小型化轴流式非链式脉冲氟化氘激光器

采用轴流循环流动方式更新非链式脉冲氟化氘（DF）激光器工作介质，搭建了一台小型化自引发放电DF激光器实验装置，开展了轴流DF激光器输出性能实验研究。单脉冲工作时，在工作气体配比SF₆∶D₂=10∶1，总气压8 kPa时，实现单脉冲能量800 mJ激光输出，全波半高宽约120 ns，其性能与横流放电非链式脉冲DF激光器相似。重复频率放电时，实现了DF激光器重复频率20 Hz稳定运转，得到的最大输出功率为13.1 W，重频脉冲幅值差优于±5%，并展望了轴流式DF激光器高重频工作的前景。文中提出的轴流式非链式脉冲DF激光器为小型化、工程化中红外光源提供了新的技术途径。     

电引发非链式脉冲DF激光器实验研究

为获取得高能脉冲中红外激光,对两种形式的电引发非链式脉冲DF化学激光器进行了研究。通过研究紫外预电离自持放电非链式脉冲DF化学激光器的输出特性,确定了最佳气压比,实现了350 mJ的DF激光脉冲输出,激光峰值功率为1.4 MW,激光能量比输出达35 J/l.101.3 kPa,电光转换效率约为1.6%;为突破预电离条件的限制,研究了非链式脉冲DF化学激光器的自引发体放电特性,通过采用针-盘电极对放电来模拟单通道放电的过程,利用非均匀场粗糙表面阴极,在注入能量密度高达200 J/l时实现了无预电离的稳定体放电。实验结果表明,采用自引发体放电技术有望实现更高能量的中红外激光输出。     

高功率放电引发非链式脉冲DF激光器

研制了一台放电激励重复频率运转的高功率非链式脉冲氟化氘(DF)激光器,采用倍压式储能电路及自引发体放电激励方式,在SF6和D2的混合气体中实现了体积为1.65 L的均匀辉光放电;凭借大流量离心风机提供的8.5 m/s风速实现了电极间工作气体的快速更新;运用介孔碱性分子筛完成对放电产物的吸附处理。实验研究了工作气体参数及充电电压对激光器输出性能的影响,在总气压8.1 k Pa,SF6与D2工作气体配比为8∶1,充电电压为43 k V时,获得了3.46 J的单脉冲能量,电光转换效率为3.12%,脉冲宽度为135 ns。在50 Hz时,获得了平均功率为150 W的激光输出,其脉冲幅值差优于±8%。实测远场发散角在水平方向和垂直方向分别为7.92 mrad和9.58 mrad,并采用DF激光谱线分析仪测试获得了22条激光谱线。结果显示,放电激励非链式脉冲DF激光器是获得高功率中红外激光的有效途径。     

一种放电引发非链式氟化氘脉冲激光器研究

设计了一种紧凑型放电引发非链式氟化氘(DF)脉冲激光器,引入基于闸流管的一级磁脉冲压缩高压快上升沿放电引发回路,形成39.5kV、100ns上升沿高压快脉冲。紧凑型张氏放电电极结合紫外(UV)火花预电离,在电极间距为30mm激活区形成均匀辉光放电,注入能量密度达190J/L。激光谐振腔选用平平腔结构,激光工作气体采用SF6和D2,其气体配比优化为10:3,此时获得最大能量输出为877mJ,电光转换效率为1.9%,脉宽约200ns,光斑为30mm×9mm。     

电子束控制放电抽运的大孔径CO2激光器

引言高压气体激光器的电子束控制或引发放电抽运能够制造大孔径高脉冲能量激光器。向气体注入电子束最初是用于高电压放电器的精确起动 ,后来用于高气压 CO2 激光器形成体积放电。俄罗斯科学院西伯利亚分院强流电子学研究所同仁在体积放电、制造电子加速器和 CO2 激光器方面进行了大量研究。本文报导该所研制的三台辐射能量最高的高效大孔径 CO2 激光器。50 0 J脉冲 CO2 激光器激光器主要部件结构示于图 1。电子加速器和具有谐振腔的气室是它的主要部件。电子加速器的真空二极管外壳 1由不锈钢制成。二极管使用工作于爆炸发射状态的多尖…     

放电引发非链式脉冲HF/ DF 激光器的研究进展

文中介绍了放电引发的非链式脉冲HF/ DF 激光器三十年来的研究进展,分析讨论了 此类激光器的发展趋势。     

100 Hz重复频率脉冲中红外HF化学激光器

基于自动紫外预电离的放电引发方式,研制出紧凑型闭环高重复频率非链式HF化学激光器。该激光器采用非对称电极结构,放电腔室的尺寸为12 mm×17 mm×460 mm。为了实现重复频率运行过程中放电区气体的快速置换,循环气体垂直于光轴流过放电区,气体流速约为9 m/s。当总气压为14 kPa时,在摩尔分数分别为92%和8%的SF_6和C_2H_6混合气体中,100 Hz重复频率脉冲HF激光器的输出功率为50 W。     

放电引发非链式脉冲HF/ DF 激光器的研究进展

文中介绍了放电引发的非链式脉冲HF／DF激光器三十年来的研究进展，分析讨论了此类激光器的发展趋势。     

放大态化学激光器的运转

研究了主控振荡－放大系统氟与氢（氘）链式光致引发反应化学激光器的运转。表明能量放大效率可达１００％，研究了决定辐射发散度系统的光谱特性。演示了用描述准稳定工作单色激光器的方程来满意地定量评估工作在放大态和自由振荡态化学激光辐射能量特性的可能性。     

无声放电辅助激励CO2激光器的研究

用具有扁平放电截面的等离子体管设计一种新颖的 CO2 激光器 ,并用纵向辉光放电和横向无声放电同时激励。阐述了这种激光器的设计原理 ,理论上讨论了激光管内电子浓度的横向分布 ,实验研究了它的工作特性 ,并与仅用辉光放电激励的情况进行比较。实验表明 ,由于横向无声放电的作用使这种激光器的激光功率、工作气压和工作气体中氮的比例有明显的提高 ,激光效率也有所提高 ,而且放电电流能兼顾最大激光输出功率和最佳效率。     

放电引发脉冲氧碘化学激光器的研究

报道首次利用放电引发方法实现脉冲氧碘化学激光器的研究结果.证实低能电子也能很有效地引发氧碘激光反应.在O_2(~1(?))-CH_3I-N_2体系下激光能量输出达130mJ,电效率比光解方法高350倍.     

非链式脉冲HF/DF激光的新型引发技术

为了发展一种引发脉冲HF/DF激光器的新型放电技术。采用均匀粗糙表面的阴极在注入能量密度高达200 J/L时仍可在激光介质中获得均匀稳定的体放电。优点是无需任何预电离,且对电极面型无特殊要求。针-盘电极实验表明,在非链式脉冲HF/DF激光介质中单通道放电表现为扩散均匀的辉光放电,板-板电极的体放电从粗糙阴极开始,阴极表面产生许多明亮的圆形亮点,每一个亮点随后形成一条向阳极扩散的通道,这些扩散的通道相互重叠形成了空间均匀的体放电。初步实验结果表明,采用这种技术可以实现高能、高重复频率的脉冲HF/DF激光输出。     

非链式脉冲DF激光器增益分布特性

为了研究非链式脉冲DF激光器的增益分布特性,在考虑谱线碰撞加宽和多普勒加宽对增益系数影响的基础上,运用变耦合率法给出了计算增益系数的简便公式。利用光阑移动扫描采样法,实验测量了不同输出镜透过率条件下DF激光器增益区横截面上各采样点的激光输出功率。对于每个采样点,计算得到两个独立的增益系数,其标准差差小于3%。激光平均增益系数为2.594 3 m-1,非输出损耗系数为1.243 5 m-1。对各采样点的增益系数进行二维插值,结果显示在激光增益区横截面上增益系数呈现中央高、边缘低的超高斯分布。研究成果可为非链式脉冲DF激光器谐振腔和电极结构设计提供依据,并可为该激光器的气体放电均匀性分析提供参考。     

CO2放电激光器物理

对影响CO2放电激光器性能的主要因素作了详细的分折和实验研究。根据分析确定的电子能量分布(在CO2激光器放电时是非麦克斯韦分布）,计算了主要激光能级的电子激发速率。把这些资料与分子运动过程的模型结合起来,就可以定量地计算重要的激光器性质,例如增益与饱和强度同各种放电参量的函数关系。而且,对放电等电子体性质进行分析就有可能把计箅结果同实验数据作比较,这既给出定性符合,又给出定量符合。这些结果显示出激光器性质对放电特征的依赖关系,因此说明了CO2激光器运转的主要特点。     

平板宽波导激光器直流放电特性研究

研究了平板宽波导激光器的直流放电特性和放电区内的气体温度分布。实验和理论分析表明,在给定放电区内最大气体温升的情况下．放电区内所允许的最大注入功率与放电面积成正比,即在直流电激励下平板宽波导激光器具有功率“面积放大”功能。从而为中、大功率ＣＯ２激光器小型化研究提供了新的途径。     

添加易电离混合物的高功率放电CO2激光器

近年，用紫外辐射引发的自持放电泵浦脉冲CO2激光器，在实验研究中广泛普及。对于这样的激光器有一系列基本要求：结构简单，可靠,效率高，体积小,工作电压不太高，辐射能沿光束截面均匀分布以及输出参量可在宽范围内变化。     

产生中红外输出的氟化氘激光器

通过放电引发或反应气体快速混合引发以放热化学反应为基础的卤化氢和卤化（HCl、DF、HBr）激光器发射3～5μm波长的激光。由于该光谱区域的各种波长与大气窗相符，很适合用于通过大气的长距离光束传输。几年前，法国马可西斯的激光工业公司（CILAS）发展了在HF波长上能产生600W平均功率和DF波长上能产生250W平均功率的HF－DF激光器。然而这一激光器的长期运转需要气体连续再生和混合。对只要求低平均功率的实验来说，可采用另外途径，即对卤化氢和卤化分子光泵。气体使用和泵浦源的选择可以复盖3～5μm波长区之间的各种光谱。该途…     

利用高能电子进行予电离的大气压脉冲CO_2激光器

本文介绍了一种大气压强脉冲CO_2激光器,它利用高能电子注入激光器容积而达到气体的子电离。这些电子是由激光器外围的高压(120千伏)辉光放电产生。不管气体中是否包含有氦,在单次放电中,这种予电离可允许将300焦耳的能量给于1.7升气体,而不致产生电弧。CO_2、N_2及He的混合气体的容积比为3:3:4时可得到最高输出能量。     

放电感应稳定的高效HF化学激光器

目前对大体积激活介质 HF( DF)化学激光器的兴趣很活跃。增大化学激光器激活体积的难度在于预电离 ,因为它要求提高抽运源的电压 ,从而导致电感增加 ,同样会增加放电的持续时间 ,使稳定性降低。为此迫切需要研制一种简单的电极组件结构 ,它可以形成均匀稳定的放电 ,而不需要专门的预电离装置。这一问题在用碳氢化合物 (碳化氘 )为基础的混合物中很快得到解决 ,取代了 H2 ( D2 )使体放电相当稳定。在不同的激活介质中 ,用半导体材料制成的电阻电极、平衡电阻及电感器来控制放电电流可以自持放电稳定 ,应用于各种气体激光器 [HF,Kr F( Xe…     

重复频率放电引发的脉冲HF(DF)激光器

研制了一台重复频率放电引发的脉冲HF(DF)激光器,采用了横向放电、横向流动和侧面滑闪预电离结构,该激光器的有效增益体积为80cm×2.5 cm×2cm,最大输出激光脉冲能量1.6(1.2)J,重复频率1～3 Hz,采用特种碱性分子筛吸附剂对化学反应生成物进行吸收,激光器在准封离状态下以重复频率2 Hz运转,103个脉冲后激光脉冲能量仅有20%的下降.