非链式电激励脉冲HF激光器

介绍了利用紫外预电离和横向放电结构建立的非链式电激励脉冲HF激光装置,对激光工作介质SF6/C2H6混合气体的放电特性以及不同气体总压和气体分数比条件下的激光能量变化进行了研究,并对激光脉冲信号和近场光斑的空间分布进行了实验测量.实验结果表明:混合气体的放电过程具有辉光放电、电压维持和电弧放电的阶段性特点.为获得最佳的激光输出,混合气体中的C2H6含量应控制在6%～8%之间,并且不同混合气体总压对应着不同的最佳充电电压.在充电电压为28kV、总气压为12 kPa、C2H6含量为8%时获得最大单脉冲能量为0.6 J,比能量输出达到8.5 J/l,激光器的电光转换效率约为2.5%.     

放电引发非链式脉冲HF/ DF 激光器的研究进展

文中介绍了放电引发的非链式脉冲HF／DF激光器三十年来的研究进展，分析讨论了此类激光器的发展趋势。     

放电引发非链式脉冲HF/ DF 激光器的研究进展

文中介绍了放电引发的非链式脉冲HF/ DF 激光器三十年来的研究进展,分析讨论了 此类激光器的发展趋势。     

非链式脉冲HF/DF激光的新型引发技术

为了发展一种引发脉冲HF/DF激光器的新型放电技术。采用均匀粗糙表面的阴极在注入能量密度高达200 J/L时仍可在激光介质中获得均匀稳定的体放电。优点是无需任何预电离,且对电极面型无特殊要求。针-盘电极实验表明,在非链式脉冲HF/DF激光介质中单通道放电表现为扩散均匀的辉光放电,板-板电极的体放电从粗糙阴极开始,阴极表面产生许多明亮的圆形亮点,每一个亮点随后形成一条向阳极扩散的通道,这些扩散的通道相互重叠形成了空间均匀的体放电。初步实验结果表明,采用这种技术可以实现高能、高重复频率的脉冲HF/DF激光输出。     

高能非链式放电HF（DF）激光器

在电子学系统极为紧凑的情况下不用专用的气体预电离系统，表明在掺烃（或重氢烃）ＳＦ６混合物中实现体自持放电，并在此耻建造高能宽孔径非链式ＨＦ（ＤＦ）激光器的可能性。在孔径为￣１５ｃｍ，体激活介质为２１Ｌ的装置上，在电效率为２．８％和２．２％情况下，分别在ＨＦ和ＤＦ中获得了１４４Ｊ和１１５Ｊ的振荡能量。     

电引发非链式脉冲DF激光器实验研究

为获取得高能脉冲中红外激光,对两种形式的电引发非链式脉冲DF化学激光器进行了研究。通过研究紫外预电离自持放电非链式脉冲DF化学激光器的输出特性,确定了最佳气压比,实现了350 mJ的DF激光脉冲输出,激光峰值功率为1.4 MW,激光能量比输出达35 J/l.101.3 kPa,电光转换效率约为1.6%;为突破预电离条件的限制,研究了非链式脉冲DF化学激光器的自引发体放电特性,通过采用针-盘电极对放电来模拟单通道放电的过程,利用非均匀场粗糙表面阴极,在注入能量密度高达200 J/l时实现了无预电离的稳定体放电。实验结果表明,采用自引发体放电技术有望实现更高能量的中红外激光输出。     

非链式HF激光器紫外预电离的数值模拟

为了明确紫外预电离对主放电的影响,对光子能量为5 eV和10 eV的紫外光预电离后的电子密度分布进行了研究。首先介绍了紫外预电离过程中发生的主要过程,然后建立了紫外预电离的简单模型,再根据模拟结果分析了上述光子能量的紫外光对气体中电子密度分布的影响。模拟结果表明:总气压为50 kPa、光强为103 W/cm2时,上述紫外光的有效作用距离分别为0.15 cm和0.5 cm,即使将光强升至106 W/cm2,它们的有效作用距离也仅仅分别增加至0.3 cm和0.8 cm,还无法对主放电产生明显的影响;当总气压为10 kPa时,紫外光的有效作用距离分别达到1.1 cm和2.7 cm,可以对主放电产生明显的影响。这说明:在较低的工作气压下,5 eV和10 eV的紫外光均可以产生明显的预电离效果,较低气压可以获得更大的有效预电离区域和更均匀的预电离电子密度。     

重复频率放电引发的脉冲HF(DF)激光器

研制了一台重复频率放电引发的脉冲HF(DF)激光器,采用了横向放电、横向流动和侧面滑闪预电离结构,该激光器的有效增益体积为80cm×2.5 cm×2cm,最大输出激光脉冲能量1.6(1.2)J,重复频率1～3 Hz,采用特种碱性分子筛吸附剂对化学反应生成物进行吸收,激光器在准封离状态下以重复频率2 Hz运转,103个脉冲后激光脉冲能量仅有20%的下降.     

脉冲HF激光器预电离设计及效果评估

气体介质稳定体放电是放电激励气体激光器高效输出的基础和前提,预电离是实现高压气体介质稳定体放电的有效技术途径之一。基于放电激励脉冲HF激光器电气结构总体设计要求设计了结构紧凑的紫外光自动预电离装置, 并对其在气体介质中预电离产生的初始电子数密度进行了数值模拟。模拟结果表明:在整个放电区域内初始电子数密度均在109/cm3左右,满足介质体放电要求。通过激光器能量输出实验评估了预电离效果,对SF6和H2混合气体介质,在充电电压较低时,输出能量有数倍的提高;对SF6和C2H6混合气体介质,在充电电压20 kV时激光器输出能量由200 mJ提高至297 mJ,提高了近50%。实验结果表明:该预电离装置对改善激光器能量输出特性有明显效果。     

脉冲预电离纵向脉冲放电CO2激光器

提出了一种横向脉冲预电离小型扩散冷却纵向脉冲放电CO2激光器。在内径7.5mm、放电长度50cm的放电区实现了脉冲能量15mJ、脉冲峰值功率375W的激光输出。脉冲重复频率56Hz。预电离电极结构设计成螺旋状,改善了激光的光束质量。     

高峰值功率脉冲氟化氢激光器

报道了大体积火花预电离横向放电的脉冲HF激光器。通过采用紧凑的结构安排,在放电体积为4cm×5cm×90cm的SF6和C2H6混合气中获得了均匀稳定的放电。在总气压为12.6kPa、最高充电电压45kV时,激光输出脉冲能量为3J,激光脉冲峰值功率约18MW。     

气体组份和峰化电容对脉冲HF激光输出特性的影响

研究了气体组份和峰化电容对紫外光预电离脉冲HF激光器性能的影响。实验发现最佳气体混合比为SF6 C2 H6 =2 0∶1,峰化电容和主放电电容的最佳比为Cp Cs =0 3,在最佳气体混合比时 ,最大激光脉冲能量和对应的总气压随充电电压的提高而增大。另外 ,激光脉冲宽度随气压的升高而减小。得到了 4 0 0mJ的能量输出 ,脉冲峰值功率为 1 5MW ,激光能量比输出达 31 7J l·atm ,最大电光转换效率约为 2 2 %。     

脉冲预电离高频放电板条CO2激光器

本文提出了一种脉冲预电离的高频放电扩散冷却板条CO2 激光器 ,实现了非常均匀的大面积矩形截面放电并获得了激光输出     

基于类金刚石沉积的短脉宽XeCl激光设计及脉宽分析

在气体配比HCl:Xe:He=0.12％:1％:98.88％实现了大功率短脉冲XeCl准分子激光器,以纳米异质结构、微观量子阱、表面微小尺度薄膜沉积,镀制金刚石薄膜、半导体薄膜、巨磁薄膜,及外延生长及后续的光刻、激光与物质的相互作用、等离子体研究为目的,设计了高能量、短脉宽脉冲放电激励的XeCl准分子激光器新型结构,完成了脉冲波形测试。试验结果表明:激光脉宽最短13ns,单脉冲能量450mJ,矩形光斑大小2cm×1cm,束散角3mrad,最高重复频率5 Hz。验证了激光器结构、动力学速率方程、总结出了饱和增益、脉宽规律。产生的短脉宽激光热融蚀效应小,类金钢石材料对基底形成了良好的等离子溅射羽辉。     

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。