水下多针电极微秒脉冲流光放电特性

多针电极结构是实现大体积水下放电的基础性电极结构,研究其放电基本特性对其他大体积水下放电电极结构的设计具有重要参考意义.本文构建了一个可安装21根针的多针电极,利用四分幅超高速相机研究了单个脉冲放电过程中可能放电的针电极数目以及电极阵列边缘和内侧针电极放电形态的差异;采用COMSOL软件模拟计算了多针电极结构的电场分布,讨论了电场分布对多针电极放电的影响,研究了多针电极结构的放电能量效率.结果发现:在单个脉冲放电过程中, 21根针电极不是同时发生放电的,最大放电针电极数目随电压和针针间距的增大而增加.在同一个脉冲放电过程中,位于电极阵列边缘的针电极相比于位于阵列内侧的针电极产生的流光丝较长且偏离针电极轴线的偏角相对较大,这主要是针电极之间电场相互叠加干扰引起的.针针间距越小,针电极之间电场的相互叠加干扰越大,阵列边缘与内侧电极放电形态的差异越大,放电能量效率越低.     

3.39μm He-Ne激光器稳定性研究

讨论了提高3 391 nm He-Ne激光器输出功率稳定性的相关技术问题.设计了适合该激光器的腔体结构,研究了放电参量和稳定性.在反射镜曲率半径与腔长比值为1.6,有效放电长度为0.2 m的情况下,得到了1.72 mW的多模连续输出,其光束发散角为6.43 mrad.在采用光反馈稳定技术后,功率输出的变化不大于2%.     

CuBr激光放电管声波共振现象的研究

为了使有广泛应用的CuBr激光器能稳定和高效运行,针对实验中出现的激光输出功率随放电频率起伏的情况,给出CuBr激光放电管内声波振动的数学模型。该模型选取圆柱形放电管轴为柱坐标轴对波动方程求解,通过数值计算,获得了放电管内声压分布的解析表达式。通过分析放电频率与激光管固有声振动频率的关系,明确了声共振会导致激光介质重新分布,它对激光输出功率有影响,理论计算结果和实验结果完全符合。     

全金属结构铜空心阴极激光器的研究

本文提出了一种全金属结构的铜空心阴极激光器,它具有耐高温烘烤、结构稳固的优点,大大改进了放电稳定性.该激光器已获得了Cu II740.4和780.8nm两条激光振荡线.通过研究铜空心阴极激光器阈值特性、气体混合比和放电温度对激光输出功率的影响,给出了一些新的结果.     

高功率横流CO2激光器大体积放电研究

详细讨论了脉冲预电离高功横流ＣＯ２激光器的工作特性，研究了一套新型的电极结构，对其放电，注入功率，输出功率等待进行了讨论。实验结果表明，脉冲预电离可以提高高功率横率流ＣＯ２激光器的注入和输出功率，并有效地改善了放电的稳定性和均匀性。     

高频整流谐振变换电源

通过对高频整流谐振变换电源谐振充电和谐振放电两个过程的理论研究,得出其输出功率以及控制的策略。利用Matlab中的Simulink对电源建立了全电路的仿真模型,开展了数值仿真研究。数值仿真的结果表明:谐振充电和谐振放电过程中,各个节点的电压和电流波形能够与理论值吻合,为高频整流谐振变换电源的试验研究和研制奠定了坚实的基础。     

3kW射频板条CO_2激光器多电极放电均匀性与阻抗匹配性

针对3kW大功率射频板条CO_2激光器的多组电极放电均匀性与阻抗匹配性问题,采用麦克斯韦时域差分法构建了多组电极下的放电模型,获得了最佳放电均压效果的均压电感值。以放电区等效阻抗值为基础结合均压电感值得到极板放电的总负载阻抗值。利用总负载阻抗值并通过Smith圆图获得与之对应的匹配网络阻抗参数,使总负载阻抗与匹配网络阻抗之和为纯电阻50Ω,实现射频输入功率的完全馈入。实际测得当放电均匀与阻抗匹配时驻波比为1.18。研究结果表明,在时域差分法模型中增加匹配的均压电感后,极板整体放电均匀性波动从之前的15%降低到2.8%,且每组电极的放电均匀性差异控制在0.3%以内。放电实验表明,在放电均匀且阻抗匹配情况下,对应激光器输出功率为3.1kW,且在2h内波动可稳定在±1%以内。     

重复频率脉冲电容器寿命测试平台

通过建立脉冲重复频率寿命测试平台研究ms级脉冲放电领域的脉冲电容器的寿命特性。平台采用的输出功率为30kW重复频率充电机,其输出电压0~12kV;脉冲放电回路采用晶闸管作为开关,最高重复频率为100Hz;负载采用电阻和电感调节回路波形。通过该测试平台可以研究各个阶段的经历时间和重复频率对电容器寿命特性的影响以及重复频率工况下脉冲电容器的失效机制。     

气体激光器放电等离子体管的新设计

文中分析了常用气体激光器采用园柱形放电管时所存在的弊端,提出了按照光腔类型和模体积来设计放电等离子体管的原理。从而可提高激光器的基模输出功率(TEMoo)。文中给出了管型的设计程序和成形工艺,讨论了具有模体积几何形状放电等离子体管的特性。     

XeCl激光器的增益特性

本文根据稳腔均匀加宽激光器的模型,按照激光器的输出功率与小信号增益系数g,恒定的吸收损耗系数a_o,饱和强度I_s,腔长L之间的近似关系式,利用变换输出耦合的方法,对采用紫外预电离的Blumlein快放电激励XeCl激光器的增益进行测量.并讨论了器件的最佳透过率.发现最佳透过率是泵浦功率的函数.     

轴对称折叠组合多通道板条型CO2激光器

基于轴对称折叠组合腔CO2激光器和多通道板条型CO2激光器的特点,提出了轴对称折叠组合多通道板条型CO2激光器模型。通过对模型建立、参数设定、腔特性分析、数值模拟等方面的研究,得到输出光强的近场分布规律。通过分析可知其具有共面输出、多光束并和、光束分布高度对称、近场光能强并分布集中等特点。对CO2激光器的研究有一定的参考价值。     

Phase-locking of axisymmetrical-fold combination CO2 laser

Two new methods for phase-locking are used in the axisymmetrical-fold combination CO₂ laser. We demonstrate the feasibility of two methods by theoretical deduction, and give the light intensity distribution of far field by numerical simulation. When phase is locked, the axisymmetrical-fold combination CO₂ laser can provide a high output power with good beam quality. Furthermore, the peak light intensity of output beam with phase-locking is obviously higher than that without phase-locking.     

Optimization of a sealed-off CO2 laser resonator by utilizing a genetic algorithm

A genetic algorithm is used to optimize a CO₂ laser resonator. Three optimal parameters of a CO₂ laser resonator (the diameter of the laser discharge tube, the curvature radius of the concave reflector and the transmissivity of the output-mirror) are obtained with the maximum output of the laser power as the objective function in the genetic algorithm. After the optimization, the calculated laser power with the fundamental mode increases by 62% and the measured value increases by 35% in an experiment as compared to a non-optimized case.     

Development of a high power gas transport CO2 laser with with cylindrical geometry

The aim of this work is to report the achievement of a light weight, compact, high power CO₂ laser which can be used in industry. The construction and operation of a CO₂ gas transport laser with cylindrical geometry and two parallel electrical discharges are presented. Using a 600 mm diameter, 1400 mm length, 250 kg laser head, we have obtained more than 1.6 kW laser power with 2% stability and 2 mrad full angle divergence. For comparison the results are presented for one electrical discharge laser.     

Operation of an unstable resonator TE CO2 laser with large electrode spacing using additives

A study of a pulsed transversely excited (TE) CO₂ laser using an unstable resonator configuration is reported. It is shown that a large aperture (4.75 cm) wire-triggered device can successfully operate at pressures of up to 650 torr with undoped gas mixtures whose molecular gas concentration exceeds 35%. These results are utilised for a comparative study of the influence of an organic additive on the performance of the system. It is observed that the addition of traces of tri-n-propylamine leads to significant improvements of the laser output characteristics even under conditions where a glow discharge could be obtained without the additive. With the doped TE CO₂ laser employed using a relatively low magnification unstable resonator (M = 1.45) near diffraction-limited performance has been achieved and a peak radiance of 4.5 × 10¹³ W cm⁻² sr⁻¹ has been obtained with a peak power of 65 MW.     

地基CO2廓线探测差分吸收激光雷达

研制了一台利用气溶胶散射信号的CO₂廓线探测差分吸收激光雷达. 系统利用染料激光器实现波长调制, 采用双光路气体吸收池, 结合Voigt拟合方法实现了脉冲红外激光的高精度定标. 针对输出激光带宽较宽的问题, 采取仿真实验评估了影响, 并设计了基于吸收池的订正因子获取方案. 进而, 开展了水平、垂直和连续观测实验, 通过与地面CO₂分析仪测量值的对比, 证明了系统具备优越的精密性和精确性. 实验表明, 该样机能够俘获CO₂浓度随高程和时间变化而产生的变化.     

连续辉光放电波导型远红外氘化氰激光器输出性能优化

简要介绍了EAST 装置远红外激光干涉仪光源--DCN 激光器的工作原理、结构和相关改进。DCN 激光器采用He、CD₄、D₂ 和N₂ 4 种工作气体。实验过程中,通过调节气体压强和阴极电流、改变各种工作气体配比等手段优化DCN 激光器输出功率。实验结果显示：输出功率随电流的增大会达到饱和,在电流为1.0A 输出功率达到最大;输出功率随压强先增大后减小,在压强为32Pa 时达到最大值;工作气体的最佳配比为He: CD₄: D₂: N₂=2: 3: 5: 3。     

Power scaling of printed-circuit-board preionized TEA CO2 laser up to 3.6 kW

A high average power, high-repetition-rate TEA CO₂ laser employing printed-circuit-board preionizer is described. The power scaling of this preionization configuration has been demonstrated. The average output power reaches 3.6 kW at pulse repetition rate of 180 pps. Furthermore, the scaling-up ability of the rotating spark gap as high-voltage switch for high-average-power gas laser has been validated.     

Variation of the gas components of a TEA CO2 laser during its lifetime

An in situ mass-spectrometric sampling technique has been developed for lifetime studies of TEA CO₂ lasers. Using the new technique, an analysis of the gas components of a TEA CO₂ laser during its lifetime has been performed. The results show that the laser output pulse energy was strongly influenced by the oxygen concentration inside the device.     

激光分离卵磷脂混合物的实验研究

对于沸点相近并且分子自由程相差不大的物质,常规分离方法难以实现有效的分离,激光分离有效地弥补了常规分离方法的不足.用脉冲CO2激光器和连续CO2激光器对大豆卵磷脂混合物进行了激光分离实验,用高效液相色谱对激光辐照前后的样品进行了分析.经192.31 W/cm2的脉冲CO2激光辐照,卵磷脂的质量分数相对提高了26.7%,...