連续波化学激光器的初始特性

介绍了连续波化学激光器的初始特性。把氢扩散到含有F原子的超声速流中,由H_2+F→HF(v)+H的反应得到粒子数反转,△H=-31.7千卡/克分子,v=1,2。F原子流的流速为0.030克分子/秒,在3微米处产生功率为475瓦的连续波激光。上述反应的化学能转换率12％,零功率增益是8％/厘米。本文包括激光跃迁的分光镜的检查。     

连续波HF化学激光器的功率和效率

本文报道了连续波HF化学激光器的化学转换效率与激光输出功率的实验测量。在这个装置中,用电弧加热氮并与SF_6空间物混合得到F原子,混合物膨胀形成超声速流,并把H_2扩散到该气流中。通过H_2+F→HF(V)+H(V≤3,△H=-31.7千卡/克分子)的反应得到粒子数反转和激光。得到激光输出功率已达1千瓦。化学能转换成激光能的转换率:在较低的SF_6流速下为16％,在最大功率时约为10％。为了固定电弧功率,在空间物中加入O_2。在本文的操作条件下,降低沉积在反射镜表面上的硫,功率约提高25％。在DF和HF激光器的空间物中分别存在HF和DF,但并不降低激光器的特性。(HF和DF达到所研究的F浓度的10％)因此,在HF和DF激光器的空间物中分别存在HF和DF将降低激光输出功率。对于一定气流条件下,光学谐振腔轴是在注入氢的下游端约2厘米时得到最大有效激光功率。当谐振腔轴位于5厘米时有效输出激光功率降到零。     

用XeCl准分子激光引发的HF化学激光器

报导了用XeCl准分子激光辐射(λ=308亳微米）引发的、不同混合物成分的HF化学激光器的能量和时间特性的测量结果。对混合物F2:H2:O2:He=10:3.25:l:36,在初始原子浓度为F~5×10¹⁵厘米-3时，获得相对于供给激光器激活体积的能量的效率为~550%,根据在实验上测量由化学激光器的激活体积吸收的准分子激光束的能量,对引发程度和效率进行了估计。     

用于电激励HF/DF化学激光器的F原子流量检测新方法

介绍了一种名为滴定HF吸收法的新方法,即利用电激励单谱线HF激光器的(0-1)振转谱线,检测滴定产物HF分子的吸收强度变化,得到滴定气体(氢气)流量与F原子流量对应关系的方法.用此方法分别测量了在不同NF3流量,不同探测谱线时,一台电激励HF/DF化学激光器正常工作时的F原子流量,发现低转动态谱线的吸收更为强烈,1个NF3分子解离出1.0～1.1个F原子.分析了透射率与HF分子浓度及温度的关系,对影响测量精度的原冈进行了分析并提出相应对策.实验结果显示滴定HF吸收法足一种简单实用的F原子流量检测方法.     

用于大气吸收测量的小型电激励连续波DF/HF选线化学激光器

介绍了用于大气吸收测量的电激励双模块小型连续波DF/HF选线化学激光器,描述了其结构、运转方式和激光器的性能。在采用一级振荡、一级输出的利特罗(Littrow)自准直光栅色散腔结构的前提下,激光器目前共获得17支DF激光谱线,11支HF激光谱线,大部分单谱线基横模输出超过1 W,单次连续出光时间超过30 min,功率稳定性在±5%以内。将激光器激光光栅改装为球面腔镜后也可输出多谱线DF/HF激光,功率水平为20 W,选模后基横模输出6~8 W。     

CW DF/HF化学激光器性能与流场参数的相互关系

从增益系数、输出功率、激光效率的基本公式出发 ,得到了CWDF HF化学激光器性能对光腔中F和D2 H2反应区流场参数的依赖关系。利用数值模拟结果对该关系进行了验证。给出了提高CWDF HF化学激光器性能的F和D2 H2 反应区流场参数要求 ,为CWDF HF化学激光器喷管设计提供了依据     

小功率连续波放电DF/HF化学激光器的功率

将SF6、O2、He3种可调气体预混合,喷入带有8个高压放电极的放电管,解离F离子,沿气流方向以亚音速喷入喉道,H2/D2由喉道上下喷入,光轴在H2/D2喷入下游1mm处。研究了连续波DF/HF激光器的多谱线输出功率与SF6、He和H2/D2的流量关系,以及混合气体中加入O2对激光器性能的影响。实现了HF最大输出功率12W,DF最大输出功率11W,连续可调,功率稳定,持续时间20min。     

连续波光学共振泵浦传能DF-CO2激光器

演示了 一个光学泵浦连续波10.6微米的传能DF/CO2光器。其实现方 式是：用一个70瓦的多线DF化学激光器去激励3厘米×0.3厘米×0.3厘米的传能激光介质，而该激光介质是在22托和室温下由1/19/80=DF/CO2/He的流动气体混合物所构成的。当采用“内腔”结构（将传能激光介质置于DF激光器的谐振腔镜之间）时，所耦合出的10.6微米的激光功率为1.5瓦，该功率相当于“光子转换效率”（将可利用的DF泵浦通量变成耦合输出传能激光通量的效率）为6%。分析予示：当采用最佳的器体结构时，多线DF激光转换为单线CO2激光的“光子转换效率”有可能超过90%。     

市场上最大的HF/DF激光器？

Lumonics研究所向哈里钻石实验室交付一台至今为止市场上最大的HF/DF激光器。这种TEA-220型脉冲激光器通过在10×10×70厘米的腔内横向放电，泵浦由H2(或D2)和SF6组成的混合燃料。用不稳定共振腔光学装置时，该装置的基模(多线)输出为7.5焦耳,单线输出为1.3焦耳，这时的重复率为10脉冲/分。多线的峰值功率为25兆瓦,单线时峰值功率为4兆瓦。在2.7~3.0微米波段内可选出15条HF的谱线，在3.5~4.0微米波段内可选出20条DF的谱线。     

DF/HF化学激光器高振动态基频谱线机理分析

在采用冷泵浦反应体系的DF/HF化学激光器中多次观察到了DF分子4-3振动能级跃迁的谱线以及HF分子3-2振动能级跃迁的谱线.给出了几幅典型的光谱图,并理论计算了高振动态基频谱线的增益曲线.实验和理论分析显示,上述高振动态基频谱线并非直接产生于冷泵浦反应,F原子复合和热泵浦反应起到了重要作用.最后讨论了热泵浦反应和链泵浦反应对采用冷泵浦反应DF/HF激光器输出光谱、增益及增益区长度的影响.     

连续波HF/DF化学激光器的发展

本文介绍美国根据海军"海石"计划和远景计划局三合一计划中的α计划发展的高能连续波HF/DF化学激光器,并简单介绍苏联化学激光的发展情况。     

小型电激励连续波HF/DF化学激光器研究进展

小型电激励连续波HF/DF化学激光器具有广泛的用途和重要基础研究价值,本文介绍了四种放电类型的小型电激励连续波HF/DF化学激光器的研究工作,并对各类型激光器的优缺点进行了讨论。     

燃烧驱动全气相化学碘激光燃烧室实验研究

以HF基频激光功率大小作为判断依据,对燃烧驱动全气相碘激光的燃烧室参数进行了考察.实验结果表明,在D2流量为10～20 mmol/s时,相对燃料D2而言,NF3过量30%～70%时可以获得较大的F原子流量,而稀释He的加入不利于F原子的生成;加入足够最的DCl,可以实现F原子全部向Cl原子的转变,为燃烧驱动全气相碘激光器提供了稳定的Cl原子源.     

高功率激光器发展趋势

对二氧化碳激光器、HF/DF化学激光器、氧碘化学激光器、光纤激光器、固体激光器、半导体泵浦碱金属激光器等高功率激光系统进行了介绍,并对高功率激光器发展趋势及内在规律进行了讨论。     

有潜力的连续波氧碘化学激光器

连续波氧碘化学激光器是第一个电子态跃迁的化学激光器。是继DF、HF大功率大能量激光器之后的又一引人注目的高能激光源。 激光振荡在1.315μm,是碘原子的第一电子激发态到基态的跃迁。     

放电混合的HF连续波激光器

研究了在 SF_6中用辉光放电方法产生 F 原子,并在横向的光学谐振腔的上游端与氢亚声速混合的系统中,观察到了 HF 和 DF 的连续波化学激光器的运转。其最大输出功率是5.5瓦,并测量了输出频谱的分布。     

对Spencer化学激光器的一些改进

一、Spencer 化学激光器的优越性能及存在的缺点。D.J.Spencer 等人从1969年起多次报导了关于 SF_6系统的连续波 HF 化学激光器的研究工作。他们是利用把 H_2扩散到含有由SF_6分解得到的 F 原子的超声自由喷流的方法产生粒子数反转从而获得激光输出的。这种连续波化学激光器可使化学能转变为激光能的效     

电激励连续波HF/DF激光器放电参数的优化

放电管作为电激励连续波HF/DF激光器的F原子发生器,在整个激光器系统中占有重要地位。目前流行采用的是高压直流电源加镇流电阻的放电模式,典型电参数为接近10kV高电压、百毫安量级的低电流。传统理论和实验结果均认为:放电管F原子产率与放电管注入功率成正比,从而激光器输出功率也应与之成正比。引入不同阻值的镇流电阻,发现对于相同的注入功率,低电压、大电流模式比高电压、小电流模式更容易获得高的功率输出。     

可调谐脉冲氟化氢(氘)化学激光器及其光谱性能

本文报导波长可调谐的脉冲横向放电 HF/DF 激光器的研制工作。采用了多级低电感平板电容作传输线的 LC 反转电路、Rogowski 型面的黄铜电极以及紫外预电离技术,可以有效地发射光束截面较宽的 HF/DF 化学激光。激光谱线分布中出现低 J 值 R 支,证明在所使用的条件下激光腔内存在 HF(或 DF)的全反转集居数分布,激光器的增益是较高的。调谐结果还出现文献中较少见的 HFP_2(1)单谱线。此外,还考察了气体组成、气体流动状态、放电参数和电极材料对激     

电引发HF/DF组合激光器

在本工作中,我们进一步研究脉冲放电引发的HF/DF组合激光器,该激光器可在2.6～4μm光谱区内产生多支线的激光振荡,能同时产生HF和DF的激光辐射,扩展了单一气体的谱区,并且根据不同气体混合比的变化规律,可得到所需要的激光辐射波长。