TEA序列带CO2激光器的实验研究

在腔内ＣＯ２热池长度小于放电区长度的条件下,进行了序列带ＴＥＡＣＯ２激光器光性能研究。经条件的选择,获得了四十余条序列带谱线激光输出,其中１０余条谱线达１Ｊ对上。     

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。     

序列谱线选支CO_2激光器

通常,普通的光栅选支CO_2激光器在(00°1～[10°0,02°0]_(Ⅰ,Ⅱ)带上可获得调谐范围为9～11微米的几十条激光谱线。然而,在CO_2的放电中,在(00°2-[10°1,02°1]_(Ⅰ,Ⅱ)对能级之间还可以实现粒子数反转,这个被称为“序列”带的新的激光谱带与普通选支CO_2激光器输出的“惯常”带具有相类似的增益分布,在9～11微米波长范围内二者谱线数目大致相同,两两对应相互交错,但又十分靠近。但是,在一个普通的选支激光腔内,由于“惯常”带的增益比“序列”带的增益大很多,受竞争效应的影响,一般看不到“序列”带激光谱线。要获得属于“序列”带的     

环型CO_2选支激光器与腔内SF_6引起的窄共振

本文描述了一种新型选支环型CO_2激光器。在10.6微米和9.5微米光谱区获得了十几条振转谱线的激光输出。观察了腔内SF_6分子的窄共振。     

CO_2分子激光跃迁谱带受激发射截面的测量与研究

论文报导了CO_2分子激光跃迁谱带受激发射截面σ(γ)的最新研究结果。σ(γ)是分析和计算CO_2分子激光振一转能级粒子数反转过程所必需知道的确切量。σ(v)值已知时,即可计算出谱线中心增益g_0,粒子数反转密度△n,以及谱线加△γ、受激发射系数B_(21)、振子力f等跃迁强度参量、 据由速率方程导出的σ(v)测量式,用脉冲增益放大技术测量了不同工作条件下CO_2分子常规跃迁谱带的受激发射截面,获得近100个σ(γ)的确节测量值。同时,论文根据σ(v)的定义,导出σ(v)的理论计算式,并计算了相应的σ(v)理论值。实验值与理论值进行比较,表明有良好的一致性。最后分析了σ(v)值与转动量子数J、气压P、温度T以及混合     

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。     

用非色散元件选择CO_2激光支线的新方法

本文报导了用腔内插入 ZnSe 平片,通过改变激光腔共振频率来选择 CO_2激光支线的方法。初步实验表明,能征10微米带和9微米带选择十多条支线。     

横向流动CO_2激光器振动和平动温度的确定

一、前言 振动温度和上、下激光能级粒子数密度对了解激光器件的性能是非常重要的,它们决定了从该器件可以得到的最大能量。用测量激光介质对各振转跃迁的增益系数来确定这些参数是简单易行的办法。我们在电激励横向流动CO_2激光器中垂直于光轴截面上的三个位置测量了00°1-10°0带P支和R支共30条谱线的增益系数,并由此计算出平动温度(即气体温度)和振动温度。 二、实验结果 　 实验装置和光腔结构与[3]基本相同,只是用CO_2激光光谱仪代替探测器I,以便随时监视激光谱     

腔内光强增强型凹面光栅选支CO2 激光器研究

文中介绍了一种适用于腔内光化学反应的腔内光强增强型凹面光栅选支连续CO2 激 光器的设计及实验参数。由于光腔较长和增益较大,在000 1～100 0和000 1～020 0振转跃迁谱带分别有53条和49条谱线激光输出。得到000 1～100 0跃迁的最低增益线10p (56)输出功率2. 5W,腔内功率约166. 7W,腔内最大功率(10p (20)支线)为520.3W。     

2.06微米的可调谐Ho~(3 ):YLF激光器

麻省理工学院材料科学和工程中心与Sander联合公司研制了一台多掺杂Ho~(3 )∶YLF激光器,这是室温2微米波段工作的低阈值固体激光器。由于这种波长对人眼安全,所以它对大气通讯系统具有吸引力。但已经报道,若激光辐射与每一吸收谱线都一致,则CO_2的4v_2 v_3组合带的吸收之大,足以在短程范围内引起相当大的光束衰减(α～0.8公里~(-1))。因此必须控制激光波长输出,以便将其工作波长限制在CO_2吸收谱线之间的窗内。     

用复合腔调谐获得高功率CW CO_2激光谱线的研究

利用普通的玻璃基板光栅构成复合腔对CO_2激光器进行选频,在高增益情况下获得42瓦高功率定向定位输出.谱线数目视复合腔参数而定.本文介绍复合腔调谐的基本原理和实验结果.     

法布里-珀罗腔在可调谐CO_2激光器中的应用

锐度较高的法布里-珀罗腔可以用来选择CO_2激光谱线,锐度较低的法布里-珀罗腔可以用来扩展可调谐CO_2激光器的谱线范围,并提高它的输出功率。本文分析了NaCl法布里-珀罗窗与管轴垂直使用的可调谐CO_2激光器的运转特性。     

3657～3708cm~(-1)范围内CO_2高分辨振转光谱

用可调谐红外二极管激光光谱仪观测了3657～3708cm~(-1)范围内自然丰度的CO_2样品的高分辨光谱。观测到属于不同同位素分子的九个振转谱带中的420条谱线。其中(12)~C(16)~O(17)~O的10011-00001和(12)~C~(16)~O(18)~O的11111—01101这二谱带的V_o值分别比近年美国AFGL Rothman及Bene-diet等人编的CO_2光谱常数表(见 Appl.Opt.Vol.17,2605,1978)所列值小0.287cm~(-1)和大0.048cm~(-1)。确认这二谱带是我们首次观测到的,并扩充了其余7个谱带中观测到的振转线的数目。     

腔内光强增强型凹面光栅选支CO2 激光器研究

文中介绍了一种适用于腔内光化学反应的腔内光强增强型凹面光栅选支连续CO2激光器的设计及实验参数。由于光腔较长和增益较大，在00^01—10^00和00^01—02^00振转跃迁谱带分别有53条和49条谱线激光输出。得到00^01—10^00跃迁的最低增益线10p（56）输出功率2．5W，腔内功率约166．7W，腔内最大功率（10p（20）支线）为520．3W。     

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     

选频~(14)CO_2-~(12)CO_2同位素激光器

我们研制了一台~(14)CO_2-~(12)CO_2同位素激光器,测量到激光谱线80条,其中40条是~(14)CO_200°1-(10°0,02°0)_I带的激光跃迁谱线,强线输出功率达4.0W以上;实验还观察到同位素的竞争效应,发现即使~(14)CO_2成份低于~(12)CO_2,其激光辐射仍占优势.     

单瓣近衍射极限输出的带外腔半导体激光器

实验研究了带外腔反馈注入的宽接触条形激光器，并用光线传输矩阵分析了该外腔结构。利用闪耀光栅及耦合输出反射镜对表面未镀增透膜的半导体激光器构成外腔，选择一定模式的激光反馈注入回激光器，从而限制了其他模式在半导体激光器内的振荡，压缩了激光器输出激光的光谱宽度。当激光器驱动电流为2．7倍阈值电流时，获得230mW输出功率，0．6nm谱宽，单瓣近衍射极限的激光输出。用一平面镜代替光栅作为外腔反射镜，获得了320mW输出功率，1．5nm谱宽的单瓣近衍射极限的激光输出。     

外腔式结构对HF/DF激光器输出光谱的影响

近距离测量外腔式结构HF/DF激光器的输出光谱时,观察到部分HF激光谱线不合常规地强度较弱甚至消失。利用MODTRAN软件对光谱中各支谱线的大气传输透过率进行了计算,发现这些HF激光谱线的大气传输性能较差。经分析,这些大气传输性能较差谱线强度较弱甚至消失的主要原因是腔内大气传输损耗,腔内大气传输损耗应计入总腔内损耗,对HF激光器输出光谱有很大影响。     

CO_2-4.3μm谱带轮廓的研究

本文在修正的Elsasser谱带模型的基础上,提出了计算CO_2-4.3μm谱带透过率的近似公式,它可适用于其他双原子分子和线形分子的基频吸收谱带的分析与计算,并导出了谱带半宽度与温度之间的定量关系式。实测了CO_2-4.3μm带的吸收光谱,利用快速傅里叶变换技术对测量光谱进行了消卷积处理,以消除仪器函数影响。实验结果与理论计算基本符合。     

厚钢板激光焊接装置的研究

为满足激光厚板焊接对激光光束质量的要求,研制了多折非虚共焦非稳腔横流CO_2激光器以及厚钢板激光焊接装置。采用了外光桥、内光腔形式一级振荡,两级放大的非稳腔的光腔结构。多折非稳激光谐振腔结构可充分利用辉光放电区及其下游介质增益,获得足够大的高质量的激光功率输出。用有限元法,对该类型的激光谱振腔的特性进行了理论分析。分析结果表明,该多折非稳腔输出激光远场能量分布与多模激光能量分布相似,但非稳腔输出激光远场相位分布不存在180°跳变,因而能够将光束聚焦到厚板深透焊所需功率密度。焊接4mm的钢板,焊速超过了3.2m/min,深宽比大于2:1,焊接6mm钢板,焊速达2.1M/min以上,深宽比大于3:1,并可焊接8mm厚的钢板,通过试轧到0.3mm厚不断带,拉伸试验表明焊缝强度大于母材,说明焊缝具有良好的延展性和机械强度。