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。     

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。     

光泵远红外激光的缓冲气体的选择因素

在半经典密度矩阵理论和SSH理论的基础上,理论研究了光泵远红外激光的缓冲气体作用,分析了势阱深度和碰撞半径两个参数对光泵远红外激光系统中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远红外气体激光器的高效缓冲气体,并推动其实际应用起一定的指导作用。     

超小型光泵远红外激光研究

在求解NH_3分子三能级系统密度矩阵的基础上,用迭代法计算了长为10cm—1.5cm的5支超小型光泵远红外激光器(OPFIRL)的输出激光能量密度和频谱特性.实验研制的5支超小型OPFIRL成功地产生了远红外激光.研究表明:纵向腔效应和横向反馈效应对超小型OPFIRL激光输出有积极作用,对最佳工作气体压强和频谱特性有重要影响.     

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。     

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。     

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。     

双模光泵反射腔式THz激光中的多拉曼效应

在半经典密度矩阵理论的基础上,理论研究了双纵横CO2-9R（30）光泵小型腔式NH3分子67.2μm THz激光过程中的多拉曼相互作用,并研究了不同泵浦功率,工作气压和激光管长等工作参数条件下多拉曼相互作用规律和对67.2μm远红外激光频谱特性的影响。     

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.     

小型脉冲光泵NH_3分子远红外激光的Raman频谱研究

通过求解量子系统的密度矩阵方程 ,采用迭代法计算了在 TEA CO2 - 1 0 R(6)泵浦下 ,小型脉冲光泵 NH3分子远红外激光器中 ,NH3分子的 V2 :a→ s R(0 ,0 )跃迁和 a→s Q(5,4)跃迁的频谱特性。理论计算结果表明 ,对于 a→ s R(0 ,0 )跃迁 ,当工作气压比临界值 Pc高或泵功率密度比临界值 Ipoc低时 ,将出现 Raman频谱尖峰 ;对于 a→ s Q(5,4)跃迁 ,不出现频谱尖峰。频谱尖峰现象的根源是 AC Stark分裂的双光子相互作用的结果。     

缓冲气体对碱金属蒸汽激光器工作特性的影响

基于端面泵浦碱金属蒸汽激光器的速率方程模型,研究了碱金属蒸汽激光器在不同缓冲气体环境中的工作特性。通过优化输出镜反射率、气体压强等参量,获得了激光器在不同缓冲气体中的输出功率随温度的变化曲线。结果表明:有烃DPAL中,最佳输出功率和运行温度随能级混合速率的增大而分别增大和减小,而且激光器在不同烃类气体下的最佳工作状态可用准二能级工作曲线描述;无烃DPAL中,氦气同位素3He可以大幅减小激光器的氦气压强,而且能够提高Rb-DPAL的输出功率,但是K-DPAL在3He中的输出功率略低。模拟结果与已报道的实验现象有较好的符合,可为实验研究提供理论指导。     

Effects of Buffer Gas on Spectra of Optically Pumped Far-Infrared Cavity Laser

By developing a mechanism model of buffer gas, the comprehensive relaxation time of laser operation substance was calculated. By means of solving the density matrix equations, the effects of buffer gas N₂ on the spectrum characteristics of NH₃ FIR laser line with buffer gas N₂ were studied. It was found that by adding proper buffer gas, FIR laser output power could be increased, and spectra widened because of the molecular collision. This work made it possible to develop high output and wide range tunable FIRL.     

Power broadening and the basic limitations of CW optically pumpedfar-infrared laser performance

Power broadening is shown to be important for the line profile of the pump absorption coefficient of optically pumped far-infrared laser gases. Calculations of the pump absorption have to account for power broadening in order to correctly represent the flow of energy during the laser cycle. An analytic expression is derived for the power broadened absorption in the case of resonantly pumping the center of the absorption line. The basic limitations of far-infrared laser performance are the maximum pump power per volume that a molecular gas can absorb as well as the maximum far-infrared power per volume that the gas is able to produce. Closed expressions evolving from the power broadening considerations are given for both quantities. It turns out that both are basically determined by only two physical properties of the laser gas, namely the energy of the lower pump level and the rotational relaxation rate     

基于太赫兹气体激光器的连续波成像系统性能分析

实现了基于光泵浦远红外气体激光器和高莱管探测器的连续波太赫兹成像.从太赫兹光学器件的选择和配置角度讨论了成像系统的设计和搭建流程.详细测试了系统在信噪比、空间分辨率、探测器响应和成像速度方面的性能指标.利用该系统采集了一系列样品的太赫兹透射图像,实验结果验证了系统的成像效果,揭示出太赫兹成像技术在安全检查和质量控制方面...