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。     

实用化XeCl准分子激光器气体寿命的实验研究

气体寿命是影响准分子激光器输出稳定的一个重要因素.我们在一台实用化XeCl准分子激光器上实验,定量给出了微量补充HCl气体对激光输出的影响,并且给出了激光气体长时间的工作寿命曲线.     

气体激光器中放电净化气体的实验研究

高频气体放电、冷阴极或热阴极气体放电均产生气体的电吸收。文中在分析杂质气体对激光增益、功率稳定性以及对器件储存寿命影响的基础上,提出了放电“净化”激光管中工作气体的新工艺。 作者收集了使用愈期,激光输出甚微,以及存放二年以上而无激光输出的11支国产He-Ne管,做了光谱分析、大电流放电净化处理和解吸气体实验,证实了这一工艺的可行性。其中有8支样管的激光功率恢复到或接近于原先的水平,二支因腔镜污染无激光输出,但光谱分析     

实用化10W溴化亚铜激光器

设计了一种新颖的金属筒式加热器，使气体激光放电管轴向温度分布均匀。实现了缓冲气体流动的溴化亚铜激光器功率增长２倍，效率达到１％，在激光输出平均功率９Ｗ水平上持续稳定运转，最大平均功率为１０．６Ｗ。     

固体谐波多波长拉曼激光器

研究了多谐波固体激光器在气体中的受激拉曼散射，获得了多波长激光输出。利用Nd：YAG激光的二倍频、三倍频及四倍频的激光输出在氢气和甲烷气体中的受激拉曼特性获得多个波长的拉曼输出，波长范围覆盖紫外到可见光甚至近红外。列出了常用的几种拉曼工作气体，其中氢气和甲烷各有优缺点，而两者的混合气体一方面弥补了氢气频移过大的缺点，另一方面抑制了甲烷的易分解性。利用缓冲气体和混合气体优化拉曼激光的输出。给出了24个拉曼波长的功率输出数据，其中功率较大的有13个波长。多谐波固体激光与受激拉曼散射结合的多波长拉曼激光器在激光雷达等领域有广泛的应用。     

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。     

脉冲TEA CO2 激光器温度特性的理论分析

利用六温度模型速率方程计算了当激光工作气体温度从-30℃～+60℃变化时TEA CO2激光器输出脉冲能量的变化规律。结果表明,激光器输出脉冲能量随着工作温度的升高而近似线性下降;线性下降的快慢和激光工作气体组成、气压、输出耦合镜反射率、注入能量、工作气体组成等均有关系;工作气体气压越高、输出耦合镜反射率越大或注入能量越高,激光输出脉冲能量随温度升高而下降的速度越快。     

脉冲TEA CO_2激光器温度特性的理论分析

利用六温度模型速率方程计算了当激光工作气体温度从-30℃~ 60℃变化时TEACO2激光器输出脉冲能量的变化规律。结果表明,激光器输出脉冲能量随着工作温度的升高而近似线性下降;线性下降的快慢和激光工作气体组成、气压、输出耦合镜反射率、注入能量、工作气体组成等均有关系;工作气体气压越高、输出耦合镜反射率越大或注入能量越高,激光输出脉冲能量随温度升高而下降的速度越快。     

光纤气体激光光源研究进展及展望(Ⅱ):基于粒子数反转

粒子数反转和受激拉曼散射是实现光纤气体激光器输出的最常见的两种基本原理。与光纤气体拉曼激光光源不同,基于粒子数反转原理的光纤气体激光器是通过气体分子振转能级的本征吸收跃迁实现激光输出。由于绝大多数气体分子的振转能级对应的激射跃迁谱线都在中红外波段,这种激光器的输出波长基本都在中红外波段。简要分析了基于粒子数反转原理的光纤气体激光器在产生中红外波段激光方面的优势,重点回顾了其发展历史与研究现状,并对下一步的发展趋势进行了展望。     

放电引发的非链式脉冲HF激光器

将紫外光预电离横向放电技术用于激励脉冲HF激光器,研究了激光输出能量与气体混合比的关系,得到了350mJ的脉冲能量,脉冲峰值功率1MW,发现缓冲气体He或Ne对激光输出的影响不大,此外放电起弧时输出能量也无下降。     

10W横向流动准分子激光器

本文报道了输出功率为10W的紫外(308nm)横向流动准分子激光器。给出了气体循环系统特性和X射线预电离剂量分布;最后,讨论了气体流速对激光输出的影响。     

缓冲气体对循环流动铯蒸汽激光器气体温度分布和输出特性的影响

为研究缓冲气体对循环流动半导体泵浦碱金属蒸汽激光器（DPAL）气体温度三维分布和输出性能的影响,将光束传播方程引入循环流动DPAL理论模型,仿真分析了高功率泵浦情况下缓冲气体配比和压强对端面泵浦横向流动铯蒸汽激光器（Cs-DPAL）输出性能的影响,获得了蒸汽池内工作气体温度的三维分布和对应的输出功率。结果表明,使用纯烷烃作为缓冲气体时,相比于CH₄,相同压强的C₂H₆对应的蒸汽池内温度更低,激光输出功率更高;使用烷烃气体和惰性气体的混合物作为缓冲气体时,若烷烃的压强较低,加入适量的He或Ar可降低蒸汽池内温度并提升激光输出功率。     

RF-pumped infrared laser using transverse gas flow

A transverse gas flow configuration has been developed utilizing RF discharge waveguide technology for several infrared lasers. Two potential applications have been identified: pulsed chemical laser and CW CO2laser. In the 3.8 μm DF laser, the flowing gas device provides rapid gas replenishment to maintain high electrical efficiency at high repetition rates. An average power of 0.6 W was achieved at 1 kHz. An order of magnitude power improvement can potentially be developed in a closed cycle system. In the CW CO2laser, the flowing gas provides efficient cooling so that high output power per unit gain length can be achieved. A 16 W output in a 20 cm gain length device, corresponding to a record 0.8 W/cm output has been demonstrated. This system can be developed into a 20-60 W laser with a 20-50 cm gain length.     

小型化轴流式非链式脉冲氟化氘激光器

采用轴流循环流动方式更新非链式脉冲氟化氘（DF）激光器工作介质，搭建了一台小型化自引发放电DF激光器实验装置，开展了轴流DF激光器输出性能实验研究。单脉冲工作时，在工作气体配比SF₆∶D₂=10∶1，总气压8 kPa时，实现单脉冲能量800 mJ激光输出，全波半高宽约120 ns，其性能与横流放电非链式脉冲DF激光器相似。重复频率放电时，实现了DF激光器重复频率20 Hz稳定运转，得到的最大输出功率为13.1 W，重频脉冲幅值差优于±5%，并展望了轴流式DF激光器高重频工作的前景。文中提出的轴流式非链式脉冲DF激光器为小型化、工程化中红外光源提供了新的技术途径。     

自持电激励横流CO_2激光器的最佳输出功率

本文研究了横流CO_2激光器电激励区的形状、光腔位置、反射镜的大小、耦合度、介质流速诸因素对输出功率的影响,得到了一批规律性的结果,可为实验研究和器件设计提供参考。     

Pulse nitrogen laser at high repetition rate

An output of 1.5 W of average power at 3371 Å is obtained from a pulsed nitrogen laser operating at a repetition rate of 1200 Hz. Pulse powers up to 300 kW are observed, with 10-ns pulse duration. The high repetition rate is made possible through the use of a closed-cycle transverse gas flow system to supply fresh ion-free gas to the laser for each pulse.     

2.5kW横流CO2(无氦)激光器研究

在高功率横流CO2(无氦)激光器中,本文就镇流电阻对激光器输出特性的影响作了实验研究,并获得了镇流电阻的最佳数值.当总压力为60Torr,CO2:Ar:N2=1.5:10:10时,激光器的输出功率为2.5kW,光电转换效率为16.9%.在12h的运行中,输出功率漂移仅为±3%.     

高功率横流CO2激光器的新型管板式电极

提出一种更适用于焊接等场合的低阶模输出的新型管板式电极。阳极块长边沿阴极管方向,提高了放电均匀性和稳定性,增加了有效放电长度;阳极沿气流方向的长度和阴阳两极之间的距离根据输出模式确定,可充分利用激活体积,提高选模激光光电转换效率;其放电均匀稳定,可减小限流电阻值,降低外电路电功损耗。与现有管板电极相比,可提高注入到激活体积内的电功率密度,明显提高选模激光输出功率和总体效率。多模输出时直接光电转换效率可达20%;低阶模TEM11输出时光电转换效率可达15%,激光器总效率达8%。该电极结构适用于国内生产的横流CO2激光器,在不同模式输出时均能获得较高的光电转换效率,从而使其更好地应用于焊接等低阶模输出场合。     

气压对横流CO_2激光器输出的影响

连续输出的对流、放电、CO_2激光器小信号增益特性随介质气压(高至780Torr)变化的实验和个别较高气压(约180Torr)器件的输出实验已有较完整数据的报道,我们将每粒子电场强度E/N和模拟简化的均匀电子密度分布区宽度d取为适当的常量,计算给出了高气压条件下的输出功率、耦合度及其变化规律,但其中对于[1]文报道的实际器件在较高气压的小信号增益的检验计算,须适当调整d的数值才能与实测相近,对于放电结构与[1]、[2]相似的器件,并不满足[3]中在不同气压均取d为同一常量的简单条件,为此,本文利用[1]、[2]已公布的     

慢流CO_2激光器最佳冷却条件的实验研究

螺旋水冷慢流CO_2激光器件比普通慢流器件输出激光功率高16%。瓷管慢流器件气、水逆流较气、水顺流运用激光功率高7.6%。给出了最佳冷却条件。