高同步双束长脉冲XeCl准分子激光器

我们利用一台结构新颖的双通道准分子激光器,在两组主放电电容上分别连接两组LC脉冲形成线。用一个公共火花球隙控制对相应的通道放电,从而获得了脉冲宽度达60ns高同步(抖动时间≤±4ns)XeCl准分子激光输出。每束激光的能量达120mJ。 实验中,我们研究了激光器激励电路的变化对激光脉冲宽度的影响,还研究了不同的气体组分和混合气体气压对光脉冲宽度及输出能量的影响。同时探讨了双束长脉冲激光器的高同步性能。     

Simulink仿真指导放电准分子激光长脉宽的实验探究

针对医疗用308 nm准分子激光器长脉宽的实际需求,提出Simulink仿真模型指导延长激光脉宽的方案,并进行实验研究。首先建立并验证了典型准分子激光器放电激励回路仿真模型的有效性,其次基于脉冲形成网络原理建立4级LC峰化回路的放电激励模型,并进行了具体的激光器结构设计和参数选择。对一台储能电容为60 nF,工作电压范围在20~29 kV的308 nm准分子激光器进行实验,通过改变激励回路的结构和参数,激光脉宽由30 ns延长到60 ns,且当储能电容电压值为28 kV时,输出能量达407 mJ,激光脉冲能量的转移效率由典型结构的1.531%提高至1.73%,实现了放电激励308 nm准分子激光长脉冲输出条件下的高能量转移率,验证了Simulink仿真模型的有效性和指导意义,为实用化长脉宽准分子激光的设计和应用提供基础。     

XeCl放电激光器脉宽超过1 μs

一种称为磁诱发脉冲激光激发（MIPLE)的新型激光泵浦系统产生的光脉冲比通常准分子放电激光器的光脉冲长很多。加拿大国家研究院的一台MIPLE XeCl器件已产生 400 ns、400 mJ; 750 ns、 100 mJ; 1.5 μs、5 mJ的脉冲。在锁模实验和窄线宽辐射放太中长脉冲运转是有用的，这也是朝着连续波准分子激光器迈出的第一步。     

H_2对X光预电离长脉冲XeCl准分子激光的影响

在XeCl激光混合气体中加入适量的H_2可以使激光器的一次充气寿命增加,本文研究了H_2对X光预电离长脉冲放电XeCl准分子激光输出特性的影响。实验结果表明,当激光混合气体加入适量H_2以后,会产生二种效应:其一是使激光脉冲峰值功率提高20～30％,其二是使激光脉冲持续时间变短。实验所用的激光器是一台用平均能量为75kV的X射线源作预电离的放电型准分子激光器,其放电回路采用水传输线作脉冲形成网络,放电持续时间约为200ns。用曲率半径为5m的全反射镜和透过率为80％的部分反射镜组成激光谐振腔,激活     

电子束泵浦XeCl准分子激光器输出特性

为了确保窄脉宽XeCl准分子激光系统获得高峰值功率紫外激光脉冲,实验研究了紧凑型四向电子束泵浦XeCl准分子激光器的输出特性。通过调节激光腔室气体介质的总气压和气体摩尔比、激光器的充电电压、二极管阳极钛箔厚度等参数,发现了激光能量随以上条件的变化规律,分析得到了激光器运行的最佳条件。在最佳条件下XeCl准分子激光器的脉冲能量大于100 J、脉宽约200 ns,电光效率约为5.81。另外,通过改变激光器内部Marx发生器的开关气压,研究了紧凑型电子束泵浦XeCl准分子激光器输出激光脉冲的延迟抖动特性,发现激光脉冲的延迟抖动可优于20 ns。研究结果表明:紧凑型电子束泵浦XeCl准分子激光器可实现脉冲抖动小于20 ns、103 J的高能紫外激光输出,可满足窄脉宽XeCl准分子激光系统运行的需要。     

短脉宽XeCl激光器的实现及光脉冲参数的测量

研究了高气压短脉宽 Xe Cl准分子激光器的设计、制作和激光参数测试。在大体积高气压下 ,采用同步紫外预电离产生辉光放电方法 ,结合激光器物理设计、电路、光学系统设计 ,调整气体配比、气压、放电电压 ,在气体配比为 HCl:Xe:He=0 .1 %:1 %:98.9%下 ,实现了纳秒放电激励的紫外 30 8nm准分子激光激射 ,脉冲能量 5 30 m J,最小脉冲宽度 1 3ns,矩形光斑 2 cm× 1 cm,束散角 3mrad,最高重复频率 5 Hz,并总结了实验规律。     

MOPA结构准分子激光同步触发设计

介绍了一种MOPA结构的准分子激光全隔离型、高精度的同步触发系统。首先,提出锁相环移相技术结合传统计脉冲的方法实现了系统的高分辨率与大范围;其次,采用全电气隔离的方式实现了系统在复杂的电磁干扰环境下长期稳定运行以及实时控制。系统主要参数达到分辨率1 ns、延时及脉宽调节范围0～325 μs、各通道间的抖动<60 ps、前后沿<1.5 ns。同步触发系统应用于一套193 nm深紫外MOPA结构准分子激光装置,在4 kHz的高重频下实现了对 MOPA 双腔放电延时的精准实时控制,相对放电延时可严格控制在最佳时间段,放电时序抖动<±4 ns,最后成功获得PA腔对MO腔种子光的脉冲能量放大,最大放大率达到19.2,最大输出脉冲能量达到7.1 mJ,满足深紫外光刻应用需求。     

带磁开关的冲击-自持脉冲放电技术及其应用

本文通过对带磁开关的冲击-自持脉冲放电电路放电过程的分析,指出了该电路在激发准分子激光时的优点,在考虑准分子激光形成过程特点的基础上,进一步指出了利用该电路有利于制成高效率、高功率、长脉冲准分子激光器件.     

低抖动双通道准分子激光器

设计了一台快放电双通道XeCl准分子激光器。测得该激光器两束激光间的抖动时间在一个工作大气压时为±1ns,在二个大气压时为±5ns。每个通道的激光输出能量在80～100mJ,最大约150mJ。     

海军实验室用微波泵浦准分子激光器

据华盛顿海军研究实验室的威纳特（R. W. Waynant)使用微波而不是直流放电泵浦准分子激光器应能产生能量较高的长脉冲。他指出，普通准分子激光释发射的脉宽一般小于25毫微秒，而微波泵浦的准分子激光器可产生宽度大于1微秒的脉冲,能量达0.5毫焦耳。威纳特补充说,他和他的合作者克利斯顿森（P. Christenson)用9千兆赫微波源激发氟化氙进行了初步试验，不过仅产生持续期为50到100毫微秒的脉冲，能量为30至50微焦耳。     

低抖动准分子激光放大器光源的研究

为了获得低抖动的准分子激光放大器光源,设计了一种以氢闸流管作为高压开关的低抖动准分子激光放大器系统。利用抖动小于4 ns的闸流管触发电路来触发导通氢闸流管,从外部触发信号到准分子光信号之间有一定的延时时间。研究了以氢闸流管作为高压开关的准分子激光放电回路,外部控制信号发生电路产生外部充电信号和出光信号,转换电路将外部充电信号和出光信号转换成固定脉宽的光信号,在实现低抖动出光前,准分子激光放大器系统热平衡过程中会有一定的出光延时漂移现象。讨论了激光运行重复率、激光运行电压和气体状态在热平衡过程中对稳定延迟时间大小的影响。实验表明,在相同运行电压下,稳定延迟时间随着激光运行重复频率的提高而增大;运行电压越高,稳定延迟时间上升的幅度越大。气体恶化后,光脉冲稳定延迟时间变小。激光运行电压和重复频率越高,延时漂移时间越大。在温漂一定时间后,准分子激光放大器内部系统达到热平衡,以外部触发信号为基准,准分子光脉冲信号实现在5、10、15 Hz重复频率下的5 ns内低抖动出光。     

KrF激光和脉冲CO2激光损伤K9玻璃的实验对比与分析

对KrF准分子激光辐照K9玻璃进行了损伤实验,并与脉冲CO2激光损伤K9玻璃进行了对比分析,研究了紫外和远红外两种激光系统对同种光学材料的损伤特性。实验结果结果表明,KrF准分子激光和脉冲CO2激光对K9玻璃的损伤形貌基本相同,损伤主要是热力耦合损伤机制,但是两者在损伤阈值和损伤时间等方面仍有很大差别。与脉冲CO2激光相比,K9玻璃的KrF准分子激光损伤阈值更低,并且损伤持续时间更短。通过两类激光在波长和光子能量上的巨大差异可以很好地解释这一现象。该研究结果对准分子激光在空间工程应用上有着非常重要的参考价值。     

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     

C→A跃迁准分子激光阈值条件的研究

对于激光系统性能而言,激光工作阈值条件具有非常重要的意义。C→A跃迁的低增益、宽带脉冲准分子激光的阈值条件和其激光抽运脉冲有密切关系。在激光四能级系统速率方程的基础上,利用增益开关和Q开关的分析方法来研究C→A跃迁的低增益脉冲准分子激光阈值条件,给出了其在不同增益脉宽情况下一致的阈值条件。结果表明,在增益脉宽很短时,准分子激光和连续激光的阈值条件完全不同,取决于时间积分常数要大于一临界值。     

用于白癜风治疗的308nm XeCl准分子激光系统

研制了一台用于白癜风治疗的308nm XeCl准分子激光系统。根据准分子激光器脉冲式放电的特点,设计了推挽式脉冲开关电源。实验研究了激光器脉冲重复频率、工作电压、气体寿命对激光输出能量的影响,并检测了激光输出脉冲能量的稳定性。通过自动反馈控制系统调整激光头放电工作电压实现输出激光能量的稳定。激光采用扩展型紫外液芯光纤传导,得到均匀性良好的治疗光斑,液芯光纤对308nm激光的传输效率约为70%。激光器脉冲重复频率1～200Hz,工作电压18～25kV,输出能量不稳定度小于4%。经光纤输出用于治疗的有效光斑直径22mm,脉冲能量密度2～3mJ/cm2。     

准分子激光心血管治疗机的研究

研制了一台准分子激光心血管治疗机（ＸｅＣｌ３０８ｎｍ），单脉冲能量：８０－２００ｍＪ，平均功率５Ｗ，重复频率：手动单次，１－１００Ｈｚ，单次充气工作寿命：＞１０６脉冲数，脉冲－脉冲的能量不稳定度３％，激光脉宽１５０ｎｓ，光斑发散角（半角）：１．８×０．６ｍｒａｄ，光纤耦合输出＞２０ｍＪ。     

用饱和吸收体压缩KrF准分子激光脉冲

用ＫｒＦ准分子激光脉冲（ＦＷＨＭ＝２３ｎｓ），结合速率方程模型，研究了芳香族三环有机染料的衍生物——吖啶的饱和吸收特性，得到了饱和强度和剩余吸收比等参数。把放电泵浦ＫｒＦ准分子激光的脉冲宽度（ＦＷＨＭ），由２３ｎｓ压缩到５．４ｎｓ。     

High-power operation of an argon excimer laser with a MgF2 and SiC cavity

An intense coherent light pulse whose energy, height and width (FWHM) were 80 mJ, 16 MW, and 5 ns, respectively, was obtained as 126 nm from an argon excimer laser. A superpoished SiC mirror was used in combination with a MgF₂ output coupler for an electron-beam-pumped argon excimer laser. The SiC mirror had a reflectivity at 126 nm as high as 47% and was highly damage resistant. Laser mirror materials for high-power short-wavelength lasers are discussed. Surface damage on the MgF₂ output mirror could not be avoided; this prevented stable operation of the argon excimer laser. In order to obtain such high power from the argon excimer laser, it is necessary to construct the resonator without a MgF₂ coupler. An unstable resonator is considered as the best candidate for the stable operation of the argon excimer laser