缓冲气体对光泵远红外激光器能量交换的影响

基于分子振动弛豫的理论,完善了缓冲气体的作用模型。利用半经典密度矩阵理论与量子力学理论,研究了缓冲气体对光泵远红外激光(FIR)激光过程的作用机理,计算了缓冲气体作用下小型光泵FIR激光器的能量交换过程以及气压等工作参数对输出光强的影响,得出了优化规律,并进行了实验验证。结果表明,适当的缓冲气体可缩短工作气体分子的振动弛豫时间,提高光泵FIR激光器的能量转换效率,使FIR激光信号得到更大的输出。在最佳混合气体比例与最佳工作气体下,可以获得最大的FIR激光信号输出。     

缓冲气体对光抽运远红外激光器频谱特性的影响

基于分子振动弛豫理论完善了缓冲气体的作用模型，利用半经典密度矩阵理论与量子力学理论，定量分析研究了缓冲气体对小型光抽运远红外激光过程的作用机理以及缓冲气体作用下小型腔式光抽运NH3分子远红外激光器的频谱特性，讨论了工作气压、抽运功率等工作参数对频谱特性的影响，并对理论计算结果进行了实验验证．二者符合得较好。研究结果表明，在小型光抽运远红外激光器中加入适当的缓冲气体，大量工作气体分子与缓冲气体分子之间的无规碰撞会引起谱线加宽，而且可以使远红外激光输出信号增强。     

缓冲气体对超辐射光抽运远红外激光器的影响

以NH3作为远红外激光的工作气体 ,以N2 作为缓冲气体 ,对加入缓冲气体前后的小型超辐射光抽运远红外激光器作理论比较研究。基于缓冲气体作用机理模型 ,计算出激光工作物质的综合弛豫时间 ;通过解半经典的密度矩阵方程 ,计算出远红外激光输出的频谱特性和工作气压。计算表明 ,加入缓冲气体后 ,远红外激光的输出得到提高 ;存在一个最佳混合气体比例 ,在这一比例下远红外激光输出达到最大 ;加入缓冲气体后 ,最佳工作气压比加入缓冲气体前获得提高。     

光泵亚毫米波激光缓冲气体的温度和质量

在半经典密度矩阵理论和SSH 理论的基础上,研究了光泵亚毫米波激光的缓冲气体 作用,分析了温度和质量对缓冲气体作用的影响,从而得到选择缓冲气体的规律。研究成果对寻找小型光泵亚毫米波气体激光器的高效缓冲气体,并推动它的实际应用起一定的指导作用。     

缓冲气体对光泵亚毫米波激光作用的定量解释

建立缓冲气体对光泵亚毫米波激光作用的理论模型,通过量子力学理论推导了缓冲气体退激活几率,从而使缓冲气体的作用能够定量进行计算．实验上对CO2-9(R30)泵浦NH3分子67．2um谱线作了测量,实验结果与理论计算吻合得较好．这一工作对寻找光泵小型腔式亚毫米波气体激光器的高效缓冲气体有指导意义．     

光声效应用于光泵远红外激光器的研究

光泵远红外激光是气体分子转动能级之间的辐射跃迁。当气体分子吸收抽运的CO_2激光能量后,由振动基态被选择激发到高振动态的某一转动能级。它与相邻转动能级之间建立了粒子数反转。气体分子对CO_2激光能量的吸收是一种近共振吸收,频率失配一般在10兆赫之内。因此在调试连续光泵远红外激光器时,必须首先将CO_2激光频率调谐     

光泵远红外激光自吸收效应和散射损耗的修正

提出了光泵远红外激光理论自吸收修正项的计算方法,发现其中应包括一项与工作气体压强有关的修正项,它能使实践结果与理论计算很好地符合。     

光泵远红外激光的自吸收现象及其饱和效应

本文从理论角度研究光泵远红外激光的辐射。以往科学工作者总认为光泵激光泵浦源的频率必须选择与工作物质的本征吸收频率相一致,这样泵浦的效率最高,产生的受激发射的输出功率也就越大。为了验证这个论点正确与否,本文对这个问题进行理论探讨。按实验情况,光泵远红外激光在工作过程中远红外信号是不等于零的,一般泵浦功率愈大则远红     

一体化的小型腔式光泵NH3分子远红外激光器

研制了包括泵浦源在内的一体化小型腔式光泵ＮＨ３远红外激光器，实验测量了输出功率、工作气体压强、腔体长度与腔体耦合条件之间的优化规律：发现了小型腔式光泵远红外激光器中普遍存在的特别宽带的激光辐射现象，这将是解决远红外激光频率大范围连续可调谐的一个新途径。     

甲醇和乙醇蒸气的CO_2激光光声吸收光谱

研究各种气体和蒸气的CO_2激光光声吸收光谱,对于探索光泵远红外激光工作物质和监测大气环境污染都有重要价值。甲醇是光泵远红外激光工作物质的优秀代表,由于它具有非对称转子结构,能够产生丰富的远红外激光谱线。乙醇与甲醇有相近的性质,但尚未见到有关乙醇的CO_2激光光声光谱的研究报导,我们将两者的光声光谱做了比较,判断乙醇作远红外工作物质的可能性。 我们要测的是饱和蒸气压的光声光谱,不需要很高的灵敏度,因此简化了实验装置。控制选支CO_2激光器的输出功率在1瓦左右,用步进电机带动光栅缓慢转动,由光栅的一级衍射输出CO_2激光,得到了9R、9P、10R和10P两个带四个支的60多     

Effects of Buffer Gas on the Output of Optically Pumped NH3 Far-Infrared Cavity Laser

By solving the semi-classical density matrix equations and developing a buffer gas mechanism model, the effects of buffer gas on the output power of optically pumped NH₃ far-infrared cavity laser were calculated and verified by experiment. Our results showed that: the output power of NH₃ far-infrared laser could be increased when certain buffer gas was added into the laser medium, and there existed an optimum ratio of gases mixture and an optimum operating gas pressure which could make the output power of far-infrared laser reach maximum.     

Temperature and Mass Factor of Buffer Gas Effect in Optically Pumped Submillimeter Wave Laser

Based on semi-classical density matrix theory and SSH theory, the effect of buffer gas in optically pumped submillimeter wave laser was theoretically studied and the effect of temperature and mass on the effect of buffer gas was analyzed, then the selection rules of buffer gas were achieved. The results could do favor to find high-efficient buffer gas of miniature optically pumped submillimeter wave laser and also had some instruction to its application.     

光泵浦远红外气体激光器的研究发展

远红外激光具有穿透性强、光子能量低、带宽宽、通信传输容量大等优点,在公共安全、环境探测、生物医学、天文观测、军事以及通信等方面得到了广泛应用。在介绍了远红外波段激光器发展的基础之上,对产生远红外激光的各种方式进行了对比分析和总结,讨论了光泵浦远红外气体激光器的技术优势,并针对近年来远红外激光工作介质及其新谱线进行了归纳。通过对连续和脉冲光泵浦远红外气体激光器发展的回顾,结合该领域的一些重点研究方向,给出了未来光泵浦远红外气体激光器的研究趋势。     

Theoretical Study on NH3 Superradiant Miniature Optically Pumped Far-Infrared Laser with Buffer Gas

A miniature superradiant NH₃ optically pumped far-infrared laser (OPFIRL) with buffer gas N₂ was theoretically studied. Base on the mechanism model of buffer gas, synthetical relaxation time was calculated. By solving the semi-classic density matrix equations, spectra of NH₃ superradiant OPFIRL with buffer gas N₂ was calculated, also the operating gas pressure. It was found that by adding buffer gas, FIR power could be raised, and there existed an optimum ratio of gases mixture and an optimum operating gas pressure which was higher than that of pure NH₃ operating.     

A high-power CH3F laser for plasma diagnostics

A high-power, optically pumped, methyl fluoride laser operating at 496 μm has been developed for plasma diagnostic applications. An output power of 100 mW has been measured directly on a calorimeter. The high-pump power utilized in this experiment has also allowed the first observation of saturation in far-infrared output power resulting from severe vibrational bottlenecking. The effect of buffer gases in relieving this bottlenecking is described and compared to a simple rate-equation model     

光泵腔式远红外激光器的工作参数研究

在研究光泵腔式NH3分子远红外激光频谱特性的基础上，应用量子系统的密度矩阵理论，采用迭代法和增益迭加原理计算了以TEA CO2－10R（8）泵浦的NH3分子腔式远红外激光器的最佳工作参数。提供了光泵腔式NH3分子远红外激光器（腔式NH3－OPFIRL）的工作参数之间的关系曲线。