封闭式石英管CO_2激光器

CO_2激光器是气体激光器中功率较大、效率较高的一种器件,是一种分子激光器。其振荡谱线是CO_2分子的振动一转动动能谱线,主要波长为10.6微米的红外线。一般气体激光器的效率(激光输出功率/激励功率)都比较低,多数在1％以下,而CO_2激光器的实际效率通常可达百分之几到百分之十几。目前以CO_2作为工作物质的激光器种类很多,如纵向放电激光器;横向大气压脉冲激光器,气体流动激光器;气动激光器等。我厂生产的CO_2激光     

并联式横向激励大气压氮分子激光器

横向激励大气压氮分子激光器是继低压氮分子激光器发展起来的一种激光器件,它具有如下特点:①结构比低压氮分子激光器简单(激光介质在大气压下工作无需真空装置和反射与出射镜片);②在很小的激光腔体中能获得较强的激光能量;③激光脉冲宽度较小(约1毫微秒左右);④输出脉冲峰值功率高(能达到兆瓦数量级);⑤输出波长3371埃又能在很高的重复率下工作;⑥激光器件工作可靠、寿命长、造价低.     

高峰值功率气体激光器

由于横向激励大气压CO_2激光器研制成功,使用简单的实验室样机就能在10.6微米处获得功率达数兆瓦的激光脉冲。本文讨论了这些激光器的基本特性,介绍了好几种对低重复率激光器作有效横向激励的不同技术。也叙述了使重复率增加到1000脉冲/秒的方法。从此种技术的简便与低价考虑,似乎在不远的将来,可使脉冲的能量与宽度分别达到千焦耳与1毫微秒数量级的水平。     

气体激光器进展概述

自1961年发明氦-氖(He-Ne)激光器以来,气体激光器的探索研究获得了迅速的发展。在宽广的光谱区(紫外-远红外)获得了许多相干辐射激光振荡。气体激光器的输出功率也有大幅度的增长。特别是近三年来二氧化碳(CO_2)激光器在提高功率输出和减轻重量方面获得了显著的进展,相继出现了气体循环流动冷却技术、大气压横向激励激光器及气体动力激光器等。现将近年来几种常用气体激光器当前水平的典型数据列于下表:     

大气压脉冲CO_2激光器的参量性能

最近已经报导由工作在大气压下脉冲放电的CO_2激光器中获得了兆瓦级峰值功率[A.J.Beaulieu LF.6.14.1970]。放电横跨于激光器,产生了高气压下激励激光器所要求的高电场强度。本文描写在一只沿管轴方向利用了60只独立电容器的1.5米长的激光管中,作为气压和放电电压函数测量了小信号增益,脉冲能量以及脉宽。增益系数每厘米为1％量级或更小些,与典型的直流激励的CO_2激光器的数值相当。峰值功率近似地按总气压的平方而增加,这是由于随着气压的增加使得脉冲能量增加和脉冲宽度减少两者所致。     

针状电极大气压强CO_2激光器

本短文介绍了利用阵雨式放电的1.2米长横向激励大气压强CO_2激光器及其工作特性与电压(直至60千伏)的关系。脉冲能量超过2焦耳,峰值功率大于20兆瓦,效率达15％。     

螺线形横向激励大气压CO_2激光器

描述并分析了具有螺线形电极结构的横向激励大气压CO_2激光器。该激光器结构具有自然地有利于激励谐振腔的最低次模式的径向增益剖面。已在基模上获得0.7焦耳的脉冲,峰值功率接近1兆瓦。然而,由于腔中横向放电所引起的强发散透镜作用产生一远场光束发散较由谐振腔的几何特性而计算得的值小两倍。该透镜效应已被用来激发一些几何上不稳定的腔。为研究这个透镜效应而进行的两种独立的测量表明:和建议的理论模型相符。     

横向激励大气压CO_2-N_2激光器中氮混合物比率的最佳条件

最近资料〔1〕和〔2〕报道了横向激励大气压(TEA)CO_2激光器,这种新型的激光器产生的高峰值功率可与Q开关固态激光器相比,因此它就成为一种能产生等离子及加热的有用的红外非线性光学器件。本实验应用的激光是横向激励CO_2-N_2激光器,在1米长的塑料槽中有99个针状阴极和一个铝板阳极。在每个针状阴极上,具有限流电阻器,通过它对充电6.6～22.2千伏的0.019微法的电容器放电获得脉冲激     

双放电激励的大气压二氧化碳激光器

简要地评述了在大气压强下工作的脉冲CO_2激光器电激励的问题,以及加拿大防御研究中心所研制的某些解决方法及其限制。根据一种双横向放电新技术,我们设计了一只3.8米长的激光器,输出为9焦耳/脉冲,峰值功率为12兆瓦。受激气体的输出能量密度已达到5.5毫焦耳/厘米~3。     

媒体扫描

钛宝石拍瓦激光器创峰值功率记录日本研究人员宣称,他们已从钛宝石啁啾脉冲放大系统产生世界最高的峰值功率。其800nm波长的脉冲产生0.85PW峰值功率,持续时间仅33fs。啁啾脉冲放大是将超短脉冲长度展宽至几个纳秒,将它们放大,然后再压缩其脉宽。此技术出现后,超短脉冲、高峰值功率激光器通常采取两种形式。第一种是钕玻璃基啁啾脉冲放大系统,英国的“火神”和美国的“国家点火装置”等便采取此途径。迄今,使用这些巨型装置,已产生脉宽450fs、峰值功率为1.5PW的脉冲。采用此法的系统,会产生极高能量的脉冲、相对长的脉冲持续时间,较低的脉…     

紧凑的横向激励大气压凡激光器

介绍了一种利用1个大气压的纯N2运转的独特的脉冲紫外激光器。激光通道仅长25厘米，而激光器却能产生0.5兆瓦之峰值功率，输入电路电压小于20千伏。它的简单的结构应该鼓励广泛地复制。     

一种紫外,可见和红外的简易高功率TEA激光器

我们报导了一种简易、高功率的横向激励大气压激光器.它用 N_2、XeF 及 KrF 在紫外运转,用 F 及 Ar 在可见和近红外运转.用 HF、CO、CO_2及 N_2O 在红外运转。在同一种器件中,从N_2得到峰值功率0.5MW 及脉冲能量4.5mJ,从 XeF 得到1.5MW 及16mJ,从 CO_2得到18MW 及2.7J,由于在激光混合气体中加进 NF_3,N_2激光器的性能大为改善(1MW,10mJ).在接近或超过大气压时取得最大功率与能量.     

大功率双放电型横向激励大气压CO2激光器

描述了大功率双放电横向激励大气压CO2激光器的特性。激光输出能量大于20焦耳，激光峰值功率大于0.2千兆瓦。在放电中心处测得的增益系数是4%~4.5%厘米^-1。本文就二甲苯对均匀放电和激光峰值功率的附加效应也作了报道。     

200焦耳横向激励大气压CO2激光器的注入锁模

把亳微秒脉冲注入到阈值之上运转的再生放大器中，实现了200焦耳横向激励大气压CO2激光器的锁模。得到了25千兆瓦的脉冲。     

横向射频激励CO2波导激光器

本文描述了横向射频泵浦的无电极CO2波导激光器。以射频连续波方式激励，激光器在气压为100托时发射功率为0.6瓦。以射频脉冲方式激励，已经在大气压下以重复频率300赫运转，脉冲持续时间为200微秒，峰值功率为几瓦。     

每单位体积给出大输出能量的大气压CO_2激光器

描述了能够由脉冲大气压CO_2-N_2-He激光器产生高的输出能量密度的两种电极设计。在两种情况下利用辅助放电均获得了均匀的体激励。第一系统利用网状阴极。由800cm~3的激励体积产生了4.8焦耳(6焦耳·升~(-1)。)。第二系统利用了立体阴极,由110cm~3的激励体积产生了2焦耳(18焦耳·升~(-1))。给出了立体阴极系统参量研究的结果。研究了作为贮能电容器值,充电电压以及气体组分的函数的输出脉冲能量、峰值功率及脉冲波形。已经观察到部分的自锁模以及单模运转对于脉宽的影响。     

横向脉冲化学激光器:大气压下操作的HF激光器

在C_3H_8-He-SF_6混合物中,通过多重横向火花放电产生振动-转动跃迁的HF,在大气压下获得化学激光运转。用C_4F_8、C_2F_6或CF_4代替SF_6,用H_2、CH_4、C_2H_6或C_4H_(10)代替C_3H_8也获得了激光作用,在低压下获得的最大脉冲峰值功率超过0.5兆瓦。在大气压下,其峰值功率是30千瓦数量级。在某些情况下,压力达到1大气压,激光是超辐射。研究了HF的v=3,2,1的振动能级的P-支跃迁。泵浦反应是F RH=HF~ R。     

TEA CO2激光器

美亚特兰大Marconi Avionics公司生产的横向激励大气压CO2激光器,只有9千克重、28厘米长。T250型激光器发射波长为10.59微米、典型峰值功率为250千瓦的脉冲。脉冲的平均能量为30毫焦耳,持续时间为45微微秒;重复频率是1赫兹。随机偏振光束的直径为6毫米,束散度小于3.5毫弧度。管子平均寿命为2×106次。这种激光器是为战场使用而设计的。     

多大气压CO_2激光器的脉冲瞬态特性研究

研究了自由运转条件下多大气压CO_2激光器的脉冲形成时间和输出脉冲宽度与压力和激励条件的关系。实验结果表明:在600kPa压力下,脉冲能量从10mJ增到800mJ时,脉冲宽度由120ns降到60ns。这是因为激励增加使介质的峰值小信号增益随之增加,光子在腔内的放大形成     

简单的横激励大气压二氧化碳波导激光器

描述了结构相当简单的横激励CO2波导激光器。在1个大气压下运转，产生峰值功率在1千瓦以上的10微米脉冲。