高同步双束XeCl准分子激光器的脉冲加宽

我们利用一台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.两组电容器用一个公共火花隙控制对相应的通道放电.获得了脉冲宽度达60ns,高同步(抖动时间≤±4ns的XeCl准分子激光输出.每束激光的能量达120mJ.     

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。     

在XeCl放电激光器中的回路电感效应

本文研究了电子雪崩放电XeCl准分子激光器放电回路电感对放电特性与激光脉冲输出能量的影响。     

基于CPLD的数字可编程延迟单元的设计

在双腔同步全固化激光电源及输出能量稳定系统研究中,系统为MOPA结构的准分子激光器提供两套同步抖动小于5 ns的4000 Hz全固化高压脉冲快放电电源,采用EMP570T100C3的CPLD器件设计一个数字可编程延迟器,并通过仿真与实验,证明方案满足了项目设计的需求。     

简单紧凑的电晕预电离XeCl准分子激光器

本文报导了一台电晕预电离XeCl准分子激光器的实验研究,输出最大脉冲激光能量超过250毫焦耳。研究了各种放电参数对输出激光能量的影响。     

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。     

2kHz重复频率紧凑型TEA CO2激光器

报道了一种高脉冲重复频率,紧凑型横向激励大气压CO2激光器.激光器使用紫外电晕预电离方式,放电均匀、稳定.自由振荡情况下,激光脉冲输出能量达到15 mJ,输出脉冲宽度为60 ns.气体高速循环系统采用涡轮增压技术,最高循环风速可达100 m/s以上,激光脉冲重复频率为2 kHz.     

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。     

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。     

准分子激光低抖动延时同步系统

准分子激光放大技术可将固体掺钛蓝宝石飞秒激光器通过频率转换后得到的小能量深紫外飞秒脉冲放大为大能量深紫外飞秒脉冲。为了满足准分子激光器与固体飞秒激光器之间同步工作的需要,设计了一种准分子激光低抖动延时同步系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)数字延时和可编程延时芯片延时相结合的方法,利用时间测量芯片实现对延时时间的闭环控制从而提高系统延时的稳定性,最终实现对外触发脉冲信号的精确延时。验证实验表明，该系统在1～100 Hz频率下运行稳定,输出触发脉冲信号延时范围为56 ns～2.4μs,理论延时步进为10 ps,抖动在±1 ns内,完全满足飞秒激光器与准分子激光器同步工作的需要。     

高效率放电抽运KrF准分子激光器

248 nm放电抽运KrF准分子激光器在微电子学和医学等领域有重要的应用价值。在大多数应用中,激光器的最大输出效率和能量都是十分重要的参数。为了提高激光器输出效率和能量,实现KrF准分子激光器的稳定放电,采用新型开关电源和结构紧凑的张氏电极,并通过优化储能/放电电容比例和工作气体配比等方法,研制出了一台小型高效率放电抽运KrF准分子激光器。研究了开关电源对充放电特性的影响,以及气体配比对激光输出效率和能量的影响。该激光器的各项参数相比以往的产品有了较大改善,可重复频率为1~80 Hz,输出效率最高达2.5%,最大单脉冲输出能量380 mJ;当工作电压高于25 kV时,激光输出能量不稳定度约为1.8%。     

兆瓦级TEA氮分子激光器及其输出特征

我们研制了一种电容转换式电路的大气压氮分子激光器,其储能电容是一个改进了的Marx发生器,可以产生约三倍于充电电压的放电电压。用条纹相机观测了输出激光的脉冲波形,并用快速响应的能量计对其输出脉冲能量进行了测量,测得输出的脉冲宽度为0.7ns,峰值功率达1.46MW。     

合束方式提高准分子激光输出脉冲能量稳定性

为了获得稳定性更好、能量更大的准分子激光输出脉冲,对合束方式提高输出脉冲能量稳定性的可行性进行了理论推导、模拟实验以及合束实验研究。从理论推导得知,当激光输出脉冲能量符合正态分布时,多台激光器合束可以降低输出能量相对标准差。对三台输出脉冲能量分布特性符合正态分布的准分子激光器进行合束模拟实验研究,每台输出脉冲能量平均值约为153 mJ,脉冲能量相对标准差约为1%。两台准分子激光器合束时得到输出脉冲能量平均值为305 mJ、能量相对标准差为0.7%的准分子激光脉冲。三台准分子激光器合束时可以得到输出能量平均值为458 mJ、能量相对标准差为0.6%的准分子激光脉冲。使用两台准分子激光器进行三次实际合束实验,其中两台准分子激光器三次合束分别输出能量平均值约为355、350、330 mJ,相对标准差为1.3%、1.2%、1.4%的激光脉冲;三次合束后分别得到能量平均值为687、694、646 mJ,相对标准差为0.86%、0.79%、0.83%的激光脉冲。模拟实验以及合束实验都表明,合束后的能量相对标准差均小于单台能量相对标准差,即合束提高准分子输出脉冲的稳定性。因此,当单台准分子激光输出脉...     

低能量抽运的增益开关型Cr4+:Mg2SiO4激光器

为了研究低能量的1.06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr4+:Mg2SiO4激光器,对该激光器的速率方程进行数值求解,并选取合适的初始条件,得到输出的1.22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系,理论计算与实验研究结果基本符合。当抽运激光脉冲的能量为45mJ、脉冲宽度为30ns时,激光器输出的1.22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7mJ和8.2ns。输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1/4,光-光转换效率为15.5%。数值计算和实验研究结果均表明,在低能量抽运情况下,激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小。     

100kJ级多路强电脉冲发生装置的同步精度技术研究

本文介绍了＂多路强电（磁）脉冲发生装置＂同步精度研究采用的每路输出＂储能电容＋同轴脉冲大电流火花开关放电＂型高压脉冲形成电路。用同轴电缆作为传输线将工作部件连接起来,以脉冲气体激光器作为终端负载（或其他负载,如磁脉冲线圈、电水锤等）组成多路相互隔离的强电脉冲充放电路,设计采用＂多路高压纳秒脉冲发生器装置＂进行同步精度触发,使高功率气体激光器的放电系统同时获得多路同步输出的高强电脉冲能量进行激励放电。同步精度装置的实验研究结果表明,多路同步导通强电脉冲能量已超出100kJ级,多路触发脉冲同步精度〈10ns,可为脉冲气体激光器提供更加超强激励触发能量获得高功率激光。     

低能量抽运的增益开关型Cr4+∶Mg2SiO4激光器

为了研究低能量的1.06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr4+∶Mg2SiO4激光器,对该激光器的速率方程进行数值求解,并选取合适的初始条件,得到输出的1.22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系,理论计算与实验研究结果基本符合.当抽运激光脉冲的能量为45mJ、脉冲宽度为30ns时,激光器输出的1.22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7mJ 和8.2ns.输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1/4,光-光转换效率为15.5%.数值计算和实验研究结果均表明,在低能量抽运情况下,激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小.     

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     

二维振镜调谐TEA CO2激光器

报道一种快速调谐TEA CO2激光器。该激光器采取紧凑式Ernst电极,火花阵列放电紫外预电离方式,采用二维振镜扫描衍射光栅的方案实现了激光的调谐输出。激光器可输出谱线75支,其中55支谱线输出能量超过1 J,当激光器高重复频率运转时,10P(20)谱线基模能量大于300 mJ,脉冲宽度约为70 ns。这种激光器可以在10 ms内实现9.2~10.8μm范围内任意两条谱线的调谐输出。     

紫外预电离放电激励XeCl激光器的工作特性

进行了XeCl激光器工作参数优化实验,通过建立和分析XeCl激光器混合气体的动力学方程及模型,模拟计算了不同工作参数条件下,激光输出的瞬态过程,研究讨论了混合气体的配比和压强对准分子激光器的工作特性的影响,模拟分析了激光器最佳的运行参数.根据模拟结果对XeCl激光器的工作参数进行了优化调整实验,气体浓度配比设置为Ne/Xe/HCl=875/15/1,气体总压强设置为3.6×10~5 Pa,获得了单脉冲能量为180 mJ,脉冲宽度为30 ns的308 nm激光输出,脉冲重复频率为20 Hz,脉冲能量不稳定度小于5%.     

2.794μm高重复频率Fe2+:ZnSe被动调Q激光器脉冲特性理论分析与实验研究

3μm波段被动调Q激光可饱和吸收体的损伤阈值较低，在高峰值功率、高重复频率条件下非常容易出现损伤。理论分析了可饱和吸收体的初始透过率和输出镜的反射率对被动调Q激光输出脉冲宽度的影响。采用两种具有不同初始透过率的Fe²⁺∶ZnSe晶体进行了氙灯泵浦的Er,Cr∶YSGG激光器被动调Q实验研究。结果表明，具有低初始透过率的可饱和吸收体能够获得较低的脉冲宽度，且具有高初始透过率的可饱和吸收体能够通过提高输出镜的反射率来压缩脉冲宽度，脉冲宽度与晶体棒直径无关，实验结果与理论结果吻合。通过优化腔内布局实现了高重复频率、高峰值功率的2.794μm被动调Q激光输出，激光器在60 Hz重复频率下分别获得了单脉冲能量4.7 mJ和7.0 mJ的调Q激光输出，脉冲宽度分别为97.0 ns和72.6 ns。研究结果为被动调Q激光器的设计提供了理论指导。