大能量高功率准分子激光的应用及关键技术

实用型大能量高功率准分子激光器广泛地应用于材料的加工及表面处理,介绍了其在液晶平板显示行业、太阳能光伏行业、半导体行业及汽车制造业的应用。分析了大能量高功率准分子激光器的关键技术,如大面积均匀放电技术,预电离技术,高压快脉冲激励技术以及为了得到更大的脉冲能量及功率输出而采用的双腔同步技术。     

基于半导体激光器的脉冲整形技术

论述一种新的激光脉冲整形方法-利用任意形状的整形电脉冲直接驱动半导体激光器,产生与电脉冲形状一致的激光脉冲, 作为高功率激光装置的种子光源。使用GaAs 场效应管作为开关器件,使用超宽带脉冲触发场效应管产生整形电脉冲,引入阻抗渐变微带技术克服了触发脉冲损耗对级联场效应管数量限制,将整形电脉冲脉冲宽度扩展到10 ns。以整形电脉冲直接驱动半导体激光器,可产生脉宽为10 ns,时域调节精度为330 ps 的任意整形激光脉冲。     

放电引发的非链式脉冲HF激光器

将紫外光预电离横向放电技术用于激励脉冲HF激光器,研究了激光输出能量与气体混合比的关系,得到了350mJ的脉冲能量,脉冲峰值功率1MW,发现缓冲气体He或Ne对激光输出的影响不大,此外放电起弧时输出能量也无下降。     

高功率高重频TEA CO2激光器激光放电腔技术

介绍了高功率、高重频TEA CO2激光器激光放电腔的放电电路、结构及特点,针对该系统的性能实施了合理的技术设想及研究方法。在分析高功率TEA激光器技术基础上,讨论了TEA CO2激光器激光放电腔的基本机理。该系统由多只具有储能充、放电功能的陶瓷电容,通过低阻抗匹配传输线、放电电极和紫外光预电离装置向激光器高能放电腔注入电能,获得高重复频率脉冲和高能量脉冲,经光学谐振腔窗口输出高功率激光。描述了储能充放电路、高压快脉冲、低阻抗匹配传输线、放电电极和紫外光预电离等技术的具体应用。     

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。     

均匀激励高压强CO_2脉冲激光器

文中描述了对气体容积均匀激励的工作于大气压强下的紧凑脉冲GO_2激光器的性能。输出脉冲能量与放电电压、气体组成及压强关系的测量表明,该激光系统能给出输出能量密度为17毫焦耳/厘米~3的脉冲,效率为10.4％。电激励GO_2-N_2-He激光器的新近研制表明该器件有可能在高压强下的瞬态扩散辉光放电方式工作。产生与激光器轴成横向的短脉宽能量有限的脉冲辉光放电可防止在高压下易于形成电弧的倾向。所采用过的针-平面及平行平面的电极结构已报导效率达7％,而输出能量密度为3毫焦耳/厘米~3。本文描述了均匀激励气体容积的CO_2激光器结构性能的     

倍压磁脉冲开关在准分子激光器中的应用

本文提出了将磁脉冲压缩开关结合LC反转倍压电路应用于高重复率紧凑型准分子激光器的技术。对磁脉冲压缩开关应用的原理及结合LC倍压方法在准分子激光器高压快放电激励电路中的工作过程进行了分析 ,并给出了一种实用型的准分子激光器电源放电电路     

放电激励重复频率HF激光器稳定输出实验研究

在放电激励重复频率气体激光研究中,激光器重复频率运行能量稳定输出是提高其输出平均功率及其实用化的基础。利用实验室已建立的单脉冲输出能量焦耳级的放电激励重复频率脉冲HF激光装置,通过调节气体介质循环速率及优化实验条件,开展激光器重复频率运行稳定输出实验研究,获得激光器重复频率运行时能量稳定输出的最佳工作条件。研究结果表明,随着运行频率的上升,激光输出能量衰减较快;增大气体介质循环速率有利于改善放电稳定性,提高激光器重复频率运行时输出能量稳定性。当混合气体工作介质以3.5m/s的流速循环时,激光器可实现1～50Hz重复频率激光输出,在重复频率50Hz运行时稳定输出能量约130mJ,能量波动约5%。     

放电激励XeF(B→X)准分子激光器的高效率运转

在一台X射线预电离的XeF(B→X)准分子激光器中,我们应用磁开关隔离的预脉冲-主脉冲放电激励电路和磁脉冲压缩技术,研究了激光输出能量和转换效率对气体组份、总气压、电路参数和延迟时间的依赖关系,激光性能获得较大改进。当放电体积为0.11L,气体混合物(NF_3/Xe/Ne)的总气压为2.5×10~5 Pa时,激光输出能量345 mJ,总效率达3％。     

激光控制光电子开关产生的电脉冲激励半导体激光器产生超短光脉冲

最近,Kobayaashi等报导了用短电脉冲激励半导体激光器获得了超短光脉冲输出.而用锁模超短脉冲激光器驱动的半导体光电子开关能产生超短同步电脉冲.这里介绍的是用激光驱动的超快速开关产生的短电脉冲激励半导体激光器,得到同步的变频超短光脉冲的结果.     

同轴型脉冲氙灯的进展

一、国内外有关同轴型脉冲氙灯发展概述 1963年、1964年美国Church和Lensick连续报导了同轴氙灯的研制,并与直管氙灯泵浦进行了比较。1965年日本难波进报导用同轴灯泵浦的焊接机试制成功,长150～200毫米,输出10～20焦耳,最大输出达100焦耳,效率为4％,这是工业应用较早的报导。1966年美国西屋公司连续发表强而有效的泵浦灯——同轴灯的研制报告。同年,“国际电子学”杂志报导的高能同轴灯泵浦的激光器,采用可拆式、多个钨电极头的同轴灯,弧长900毫米,激光器泵浦阈值为5000焦耳,当输入25000焦耳时,     

铁路无线通信用漏泄同轴电缆设计

介绍了周期性开槽漏泄同轴电缆的主要电气特性及其相互关系,从理论上分析了影响主要电气特性的因素。采用全波仿真方法,探索了八字形漏泄同轴电缆的槽孔倾斜角度和长度对其电气性能的影响,设计了一种周期性八字形槽的某型漏缆,测试结果与仿真结果吻合,满足铁路通信漏泄同轴电缆标准要求。     

透射式同轴微脉冲激光雷达研制

微脉冲激光雷达(MPL)是大范围探测大气气溶胶廓线的理想工具,从MPL的实际应用情况来看,目前的MPL成本造价偏高,抗环境变化能力有限.这些不足之处都与MPL采用反射式同轴结构设计有关.详细分析了反射式同轴结构存在的不足,并阐述了透射式同轴结构的微脉冲激光雷达(MPL-T)的优点,如:结构更为简单、长期稳定性更好、成本进一步降低.详细介绍了已经研制出的透射式同轴微脉冲激光雷达的特点和对比测试结果.     

快脉冲前沿SAS整形器的优化设计

通过硅雪崩整形器件(SAS)的过压雪崩击穿效应对纳秒级脉冲前沿进行快速切割产生亚纳秒级脉冲前沿,是高重频快前沿DSRD脉冲源的关键技术。分析了SAS器件的工作原理,热损耗以及同轴型SAS整形器的优缺点,提出采用平面结构以实现SAS整形器大规模工程化应用的方案。计算和仿真结果表明,平面型SAS整形器在工作重频低于75kHz的应用中能够完全取代同轴型SAS整形器。     

直线型和同轴型脉管制冷机在90K的对比分析

直线型和同轴型脉管制冷机被广泛应用于空间领域,尤其是同轴型脉管制冷机.同轴型脉管制冷机结构紧凑且使用便利,而直线型脉管制冷机结构简单且制冷效率高.目前,对于两类脉管制冷机的理论比较研究相对较少,因此开展相应的比较研究很有意义.本文分析了两款不同结构的单级脉管制冷机(直线型和同轴型).通过建立一维数值模型分析两款制冷机相...     

复合脉冲深度激光打孔的实验研究

为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物主要靠高峰值功率密度的激光脉冲串,并研究了脉冲能量、脉冲宽度、打孔方式等不同激光参量下的激光打孔效果。结果表明,与长脉冲激光单独激光打孔相比,复合脉冲激光打孔能大幅减小穿孔时间,对脉宽2ms、单脉冲能量2.9J的长脉冲,复合脉冲打孔速率提高2.3倍,所需能量减少20%,且脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,打孔速率越快。此研究为复合脉冲打孔的激光器选择提供了依据。     

皮秒级快速任意脉冲波形发生器

研制了一种基于光脉冲堆积和光电转换技术的任意脉冲波形发生器,其可输出一个由多路子脉冲堆积而成的电脉冲信号,该电脉冲形状可任意调整,脉冲前后沿陡峭（小于100 ps）。该任意脉冲波形发生器适用于任何需产生快速电脉冲的场合,在实验室、军用、工业加工等诸多领域的数据采集、波形分析和处理方面都有广阔的应用前景。目前该产品在国内虽有开发研制,但成熟的只有低速产品,因此研制出成熟可用的快速任意脉冲波形发生器有很大的现实意义。     

束绞型外导体低损耗微波同轴电缆

束绞型外导体同轴电缆以其加工方便,生产周期短,电性能参数一致性好等优势在近几年的市场上脱颖而出.介绍了目前束绞型外导体同轴电缆中较为典型的SFCG-50-5-51型低损耗柔软同轴电缆的结构和低损耗的性能.     

Al2O3陶瓷YAG激光切割重铸层的研究

针对激光切割陶瓷产生的重铸层和裂纹,设计了超音速喷嘴,采用侧吹高速辅助气流与同轴切割气流复合技术,研究了激光加工工艺参数对重铸层及裂纹的影响规律,开发了获得最小重铸层厚度和裂纹长度的高效率激光切割方法     

脉冲光照射下一维PSD响应特性的研究

研究一维位置敏感探测器(PSD)的脉冲响应特性及脉冲光照射下光生电流输出的规律,对准确计算光的入射位置有着十分重要的意义。给出脉冲光函数的表达式,讨论了4种脉冲光模式照射下的PSD脉冲响应特性,并详细研究了“脉冲堆积”现象。结果表明,如果脉冲光照射时间远远大于PSD的响应时间时,光的入射位置满足一维PSD的转化公式;如果光照射时间小于PSD的响应时间时,只要满足照射时间大于2.5倍的时间响应常数,则停止照射的时间越短,光入射位置与PSD输出电流之间越接近线性关系。