气动CO2激光器小信号增益的实验研究

用放大法测量了分别在甲苯和乙醇两种液体燃烧驱动下气动CO2激光器的小信号增益系数。实验发现,用甲苯作为燃料时激光器的平均小信号增益系数可达0.62m-1,远远高于乙醇作燃料时的小信号增益系数。结合甲苯和乙醇分别与空气燃烧后产物组分的配比,对实验结果进行了分析,得出甲苯是燃烧驱动气动CO2激光器的一种比较理想的燃料。     

燃烧驱动气动CO2激光小信号增益的理论计算

将喷管一维守恒气体动力学方程与振动弛豫方程联立,计算了燃烧驱动气动CO2激光器激光介质的小信号增益沿流场方向的变化;以及小信号增益分别随燃烧室温度、压强及不同组分配比的变化.计算结果表明,气动CO2激光器介质增益区较长且变化缓慢;较高的燃烧室温度、压强和CO2分子含量以及较低H2O含量是产生较高增益的必要条件.本文对气动CO2激光器介质小信号增益的计算结果,可为激光器光腔的设计以及燃料与高压空气的最佳配比提供参考.(OA13)     

半导体激光器、集成光学激光器

0101927燃烧驱动气动 CO_2激光器几种液体燃料性能差异的数值模拟[刊]/王云萍//强激光与粒子束.—2000,12(4).—429～432(D)在甲苯、苯、煤油和乙醇四种不同液体燃料燃烧驱动条件下。对气动 CO_2激光器燃烧室的平衡组分、小信号增益沿流场方向的分布及激光器的输出功率进行了数值模拟,计算对比分析了该四种燃料的性能。计算结果表明甲苯是这四种燃料中最为理想的燃料。参4SPIE-Vol.3631-97 0101928光电子激光器与检测器(含4篇文章)=Session 4:op-toelectronic lasers and detectors[会,英].—97～130(PC)本部分含4篇文章。题名为:宽可调混合半导体激光器,模拟光纤链路与信号处理用的波导异质结光电晶体管,基于硅的集成 Ge/Si 量子阱和超晶格红外     

主喷管总温对MGDL小信号增益系数的影响

在国内外数值模拟工作的基础上,建立了更加准确的"混合型气动CO2激光器(简称MGDL)"增益场计算程序。利用该程序,一方面研究了基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器光腔中的小信号增益分布规律;另一方面着重研究了主喷管入口总温对基于筛形喷管的混合型气动CO2激光器小信号增益系数的影响规律。计算结果表明:当其他参数不变时,主喷管入口总温存在一个最佳值,使得光腔中的小信号增益系数最大;当主喷管入口总温小于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐增大;当主喷管入口总温大于这个最佳值时,随着主喷管入口总温的增加,光腔中相同位置处的小信号增益系数逐渐减小。此外,分析了主喷管入口总温对小信号增益系数的影响机制。     

固体推进剂燃烧驱动的CO2气动激光器小信号增益的计算与实验研究

采用喷管准一维定常非平衡流场方程耦合三振型三温度模型建立的振动弛豫方程 ,对固体推进剂燃烧驱动的CO2 气动激光器的小信号增益进行了计算 ,计算结果同实验测量结果进行了对比 ,分析了影响其性能的各种因素。     

CO2气动激光器的研制

本文描述了列阵喷管喉道高度为0．8毫米，马赫数为4．3的CO2气动激光器的实验装置和测量结果。观测了小讯号增益随CO2和H2O浓度、滞止温度和喷管出口下游距离的变化规律。当燃烧气体比在CO2=13%，H2O=1％和N2=86%左右时，平均小讯号增益为每米0.58，单孔耦合的单程稳定腔输出功率为1400瓦。     

实验气动激光研究

本文报导了CO_2-N_2-H_2O气动激光器(GDL)的一些实验测量结果。这些测量是用实验室内一种小尺寸试验设备——“微型火箭”——来完成的,对这种设备也作了详述。在火箭引擎的燃烧室中CO和H_2同O_2燃烧生成CO_2和H_2O;N_2作为一种稀释剂加入使混合结果的温度达到1500°K左右。CO_2、N_2和H_2O混合后的热气体经超声速膨胀使CO_2气体分子产生粒子数反转。以增益测量来表征这种粒子数反转。增益测量结果用其对气体组成、滞止压力和频率作图表示。此外又对共振腔的若干实验结果作了详述,其中光功率是作为质量流量、气体组成、频率和面积比的函数来测定。对CO和O_2以外的其他燃料和氧化剂的影响也进行了讨论。     

高功率横流连续CO2激光器特性参数模拟

利用CO2激光器的简化速率方程模型,对高功率横流连续CO2激光器特性参数进行了全面的分析和探讨,建立了光腔小信号增益系数、饱和光强参数、激光输出功率和激光耦会输出窗口最佳透射率计算公式,其计算值与实验结果吻合,为激光器的设计和运行提供了快捷、简便的计算依据．     

使用可调谐LD激光作探针测量泛频HF化学激光器小信号增益

发展了一种使用可调谐ＬＤ激光为探针直接测量ＨＦ激光器小信号增益的方法。以计算机程控步进电机驱动ＬＤ激光器波长扫描,测量进入ＨＦ激光反应室和从反应室出射的探针光功率,并依此计算ＨＦ激光器小信号增益系数。实测ＨＦ激光器小信号增益系数最大值约５×１０－ ３ｃｍ －１ ,增益－ 波长半宽度约１－５ｎｍ ,增益时间半宽度０－５ｓ。对测量方法结果进行了讨论。     

旋转波片法测量电光调Q射频波导CO2激光器的内部参数

提出了一种测量电光调 Q射频波导 CO2 激光器内部参数的新方法 ,采用此方法可测量出激光器的小信号增益系数、内部损耗、饱和光强等内部参数 ,并可推广应用到其他种类激光器内部参数的测量。     

平板式大面积放电射频激励CO2激光器小信号增益分布测试及分析

此研究结果表明这类激光器的小信号增益分布与气体流速;有关。在静止气体或非常慢速流动下,小信号增益分布取决于气体温度的分布,而当气体流速增加到一定数值后,小信号增益分布则取决于气体速度在放电管内的分布。     

Velocity dependence of the gain of a CO2laser

Measurements of the small signal gain and saturation intensity of a CO2-N2-He laser are made as a function of gas flow velocity over the range fromsim 0-10m/s. The small signal gain increases and the saturation intensity decreases with increased gas velocity. For intermediate flow velocities with a gas transit time in the laser of a second, the gain also depends on the direction of propagation of the amplified beam with respect to the gas flow. The directional dependence is due to an axial gradient in the saturation intensity. The transit time of the gas in the 2.5-m amplifier spans the time required for appreciable generation of CO by dissociation of the CO2and the variation of the laser gain with velocity is attributed to the effects of CO on the inversion of the laser medium.     

9.3μm射频激励板条波导CO2激光器的研究

为了得到9.3μm的激光输出,采用比较5种CO₂同位素气体小信号增益系数的方法,进行了理论分析。选择同位素气体12C18O₂作为射频激励板条波导CO₂激光器的工作介质,进行了实验验证,得到了9.3μm的激光输出;并对激光器的工作气压进行优化,在10.00kPa的工作气压下,得到了最大96W的功率输出。结果表明,12C18O₂的中心波长在9.3μm附近,且可得到高功率的激光输出。该研究有利于9.3μm CO₂激光器的国产化,以及提高核心部件的国产化率。     

周期性温度激励对MGDL混合性能及小信号增益系数的影响

将基于周期性温度激励的主动控制技术引入混合型气动CO2激光器（MGDL）研究,通过数值计算深入研究了周期性温度激励对MGDL主/副气流混合特性及小信号增益系数的影响。研究结果表明:与未施加周期性温度激励的情形相比,在MGDL副喷管出口位置施加特定幅值及特定频率的周期性温度激励后,可以显著增强主/副气流的混合效果并大幅提高混合喷管中的小信号增益系数。激励幅值和激励频率对主/副气流混合特性及小信号增益系数有重要影响:随着激励幅值的增加,小信号增益系数先增大后减小;在混合喷管下游区域,文中所选的六种激励频率条件下获得的小信号增益系数均高于未施加周期性温度激励时的情形;随着激励频率的增加,主/副气流的混合效果越来越好,但当激励频率增加到一定值后,主/副气流的混合效果不再发生变化。     

连续波DF化学激光器的数值模拟研究——不同燃料和稀释剂的性能差异

采用有限差分技术和压缩比例计算方法，对分别以Ｈ２和Ｃ２Ｈ４作燃料、以Ｈｅ和Ｎ２作稀释剂的燃烧驱动连续波ＤＦ激光器进行了数值模拟，给出了ＤＦ化学激光器燃烧室的平衡化学组分、光腔内平均小信号增益沿流场分布、激射谱线的强度分布、激光器功率和效率。计算结果表明：以Ｃ２Ｈ４作燃料、以Ｈｅ作稀释剂的ＤＦ化学激光器具有较长的可调节激活区，激光器的化学效率高，并且其激射谱线的强度分布更为集中     

射频激励金属板条波导CO2激光器的功率输出特性

为了获得较高的激光输出功率,介绍了射频激励扩散冷却全金属板条波导CO2激光器,放电区域由左右两个铝合金壁和上下两个铝合金电极构成,放电区域高2 mm,宽20 mm,长386 mm,工作气体混合比CO2:N2:He:Xe=1:1:3:0.26,该技术代替了过去的金属陶瓷结构,结合纵向电压均匀分布技术和面增比技术,获得了127 W的激光输出功率,光电转换效率高达14%。实验中,照相机放在激光器的纵向轴心上,清楚地记录了CO2激光器的放电现象。实验结果表明,该激光器小信号增益1%/cm,饱和光强1 200 W/cm2,促进了CO2激光器的发展。     

400 mm口径片状放大器JG2钕玻璃增益与激光输出性能实验研究

介绍了用于惯性约束聚变研究高功率激光驱动装置400 mm口径片状放大器系统的JG2钕玻璃片激光增益与激光输出性能等实验研究结果。利用一组三片长的400 mm口径4×2组合式片状放大器系统开展的增益性能实验结果表明,系统工作电压31 kV时小信号净增益系数达到5.37%/cm,小信号增益倍数为1.284倍/片/程,发次运行完成后利用0.3 m/s的洁净干燥气体进行冷却,热恢复时间约为2 h;利用大口径高通量验证实验平台开展的实验结果表明,基于JG2与N41钕玻璃片的优化组合使用最高输出能量达到21.3 kJ/1053 nm,目前已稳定运行500余发,未出现包边胶层异常与材料体损伤等故障。