基于Pulser/Sustainer技术的可调谐长脉冲TE CO2激光器

采用光栅谐振腔,对一台基于Pulser/sustainer技术的紫外预电离长脉冲TE CO2激光器的调谐特性进行了实验研究.在增益体积为1.17 L,激光混合气体体积比V(CO2)∶V(N2)∶V(He)=1∶5∶19,工作气压为30 kPa条件下,实验测量了75条激光谱线的输出脉冲能量和脉冲宽度(半高全宽,FWHM),结果表明,相同的激励条件下,不同的激光波长,激光输出脉冲宽度有所不同.通过仔细观察比较四条主要谱线(9R(20),9P(20),10R(20),10P(20))的激光输出脉冲波形随放电电压、放电脉宽以及气体成分配比等的变化情况,说明基于pulser/sustainer技术激励的长脉冲可调谐TE CO2激光器的激光输出脉冲宽度随调谐波长的不同而变化.简单实验分析表明,谱线增益的变化可能是引起谱线输出脉冲宽度不同的主要原因.     

采用新型激励方式的长脉冲TE CO2激光器

从预电离的角度出发,对原有长脉冲TE CO2激光器的双高压开关抽运电路进行改进,设计了新型激励电路.在新激励电路中,加入一个合适大小的电感与激光器电极部分串联,为Pulser和Sustainer放电电路所共用.实验结果表明,改进电路能够增强预电离能力和增加激光脉冲能量.在一台增益体积1.17 L、气体混合比CO2:N 2:He=12.5:13、工作气压为40 kPa的TE CO2激光器中,改进电路比原来电路增加激光出达61%.文章给出了详细实验数据并作了简单理论分析.     

基于Pulser/Sustainer技术的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器

详细研究了一台增益体积为1.17 L,采用pulser/sustainer技术激励的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性.激光器最高脉冲重复频率100 Hz,输出激光脉冲半峰全宽(FWHM)约23.0μs.实验记录了稳定辉光放电与有起弧的辉光放电时激光器的放电电压/电流波形;测量得到当sustainer充电电压从12 kV到30 kV时,激光器输出脉冲能量从约0.40 J变化上升至约4.0 J,观察到在同-sustainer充电电压下,激光器输出平均功率随脉冲重复频率线性变化;监测到激光器以sustainer充电电压22 kV,重复频率100 Hz连续工作10 min时,输出平均功率仅从最大257 W下降至247 W.实验数据表明,与采用低感快脉冲放电激励相比,这种新型的长脉冲TECO2激光器具有增益开关效应小、输出动态范围大、"起弧适应性"好、输出平均功率下降慢等特点.     

长脉冲TE CO2激光器的调谐特性

采用光栅谐振腔,对基于Pulser/Sustainer 技术的紫外预电离长脉冲TE CO2激光器的调谐特性进行了实验研究。在增益体积为1.17 L,激光混合气体比CO2:N2:He＝1:5:19的条件下,比较了刻槽密度分别为80 、120 、150 line/mm的光栅在不同工作气压和激励电路条件下的激光器调谐特性,其中, 120 line/mm的光栅谐振腔可以输出75条激光谱线,4条主要谱线（9R(20)、 9P(20)、 10R(20) 、10P(20)）输出能量与采用全反铜镜的非调谐谐振腔激光器输出能量相当。深入实验研究了120 line/mm光栅谐振腔激励电路和工作气压对长脉冲TE CO2激光器调谐特性的影响。     

100 J侧面滑闪预电离TE CO2激光器

提出了一种新型侧面滑闪放电技术,为TE CO2激光器均匀放电提供高效、均匀的紫外预电离。采用这种技术,成功实现5.5 cm电极间距的高气压CO2均匀放电,放电截面达27.5 cm2。放电体积为5.5 cm×5 cm×90 cm的单元模块采用V(CO2)∶V(N2)∶V(He)=1∶1∶4的混合气体在60 kPa的气压下,获得了53 J的激光脉冲输出,激光比输出能量达3.46×10-4J/(L.Pa)。采用简单的谐振腔,利用两个相同的单元模块串联实现了103 J的激光输出。实验表明双模块器件存在很强的激光脉冲能量增强效应,双模块串联输出的激光能量比单模块激光能量的两倍还大15%。     

紫外预电离TE(A)CO2激光器自持辉光放电的阻抗计算

提供了一个理论计算紫外预电离TE（A）CO2激光器自持辉光放电的放电阻抗的方法,并以脉冲形成网络（PPN）放电TE（A）CO2激光器粉列,计算了其自持辉光放电“准稳态”阶段的放电阻抗随激光混合气气压的变化情况。     

紫外预电离TEA CO2激光器初始电子密度的分布

本文对紫外预电离TEA CO2激光器主电极间预电离出的电子密度进行了探讨，分析了产生光电离的离化机理，给出了电子密度的变化规律。结果表明电子密度的横向分布很不均匀，从而提出了使其均匀化的简单方法。     

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。     

紫外预电离TEA CO2激光器放电过程的数值模拟

建立了一数值模型模拟紫外预电离TEACO2激光器的放电过程。结合放电电路分析了激光器的动态放电过程,综合考虑了气体放电中所发生的电离、吸附、复合等粒子反应,得到了电子密度、放电电流及放电电压随时间变化的波形,并将模拟结果与实验结果进行了对比。此外,还模拟并分析了放电回路中部分参量对放电特性的影响,获得了有利于激光器稳定放电的条件。     

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     

高单脉冲能量重复频率TEA CO2激光器

为了满足激光推进、光电对抗等应用领域的需要,研制了一台高单脉冲能量高重复频率新型TEA CO2激光器。采用紫外(UV)预电离双路Ernst石墨电极串并联放电结构、超薄水冷不变形镜折叠腔、双回路直冷式封闭循环流动系统和高压大电流快脉冲开关电源等技术,解决了高功率高压电容充电、高气压大体积均匀辉光放电、高气压高速均匀流场、激光谐振腔和高脉冲能量、高重复频率脉冲激光输出等技术难题。成功研制了一台最大脉冲激光能量92 J,重复频率35 Hz,激光输出发散角1.4 mrad,脉冲能量稳定性0.8％,平均功率大于3000 W的脉冲激光器。     

CO2激光脉冲外差探测一阶统计特性分析

从分析高斯本振光和爱里信号回波互相干函数 (或外差量子效率 )一阶统计量入手 ,推导出CO2 激光脉冲外差探测振幅、位相和波矢空间夹角匹配条件 ,其外差量子效率的最大理论值为 0 82。在离焦失准状态下 (即球像差 ) ,两束光的位相差主要由高斯本振光波前弯曲决定 ,并因此导致外差量子效率的降低。     

非制冷焦平面热像仪获取脉冲CO2 激光光斑研究

采用漫射红外成像法对脉冲CO2激光光斑进行了测量，分析了电扫描体制非制冷红外焦平面热像仪获取窄脉冲CO2激光光班的机理，解释了出现半光班现象的原因；并采用同步发射激光技术，保证了单次激光脉冲的完整、稳定捕获，得到了脉冲CO2激光相对光强分布及相关光束质量参数。     

实用型长脉冲、低发散角氟化氪准分子激光器

我们研制了一台实用长脉冲、非稳腔KrF准分子激光器,获得最大脉冲能量340mJ,光脉冲宽度60ns,发散角小于0.2mrad,闸流管电脉冲与光脉冲之间时间抖动小于4ns,脉冲能量稳定度小于±2％。     

CO_2调Q脉冲激光切割陶瓷材料的试验研究

用研制的机械斩光盘调 Ｑ Ｃ Ｏ２ 脉冲激光器,获得高峰值功率、短脉宽、高重复频率和适中的平均功率的脉冲激光输出。对以热压烧结 Ｓｉ３ Ｎ４ 为代表的工程陶瓷进行了切割试验,运用高速多次重复走刀切割工艺,获得了无裂纹的精细切口。     

高功率TEA CO2激光器脉冲激励电源的研制

基于脉冲激励电源技术水平是高功率TEA CO2激光器研制中的关键环节,提出了氢闸流管作为电源开关元件的、选用非稳激光腔结构的设计思路。详细阐述了高压充电部分、高压稳压部分、脉冲放电部分三个方面的电路设计方案。