  146. Tanimoto M. et al., Laser Part. Beams, 4 (1986), 71
  147. Tomie T. et al., Laser Part. Beams, 8 (1990), 299
  148. Okuda I. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 377
  149. Owadano Y. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 91
  150. Owadano Y. et al., Inertial Fusion Sciences and Applications 2001, K. A. Tanaka, D. D. Meyerhofer, J Meyer-ter-Vehn, Elsevier, Amsterdam, 2001, 465
  151. Matsumoto Y. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 383
  152. Takahashi E. et al., Fusion Eng. Des., 44 (1999), 133
  153. Ueda K., Laser Part. Beams, 7 (1989), 375
  154. Sasaki A. et al., J. Appl. Phys., 65 (1989), 231
  155. Ueda K. et al., Laser Part. Beams, 11 (1993), 31
  156. Nishioka H. et al., Opt. Lett., 14 (1989), 692
  157. Watanabe S. et al., J. Opt. Soc. Am. B, 6 (1989), 1870
  158. Wang N. et al., Laser Part. Beams, 20 (2002), 119
  159. Shan Y. et al., Laser Part. Beams, 20 (2002), 123
  160. Xiang Y., Proc. SPIE, 6279 (2007), 62795Z
  161. Gao Z., Proc. SPIE, 8796 (2013), 87961R
  162. Zhao X. et al., Proc. SPIE, 9255 (2015), 925523
  163. Zhang Y. et al., Proc. SPIE, 9543 (2015), 95431C
  164. Басов Н. Г. и др., Письма в ЖТФ, 8 (1982), 245
  165. Баранов В. Ю. и др., Письма в ЖТФ, 9 (1983), 201
  166. Бычков Ю. И. и др., Квантовая электроника, 14 (1987), 953
  167. Бычков Ю. И. и др., Письма в ЖТФ, 14 (1988), 566
  168. Абдуллин Э. Н. и др., Квантовая электроника, 20 (1993), 652
  169. Бугаев С. П. и др., Квантовая электроника, 34 (2004), 801
  170. Аристов А. И. и др., Оптика атмосферы и океана, 22 (2009), 1029
  171. Алексеев С. В. и др., Квантовая электроника, 43 (2013), 190
  172. Алексеев С. В. и др., Изв. вузов, 62:11 (2019), 178
  173. Басов Н. Г. и др., Квантовая электроника, 18 (1991), 902
  174. Арланцев С. В. и др., Квантовая электроника, 21 (1994), 241
  175. Basov N. G. et al., J. Sov. Laser Res., 14 (1993), 326
  176. Басов Н. Г. и др., Квантовая электроника, 21 (1994), 15
  177. Zvorykin V. D. et al., Laser Part. Beams, 19 (2001), 609
  178. Zvorykin V. D. et al., Laser Part. Beams, 25 (2007), 435
  179. Зворыкин В. Д., Левченко А. О., Устиновский Н. Н., Квантовая электроника, 40 (2010), 381
  180. McIntyre I. A., Rhodes C. K., J. Appl. Phys., 69 (1991), R1
  181. Luk T. S. et al., Opt. Lett., 14 (1989), 1113
  182. Couairon A., Mysyrowicz A., Phys. Rep., 47 (2007), 441
  183. Smetanin I. V. et al., Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B, 369 (2016), 87
  184. Shutov A. V., Appl. Phys. Lett., 111 (2017), 224104
  185. Shipilo D. E. et al., Opt. Express, 25 (2017), 25386
  186. Zvorykin V. D. et al., J. Opt. Soc. Am. B, 36 (2019), G25
  187. Zvorykin V. D. et al., Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B, 355 (2015), 227
  188. Зворыкин В. Д. и др., Квантовая электроника, 44 (2014), 431
  189. Zvorykin V. D. et al., Laser Phys. Lett., 13 (2016), 125404
  190. Zvorykin V. D. et al., Matter Radiat. Extremes, 5 (2020), 045401
  191. Zvorykin V. D. et al., Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B, 402 (2017), 331
  192. Аскарьян Г. А., Письма в ЖЭТФ, 1 (1965), 18
  193. Зворыкин В. Д. и др., Краткие сообщения по физике ФИАН, 2010, № 2, 49
  194. Zvorykin V. D. et al., Phys. Plasmas, 19 (2012), 033509
  195. Zahnow C. F., Intern. Congress Opt. Sci. Eng. (Humburg, Germany, September, 1988), 1023-09, 56
  196. Walter R. F. et al., Proc. SPIE, 1397 (1990), 71
  197. Wolford M. F. et al., Appl. Phys. Lett., 84 (2004), 326
  198. Hegeler F. et al., Phys. Plasmas, 11 (2004), 5010
  199. Petrov G. M., Giuliani J. L., Dasgupta A., J. Appl. Phys., 91 (2002), 2662
  200. Lehmberg R. H., Giuliani J. L., J. Appl. Phys., 94 (2003), 31
  201. Sethian J. D., IEEE Trans. Plasma Sci., 28 (2000), 1333
  202. Hegeler F. et al., IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul., 18 (2011), 1205
  203. Friedman M. et al., J. Appl. Phys., 95 (2004), 2797
  204. Lu B. et al., J. Fusion Energy, 30 (2011), 453
  205. Lu B. et al., Fusion Eng. Des., 87 (2012), 352
  206. Wolford M. F. et al., Proc. SPIE, 6454 (2007), 645407
  207. Wolford M. F. et al., Opt. Eng., 47 (2008), 104202
  208. Burnham R., Djeu N., Appl. Phys. Lett., 29 (1976), 707
  209. Tillotson J. M., SPIE Intern. Conf. on Lasers' 88 (Lake Tahoe, NV, December 4-9, 1988), H1.2
  210. Борисов В. М. и др., Квантовая электроника, 17 (1990), 164
  211. Баранов В. Ю. и др., Квантовая электроника, 15 (1988), 1712
  212. Heman W. J. W. et al., Proc. SPIE, 1225 (1990), 132
  213. Watanabe S. et al., Intern. Quantum Electronics Conf. CLEO-90/IQEC-90 (Anaheim, Cal, May 24-28, 1990), JMA4
  214. Szatmari S. et al., Opt. Commun., 63 (1987), 305
  215. Nabekawa Y. et al., Opt. Lett., 18 (1993), 1922
  216. Nabekawa Y. et al., Opt. Lett., 21 (1996), 647
  217. Nabekawa Y. et al., Opt. Lett., 26 (2001), 807

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).