2kW射频板条CO2激光器射频频率漂移特性研究

为了研究射频板条CO2激光器射频频率波动对输出光束的影响,采用等效电路分析和实验测量的方法研究了射频频率对激光器输入输出特性的影响。计算得到射频频率变化2MHz时引起的阻抗实部变化率为0.01%,说明射频频率漂移对放电部分等效电路参量影响很小。射频频率采用79.4MHz,80.0MHz,80.7MHz,81.4MHz,82.0MHz和82.7MHz,以设计频率81.4MHz对应的输出功率为基准,占空比设置为80%时,频率漂移1MHz则激光功率下降约150W。激光功率随频率变化趋势与理论结果一致。结果表明,射频频率变化引起的阻抗匹配问题是导致输出功率波动的主要原因,可以通过改进匹配网络来克服射频频率的波动对激光器性能的影响。     

射频板条CO2激光器放电特性的数值研究

给出了射频板条ＣＯ２激光器α型放电集总参数等电电路模型。计算了谐振放电状态下集总参数的电路方程得到了沿激光器电极长度方向上的电压幅度和相位的分布,沿电极最小的相对电压幅度起伏约为１．２７％,由模型推导出用宏观测量参数表示的ＲＬＰ和Ｅ／Ｐｇａｓ的计算公式,不同于ＲａｌｆＭａｌｚ的结果,建立了射频板条ＣＯ２激光器的实验装置,获得了均匀射频放电和ＣＯ２激光。     

射频板条CO2激光器并联谐振条件的研究

本文利用周期性网络模型计算了射频板条ＣＯ２激光器电极的纵向电压分布，探讨了并联谐振技术在板条器件中获得成功运用的原因。提出了利用并联谐振技术进一步提高电压分布均匀性的两个途径。     

板条波导CO2激光器的脉冲输出及声光调制特性研究

研究了射频激励板条波导CO2激光器输出光束的质量特性和脉冲特性．给出实验结果。分析表明其具有优良的光束质量特性．而其时问脉冲特性与放电脉冲的重复频率和持续时间有关。进一步实验表明，采用声光调制器可获得所需的脉宽和波形调制．但往往伴随波束畸变和光束质量变差且与激光输入功率有关。     

射频板条CO2激光器波导耦合损耗的理论研究

本文利用一维自由空间模展开开法计算了射频板条ＣＯ２激光器中金属板条波导的耦合损耗,发现波导耦合损耗与激光器谐振腔镜的配置方式密切相关,经分析找到一种可以获得最小合损耗的设计方案。     

2kW射频板条CO_2激光器输出光束整形特性研究

针对2kW射频板条CO2激光器离轴负支非稳波导混合腔的近场分布存在较多高空间频率分量,导致聚焦后会产生不可忽略的旁瓣,无法直接应用于激光加工的问题,对谐振腔的近场分布使用特征向量法和矩形波导的解析表达式进行了数值模拟和实验研究。并结合Collins公式研究了输出光束整形过程中光场分布的变化和整形系统中空间滤波器的优化设计。理论和实验结果表明:激光器输出光束在整形前为有较多高空间频率振荡的长条形的简单象散光束。通过带空间滤波器的整形系统消除旁瓣,并将初始的长条形的简单象散光束整形成近圆形、近基模高斯分布的光束。整形后的光束非稳方向的光束质量因子M2为1.1,波导方向M2为1.08。     

大功率射频板条CO_2激光器电极波导介质膜研究

针对高功率射频板条CO2激光器铜电极表面放电氧化、受射频放电的电子溅射,致使电极表面不光滑,辉光放电不均匀,光波导损耗严重等问题。利用Al2O3波导介质膜具有的反常色散效应、耐高温能力强的特点,采用磁控溅射镀膜技术对激光器电极表面先镀Al,而后阳极氧化获得Al2O3波导介质膜。分析了磁控溅射工艺对膜层结构的影响,测量了镀膜电极对CO2激光的反射率,并进行了放电实验检测。结果表明,溅射功率为250 W时可得到致密的镀膜层结构;厚度6μm的Al2O3薄膜,对波长10.6μm的CO2激光波导反射率最高达75%;电极镀膜后激光器输出功率在占空比为30%时为700 W,占空比为60%时达到了1300 W。     

列阵射频CO2激光器研制

本文介绍一种三列阵射频CO2激光器。采用藕合隙技术,获得相干光输出功率35W,效率约10%。测试了光斑远近场分布。     

3kW射频板条CO2激光器功率稳定性的研究

为了解决3kW射频板条CO₂激光器在高功率工作条件下功率波动的问题,采用外光路转折镜调节方法对腔镜热畸变造成的光路偏移进行补偿。研究了基于芯片TMS320LF2407的脉宽调制器控制激光器注入功率的关键技术,设计了整形光路尾镜取样功率检测系统,并分析了外光路自适应调节系统的补偿原理。结果表明,整形光路尾镜取样功率检测系统与基准功率计的最大误差为±2.59%,其具有高线性度;采用PA 100/T 14型压电陶瓷微位移驱动器,对微动距离不超过54μm的自适应调节转折镜进行调节补偿,光束偏移不会超出空间滤波器的0.8mm狭缝宽度;调节补偿前后输出功率波动由18%降到2%,达到了由于腔镜热变形导致光束偏移的补偿要求,整形光束的旁瓣消失,获得最佳模式输出。此项研究对提高激光器输出功率稳定性具有一定的实用价值。     

射频激励扩散冷却板条CO2激光器技术发展

扩散冷却、射频激励的板条结构CO₂激光器具有效率高、体积小和光束质量好的优势,在激光精密退火、工业加工等应用领域越来越被重视。高功率射频激励、扩散冷却板条CO₂激光器在千瓦级及以上的CO₂激光精密加工及微电子装备中占有重要地位,已成为高功率、高光束质量连续CO₂激光器的主流发展方向。就CO₂激光器技术发展,重点围绕射频驱动板条结构高功率CO₂激光器技术的国内外研究动态进行了调研,梳理了技术发展阶段及应用情况,并对技术发展趋势进行了展望。     

3kW射频板条CO2激光器抛物面非稳波导腔研究

为了提高传统球面镜腔3kW射频板条CO2激光器光束质量,设计了新型抛物面镜负支非稳-波导混合腔;结合标量光束的瑞利-索末菲衍射理论与特征向量法,研究了大菲涅耳数下镜面类型对非稳波导混合腔光场传输特性的影响;利用矩形波导理论、1维近似分析得出了波导传输损耗及偏振情况。结果表明,将非稳方向输出镜和尾镜改为与光轴交点处曲率半径为R1=951.32mm和R2=1088.68mm的抛物镜面,能够避免尾镜漏光,可有效改善模式鉴别特性;常用波导电极镀膜材料中,镀铝电极内波导方向传输损耗最小,传输光场为x偏振的EH1模。采用电极镀铝的抛物面非稳波导腔能够降低损耗、提升光束质量。     

脉冲预电离高频放电板条CO2激光器

本文提出了一种脉冲预电离的高频放电扩散冷却板条CO2 激光器 ,实现了非常均匀的大面积矩形截面放电并获得了激光输出     

波导阵列CO2激光器的研究进展

详细介绍了射频激励波导阵列CO2激光器的研究进展，分析讨论了几种典型的波导阵列CO2激光器的结构特点及今后的发展趋势。     

射频CO2激光器实用功率控制器的设计

随着工业技术的现代化 ,对CO2 激光器的整体性能和技术参数方面都提出了越来越苛刻的要求 ,如寿命 ,机械性能和光束质量等 .这就要求激光器使用前要确保其性能的可靠性 ,其中激光器的开关次数和连续工作时间是影响其性能的关键因素 ,本文主要介绍一种测试激光器性能用的功率控制器 ,它不仅具有通常功率控制器的功能 ,还带有自动开关功能 ,并且简单实用     

射频激励矩形波导CO2激光器的设计和实验研究

为了研发紧凑型的射频波导CO₂激光器并探究影响其输出性能的因素,采用平行平面腔内电极结构,设计并研制了一台射频激励矩形波导CO₂激光器。实验中采用透过率为20%的输出镜,在工作气压14kPa下,得到12W的最大激光输出功率,电光转换效率达到9.4%。结果表明,工作气压和射频输入功率是影响激光输出性能的最主要因素。该研究取得了预期的实验结果,对国内今后此类器件的研究具有很好的借鉴意义。     

小型高重复频率TEACO2激光器的研究

本文叙述了一种小型高重复频率TEACO2激光器,其激光模式为TEM00,远场发散全角≤4mard,基模激光能量87.8mJ,脉冲宽度36.5ns,基模激光峰值功率>0.9MW,激光重复频率130Hz(最高重复频率255Hz),能以50Hz的重复频率连续长期工作,其工作寿命>1×107次.     

高频方波放电激励扩散冷却CO2激光器的研究

提出了一种新的放电激励技术用于扩散冷却CO2激光器,在5mm×30mm×446mm的放电空间获得均匀稳定的辉光放电及10W的激光输出.     

RF激励CO_2激光器中的阻抗匹配分析

根据传输线中高频电磁波的传播理论及网络理论分析了射频（ＲＦ）激励ＣＯ２激光器中的阻抗匹配问题，获得了等效阻抗匹配网络的设计方法及计算有关参数的普遍表达式。这一结果同样适用于其它高频激励ＣＯ２激光器的阻抗匹配网络的参数计算