高功率横流CO2激光器脉冲预电离过程研究

本文给出了对高功率横流CO_2激光器脉冲预电离过程的理论和实验研究.表明了预电离过程中光电离的重要作用.实验结果表明,脉冲预电离可增大高功率横流CO_2.激光器的pd值(p为放电气压、d为放电间隔),增大放电区注入功率密度.对于提高此类型激光器的放电稳定性和输出激光功率是一种技术简单而有效的手段.     

直流激励慢速流动陶瓷放电管CO2激光器的实验研究

直流激励慢速流动陶瓷管CO_2激光器的基模功率较玻璃管激光器高45％。实验结果优于美国J.Macken分布型镀金薄膜对基模CO_2激光器的改善功能。文中还讨论了该激光器大幅度提高功率的机理。     

用可调谐CO_2激光器注入同步实现TEA—CO_2激光器的单纵模运转

用一台作为主控振荡器的可调谐CO_2波导激光器注入同步的方式实现TEA—CO_2激光器的频率调谐,采用的是特殊注入方法。在不同运转条件下,改变激光谱线、主控振荡器功率、偏离谱线中心频率等参量进行了同步实验。     

封离式CO_2激光器用的氧化传导镀层的阴极

镀有氧化铟锡和氧化锡之类氧化传导材料的冷阴极用于封离式CO_2激光器的直流气体放电。与没有镀层的金属阴极相反,激光功率的提高和气体放电的稳定这两个方面的激光性能均受影响。质谱研究揭示了激光功率的增强和与此类镀层阴极有关的CO_2含量增加的相关性。     

混合型TEA CO_2激光器的实验研究

本文描述了混合型TEA CO_2激光器的三种结构,给出了五个方面的实验结果.它们是:腔长的影响;连续CO_2激光功率的影响;输出能量和激光脉冲波形;选支输出和脉冲低气压CO_2激光管。对所得结果做了简明的讨论。     

选支CO—CO_2复合激光器的研究

本文首次报道了一种新型的室温封闭的选支CO-CO_2复合激光器及其工作特性.从5.2～6.3μm和9.2～10.8μm.光谱区获得近二百条激光谱线,强线功率分别达2.5W(CO)和10W(CO_2).并讨论了复合激光器中CO和CO_2分子的激发过程.     

调Q CO_2激光功率放大器的输出特性

利用描述CO_2激光器动力学过程的六温度模型理论,建立了计算调Q CO_2激光功率放大器输出特性的数学模型,进行了理论分析和数值计算,并讨论了分光比等参数对输出脉冲特性、输出光谱的影响。结果表明:该调Q CO_2激光功率放大器存在临界增益长度和临界光强分束比,低于临界值时无法获得激光输出;该调Q CO_2激光功率放大器的输出激光脉冲波形、峰值功率、脉冲宽度、输出光谱与光强分束比、抽运电子数密度等参数有关,光强分束比越小,输出的调Q激光脉冲宽度越大,峰值功率越低;该调Q CO_2激光功率放大器利用Q调制的高增益特性,通过控制调Q元件所在的低功率支路可以实现高平均功率的调Q脉冲CO_2激光输出,很好地解决了调Q CO_2激光功率放大器难以高功率运转的问题。     

新型大功率CO2材料加工机

尤里卡“欧洲激光”发展计划为设计大功率工业用激光器和材料加工室提供了一个史无前例的机会.该计划有欧洲五个国家的14个机构合作参与,五年内预算为1800万英镑.计划的核心是将效率高的CO_2激光器组成插件结构,并全部安装在适合工业应用的激光室内.现已进入该计划第一阶段的第二年,业已研究了多种激光器设计方案,以便在激励方式、废热排除、功率转换、光束成形和功率输出等方面获得最佳效果.计划的第二阶段即最后阶段是对整个激光室进行为期两年的应用研究,这包括范围广泛的材料加工应用和产品的市场销售前景调查. 一、CO_2激光器 工业上…     

低压连续波CO_2激光器的设计

本文的目的是叙述单线工作的连续波CO_2激光器的设计和结构。这种激光器工作在单纵模上,在超过100千赫最大功率剖面上能以稳定的频率工作,输出功率为0.1-5瓦。本文还介绍了一个可变耦合实验。实验的目的是要获得放大介质增益和最佳耦合,以便取得最大输出功率。     

用CO_2激光系统测距测速

本文对用CO_2激光器直接和外差探测以及现代信号处理技术测量固体和大气目标的距离和速度的最新发展作了述评。一、前言CO_2激光器的发现和发展,使“激光雷达”有了可用作发射器的有效光源,而光子探测器的研制成功     

用H_2缓冲混合气体改进低重复频率脉冲CO_2激光器的性能

本文报导用无He的H_2缓冲混合气体改进小型脉冲大气压CO_2激光器性能的情况。由于使用这种混合气体,增大增益幅值和上升时间,从而获得最佳的峰值功率和平均功率。     

紫外预电离的参量研究

用静电探针及Boxcar测量了TEA CO_2激光器气体混合物及Ar、Ar-N_2气体紫外预电离电子密度n_e及电子温度T_e,研究了n_e,T_e的时间关系特性,实验表明,T_e衰减比n_e衰减缓慢。本文也描述了CO_2激光器气体混合物中的预电离机构.     

非同轴光栅选支的波导CO_2激光器

根据波导谐振腔理论,提出了一种非同轴光栅谐振腔结构,采用平面光栅研究成功外腔光栅选支的波导激光器,其效果等效于用凹面光栅组合成的封闭腔.波导激光器调谐范围从9.2～10.8μ在CO_2的四个谱带均获得振荡.单支输出功率在500mW以上的有57支谱线.最强谱线输出达2.32W.     

在6个大气压下工作的电子束控制的CO_2激光器

本文报道在6个大气压下工作的电子束控制的CO_2激光器的性质,对激光器的放电特性与频率的可调性进行了研究。     

双频CO2激光器的输出特性分析及三频外差测量研究

本文从实验上研究了固定谱线CO_2激光器的双频输出特性,并对其产生双频输出的原因作了初步分析;利用该激光器,成功地进行了三频外差测量研究。     

基于2.004μm的离轴石英音叉增强型光声光谱测量CO_2的研究

CO_2是大气的重要组成成分,也是现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气的产物。一方面大量的人源排放CO_2进入大气是引发温室效应最主要因素,另一方面, CO_2是窒息性气体,在封闭环境积累过高的CO_2会导致窒息等安全问题。因此发展小型化、高灵敏度的CO_2检测技术在大气环境探测、封闭环境工作区域安全监测等方面具有重要意义和应用需求。利用近年来快速发展的小型化石英音叉谐振增强光声光谱技术,采用相对简单的离轴结构方案,开展了探测CO_2的研究。离轴石英音叉增强型光声光谱技术具有探测模块体积小、灵敏度高、抗干扰、成本低、功耗低,对激光器要求低等优点,在发展低功耗便携式气体传感器方面具有巨大的潜力。近年来,尤其是随着近红外激光器技术的逐渐成熟,为离轴石英音叉增强型光声光谱技术提供质量更好、能量更高的激励光源,使得离轴石英音叉增强型光声光谱检测技术具有更高的探测灵敏度,实现了在低浓度下对气体进行精确的检测。通过HITRAN 2012分子光谱数据库筛选出适合探测的谱线,选择2.004μm近红外分布反馈式半导体激光器作为激励光源,通过波长调制方式来激发CO_2光声信号,并采用二次谐波检测技术实现光声信号的探测。实验中通过对进样CO_2气体加湿、优化调制振幅等方式提高检测性能,实现了空气CO_2的探测。在常压下,通过配气仪配置不同浓度的CO_2样品,开展了浓度与信号的响应特性研究,获得了良好的线性响应结果。同时也开展了相同浓度CO_2样品在不同压力下的信号测量研究,并用Allan方差对系统性能进行评估。结果表明,当平均时间为1 000 s时,系统的探测极限为4×10~(-3)μL·L~(-1),在压力150 Torr时可获得最佳的测量信号,常压下系统对CO_2的最小探测灵敏度为15μL·L~(-1),相应的归一化噪声等效吸收系数为7.33×10~(-9),在150 Torr下最小探测灵敏度为6μL·L~(-1)。     

气体激光器中光强迭加原则的物理基础

本文就气体激光器的普遍情况证明,当扩散之快足以几乎完全消除空间烧孔时,在输运方程的受激发射和受激吸收项中可以应用Rigrod光强迭加原则,从而明确了光强迭加原则的物理基础。通过对CO_2-N_2-H_2O系统进行的具体分析指出,在通常的连续波气体激光器中,计算场分布和功率输出时往往可应用光强迭加原则.     

长波红外无线激光通信脉冲宽度调制实验研究

为实现长波红外无线激光通信,建立了基于脉宽调制的长波红外无线激光通信系统模型,对系统性能进行了分析,给出了系统误码率的计算公式.搭建了实验系统,对CO_2激光器的平均输出光功率随占空比的变化情况进行了分析,对不同占空比条件下接收端对应的激光平均脉冲宽度以及脉冲宽度受噪声影响的随机变化情况进行了分析,得到了激光输出平均光功率、平均脉冲宽度与占空比之间的关系,以及脉宽的分布规律,并将实验结果与理论分析结果进行了对比,在此基础上得到了脉宽最佳判决门限和系统各类工作参数同误码率之间的关系.结果表明,基于CO_2激光器的脉冲宽度调制能够实现长波红外无线激光通信.     

轴对称-折叠组合腔CO_2激光器原理性实验研究(英文)

报道了轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究,激光器能在CW模式下成功运行。研究得到了激光器最佳的气体比率和气体压强。通过研究CO2激光器的不同方面,如激励门电压和输出功率等,发现它们随着放电电流的变化而变化。通过实验得到了激光光束的光斑和聚焦的实验光斑,并模拟了光强分布。激光器已经成功的组建、运行和调试,获得的最大输出功率为58 W。     

折迭式双波长可调谐单模TEACO_2激光器

研制了一台折迭式双束可调谐TEA CO_2激光器,该器件可以同步地产生两束波长在9.2μm～10.9μm之间独立可调的激光.单线单模输出最大峰值功率为1MW,单线多模输出最大峰值功率为4MW.文中对器件的模式选择和双波长输出的同步特性等作了分析并给出了实验结果.