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     

研究信息

小型光栅调谐 CO_2激光器的研制和 CO_2分子一些转动常数及谱带中心的测定(上海师范大学郭增欣等)本文介绍了使用自制光栅可调 CO_2激光器对CO_2分子的 v_3～v_1(00~01～10`00)和 v_3～2v_2(00~01～02~00)谱带的发射光谱精细结构进行分析,对上述两个谱带分别测定了43条和47条谱线的波数,进而利用并合关系计算了00~01、10~00和02~00三个振动态的转动常数 B_(00~01)、B_(10~00)、B_(02~00)以及上述两谱带的中心。文中将所得结果与先前从吸收光谱中所取得的公认值作了比较,在准确度方面基本一致。     

调谐CO_2激光器波长标定的方法

激光监测大气污染,具有灵敏度高、测试速度快、测量方便等优点,因此日益被人们所重视。调谐CO_2激光器在9.2～10.8μm波长的范围内有四十多条谱线,而在这个波段内大气中的笨、氨、丁二烯、三氯乙烯、甲醇等污染物强有烈的吸收,因此可测量出其浓度。在这里,我们主要介绍一种简单、准确,而又能十分迅速标定调谐CO_2激光器波长的方法。调谐CO_2激光器一般用光栅作选频元件,通过光栅转动来选择某个激光波长输出。我们根据调谐CO_2激光器发射激光的光     

连续波调频C18O2激光器

连续波调频C~(18)O_2激光器用~(12)C~(18)O_2等气体作为工作物质。它的波长范围是8.9—10.9μm,而普通调频CO_2激光器的波长范围是9.1—11μm。调频C~(18)O_2激光器的绝大部分谱线落在普通调频CO_2激光器谱线的间隙处,而且还向短波方向移动了0.2μm。调频C~(18)O_2激光器的增益低于普通调频CO_2激光器的增益,但在已知的几种CO_2同位素(~(12)C~(18)O_2、     

脉冲TEA CO2激光器输出波长的温度漂移

当工作气体温度变化时,脉冲TEA CO_2激光器的输出波长也可能发生变化,此现象称为输出波长的温度漂移。通过建立六温度理论模型,用数值计算的方法揭示了平凹稳定腔脉冲TEA CO_2激光器输出波长的温度漂移规律。计算结果表明,这种激光器输出光谱为多谱线结构,工作气体温度升高,激光输出波长向长波长方向移动;工作气体温度降低,激光输出波长向短波长的方向移动。计算结果还表明,激光输出波长随温度的漂移局限在10P支内,没有9μm带与10μm带之间的跨带移动,因此,采用光栅谐振腔,可抑制脉冲TEA CO_2激光器输出波长的温度漂移,稳定激光输出波长。     

基于室温脉冲量子级联激光器的脉内光谱技术研究

介绍了基于量子级联激光器的脉内光谱技术,一个长激发脉冲应用在中心波长为7.85 μm脉冲量子级联激光器上,用于快速波长扫描,通过分析比较不同工作参数下的激光光谱信号,寻求最佳的激光器工作参数,并且在选定的工作参数下对目标气体的吸收谱线进行测量,得到了中心在1273.7 cm-1的N2O 吸收谱线.     

NH_2D斯塔克盒稳定CO_2激光器频率

利用NH_2D分子的斯塔克效应,把CO_2激光器频率锁定在用电压控制的吸收线上,得到的长期频率稳定性优于±34千赫。 稳频方法是在激光器外部安装一个斯塔克盒,而盒的吸收谱线中心频率是由外电场引起的线性斯塔克效应所控制,利用伺服系统即可把CO_2激光器频率[10.6微米P(20)支线]锁定在吸收线中心频率上。这种稳频方法不但有较高的稳定性,而且还可在激光功率调谐范围内对激光频率进行连续控制。     

参考谱线法测量倍频Nd:YAG激光器调谐波长的研究

为了精确测量倍频Nd:YAG激光器的调谐波长,采用碘分子在532nm附近的强吸收谱线作为频率稳定的绝对参考谱线,建立了以碘蒸气为标定物的激光调谐波长测定系统,实际测量了碘蒸气吸收谱线.通过谱线的特征结构与理论吸收谱线的比较,得到了倍频Nd:YAG激光器调谐频率与外加偏压及电位计旋转角度的对应关系,并确定了激光频率跳变点的位置,最后给出了倍频Nd:YAG激光器的调谐范围.结果表明,碘吸收谱线法可以用来精确测量倍频Nd:YAG激光器的调谐波长.     

序列谱带选支CO_2激光器

本文介绍一种能产生CO_2(00~02—[10~01,02~01]_(Ⅰ,Ⅱ)带激光跃迁,从而使普通封闭选支CO_2激光器输出谱线数目加倍的腔内热吸收池技术及其实验结果。     

CO_2激光001带和002带竞争效应的研究

本文讨论了CO_2激光器中常规带和序列带激光谱线间的竞争效应。提出了以腔内光强作为衡量谱线竞争能力大小的标准。利用这一判据,可对激光腔内的振荡谱线作出正确预言。为设计、制作可同时工作在常规带和序列带的CO_2激光器提供了理论依据。     

一种新型CO-CO_2选支激光器研制成功

1986年底,中国科学院上海光机所研制出一种新型的封离式室温工作CO-CO_2选支激光器,它能同时在CO_2激光器工作波段和CO激光器工作波段调谐输出激光。工作气体为CO-CO_2-N_2-Xe-He的混合气体放电管长为1m,采用适当共振腔结构和选支技术,在5.2～6.3μm和9.2～10.8μm光谱区获得近两百条激光输出,强线功率达数瓦。改变CO_2气体浓度,将同时改变CO和CO_2激光光谱线的相对强度和谱线数目。目前该器件已连续运转超     

光泵CH3F和D2O远红外脉冲激光器

本文叙述了无镜远红外激光器的结构及其实验结果。用可调谐TEA CO_2激光器作为泵浦源,其输出能量在9P(20),9R(22)线上均可达1J左右。用CO_29P(20)线泵浦CH_3F分子,获得了能量为0.5mJ,波长为496μm的激光输出;用9R(22)线泵浦D_2O分子,获得了能量为1mJ,波长为385μm的激光输出。输出能量和波长是分别用热电堆和Fabry-Perot干涉仪测量的。     

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.     

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.     

1.3μm Nd:YAG脉冲激光器

Nd:YAG激光器大都工作于1.06μm波长,为了扩展Nd:YAG激光器的输出波长,我们研究了Nd:YAG激光晶体在室温下另一四能级系统4F_(3/2)→4I_(13/2)发射波长1.3μm的激光特性。关于该波长的连续运转特性,国内、外都曾有过研究报道。这里报道的是脉冲运转特性的实验研究。 一、实验装置 由于室温下Nd:YAG晶体中1.06μm谱线的荧光强度比1.3μm谱线大,所以一般总是1.06μm谱线首先起振。要获得1.3μm激光振荡输出,必须抑制1.06μm激光振荡,并选择适当的谐振腔镜透过率,使1.3μm激光获得足够的增益,实现其振荡输出。     

Nd:LiNbO_3激光器

Nd:LiNbO_3晶体用与Nd吸收谱线恰好相一致的0.7525微米氪激光器泵浦证实有激光作用,波长1.0845微米。虽然LiNbO_3是一种优良的激光基质,具有良好的电光和声光性能,但目前除非使晶体保持在165℃下,否则激光损伤将限制它的应用。     

连续波调频C~(18)O~2激光器

一、引言近年来,激光化学、激光分离同位素、激光光泵、激光光谱学和激光测污等领域有了很大的发展,迫切要求激光器扩展调频范围并提高单谱线的输出功率.CO_2有多种同位素丰富的谱线,有希望制成宽范围凋频CO_2激光器.     

CH_3F与~(12)CO_2和~(13)CO_2分子之间的振动能量转移

我们采用Q开关的CO_2激光9.6μmP(20)支泵浦CH_3F分子的v_3振动模,以此作为能源来激发~(12)CO_2和~(13)CO_2分子的弯曲振动模v_2,研究其在非弹性碰撞过程中分子能量转移过程。我们用一种比红外荧光法(LIF)分辩率高一万倍的新方法——二极管激光探测法来得到~(12)CO_2、~(13)CO_2能级粒子数的演变过程。实验测得在1CO_2:1CH_3F气体比例下,从CH_3F的v_8振动模至CO_2的v_2振动模的V-V转移速率为3.3ms~(-1)Tcrr~(-1)。     

高功率TEA CO2激光器9R波段输出谱线

为分析CO2激光9R波段输出谱线特性,满足激光与物质相互作用的需求,首先利用镀膜选支技术使高功率TEA CO2激光器只输出9R波段的激光。然后,通过单脉冲放电试验,利用CO2激光谱线分析仪分析9R波段CO2激光谱线的波长和谱线数量,并利用能量计分析每支谱线在单脉冲能量中所占的比例。通过改变输出镜的透过率、全反射镜的曲率半径以及工作气体的比例,分析CO2激光9R波段输出谱线在波长、数量以及能量比例方面的变化。试验结果表明,CO2激光在9R波段同时输出了多条相邻较近的谱线,并且这些谱线随激光器输出镜透过率、全反射镜曲率半径和气体比例的变化而变化。     

对眼睛安全的激光测距机

眼睛损伤过程大都与波长有关(表1)红外波长可划分为IR-A(760nm～1.4μm),IR-B(1.4～3μm)和IR-C(3μm～1mm)。眼睛角膜主要吸收大于1.9μm波长的光。对于1.4～1.9μm的光,角膜和水晶体都能强吸收(图1)。当波长短于1.4μm时,由于光被聚焦到视网膜上,会造成眼睛严重损伤。表1列出了国防部用的眼睛安全的激光工作参数。由表可见,在波长大于1400nm时,激光输出的容许值大大高于红宝石和钕器件输出容许值。用CO_2激光束向角膜曝光1～100ns时间,它的损伤阈值为0.01J/cm~2。若完全根据眼睛安全损伤阈值为安全工作选择激光测距机,并且只采用脉冲激光器的话,那么对Nd:YAG,钬、CO_2和铒激光器的需