氧碘化学激光器束转动90度环形非稳腔空心光束输出研究

 主要描述了氧碘化学激光器束转动90°环形非稳腔（UR90）空心光束输出的腔结构及几何模式特点,实验中获得了在放大率M=1.695,激光平均输出功率4.0kW时,空心光束输出的激光光束质量为3.2倍衍射极限,同时对空心光束输出特性进行了分析。     

氧碘化学激光器输出功率的估算

 建立了激光在工作时的动态模型，即假设在单位时间内，激光介质的粒子数全部被泵浦到上能级。引入激光介质重复泵浦次数的概念，根据能量守恒原理，通过分析氧碘化学激光器(COIL)的传能机理，计算了沿气流方向变化的碘原子上能级的弛豫时间及沿气流方向变化的碰撞传能时间，并且计算了碘原子在出光区内被单重态氧反复泵浦的次数及相应的残余单重态氧数目，从而计算出碘原子在出光区的反复泵浦次数，修正了原计算COIL输出功率的公式。理论计算与实验结果均表明：当碘流量过低时，增益小于损耗，激光器不能起振；当增大碘流量时，激光输出功率也逐步增大，反复泵浦次数逐渐减少；当碘流量继续增大时，激光输出功率达到最大，且在一定碘流量变化范围内基本保持稳定；但随着碘流量的进一步增大，激光输出功率却逐步下降。     

射流式O2(1△)发生器射流破断长度测量

实验研究了甘油 -水溶液通过用不同加工方法和不同喷管长度 /直径比的喷管形成射流的破断长度。射流的行为与喷管内是层流还是湍流的流动状态关系极大。当射流速度比较大时 ,喷管的缺陷如进口出口的毛刺和流道壁的粗糙度是诱发湍流使射流破断的主要原因。这些结果对化学氧碘激光的射流式 O2 ( 1Δ)发生器的喷管设计和制造提供了有价值的参考。     

列管型射流式O2(1Δ)发生器的COIL出光研究

 采用列管型射流式O₂(¹Δ)发生器在COIL装置上做了一系列出光实验,对该发生器的性能、参数及相关技术等做了实验研究。实验获得化学效率最高达22.2% 。     

在COIL中碘量变化与激光功率波形的关系

 针对碘量在一定范围内变化对激光功率影响不敏感,采用碘量变化的方法,通过对大量的250mmol/s列管式射流氧发生器的出光实验的分析,得到了激光功率波形随碘量变化的实验规律。这一实验结果可用于根据功率波形变化来调节最佳碘量。并对其机理进行了理论分析。     

射流式O2(1Δ)发生器射流破断长度测量

 实验研究了甘油－水溶液通过用不同加工方法和不同喷管长度/直径比的喷管形成射流的破断长度。射流的行为与喷管内是层流还是湍流的流动状态关系极大。当射流速度比较大时,喷管的缺陷如进口出口的毛刺和流道壁的粗糙度是诱发湍流使射流破断的主要原因。这些结果对化学氧碘激光的射流式O₂(¹Δ)发生器的喷管设计和制造提供了有价值的参考。     

转镜扫描测量超音速氧碘化学激光器二维增益分布

 首次用二维多面体扫描镜测量了超音速氧碘化学激光器的二维增益分布,测得增益区沿气流方向较长,沿光腔高度方向靠近壁面的两侧存在明显的边界层效应,并且边界层的厚度随着远离喷管出口平面距离的增大而增加。     

O2（^1△）发生器溶液预混及反应换热系统设计

通过采用离心泵与换热器进行的换热系统设计，缩短了溶液预混时间，增强了O2(^1△)发生器的反应换热效率，同时使发生器在反应中具备了动态传质性能，改善了氧碘化学激光器的输出功率。     

大尺寸硅镜超光滑表面加工的面型控制

使用机械-化学抛光法加工大尺寸单晶硅可获超光滑表面,但很难保证良好的面型.提出通过采用开圆孔并连续注入抛光剂的方法来避免抛光盘中心蜂窝眼的出现,可以保证得到良好的面型.最后实验达到较好的面型精度,PV值0.268λ,rns值0.065λ.     

CRDS技术实时检测COIL中O2浓度的实验研究

首次采用ＣＲＤＳ技术对ＣＯＩＬ工作气体中的Ｏ２浓度进行了实时在线检测，得到了基态Ｏ２浓度随ＣＯＩＬ喷气时间的变化关系，并分析了影响检测灵敏度的原因。