Управление энергетическими и временными характеристиками излучения xecl лазеров и эксиламп

Размещено на http://www.allbest.ru/

Управление энергетическими и временными характеристиками излучения xecl лазеров и эксиламп

ВВЕДЕНИЕ

лазер эксиламп излучение

Эксимерные лазеры имеют высокие мощности излучения в ультрафиолетовой (УФ) области спектра, что приводит к их широкому использованию в различных областях науки, техники медицины, биологии и современных технологий. Энергетические параметры эксимерных лазеров определяются выбором источника накачки, в качестве которых находят применение электронные пучки, несамостоятельные и самостоятельные объемные разряды.

Наибольшее применение нашли эксимерные лазеры на галогенидах инертных газов с возбуждением самостоятельным объемным разрядом и с предварительной ионизацией активной среды. Основные трудности, возникающие при создании эксимерных лазеров с накачкой самостоятельным разрядом, связаны с получением объемного разряда и сохранением его однородности в течение всего времени ввода электрической энергии.

На практике довольно часто необходимо иметь некогерентный, мощный источник УФ излучения, который обладает большой излучающей поверхностью. Для таких целей в последнее время используют газоразрядные излучатели, которые работают на электронно-колебательных переходах эксимерных молекул - эксилампы. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что эти источники могут обладать эмиссионной эффективностью доходящей до 40 %. Существует ряд причин, которые не позволяют получить указанное значение эффективности. В первую очередь это связано с тем, что применение апробированных способов возбуждения эксимерных лазеров, т.е. мощных импульсных электроразрядных воздействий на среду, не всегда перспективны для решения проблемы создания эффективного источника УФ и ВУФ излучения.

В настоящее время имеется довольно много данных по сечениям реакций с участием электронов, полученных как экспериментально, так и теоретически. Это позволяет довольно точно моделировать процессы, происходящие в плазме различного типа разрядов (эксимерные лазеры и эксилампы) и дает возможность проводить теоретические исследования кинетики разрядной плазмы.

Поэтому задача экспериментального и теоретического исследования рабочих характеристик электроразрядных излучателей на основе эксимерных молекул, а также сопоставление этих данных является актуальной и практически важной.

Общая характеристика работы

Связь работы с научными программами (проектами), темами

Тема диссертации включена в утвержденные Советом Гродненского государственного университета имени Я. Купалы научные планы работы.

Тема диссертации соответствует приоритетным направлениям развития, утвержденным Советом Министров РБ на период 2006 -2010, 2011-2015 г.

Исследования проводились в рамках выполнения следующих НИР: ГПНИ «Фотоника 2.10» (Разработка и исследование электроразрядных эксимерных лазеров для технологических и медицинских применений; №ГР 200762, 2006-2010); ГПНИ «Тепловые процессы» (Разработка и исследование источников излучения видимого и ультрафиолетового диапазонов на основе плазмы импульсного газового разряда высокого давления, №ГР 200755, 2006-2010); БРФФИ-РФФИ-2008 Ф08Р-228 (Эффективные источники когерентного излучения в УФ области спектра, №ГР 20083344, 2008-2010); БРФФИ-РФФИ-2010 Ф10Р-217 (Формирование мощных и высококогерентных лазерных импульсов излучения в УФ области спектра, №ГР 20115302, 2010-2012); ГПНИ «Энергоэффективность 2.1.12» (Изучение закономерностей переноса энергии в газовом разряде и многокомпонентных средах и разработка на этой основе высокоэффективных источников излучения, №ГР 20120652, 2011-2013); ГПНИ «Конвергенция 2.6.01» (Физика и химия плазменных образований, индуцируемых лазерным излучением и электрическими разрядами в газах и жидкостях, развитие методов спектрального анализа, контролируемого синтеза наночастиц и плазменной обработки материалов; №ГР 20120670, 2011-2013); «Конвергенция 2.6.04» (Разработка плазменно-лазерных методов синтеза, анализа и модификации наноструктурных материалов; №ГР 20143572, 2014-2015); ГПНИ «Электроника и фотоника 2.3.05» (Разработка методов, аппаратных средств и препаратов для оптической диагностики, абляции и фототерапии патологических состояний организма с использованием лазерных и светодиодных источников, №ГР 20143518, 2014-2015).

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы являлась разработка методов и аппаратуры управления временными и энергетическими характеристиками источников УФ излучения, основанных на электроразрядных эксимерных лазерах и эксилампах, и оптимизация режимов абляционного воздействия концентрированных световых потоков на биологические объекты.

Для выполнения поставленной цели исследования требовалось решить следующие задачи.

§ Выяснить механизм формирования энергетических и временных характеристик электроразрядных XeCl-лазеров в зависимости от параметров системы возбуждения и активной среды.

§ Исследовать особенности формирования энергетических и временных характеристик электроразрядных XeCl-эксиламп тлеющего и емкостного разряда в зависимости от параметров системы возбуждения и активной среды.

§ Разработать электроразрядную XeCl-эксилампу барьерного разряда и исследовать ее излучательные характеристики в зависимости от состава активной среды и параметров системы возбуждения.

§ Разработать и создать эксимерный XeCl лазер и исследовать процесс абляционного воздействия на зубную ткань импульсов УФ излучения различной длительности.

Объектом исследования являлось взаимодействие концентрированных световых потоков с веществом.

Предметом исследования являются электроразрядный XeCl лазер, XeCl-эксилампы тлеющего, емкостного и барьерного разрядов и модификация поверхности зубной ткани, создаваемая при воздействии мощных световых потоков.

Методы исследования. В диссертационной работе использованы методы люминесцентной спектроскопии, физики низкотемпературной плазмы, компьютерного моделирования, лазерного абляционного воздействия.

Научная новизна

Научная новизна работы состоит в следующем: в разработке методики и программы для моделирования электроразрядных XeCl лазеров и эксиламп с учетом процесса регенерации галогеноносителя, что позволяет моделировать импульсно-периодический режим работы; в определении порогов абляции при различных длительностях импульсов.

Практическая значимость разработанной методики в ее применении для оптимизации эмиссионных характеристик XeCl лазеров и эксиламп, Практическая значимость исследований по эксилампам заключается в создании компактных и эффективных XeCl эксиламп. Практическая значимость исследований по абляции заключатся в возможности применения результатов в стоматологии.

Положения, выносимые на защиту

1. Методика моделирования и программа для расчета энергетических и временных характеристик электроразрядных XeCl лазеров и эксиламп с системой возбуждения на основе LC-контура, отличающиеся тем, что учтен процесс регенерации молекул галогеноносителя, что позволяет моделировать частотный режим работы.

2. Установление оптимальных параметров активной среды, излучателя и системы возбуждения эксиламп емкостного и тлеющего разряда, обеспечивающих получение с 1 см³ активной среды мощности излучения соответственно 75 и 300 мВт. Определение оптимальных параметров системы возбуждения, излучателя и активной среды для барьерного разряда, позволяющих достичь КПД ~ 12%.

3. Методика расчета частоты следования импульсов, обеспечивающая максимум выходной мощности излучения XeCl эксиламп. Отличается тем, что учитывается зависимость концентрации галогеноносителя от времени при импульсно-периодическом режиме работы.

4. Пороговые плотности энергии и мощности излучения XeCl лазера, обеспечивающие абляцию зубного камня и эмали зуба человека, при длительностях лазерных импульсов 7,5 нс [0,15 Дж/cм² (20 МВт/см²) -зубной камень, 0,3 Дж/cм² (40 МВт/см²) -эмаль] и 10 нс [0,2 Дж/cм² (20 МВт/см²) -зубной камень, 0,4 Дж/cм² (40 МВт/см²)-эмаль].

Личный вклад соискателя ученой степени

Содержание диссертации отражает личный вклад соискателя в постановку задач (совместно с научным руководителем доктором физико-математических наук Ануфриком С.С.), подготовку и выполнение исследований, обработку, анализ и интерпретацию полученных результатов. Основные результаты, представленные в диссертационной работе, получены автором самостоятельно. Другие соавторы (кандидат физико-математических наук Зноско К.Ф.) публикаций по теме диссертации занимались исследованием проблем, не отраженных в настоящей диссертации.

Апробация диссертации и информация об использовании ее результатов

Результаты диссертации докладывались на следующих конференциях, съездах и симпозиумах:

5-я Международная научно-техническая конференция, 2004 г., Беларусь. International Conference on Lasers, Applications, and Technologies, LAT-2005, 2005, St. Petersburg, Russia. VII International Conf. Atomic and Molecular pulsed lasers, 2005, Tomsk, Russia. Laser and Fiber-optical Networks Modeling (LFNM'2006), 2006, Kharkov, Ukraine. 5^th International Conference on Plasma Physics and Plasma Technolodgy (PPPT 5) Minsk, Belarus, 2006. VI Международная конференция «Лазерная физика и оптические технологии», Гродно, Беларусь, 2006. Квантовая Электроника (КЭ'2006), VI-я Международная научно-техническая конференция, 2006 г., Минск, Беларусь. International Conference on Lasers, Applications, and Technologies. ICONO/LAT 2007, 2007, Minsk, Belarus. International Conf. Atomic and Molecular pulsed lasers. AMPL-2007, 2007, Tomsk, Russia. VII Международная конференция «Лазерная физика и оптические технологии» (ЛФиOТ'2008), 2008, г. Минск, Беларусь. Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL'2008), 2008 Alushta, Crimea, Ukraine. II Конгресс физиков Беларуси, 2008 г., Минск, Беларусь. IX Международная конференция Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул, 2009 г., Томск, Россия. Belarus- Lithuania seminar, September 2009, Vilnus, Lithuania. Междунаpодная научная конференция «Физика импульсных pазpядов в конденсиpованных сpедах», 2009, Николаев, Украина. Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL'2010), 2010 Sevastopol, Crimea, Ukraine. Квантовая Электроника (КЭ'2010), 8-я Международная научно-техническая конференция, 2010 г., Минск, Беларусь. VIII Международная конференция «Лазерная физика и оптические технологии», (ЛФиOТ'2010), 2010 г., г. Минск, Беларусь. «Физика импульсных pазpядов в конденсиpованных сpедах», 2011 г., Николаев, Украина. III Конгресс физиков Беларуси, 2011 г, Минск, Беларусь. Laser and Fiber-optical Networks Modeling (LFNM'2011), 2011, Kharkov, Ukraine. International Conf. Atomic and Molecular pulsed lasers, 2011, Tomsk, Russia,. IХ Международная конференция «Лазерная физика и оптические технологии» (ЛФиOТ'2012), 2012, Гродно, Беларусь. 7^th International Conference on Plasma Physics and Plasma Technolodgy (PPPT 7) 2012, Minsk, Belarus. IV Конгресс физиков Беларуси, 2013, Минск, Беларусь. XVI Международная научная конференция "Физика импульсных pазpядов в конденсиpованных сpедах", 2013 , Николаев, Украина. Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL'2013), 2013, Ukraine, Sudak. International Conf. Atomic and Molecular pulsed lasers. XI Международная конференция AMPL-2013, 2013, Russia, Tomsk. Квантовая электроника (КЭ'2013) 9-я Международная научно-техническая конференция , БГУ, 2013, Минск, Беларусь. International Conference on Lasers, Applications, and Technologies. ICONO/LAT 2013, 2013, Moscow, Russia. 7-я Международная научно-техническая конференция «Приборостроение 2014», 2014 г., БНТУ, Минск, Беларусь. XII Международная конференция AMPL-2015, 2015, Russia, Tomsk. 8^th International Conference on Plasma Physics and Plasma Technolodgy (PPPT 8) 2015, Minsk, Belarus. Квантовая электроника (КЭ'2015) 10-я Международная научно-техническая конференция, 2015 г., БГУ, Минск, Беларусь.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке следующих методик. Методика моделирования XeCl эксиламп емкостного разряда с коаксиальным излучателем (Гродненский госуниверситет, Акт о внедрении № 03-8/017 от 21.01 2012 г.). Методика моделирования плазменных источников излучения тлеющего разряда с коаксиальным излучателем (Гродненский госуниверситет, Акт о внедрении № 03-8/019 от 21.01 2012 г.). Методика компьютерного моделирования электроразрядных XeCl эксиламп на основе барьерного разряда в частотном режиме при возбуждении LC контуром (Гродненский госуниверситет, Акт о внедрении № 03-8/010 от 10.02 2012 г.). Методика компьютерного моделирования генерационных параметров конкретного макета элетроразрядного XeCl лазера (Гродненский госуниверситет, Акт о внедрении № 03-8/026 от 21.01 2013 г.). Методика компьютерной оптимизации параметров макета источника излучения на основе барьерного разряда по заданным параметрам системы возбуждения (Гродненский госуниверситет, Акт о внедрении № 03-8/250 от 20.11 2013 г.). Методика компьютерной оптимизации параметров излучателя и общего давления среды по параметрам системы возбуждения импульсного тлеющего разряда и зарядному напряжению (Гродненский госуниверситет, Акт о внедрении № 03-8/251 от 20.11. 2013 г.). Установка для облучения биологических объектов излучением XeCl лазера (Гродненский госуниверситет, Акт о внедрении № 03-8/186 от 31.12 2014 г.).

Опубликование результатов диссертации

Основные результаты диссертации опубликованы в 46 научных работах: 13 статей в реферируемых журналах согласно п.18 Положения о присуждении ученых степеней и присвоении ученых званий в Республике Беларусь (общим объемом 8 авторских листов), в 28 статьях в сборниках научных трудов, 3 в тезисах докладов, 2 авторских свидетельствах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, пяти глав, заключения и библиографического списка.

Объем диссертации составляет 150 страниц, в том числе содержит 108 рисунков на 43 страницах, 2 таблицы, список использованных источников из 138 наименований, а также список публикаций автора, состоящий из 46 работ.

Основное содержание работы

Первый раздел носит обзорный характер. В нем кратко описаны основные этапы исследования характеристик газоразрядной плазмы эксимерных лазеров и эксиламп. Необходимым условием зажигания объемного разряда при высоком давлении является присутствие в разрядном промежутке достаточного количества электронов предыонизации. Значительную роль в формировании генерационных характеристик электроразрядных эксимерных лазеров играет система возбуждения поперечного разряда: LC- контур, LC - инвертор, накопительные линии. Наилучшие генерационные параметры получены в широкоапертурных эксимерных лазерах с низкоимпендансными накопительными линиями при использовании рельсовых разрядников. Очень мало выполнено исследований по моделированию конкретных образцов эксимерных лазеров для различных применений. Высокая эффективность эксиламп по сравнению с эксимерными лазерами обусловлена тем, что энергия электрического поля посредством возбуждения и ионизации частиц преобразуется в оптическое излучение без существенных потерь вследствие поглощения компонентами рабочей среды. Поэтому свойства и характеристики эксиламп нуждаются в дальнейшем исследовании. Есть трудности при определении оптимальных эксплуатационных режимов эксиламп, существующие практические образцы эксиламп обладают еще малой эффективностью и требуют совершенствования параметров. Компьютерное моделирование эксиламп в ряде работ проводилось без учета процесса регенерации Cl₂ и HCl, что позволяет определить эмиссионные характеристики только в моноимпульсном режиме работы, а экстраполяция результатов на частотный режим была невозможна. Здесь же приведен краткий обзор литературных источников по применению эксимерных лазеров в стоматологии.

Во втором разделе описан макет электроразрядного XeCl лазера, разработанного для абляционной обработки биологических объектов. Исследованы и оптимизированы его генерационные характеристики. Система возбуждения, представляющая собой LC контур, содержит накопительную емкость С1 и обострительную емкость С0.

Исследована зависимость энергии и длительности импульса генерации от величины обострительной емкости, состава и общего давления смеси, величины зарядного напряжения (рисунок 1).

В результате оптимизации установлено, что при накопительной емкости С1=100 нФ наибольшая величина энергии генерации 30 мДж достигается при величине обострительной емкости С0=32 нФ и зарядном напряжении 25 кВ. В оптимальной смеси с буферным газом Не (1 Торр HCl, 15 Торр Хе и 2,4 атм Не) была получена энергии импульса Е=15 мДж при длительности 10 нс (ф=5 нс по полувысоте). При использовании оптимальной смеси на основе Ne (1 Торр HCl, 15 Торр Хе и 2,8 атм Nе) энергия генерации составила Е=30 мДж при длительности 15 нс (ф=7,5 нс по полувысоте).

а - кривая 1 - 10 Торр Хе; кривая 2 - 15 Торр Хе; кривая 3 - 20 Торр Хе; (U=25 кВ; общее давление 2,8 атм.); б - U=25 кВ; (парциальное давление HCl 1 Торр, Хе 15 Торр); в - общее давление 2,8 атм., парциальное давление HCl 1 Торр, Хе 15 Торр, г - кривая (э) экспериментальная; кривая (т) расчетная; общее давление 2,8 атм., парциальное давление HCl 1 Торр, Хе 15 Торр, U=25 кВ

Рисунок 1. - Зависимость энергии генерации от состава смеси (а) от общего давления смеси (б), от зарядного напряжения (в) и от обострительной емкости (г)

Исследованы также временные параметры импульса генерации в зависимости от величины обострительной емкости. Показано, что длительность объемной стадии разряда не превышает 125 нс.

Приведено описание методики моделирования эклектроразрядного XeCl-лазера с системой возбуждения на основе LC- контура. Для нахождения функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ) численно решалось кинетическое уравнение Больцмана в двучленном приближении с использованием известной программы «Bolsig+». Активная среда и система возбуждения моделировалась системой уравнений, которая решалась при помощи MathCad. Выполнено компьютерное моделирование макета электроразрядного XeCl-лазера с целью исследования возможности управления энергетическими и временными параметрами генерации. Установлено, что для получения соответствия между экспериментальными и расчетными данными, в теоретической модели необходимо учитывать конечную длительность объемной стадии разряда (125 нс) и зависимость контурных индуктивностей от величины обострительной емкости (рисунок 1г).

Из экспериментальных и расчетных данных следует необходимость увеличения длительности объемной стадии разряда, что приведет как к росту энергии генерации, так и КПД. Кроме того, для повышения энергии генерации и КПД необходимо использовать разрядники с меньшим сопротивлением.

Третий раздел посвящен экспериментальному исследованию эмиссионных характеристик электроразрядных XeCl - эксиламп. В начале раздела приведено описание системы возбуждения разряда и установки для проведения экспериментальных измерений. Возбуждение разряда осуществлялось цугами высоковольтных (~30 кВ) высокочастотных двухполярных импульсов с длительностью цуга ~ 0,2 мкс и частотой повторения 10-50 Гц.

Описана конструкция эксилампы тлеющего разряда. Диаметр кварцевой трубы излучателя составлял 26 мм, толщина стенок 1,5 мм, а расстояние между электродами равнялась ~ 50 мм. Излучатель эксилампы имел полный объем 0.035 л, а активный излучающий объем равнялся 0.005 л (цилиндр длиной 5 см и диаметром ~1 см). Исследована средняя мощность излучения эксилампы в зависимости от состава, общего давления рабочей смеси, зарядного напряжения и частоты повторения импульсов (рисунок 2).

а - 2.5 Торр НС1, 25 Торр ксенона;

б - смесь 2.5 Торр НС1, 25 Торр ксенона, 72,5 Торр неона

Рисунок 2. - Зависимость мощности излучения от общего давления смеси (а) (зарядное напряжение 10 кВ) и от величины зарядного напряжения (б)

В результате проведенных экспериментов установлен оптимальный состав рабочей смеси эксилампы: 2.5 Торр НС1, 25 Торр ксенона, 72,5 Торр неона.

Средняя мощность излучения составляла ~1,25 Вт (при частоте повторения импульсов F=50 Гц). Эффективность лампы равнялась ~ 6 %. Светимость составляла - 80 мВт/cм². При этом с 1 см³ активной среды снималась мощность излучения ~ 300 мВт/см³, что значительно превосходит мощность излучения с 1 см³ для эксиламп тлеющего разряда низкого давления.Для эксиламп с рабочей средой на основе смесей инертных газов с галогенами наличие или отсутствие контакта рабочего соединения с металлической поверхностью электродов является существенным с точки зрения обеспечения большего ресурса работы эксиламп. Для увеличения ресурса, как правило, используются безэлектродные разряды: емкостный и барьерный. Описана конструкция эксилампы емкостного разряда. Лампа изготовлена из кварцевой трубки внешним диаметром 16 мм с толщиной стенок 1 мм. Длина лампы составляла ~ 200 мм. Емкостный разряд зажигался между двумя электродами, которые находились вне лампы и представляли собой металлические полоски, плотно прилегающие к поверхности излучателя. Излучатель эксилампы имел полный объем 0,030 л, а межэлектродный объем равнялся 0,015 л при межэлектродном расстоянии 10 см и мог меняться в процессе экспериментов путем перемещения электродов вдоль кварцевой трубки. Исследована зависимость средней мощности излучения в зависимости от состава, общего давления смеси, частоты повторения импульсов при межэлектродном расстоянии 10 и 5 см. В результате проведенных исследований найдено, что при межэлектродном расстоянии 10 см для эксилампы емкостного разряда оптимальная смесь имеет состав: 2,5 Торр НС1, 20 Торр Xe, 37,5 Торр Нe при общем давлении 60 Торр (рисунок 3). Средняя мощность излучения составляла ~0,6 Вт при частоте повторения импульсов F=50 Гц, а КПД ~3%. Светимость эксилампы равнялась ~ 15 мВт/cм². При этом с 1 см³ активной среды снималась мощность излучения ~ 37 мВт/см³, что сопоставимо с мощностью излучения с 1 см³ для эксиламп тлеющего разряда низкого давления.

Выполнено также исследование эмиссионных характеристик лампы при межэлектродном расстоянии 5 см. Была проведена оптимизация состава газовой смеси. Оптимальный рабочая смесь имела состав: 2,5 Торр НС1, 20 Торр Xe, 77,5 Торр Нe. Средняя мощность излучения при частоте повторения импульсов F=50 Гц составляла ~0,6 Вт. Светимость составляла ~ 30 мВт/cм². При этом с 1 см³ активной среды снималась мощность излучения ~ 74 мВт/см³, что превосходит мощностью излучения с 1 см³ для эксиламп тлеющего разряда низкого давления.

Разработана и описана конструкция эксилампы барьерного разряда. Лампа изготовлена из кварцевой трубки диаметром 26 мм, длиной ~ 200 мм. Алюминиевый цилиндрический проводник (диаметром 10 мм), помещенный в кварцевую трубку и металлическая сетка на внешней поверхности трубки служили электродами.

а - парциальное давление Хе 20 Торр, давление 60 Торр; б - 2,5 Торр НС1, 20 Торр Xe

Рисунок 3. - Зависимость мощности излучения эксилампы емкостного разряда от парциального давления HCl (а) и от общего давления (б)

Металлическая сетка, изготовленная из нержавеющей стали, плотно прилегала к внешней поверхности кварцевой трубки. Колба лампы имеет полный объем 0,15 л и активный объем ~ 0,1 л. Исследована зависимость средней мощности излучения в зависимости от состава, общего давления смеси, частоты повторения импульсов возбуждения (рисунок 4).



а - 2 Торр НС1, 50 Торр ксенона, зрядное напряжение 10 кВ) и от величины зарядного напряжения; б - смесь 2 Торр НС1, 50 Торр ксенона, 700 Торр неона

Рисунок 4. - Зависимость мощности излучения от общего давления смеси

В результате проведенных экспериментов найдено, что для указанной конструкции эксилампы оптимальным является следующий состав смеси: 2 Торр НС1, 50 Торр Xe, 700 Торр Ne. Средняя мощность излучения составляла ~ 2,5 Вт (при частоте повторения импульсов F=50 Гц). Светимость эксилампы равнялась 20 мВт/cм². При этом с 1 см³ активной среды снималась мощность излучения ~ 25 мВт/см³.

Эффективность эксилампы барьерного разряда, которая составила 12 %, примерно в четыре раза выше эффективности эксилампы емкостного разряда и в два раз выше эффективности эксилампы тлеющего разряда. Это связано с тем, что рабочее давление при емкостном разряде и тлеющем разряде (100 Торр) примерно на порядок ниже, чем при барьерном разряде (760 Торр). Поэтому в эксилампе емкостного разряда основным каналом образования XeCl* молекул является гарпунная реакция. Вклад рекомбинационного канала образования XeCl* молекул при среднем давлении (100 Торр) незначителен, так как скорость трехчастичной рекомбинации существенно зависит от общего давления смеси. В эксилампе барьерного разряда существенный вклад в образование XeCl* молекул дают рекомбинационный и гарпунный каналы и, поэтому ее эффективность выше.

В четвёртом разделе представлены результаты исследований по моделированию энергетических и временных характеристик XeCl эксилампы импульсного тлеющего разряда. Приведено описание разработанной методики. Расчет эмиссионных характеристик проводится следующим образом. В программу Bolsig+ вводится концентрация всех частиц используемых в нашей модели. Далее задается величина параметра U/Pd (U -напряжение на электродах, P - давление среды, d -межэлектродное расстояние). Программа определяет скоростные коэффициенты плазмохимических реакций с участием электронов. В программу, написанную в MathCad для решения системы уравнений, описывающих плазмохимические реакции и работу системы возбуждения разряда, вводятся величины скоростных коэффициентов. Определяется зависимость концентрации всех частиц от времени, временные характеристики работы системы возбуждения, энергия, КПД и форма импульса излучения.

Расчеты проводились для эксилампы с расстоянием между электродами d=40 cм, считалось, что площадь поперечного сечения разряда равна S. Величина S рассматривалась как параметр, который принимает числовые значения в диапазоне 0,25 - 200 cм². Рассмотрены смеси молекул хлора Cl₂ и атомов Хе при общем давлении 10 Торр. Зарядное напряжение равнялось Uзар=U1=30 кВ. Величина накопительной емкости изменялась в пределах С1=0,2 - 300 нФ.

На основании результатов моделирования XeCl-эксилампы можно сделать следующие выводы.

1. Основным каналом образования XeCl-молекул является гарпунная реакция. При данном общем давлении смеси канал ион-ионной рекомбинации можно не учитывать

2. При использовании бинарных смесей на основе Cl₂:Xe=0,5:9,5 при общем давлении 10 Торр КПД эксиламп может достигать 20%, при этом наибольшая эффективность достигается при использовании малых величин накопительной емкости (0,2-0,5 нФ) и площади поперечного сечения разряда S>2,5 см², а энергия импульса может достигать ~ 0,017 Дж.

3. Применение смесей обедненных донором галогена ведет к росту КПД при сравнительно небольшой энергии импульса. Применение смесей с большим содержанием доноров галогена приводит к увеличению энергии отдельного импульса, но при этом получается небольшой КПД. Использование при моделировании больших величин площади поперечного сечения разряда приводит к росту КПД, но экспериментально такие режимы трудно реализуемы.

4. Основными характеристиками эксилампы, которые получаются при компьютерном моделировании моноимпульсного режима работы, являются: а) зависимость энергии излучения и КПД от состава смеси и параметров системы возбуждения; б) зависимость доли оставшихся после разряда молекул Сl₂ от состава смеси и параметров системы возбуждения (рисунок 5).

Кривая 1 - емкость С1=5 нФ, площадь сечения разряда S=0,25 см²; Кривая 2 - емкость С1=0,2 нФ, площадь сечения разряда S=2 см²; общее давление 10 Торр;

Рисунок 5. - Зависимость энергии импульса излучения (а) и доли, оставшихся молекул Сl₂ (б) от состава смеси

Знание этих параметров необходимо для определения эмиссионных характеристик эксиламп в импульсно-периодическом режиме работы с учетом регенерации Cl₂.

5. При малых величинах накопительной емкости мощность увеличивается с ростом частоты следования импульсов до некоторой величины. Причем максимум мощности достигается при такой частоте повторения импульсов, при которой парциальное давление Cl₂ для моментов времени, соответствующих началу импульса возбуждения, является оптимальным для моноимпульсного режима работы. При дальнейшем увеличении частоты будет происходить уменьшение мощности из-за выгоранием галогеноносителя (рисунок 6 а).

6. При больших величинах накопительной емкости мощность излучения при увеличении частоты возбуждающих импульсов выходит на некоторый постоянный уровень (рисунок 6 б).

1 -Cl₂ 1 Торр, 9 Торр Xe; 2 -Cl₂ 2 Торр, 8 Торр Xe; 3 -Cl₂ 3 Торр, 7 Торр Xe;

а - Накопительная емкость С1=0,2 нФ, площадь сечения разряда S=2 см²;

б - Накопительная емкость С1=5 нФ, площадь сечения разряда S=0,25 см²

Рисунок 6. - Зависимость мощности излучения от частоты повторения импульсов

В пятом разделе приведены результаты экспериментального исследования по обработке зубной ткани излучением XeCl-лазера с длительностью импульса 7,5 и 10 нс. Установлено, что при длительности импульса генерации (по полувысоте) 7,5 нс порог абляции эмали зуба составляет ~ 0,3 Дж/cм² (40 МВт/см²) и при плотности энергии 0,15 Дж/cм² (20 МВт/см²) происходит эффективное удаление только зубного камня и абляция зубной эмали не происходит (рисунок 7).

Рисунок 7. - Зависимость глубины кратера в зубной эмали (1) и зубном камне (2) от плотности энергии (а) и от плотности мощности (б) при длительности импульса 7,5 нс

Показано, что при длительности импульса генерации (по полувысоте) 10 нс порог абляции эмали зуба составляет ~ 0,4 Дж/cм² (40 МВт/см²) и при плотности энергии 0,2 Дж/cм² (20 МВт/см²) происходит эффективное удаление зубного камня, но порог абляция эмали зуба не достигается (рисунок 8).



Рисунок 8. - Зависимость глубины кратера в зубной эмали (1) и зубном камне (2) от плотности энергии (а) и от плотности мощности (б) при длительности импульса 7,5 нс

Заключение

лазер эксиламп излучение

Основные научные результаты диссертации

1. Разработана методика моделирования и программа для расчета энергетических и временных характеристик электроразрядных XeCl лазеров и эксиламп с системой возбуждения на основе LC-контура. Методика отличается тем, что скоростные коэффициенты реакций с участием электронов определяются при помощи программы Bolsig+ для различных параметров разряда, а программа для расчета написана в MathCad. Новизна заключается в том, что учтен процесс регенерации молекул галогеноносителя в промежутке между импульсами возбуждения, что позволяет моделировать частотный режим работы [5-6; 8-10; 12-19; 21- 24; 27-30; 33; 38; 42;43; 45; 46].

2. Создан макет электроразрядного XeCl лазера для абляционной обработки биологических объектов. Установлены оптимальные парциальные давления рабочей смеси (Nе - 2,8 атм, HCl - 1 Торр, Хе - 15 Торр), при которых получена энергия генерации 30 мДж при длительности импульса по полувысоте 7,5 нс. Исследованы и оптимизированы генерационные характеристики эксимерного лазера [1-4; 8].

3. Разработана конструкция XeCl эксилампы емкостного разряда и определен оптимальный состав активной среды: HCl:Xe:He=2,5:20:77,5 (общее давление 100 Торр), обеспечивающие среднюю мощность излучения эксилампы ~ 0,6 Вт, при светимости 30 мВт/cм². При этом с 1 см³ активной среды съем мощности излучения составил 74 мВт, что в 2 раза превосходит удельную мощность излучения эксиламп тлеющего разряда низкого давления (30-35 мВт/см³).

Создана XeCl эксилампа тлеющего разряда и определен оптимальный состав активной среды (2.5 Торр НС1, 25 Торр ксенона, 72,5 Торр неона), позволившие достичь средней мощности излучения ~1,25 Вт при эффективности ~ 6 %. Светимость эксилампы составляла 80 мВт/cм², при этом с 1 см³ активной среды снималась мощность излучения ~ 300 мВт, что на порядок превосходит удельную мощность излучения известных эксиламп тлеющего разряда низкого давления.

Разработана конструкция XeCl эксилампы барьерного разряда средней мощности излучения ~ 2,5 Вт (при частоте повторения импульсов F=50 Гц). Светимость эксилампы составила 20 мВт/cм², энергосъем ~ 25 мВт/см³ при эффективности 12 %.

Разработаны конструкции, созданы и оптимизированы параметры эксиламп емкостного, тлеющего и барьерного разряда [7; 11; 13; 20; 26; 32; 35; 37].

4. Выполнено компьютерное моделирование эмиссионных характеристик XeCl эксиламп тлеющего разряда для бинарных смесей молекул Cl₂ и атомов Хе и общем давлении 10 Торр. Для смеси Cl₂:Xe=0,5:9,5 при малых значениях накопительной емкости (0,2-0,5 нФ) и площади поперечного сечения разряда S>2,5 см² эффективность эксиламп может достигать 20 %, при энергии в импульсе ~ 0,02 Дж. Применение смесей обедненных донором галогена ведет к росту КПД при сравнительно небольшой энергии импульса, а использование смесей с большим содержанием доноров галогена увеличивает энергию отдельного импульса, но снижает КПД [5-7; 9; 10; 12].

5. Разработана методика расчета оптимальной частоты следования импульсов излучения XeCl эксиламп, обеспечивающей максимум выходной мощности излучения [5-7; 9; 10; 12].

6. Определены пороговые плотности мощности и энергии излучения XeCl лазера, обеспечивающие эффективную абляцию зубного камня и эмали зуба человека при различной длительности импульса. Установлено, что при длительности импульса генерации (по полувысоте) 7,5 нс порог абляции эмали зуба составляет ~ 0,3 Дж/cм² (40 МВт/см²) и при плотности энергии 0,15 Дж/cм² (20 МВт/см²) происходит эффективное удаление только зубного камня и абляция зубной эмали не происходит. Показано, что при длительности импульса генерации (по полувысоте) 10 нс порог абляции эмали зуба составляет ~ 0,4 Дж/cм² (40 МВт/см²) и при плотности энергии 0,2 Дж/cм² (20 МВт/см²) происходит эффективное удаление зубного камня, но порог абляции эмали зуба не достигается [8; 13; 31; 33; 36; 39-41; 44].

Рекомендации по практическому использованию результатов

Разработанная методика моделирования может быть применена для оптимизации эмиссионных характеристик конкретных образцов XeCl лазеров и эксиламп.

Методика моделирования может быть использована для прогнозирования мощности излучения и КПД в зависимости от параметров системы возбуждения и состава активной среды.

Практическая значимость исследований по эксилампам заключается в создании экспериментальных образцов компактных XeCl эксиламп тлеющего разряда и эффективных эксиламп барьерного разряда. Практическая значимость разработанного макета электроразрядного XeCl лазера состоит в применении его для медико-биологических исследований в частности в стоматологии и установления порогов абляции зубной ткани.

Список публикаций соискателя

Статьи в реферируемых журналах

Ануфрик, С. С. Энергетические характеристики XeCl-лазера с возбуждением LC-инвертором / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // ЖПС. -1999. -Т. 66, № 5. - С. 702-707.

Anufrik, S. S. Investigation of energy and temporal characteristics of XeCl-laser generation / S. S. Anufrik, A. P. Volodenkov and K. F. Znosko // Lithuanian Physics Journal. - 1999. - V. 39, № 4-5. - Р. 374-380.

Ануфрик, С. С. Влияние системы предыонизации на энергию генерации XeCl-лазера / С. С. Ануфрик,К. Ф. Зноско, А. П. Володенков // Оптический журнал. - 2000. - Т. 67, № 11. - С. 38-45.

Anufrik, S. S. The XeCl laser with the adjustable shape and duration of generation pulse / S. S. Anufrik, A. P. Volodenkov, K. F. Znosko // Вестник Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина. Сер. Радиофизика и электроника. - 2011. - № 983, вып. 19. - С. 3-10.

Anufrik, S. S. Modeling of the active medium based on XeCl molecules with allowance for the halogencarrier regeneration process / S. S. Anufrik, A. P. Volodenkov, K. F. Znosko //Russian Physics Journal. - 2012. - V. 54, № 11. - Р. 1264-1271.

Ануфрик, С. С. Компьютерное моделирование эмиссионных характеристик XeCl эксиламп на бинарных смесях / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта ім. Янкі Купалы. Сер. 2, Математика. Физика. Информатика. - 2012. - № 3.- C. 98-106.

Ануфрик, С. С. Моделирование эмиссионных характеристик XeCl-эксилампы барьерного разряда / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Электроника Инфо. - 2014. - № 1. - С. 53-56.

Ануфрик, С. С. Оптимизация генерационных характеристик макета XеCl-лазер для абляционной обработки зубной ткани / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Известия НАН РБ. Сер. физ.-мат. наук. - 2014. - № 3. - С. 107-112.

Anufrik, S. Modeling of emission characteristics of XeCl excilamps in pulse-periodic mode of work / S. Anufrik, A. Volodenkov, K. Znosko // High temperature material processes. - 2014. -V. 18, № 3. - Р. 181-196.

Anufrik, S. Simulation of parameters of excilamps excited by capacitance discharge / S. Anufrik, A. Volodenkov, K. Znosko // High temperature material processes. - 2014. - V. 18, № 3. - Р. 165-180.

Ануфрик, С. С. XeCl-эксилампы барьерного и емкостного разряда / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К.Ф. Зноско // Веснік Гродзенскага дзяржаўнага ўніверсітэта імя Янкі Купалы. Сер. 2, Математика. Физика. Информатика. - 2015. - № 1. - С. 113-123.

Ануфрик, С. С. Методика моделирования XeCl-эксилампы тлеющего разряда / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Электроника Инфо. -2015. - № 10. - С. 55-58.

Ануфрик, С. С. Исследование абляционного воздействия УФ лазерного излучения различной длительности на зубные ткани / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Электроника Инфо. - 2015. - № 10 . - С. 59-63.

Статьи в материалах конференций и сборников научных трудов

Ануфрик, С. С. Моделирование систем возбуждения электроразрядных эксимерных лазеров / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Ковариантные методы в физике. Оптика и акустика : сб. науч. тр. / Ин-т физики НAН Беларуси ; редкол.: А. М. Гончаренко (гл. ред.) [и др.]. - Минск : ИФ НАН Беларуси, 2005. - С. 229-234.

Ануфрик, С. С. Упрощенная кинетическая модель образования XeCl^*-молекул / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Лазерная и оптико-электронная техника : сб. науч. cт. / Бел. гос. ун-т. ; редкол.: И. С. Манак (отв. ред.) [и др.]. - Минск : БГУ, 2005. - Вып. 9. - С. 10-13.

Ануфрик, С. С. Зависимость сопротивления плазмы от времени в электроразрядных эксимерных лазерах / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Лазерная и оптико-электронная техника : сб. науч. cт. / Бел. гос. ун-т. ; редкол.: И. С. Манак (отв. ред.) [и др.]. - Минск : БГУ, 2005. - Вып. 9. -С. 17-19.

Моделирование электроразрядных ХeCl эксиламп / С. С. Ануфрик [и др.] // Лазерная и оптико-электронная техника : сб. науч. cт. / Бел. гос. ун-т.; редкол.: И. С. Манак (отв. ред.) [и др.]. - Минск : БГУ, 2008. - Вып. 11. - С. 122-129.

Anufrik, S. Modelling of electro-discharge XeCl lasers excitation systems / S. Anufrik, A. Volodenkov, K. Znosko // Proceedings of SPIE. - 2008. -V. 7009. -5 March.- Р. 70090P-70090Р9.

Anufrik, S. Stability of quasy-steady mode of electro-discharge XeCl lasers / S. Anufrik, A. Volodenkov, K. Znosko // Proceedings of SPIE. - 2008. -V. 7009. - 5 March. -Р. 70090O1-70090O9.

Anufrik, S. The some types of XeCl-excilamps / S. Anufrik, A. Volodenkov, K. Znosko // Proceedings of SPIE. - 2008. -V. 7009. -5 March.- Р. 70090Q-70090Q9.

Методика компьютерного моделирования XeCl-лазеров / С. С. Ануфрик [и др.] // Лазерная физика и оптические технологии: ЛФиOТ-2008 : материалы VII Междунар. науч. конф., Минск, 17-19 июня 2008 г. : в 3 т. / НAН Беларуси [и др.] ; под ред. Н. С. Казака [и др.]. - Минск : ИФ НАН Беларуси, 2008. - Т. 3. - С. 249-252.

Methods of XeCl-lasers computer modeling / S. Anufrik [et al.] // Advanced optoelectronics and lasers : proceeding of 4 International conf., Alushta, September 29 - October 4 2008 / Kharkiv Nat. Univer. of radio electr. [et al.] ; ed. I. A. Sukhoivanov. - Kharkiv : СПД ФО Бровiн О. В., 2008. - P. 50-52.

Technique of XeCl-exсilamps computer modeling / S. Anufrik [et al.] // Laser and fiber-optical networks modeling : proceeding of 9 International conf., Alushta, September 29 - October 4 2008 / Kharkiv Nat. Univer. of radio electr. [et al.] ; ed. I. A. Sukhoivanov. - Kharkiv : СПД ФО Бровiн О. В., 2008. - P. 48-50.

XeCl-exсilamps computer modeling / S. Anufrik [et al.] // VII Симпозиум Беларуси и Сербии по физике и диагностике лабораторной и астрофизической плазмы: сб. науч. тр., Mинск, 22-26 сент. 2008 / НAН Беларуси [и др.]; под ред. В. И. Архипенко, В. С. Буракова и А. Ф. Чернявского. - Минск: Ковчег, 2008.- С. 118-121.

Anufrik, Slavomir. Modeling of XeCl excilamps, taking into account of process of halogen regeneration/ Slavomir Anufrik, Alexander Volodenkov, Kazimir Znosko //Advanced optoelectronics and lasers : proceeding of 5 International conf., Sevastopol, September 10-14, 2010/ Kharkiv Nat. Univer. of radio electr. [et al.] ; ed. I. A. Sukhoivanov, O. V. Shulika. -Kharkiv: IEEE, 2010.- P. 236-238.

Anufrik, Slavomir. XeCl excilamps with the capacitance discharge/ Slavomir Anufrik, Alexander Volodenkov, Kazimir Znosko // Advanced optoelectronics and lasers : proceeding of 5 International conf., Sevastopol, September 10 -14, 2010 / Kharkiv Nat. Univer. of radio electr. [et al.] ; ed. I. A. Sukhoivanov, O. V. Shulika. -Kharkiv: IEEE, 2010.- P. 239-241.

Ануфрик, С. С. Моделирование эмиссионных характеристик XeCl-эксиламп на бинарных смесях/ С. C. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Прикладные проблемы оптики, информатики, радиофизики и физики конденсированного состояния: Международная научно-практическая конференция, посвященная 40-летию НИИПФП им. А.Н. Севченко, Минск, 28 февраля 2011 г. : сб. науч. тр. / БГУ; редкол.: В. И. Попечиц (гл. ред.) [и др.]. - Минск: БГУ, 2008.- С. 4-5.

Ануфрик, С. С. Управление энергетическими и временными характеристиками XеCl-лазера / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско// Физика импульсных pазpядов в конденсиpованных сpедах : материалы XV международной науч. конф., Николаев, 15-29 августа 2011 г. /Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины [и др.] ; редкол.: Н. И. Кускова (отв. ред.) [и др.].-Николаев: КП «Миколаіыська обласна друкарня”, 2011.- С. 171-174.

Ануфрик, С. С. Моделирование частотного режима работы XeCl-эксиламп/ C. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско. // Лазерная физика и оптические технологии: ЛФиOТ-2012 : Материалы IХ Международной конференции, Гродно, 30 мая-2 июня 2012 г. : в 2 ч. / НАН Беларуси [и др.]; редкол.: С. А. Маскевич (гл. ред) [и др.].-Гродно: ГрГУ, 2012. - Ч. 1.- С. 11-13.

Ануфрик, С. С. Моделирование генерационных характеристик XеCl-лазера / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско. // Лазерная физика и оптические технологии: ЛФиOТ-2012: Материалы IХ Международной конференции, Гродно, 30 мая-2 июня 2012 г. : в 2 ч. / НАН Беларуси [и др.]; редкол.: С. А. Маскевич (гл. ред.) [и др.].-Гродно: ГрГУ, 2012.- Ч. 1- С. 14-17.

Ануфрик, С. С. Применение XеCl-лазера для абляционной обработки зубной эмали / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Лазерная физика и оптические технологии: ЛФиOТ-2012: Материалы IХ Международной конференции, Гродно, 30 мая-2 июня 2012 г. : в 2 ч. /НАН Беларуси [и др.]; редкол.: С. А. Маскевич (гл. ред.) [и др.]. - Гродно: ГрГУ, 2012.- Ч. 2, С. 281-283.

Anufrik, Slavomir. XeCl-excilamp with the capacitance discharge / Slavomir Anufrik, Alexander Volodenkov, Kazimir Znosko // Plasma Physics and Plasma Technolodgy: -PPPT 7: contributed papers of 7^th International Conference, Minsk, September 17-21, 2012 : in 2 vol. / The Nat. Acad. of Science of Belarus [et al.]; editorial board: V. M. Astashynski (managing editor), V. S. Burakov, I. I. Filatova.- Minsk: Inst. of Molecular and atomic Physics of Nat. Acad. of Science of Belarus, 2012.- V. 1, Р. 152-155.

Anufrik, Slavomir. Simulation of emission characteristics of XeCl excilamps / Slavomir Anufrik, Alexander Volodenkov, Kazimir Znosko // Plasma Physics and Plasma Technolodgy: -PPPT 7: contributed papers of 7^th International Conference, Minsk, September 17-21, 2012 : in 2 vol. / The Nat. Acad. of Science of Belarus [et al.]; editorial board: V. M. Astashynski (managing editor), V. S. Burakov, I. I. Filatova.- Minsk: Inst. of Molecular and atomic Physics of Nat. Acad. of Science of Belarus, 2012.-V. 1, Р. 144-147.

Ануфрик, С.С. Применение XeCl-лазера для абляционной обработки зубной ткани С.С. Ануфрик, А.П. Володенков, К.Ф. Зноско // IV Конгресс физиков Беларуси : симп., посвящ. 100-летию со дня рождения акад. Б. И. Степанова, Минск, 24-26 апреля 2013 г. : сб. научн. тр. / НАН Беларуси [и др.] ; редкол.: С. Я. Килин (гл. ред.) [и др.].- Минск: ИФ НАН Беларуси, 2013. - С. 88-89.

Ануфрик, С.С. Моделирование частотного режима работы XeCl-эксилампы барьерного разаряда/ С.С. Ануфрик, А.П. Володенков, К.Ф. Зноско // IV Конгресс физиков Беларуси : симп., посвящ. 100-летию со дня рождения акад. Б. И. Степанова, Минск, 24-26 апреля 2013 г. : сб. научн. тр. / НАН Беларуси [и др.] ; редкол.: С. Я. Килин (гл. ред.) [и др.].- Минск: ИФ НАН Беларуси, 2013. - С. 307-308.

Ануфрик С.С. Абляционная обработка зубной ткани излучением XеCl-лазера/ С.С. Ануфрик, А.П. Володенков, К.Ф. Зноско // Физика импульсных pазpядов в конденсиpованных сpедах : материалы XVI международной науч. конф., Николаев, 19-22 августа 2013 г. /Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины [и др.] ; редкол.: Н. И. Кускова (отв. ред.) [и др.].-Николаев: КП «Миколаіыська обласна друкарня”, 2013. - С. 140-143.

Ануфрик, С.С. Моделирование эмиссионных характеристик XeCl-эксилампы барьерного разряда/ С.С. Ануфрик, А.П. Володенков, К.Ф. // Квантовая электроника : материалы 9 международной научно-технической конференции, Минск, 18-21 ноября 2013 г. / Белорусский государственный университет [и др.]; редкол.: М. М. Кугейко (отв. ред) [и др.].-Минск: Изд. центр БГУ, 2013.- С. 96-97.

Ануфрик, С. С. Моделирование эмиссионных характеристик XeCl-эксилампы тлеющего разряда./ С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Квантовая электроника : материалы 9 международной научно-технической конференции, Минск, 18-21 ноября 2013 г. / Белорусский государственный университет [и др.]; редкол.: М. М. Кугейко (отв. ред) [и др.].-Минск: Изд. центр БГУ, 2013.- С. 94-95.

Ануфрик, С. С. Электроразрядный XeCl лазер c неустойчивым телескопическим резонатором для медико-биологических применений./ С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско //Приборостроение -2014 : Материалы 7 Международной научно-технической конференции, Минск, 19-21 ноября 2014 г. Белорусский нац. тех. универ. [и др.]; редкол.: О. К. Гусев (председатель) [и др.].-Минск: БНТУ, 2014.- С. 235-236.

Ануфрик С. С. Исследование комбинированного воздействия лазерного излучения на зубную ткань / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // V Конгресс физиков Беларуси, Минск, 27-30 октября 2015 г. : сб. научн. тр. / НАН Беларуси [и др.] ; редкол.: С. Я. Килин (гл. ред.) [и др.].- Минск: «Ковчег», 2015. - С. 141-142.

Ануфрик, С. С. Исследование абляционного воздействия УФ лазерного излучения различной длительности на зубные ткани / С. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К. Ф. Зноско // Квантовая электроника : материалы 10 международной научно-технической конференции, Минск, 9-13 ноября 2013 г. / Белорусский государственный университет [и др.]; редкол.: М. М. Кугейко (отв. ред.) [и др.].-Минск: РИВШ, 2015.- С. 289-290.

Тезисы докладов

Ануфрик, С. С. Моделирование энергетических и временных характеристик XеCl-лазера / C. С. Ануфрик, А. П. Володенков, К .Ф. Зноско // III Конгресс физиков Беларуси, Минск, 25-27 сентября 2011 г.: сборник тезисов и программа / НАН Беларуси [и др.] ; редкол.: С. Я. Килин (гл. ред.) [и др.].- Минск: ИФ НАН Беларуси, 2011. - C. 12-13.

Ануфрик, С. С. Моделирование эмиссионных характеристик XeCl-эксиламп на бинарных смесях в импульсно-периодическом режиме работы / C.С. Ануфрик, А.П. Володенков, К.Ф. Зноско. // III Конгресс физиков Беларуси, Минск, 25-27 сентября 2011 г.: сборник тезисов и программа / НАН Беларуси [и др.] ; редкол.: С. Я. Килин (гл. ред.) [и др.].- Минск: ИФ НАН Беларуси, 2011. - C. 52-53.

Anufrik, S.S. Ablation treatment of dental tissue by XeCl laser radiation / S. S. Anufrik, A. P. Volodenkov, K. F. Znosko // Atomic and Molecular Pulsed Lasers : abstracts of XI International conf., Tomsk, September 16-20, 2013 /SB RАS [and another.] ; editorial board: V. F. Таrasenko (chief. ed.) [et al.].- Tomsk: Publishing House of IAO SB RAS, 2013.- Р. 41-42.