高重复频率可调谐TEA CO2激光研究

以研制平均功率千瓦级的实用化高重复频率可调谐TEA CO2激光器为目标，分别研究了注入锁定、低锐度法布里一珀罗(F-P)耦合腔、光栅选线等三种调谐方法。利用光栅选线的方案，采用光栅谐振腔，实现了平均功率千瓦级的高重复频率TEA CO2激光调谐输出。激光器输出10P(20)，10R(20)，9P(20)，9R(20)线的脉冲能量分别为5．8J，5．8J，5．5J．5．6J，重复频率200Hz，光束远场发散角为1．66mrad(水平)与1．43mrad(竖直)，约为2倍衍射极限。     

可调谐TEACO_2激光在AgGaSe_2中的倍频

在一台小型TEACO2激光器上采用光栅调谐的方法获得了从9．23～10．64μm范围的多谱线输出，其中7条最强的谱线用非线性光学晶体AgGaSe2实现了二次谐波转换。在基波聚焦情况下，用一片优质的14mm长的晶体，获得了R（14）跃迁10．288μm的26％倍颇能量转换效率。     

快速调谐小型TEA CO2激光器的实验研究

报道了可用于ＣＯ２激光差分吸收雷达光源的一小型快调谐ＴＥＡＣＯ２激光器,调谐机构由单片机控制搞频步进电机、衍射光栅、触发控制器组成。在谐振腔长５００ｍｍ、脉冲重复率２０Ｈｚ的ＴＥＡＣＯ２激光器中,实验得到零级输出谱线四十一条,一级输出一十条,每脉冲输出能量－２０ｍＪ。     

低锐度F—P干涉仪调谐的TEA CO2激光器

采用低锐度F-P干涉仪作为离功率脉冲TEA CO2激光器的输出耦合镜，并对该激光器的调谐特性进行了实验研究，结果表明，通过调节干涉仪的问题，这种结构的TEA CO2激光器可以很容易实现选带调谐输出。     

可调谐TEA CO2激光器技术

近年发展起来的激光差分吸收雷达用于遥测大气污染状况,可获得大气污染物浓度的时空分布,这对了解大气污染的分布实况、寻找主要大气污染来源、防治大气污染等均有很重要的价值.TEACO2激光器工作在9～μM的红外波段,大部分大气污染物和化学物质的特征吸收谱都在此波段内.高重复率可调谐的.TEACO2激光器的研制已成为C02激光差分吸收雷达的关键技术.差分吸收雷达从探测方式上可分为相干探测和直接探测方式,其中直接探测方式又可分为后向地物反射方式和距离分辨方式.早期,由于单台激光器快调谐问题尚未解决,一般都采用多台波长固定的CO2激光器组合使用.随着快速调谐技术的发展,差分吸收雷达系统开始采用单台CO2激光发射器.这就使差分吸收雷达系统更加趋于小型化和实用化.利用符合TEA CO2激光器内多种激光混合气体组分的五温度、六温度模型速率方程理论,详细分析了TEACO2激光器的动力学过程,确定激光谐振腔初始条件后,计算了激光器的各种输出特性.激光器输出脉冲参数如峰值功率、粒子数反转、光强、激光能量等均为时间的函数,并且随着输入参数(气压、温度、耦合输出镜反射率等)的不同而作相应的变化.根据理论计算结果,设计研制了两台高重频快调谐TEA CO2激光器,分别采用高频步进电机驱动光栅和扫描振镜+光栅的技术方案实现了激光的快调谐输出.设计了小型化高重复率可调谐的TEA CO2激光器,激光谐振腔长55 cm,采用高频步进电机驱动光栅法,预电离方式为表面电晕紫外预电离,实验得到激光器的一级调谐输出谱线50余条,激光脉冲输出能量30～100 J,峰值功率0.3～1w,谱线分布于9R、9P、10R、10P四个谱区.单片机控制在单台CO2激光器上实现快速调谐输出波长不同的激光脉冲,不同谱线的输出时间间隔约10ms.采用扫描振镜+光栅的调谐技术,又研制了一种双通道放电激励折叠腔.TEA CO2激光器.详细分析了折叠腔TEACO2激光器的结构及其设计特点,谐振腔长约120 cm,影响气体快放电过程的各种因素,如储能电容与峰值电容的比值、工作气压、充放电电感及输入电压的范围等进行了实验研究,确定了充放电谐振回路的最佳参数,实现了双通道的稳定辉光放电.对激光器输出能量与激励电压、混合气体工作气压等参数的关系进行了实验研究,得到激光器自由振荡最大输出能量约为722 mJ.工控机程序控制扫描振镜+光栅的偏转角度,实现了激光的可调谐输出.激光器脉冲重复频率可达到100 Hz,实验得到一级调谐输出谱线80条.强支谱线如10P(20)、9P(18)支输出能量约400 mJ,弱支谱线如10P(48)、9P(42)支谱线能量约100 mJ.经测量,弱支谱线的远场发散角水平方向和垂直方向均为1.21 mrad,约为2倍衍射极限.实现了任意波长两条谱线在10 ms时间内快速切换输出.     

具有同空间特性的双频可调谐TEA CO2激光器研究

根据光腔的菲涅耳衍射积分方程,建立了具有同空间特性的双波长可调谐TEA CO2激光器输出光场的理论模型;对光栅位置固定不变改变所选支线和固定所选支线改变光栅的有效使用面积两种情况下的输出光场进行了数值计算.     

TEACO2激光器倍频研究的进展

综述了激光倍频技术的发展，并对TEA CO2激光器倍频技术进行了较为详细的分析。给出了3-5μm激光的应用领域。     

可调谐TEA CO-2超辐射激光器初步研究

通过实验对可调谐TEACO2超辐射激光器的特性进行了研究,从理论上对此超辐射的输出强度、线宽和脉宽进行了粗略估算与分析。     

射频激励可调谐波导CO2激光器的进展

本文评述了射频(RF)激励可调谐波导CO2激光器的进展,回顾了过去几年来此类调谐激光器的三代谐振腔特点,展望了它的应用前景。     

同空间三波长可调谐TEA CO2 激光器的研究

成功研制了一种新型具有空间重叠性的平面- 光栅腔三波长TEA CO2 激光器。在阐述该激光器的构造基础上,通过试验结果,分析了该激光器的多种输出特性。     

可调谐TEA CO2序旬带激光放大中光栅对寄生振荡的抑制

本文讨论了可调谐TEA CO2序列带激光放大级中的寄生振荡的成因,提出了一种在放大级中旋转一闪耀光栅来抑制放大过程中产生的常规带寄生振荡的方法,经实验验证,结果表明该法有效可行。     

TEA CO2激光在AgGaSe2晶体中的倍频实验研究

实验上实现了TEACO2 激光在AgGaSe2 非线性光学晶体中的倍频光产生。着重研究了TEACO2 激光的能量、脉冲重复频率以及基波的焦点位置对于倍频光输出的影响。实验中得到了倍频光的角度调谐曲线 ,将入射光聚焦在晶体的中心区域 ,获得最大倍频光输出能量为 1 32mJ。脉冲能量转换效率为 2 4 % ,主脉冲的最大转换效率为 4 %。还分析了脉冲重复频率的变化 ( <10Hz)对倍频转换效率的影响。实验结果发现抑制倍频转换效率的主要因素为晶体的光学质量、激光脉冲低功率密度的拖尾以及激光脉冲的不稳定。特别由于脉冲附带长的拖尾加剧了热透镜效应 ,使得脉冲重复频率的增加引起转换效率的降低。     

同空间三波长可调谐TEA CO2 激光器的研究

成功研制了一种新型具有空间重叠性的平面-腔三波长TEA CO2激光器。在阐述该激光器的构造基础上，通过试验结果，分析了该激光器的多种输出特性。     

采用扫描振镜方式的快调谐TEA CO2激光器

为了研制适用于激光差分吸收雷达(DIAL)的可调谐横向激励大气压(TEA)CO2激光器,利用六温度模型速率方程理论,分析了TEA CO2激光器的动力学特性,计算了激光器的各种输出特性.设计研制了一台高重复频率快调谐TEA CO2激光器,采用共振扫描镜扫描固定光栅的方案实现了激光的快调谐输出.当激光器高重复频率运转时,得到弱支谱线如10P(42)~10P(48)支谱线基横模能量大于100 mJ,脉冲宽度小于100 ns.10P(46)支谱线的远场发散角为2.41 mrad(水平),2.27 mrad(竖直),约为1.6倍衍射极限.实现了任意波长两条谱线在10 ms内快速切换输出.     

β-BaB_2O_4倍频掺钛宝石可调谐激光

在钛宝石激光调谐范围(660～1200nm)BBO的Ⅰ类匹配角是36.0°～21.2°,已获得1.4mJ/脉冲以上紫外倍频输出,转换效率达26.2％以上。     

双光栅调谐TEA CO2激光器输出光脉冲的时空特性研究

用光子牵引器和示波器观察了双光栅调谐TEA CO2激光器输出光脉冲的波形,发现通过调整两光栅的有效使用面积可改善激光脉冲中两波长成分的时间同步性;并研究了输出光脉冲在离输出镜较大范围内光场的空间重叠性,表明空间重叠性并不随离锗镜距离的变化而改变。     

低锐度F—P干涉具调谐TEA CO2激光器理论分析

从理论上计算了低锐度F-P干涉具有直接输出耦合调谐TEA CO2激光器的输出特性，结果表明：通过改变干涉具的间距，激光器的输出波长可在9μm带和10μm带之间切换；而且，输出一般为多波长，每个波长包含精细纵模结构，纵模的数目和谱线展宽有关，理论计算还给出了输出脉冲波形和脉冲能量随波长的分布。     

光栅调谐TEA CO2激光器谐振腔自动调整系统

为高能量高重复频率光栅调谐TEA CO2激光器设计了一种谐振腔自动调整系统,实现了计算机自动控制下的光斑采集、光斑图像分析和光栅位置调整.介绍了系统构建与开发该系统软件中的关键技术.通过对脉冲光斑图像采集机理的研究,给出了一种由计算机在图像采集过程中同步触发激光器的方法,从而只采集一场数据即能稳定地捕获到完整、清晰的单脉冲CO2激光光斑图像,采集时间小于100ms.