无声放电CO_2激光器放电参量计算

本文引入了若干无声放电的重要参量,导出了无声放电参量的计算公式,并对研制的 CO_2无声放电激光器的放电实验结果进行了分析计算。证明文中所述 SD 参量计算公式可作为定量分析无声放电的依据。     

高气压针板放电式2kW连续CO_2激光器的温度效应

研制成功一种工业用高气压封闭循环2kW级连续CO_2激光器。该型激光器采用了三轴正交形结构,以及多针对平板的正常辉光放电的方式,在放电区内,气流速度可达50m/s以上。当气体成分为CO_2:N_2:He=1:8:20,气压为100Torr时,输出功率为2300W以上,效率为16%左右,每次连续运转时间可超过10小时,输出功率的不稳定度小于±2%。     

横流放电CO_2激光器能量转换的特性和机制

模拟计算分析了横流放电CO_2激光器中介质气压、流速、光腔位置、腔中辐射强度、输出耦合度等因素对介质各能态间能量转换特性的影响.     

横流放电CO_2激光器的增益饱和参量及其变化

采用数值模拟计算与物理分析相结合的方法,给出了流动气体激光器的饱和增益代数表达式和增益饱和参量,并定性分析了影响器件性能的、一些因素和机制.     

圆筒结构千瓦横流CO_2激光器

本文报道一台圆柱形结构横流CO_2激光器及其运转特性.圆筒长度1.45m,直径0.45m,已获得大于1kW的输出功率.     

横流放电CO_2激光器气体热效应对光轴与横模的影响

本文讨论了横流放电CO_2激光器气体发热引起的折射率变化对光轴和横模的影响。计算表明,折射率变化的一阶小量会引起激光振荡轴位置和角度变化;折射率变化的二阶小量类似于轴对称放电管中的负透镜效应。这两种效应随着注入电功率、工作气压尤其是增益长度的增加而显著增大。     

高功率横流CO激光器理论分析和计算模型

本文建立了适用于国内首次运转的千瓦级横流闭循环自持放电ＣＯ激器的理论模型．该模型包含了互相耦合的电子能量分布函数的玻尔兹曼方程、分子振动态动力学方程、一维流体力学方程和谐振腔增益损耗方程。与过去的理论不同点是，对于大功率激光器放电过程，考虑了第二类碰撞的消激发作用。在分子动力学方面，考虑了电子直接振动出发、Ｖ－Ｖ过程、Ｖ－Ｔ过程、自发发射和受激发射共５种过程。计算结果表明，电子能量分布函数明显地偏离玻尔兹曼分布，且强烈地依赖Ｅ／Ｎ值和分子振动态的分布，而对气体温度不敏感。对千瓦级单程谐振腔输出功率计算表明，在人口温度由１２０Ｋ升高到２００Ｋ，其转换效率由１８％下降到７％，最佳输出耦合为１５～２０％；对千瓦级三程谐振腔的计算表明，在人口温度由１２０Ｋ升高到２００Ｋ，其转换效率由３４％下降到１２％，计算结果与实验基本一致。     

高功率横流CO激光器理论分析和计算模型

高功率横流ＣＯ激光器理论分析和计算模型宋昌烈，于清旭，刘中凡，徐勇，林钧岫（大连理工大学应用物理研究所，大连１１６０２４）ＣＯ和ＮＺ分子作为非谐振子的振动能级结构和ＣＯ激光器基本泵浦机理已被大量文献描述。动力学模型必须考虑混合气体流经辉光放电区域所发...     

气压对横流CO_2激光器输出的影响

连续输出的对流、放电、CO_2激光器小信号增益特性随介质气压(高至780Torr)变化的实验和个别较高气压(约180Torr)器件的输出实验已有较完整数据的报道,我们将每粒子电场强度E/N和模拟简化的均匀电子密度分布区宽度d取为适当的常量,计算给出了高气压条件下的输出功率、耦合度及其变化规律,但其中对于[1]文报道的实际器件在较高气压的小信号增益的检验计算,须适当调整d的数值才能与实测相近,对于放电结构与[1]、[2]相似的器件,并不满足[3]中在不同气压均取d为同一常量的简单条件,为此,本文利用[1]、[2]已公布的     

Computational model of longitudinal discharge uniformity inRF-excited CO2 slab lasers

A computational model is used to predict longitudinal excitation uniformity in large-area electrodes for RF-excited CO₂ lasers. Effects of nonuniform discharge loading along the electrode transmission line are accounted for in the model, as is the dependence of discharge properties on power loading, excitation frequency, gas pressure, and electrode geometry. Predictions of excitation uniformity are tested against measurements of discharge luminosity. Good agreement is demonstrated. Since the model is valid over the range of discharge conditions interesting to slab CO₂ lasers, it should applicable to the problem of slab electrode optimization     

自持电激励横流CO_2激光器的最佳输出功率

本文研究了横流CO_2激光器电激励区的形状、光腔位置、反射镜的大小、耦合度、介质流速诸因素对输出功率的影响,得到了一批规律性的结果,可为实验研究和器件设计提供参考。     

二千瓦级横向电激励CO_2连续激光器

我们研制的HGL-81型CO_2激光器输出功率达2千瓦以上,连续工作时间2小时以上,输出功率稳定度小于±5％,电光转换效率大于11％。 HGL-81型CO_2激光器采用的总体技术方案是工作气体快速流动,横向电激励、高气压、多针-板自持放电。工作气压范围为50～300托。提高工作气压的好处是:激光输出功率随气压增加而增加,有利于长时间、全封闭稳定工作,工作过程中不需要补充新鲜气体,纵模稳定;气体质量流量大,气体温度低等。提高工作气压带来的主要问题是辉光放电的不稳定性。我们采用多针-板放电结构较好地解决了这个问题。     

横流CO_2激光器中介质的流速对激活特性的影响

以横流、放电、CO_2激光器为例,用物理力学的方法,联系器件中流动的非平衡激光介质各能态间传能变化的微观动力学机制,分析研究其输出和激活特性随介质流速变化的规律.     

封离型CO_2波导激光器

本文报导密封CO_2波导激光器的结构设计、制造及其性能.器件放电长为12.5厘米,由四块BeO陶瓷板贴成1.5毫米方孔而成,腔长为15厘米.最大输出功率1瓦,在150托气压下,用两只波导激光器进行光外差测量,测得在一条谱线上(P_(20))调谐宽度为500兆赫.     

单放电盒5kW横流CO2激光器气体流动特性研究

为了解决传统双放电盒横流5kW CO2 激光器双风道、风速小、体积庞大等问题,研究开发了单放电盒横流5kW CO2 激光器,采用气体动力学、放电区气体流场分析的方法,在保证风机强度的前提下根据通风机原理设计了一款铝质轻型离心风机,风机的进口直径为382mm,出口直径为451mm,蜗壳宽度为160mm,并进行了实验验证。结果表明,配置该风机的单放电盒的5kW CO2激光器提高了功率稳定性,放电区气体平均流速从60.8m/s提高到75.5m/s,缩小了弧光放电的面积,改善了近场光斑的强度及均匀性,采用铝制风机及单放电盒减小了激光器的整体重量和体积。这对CO2激光器向高功率、小体积、紧凑型发展具有重要意义。     

无He横流CO2激光器散热器性能分析

本文分析了无He横流CO2激光器散热器传热性能,计算结果与实验吻合很好.     

Fast axial flow CO2 laser excited by silent discharge

A fast axial flow CO₂ laser excited by silent discharge has been developed. With a new electrode system applied to the laser, homogeneous discharge of power density of up to 80 W/cm³ is obtained without applying any stabilization techniques on the discharge. An output laser power of 920 W in stable TEM₀₀ mode operation is attained with an efficiency of over 14%. Beam fluctuation common to fast axial flow lasers is suppressed by the combination of smooth gas flow and low CO₂ molar fraction