用快速放电泵浦的可见及紫外激光器

1967年Shipman[1]将Blumlein快速放电装置应用于N2分子激光器,1976年Burnham[2]又将它成功地用于准分子激光器,致使Blu-m1ein快放电系统成为紫外和可见激光器的重要泵浦源之一.这吸引了许多研究者,从而使快放电泵浦技术日臻完善,相继出现了具有各种预电离类型的高气压器件[3-10].有力地推动了可见、紫外及真空紫外激光器[6-10]的发展. 准分子激光器和N2分子激光器的一个共同特点是:激发态寿命很短,自发跃迁几率很大.为了建立粒子数反转,要求泵浦造成的上能级粒子数的增加速率大于自发辐射衰减率,无疑,只有相当强的激励源,才能达到这一要…     

C-C转移放电泵浦XeCl准分子激光器能量沉积特性的分析

本文报道了一台使用UV自动预电离,C-C转移放电泵浦的XeCl准分子激光器,并且以激光器放电信号和输出激光信号的同时测量结果为依据,分析了激光器放电的能量沉积过程.可为设计同类型准分子激光器提供一些参考数据.     

不同缓冲气体中ArF准分子激光系统放电特性分析

为深入理解挖掘ArF准分子激光系统运转机制,进而获得ArF准分子激光系统设计优化的理论及方向性指导,文章基于流体模型,以气体高压放电等离子体深紫外激光辐射过程为主要研究对象,研究了放电抽运ArF准分子激光系统的动力学特性,分析了不同缓冲气体中, ArF准分子激光系统极板间电压、电流、光子数密度变化趋势及电子数密度空间分布情况,讨论了光电离在系统放电过程中的重要作用.结果表明, Ne作为缓冲气体时,电子耗尽层及阴极鞘层宽度更小,放电更加稳定.在Ne中添加杂质气体Xe,可以通过光电离加速放电区域的扩展,减小电子耗尽层及阴极鞘层的宽度,降低放电发生的阈值电压,提高放电稳定性.     

用于ps脉冲放大的大口径放电泵浦KrF激光器

 以简单的火花间隙作为放电开关，建立了一种用于ps脉冲激光放大的大口径放电泵浦KrF准分子激光器。该激光器的有效增益口径截面为4cm×3cm，在自由运转情况下最大激光输出能量为1.3J，脉宽20ns。用作ps放大器时，利用光学偏振放大方式获得了激光能量140mJ，脉冲宽度10ps的激光输出。利用XeCl激光泵浦的染料激光作为探针测量了不同放电条件下和不同气分比条件下激光的增益和吸收系数。     

非晶合金可饱和电感及磁脉冲压缩器在高重复率脉冲激光电路中的应用

在许多高重复率脉冲激光器(例如铜蒸气激光器、准分子激光器和 TEA-CO2激光器)中,放电开关是一个关键性元件.低重复率的放电开关可以使用火花隙开关,但当重复率高时(～1kHz以上),充氢闸流管似乎是唯一的候选者.采用闸流管作放电开关的共振充电回路如图1所示.回路的工作原理是,当闸流管T不导通时,电源+HV通过充电电感Lst,二极管D和旁路电感Lb给贮能电容C充电.当闸流管被触发导通时,电容C里的能量就通过闸流管向激光放电管放电.这时的Lb对快速放电来说感抗极大,等于断路.共振充电回路的最大工作重复率为[1] 增加重复率可提高激光器的输…     

高功率放电泵浦KrF激光器放电及输出特性研究

介绍了一台工作于振荡器状态下的高功率放电泵浦KrF准分子激光器的放电工作特性,研究了影响激光输出参量的若干因素。通过计算和实验,在国内首次实现了体积大于85cm×3cm×1.3cm的KrF激光气体放电,单脉冲激光输出能量超过130mJ,给出了详细的实验结果并深入讨论分析了有关的物理机制。     

双重预电离准分子激光器

准分子激光器是强紫外输出的高效率器件,由于它在激光化学、大规模集成电路及生物领域内的应用价值,已受到普遍重视.当前国内已有一些器件逐渐开始走出实验室,但某些性能还不够理想,有待进一步改进.双重预电离准分子激光器的研制对提高器件的性能有着直接的或间接的意义.因为在准分子激光器中预电离的效果对器件的性能影响很大,电晕和紫外双重预电离技术可以得到比较充分的预电离,使激光腔中高气压大体积放电更为均匀和稳定,对增加激光输出能量、降低输出能量的不稳定性以及提高整体效率都是极为重要的,也有助于高重复率器件的研制. 图1表示…     

kHz准分子激光器全固态脉冲激励源

由于寿命制约,准分子激光器使用的传统放电开关闸流管不能满足准分子激光器高重复频率长期稳定工作运行的要求。设计了基于两级磁脉冲压缩技术的全固态脉冲功率模块,使用大功率半导体开关结合脉冲升压变压器产生s级的高压脉冲,利用磁脉冲压缩技术将上升时间为s级高压脉冲压缩至满足准分子激光器使用的上升时间为0.1 s级高压脉冲。在ArF准分子激光头上放电,获得激励脉冲的上升时间约为90 ns,放电电压16.5 kV,重复频率达到1 kHz,两级磁脉冲压缩开关能量传递效率达59.1%。     

固定夹角反射镜扫描化学激光器小信号增益测量装置

 推导了一种新型1维快速扫描组件——固定夹角反射镜的原理,计算出了其对应于典型扫描距离10 cm和6 cm时的优化参数。并以此扫描组件为基础设计组装了化学激光器小信号增益系数1维快速扫描测量装置,该装置尺寸较小,使用比较方便,可以满足连续波DF/HF化学激光性能研究的需要,且对其扫描组件进行相应的改进,也可用于气动CO₂激光器和COIL小信号增益系数的研究。     

一种新的无极放电技术

气体激光器的发展大大地促进了气体放电技术的发展,尤其是近几年TEA CO2激光器、N2分子激光器、稀有气体卤化物准分子激光器的进展,要求大面积均匀辉光放电和选择性能量耦合.为此发展了多种预电离技术[1]及各种形式的等离子体电极[2,3],以使放电区间的空间电荷分布均匀,改善电极面型和电子发射特性,避免放电成弧. 本文提出的无极放电是以固体电介质表面的装填式电荷发射为基础的新型放电技术.它可以在不使用任何预电离措施情况下获得大面积均匀辉光放电,并对器壁没有苛刻的面型要求.这就可能简化激光器结构和设备,提高以活泼元素为激光介…     

高功率单频氩离子激光器

一、前 言 单频氩离子激光器输出的激光不但功率较高,更主要的是单色性非常好,即有很长的相干长度.因此,对于全息术研究和全息术应用来说,它是比较理想的一个光源.人们使用它,可以顺利地制作大体积、大景深目标的全息图.例如,在全息干涉计量中,被测试的物体尺寸甚至可大到几米,这就扩大了全息干涉计量方法的应用范围. 通常的氩离子激光器运转在多谱线、多模和多频状态,要获得单频输出,必须对激光器进行模式选择.选模的方法很多,谱线选择通常是在激光腔内加色散元件(如色散棱镜、布儒斯特棱镜)、横模选择一般是在激光腔内加小孔光栏以抑制高…     

50mJ超短脉冲KrF激光系统的参数优化

介绍了原子能院建立的钛宝石 /KrF混合型激光装置 ,主要输出参数的测量和性能优化。放电泵浦准分子激光器采用离轴放大结构 ,结合棱镜对进行GVD补偿 ,获得 5 0mJ,2 2 0fs的紫外超短脉冲。用4 0cm透镜聚焦 ,靶上功率密度达到 10 17W/cm2 。     

室温CO激光器寿命研究

一、引 言 作为激光的发展方向之一是要寻找简便、长寿命、高效率、大功率的实用激光器.最近我们对具有重要应用价值的CO分子激光器进行了研究.研制成功结构紧凑的铜阴极密封型CO激光器,有效放电长度1米,总长1.15米,室温下连续工作,直接用自来水冷却。水温最高34.5℃,最高输出功率13瓦,电转换效率达11.5%.该器件始终保持单横模输出,寿命超过2000小时,仍在正常运转.通过镍阴极和铜阴极两种CO器件的性能比较和实验分析表明:选用合适的电极材料及阻止CO工作气体的损耗是提高CO激光器输出功率和获得长寿命运转的关键;铜是一种比镍更为优良的…     

ArF准分子激光系统的能量效率特性

为深入理解ArF准分子激光系统的运转机制,进而获得优化ArF准分子激光系统设计的理论及方向性指导,利用一维流体模型,以气体高压放电等离子体深紫外激光辐射过程为主要对象,研究了放电抽运ArF准分子激光系统的动力学特性,梳理了ArF准分子激光系统的能量传递过程,深入研究了等离子体放电机理,从能量沉积效率、ArF*粒子形成过程、激光输出三个方面,分析了动力学过程中影响能量效率的主要因素,提出了相应的改进优化措施.仿真结果表明,氟气及相关粒子在系统运转过程中有重要作用,工作气体中氟气的组分比例对能量效率影响较大,偏离最佳点会导致激光系统能量效率的下降.相关结论为ArF准分子激光系统的优化设计和稳定可靠运转提供了重要的理论参考依据.     

稀有气体卤化物准分子激光器工作气体实时补给技术（英文）

为延长稀有气体卤化物准分子激光器工作气体使用寿命,在原有供气设备基础上增加了工作气体实时补给技术.该技术采用FPGA控制系统将逐步提高放电电压、补充卤素气体和更换部分混合气体等操作有效组合起来.随着激光脉冲能量的下降,逐步提高放电电压;当放电电压达到最大值时,开始补充卤素气体,并恢复放电电压;当补充卤素气体效果不明显时,更换部分混合工作气体.将该技术应用于医用型ArF准分子激光器中进行实验研究,结果表明:在没有使用工作气体实时补给技术的情况下,激光器累计工作14.38h后,输出单脉冲激光能量下降了17.2%;采用工作气体实时补给技术后,激光器输出能量下降速率明显降低,累计工作14.38h,其单脉冲能量下降率能控制在3%范围内.因此,采用该技术可延长激光器工作气体的使用寿命、提高输出激光能量稳定性、减少停机次数并降低运行成本.     

稀有气体卤化物准分子激光器工作气体实时补给技术

为延长稀有气体卤化物准分子激光器工作气体使用寿命,在原有供气设备基础上增加了工作气体实时补给技术.该技术采用FPGA控制系统将逐步提高放电电压、补充卤素气体和更换部分混合气体等操作有效组合起来.随着激光脉冲能量的下降,逐步提高放电电压;当放电电压达到最大值时,开始补充卤素气体,并恢复放电电压;当补充卤素气体效果不明显时,更换部分混合工作气体.将该技术应用于医用型ArF准分子激光器中进行实验研究,结果表明:在没有使用工作气体实时补给技术的情况下,激光器累计工作14.38 h后,输出单脉冲激光能量下降了17.2％;采用工作气体实时补给技术后,激光器输出能量下降速率明显降低,累计工作14.38 h,其单脉冲能量下降率能控制在3％范围内.因此,采用该技术可延长激光器工作气体的使用寿命、提高输出激光能量稳定性、减少停机次数并降低运行成本.     

DF激光器光栅选线实验研究

基于闪耀光栅的分光原理,利用小型直流放电驱动化学激光器,在平凹稳定腔内插入闪耀光栅,建立了选择激光器光栅谱线的实验装置.实验中共获得了14条谱线,测量了每条谱线的功率,计算了波长,分析了选线后谱线条数减少、谱线功率降低的原因.该装置尺寸小,使用比较方便,可以满足连续波DF化学激光器性能研究的需要.     

电子束泵浦XeCl准分子激光器及应用

为了获得高能紫外激光输出,开展了电子束泵浦XeCl准分子激光技术研究。详细介绍了四向电子束泵浦准分子激光装置的工作原理和结构特征,简述Marx发生器的放电电压、放电电流,激光气室中的沉积能量,激光脉冲能量、脉宽等参数的测量方法;研究了电子束泵浦XeCl准分子激光输出特性,得到了激光脉冲能量随激光气室内混合气体气压变化的规律,当激光器的充电电压为81kV时,获得了能量100J、脉宽200ns的XeCl准分子激光输出,其本征效率约为3.2%。并且开展了XeCl准分子激光辐照涂层材料力学特性研究,采用微型红外通光冲量探头测量不同条件下激光辐照涂层材料的冲量耦合系数,在常压空气环境中的冲量耦合系数约为8.32×10-5 N·W-1。     

《强激光与粒子束》1993年(第五卷)总目录

作者 期 页研究报告百焦耳级KrF准分子激光装置设计与调试…单玉生王乃彦 曾乃工周创志杨大为 马维义 1高功率放电泵浦KrF激光器放电及输m特性研究 ………………张树葵鲁敬平周丕璋李万松 l百焦耳级Xe(:l准分f激光实验研究…………刘晶儒孙瑞蕃邱爱慈袁孝甘雨刚王晓宏 l电f束泵浦KrF准分子激光的一维动力学研究……………………………………冯国刚王乃彦 l低气压掺氪混合气放电XeF?(c—A)激光 ………………………程永康杨少鹏王敏孝马祖光 1连续波HF(DF)化学激光器采用非稳腔的光束质量测量 ……黄瑞平孙以珠桑凤亭袁启年 1放电泵浦Kr…     

催化循环提高TEA CO_2激光器运转寿命的研究

本文在研究催化循环紫外预电离TEA CO_2激光器运转过程中所出现的失压、失压曲线、气体成分与放电颜色变化、成弧几率、E/P值与O_2含量关系和激光能量变化等物理、化学现象的基础上得到含铂Al_2O_3球的催化还原速率常数为4×10~3l·g~(-1)·sec~(-1),并将它与纯铂丝的性能作比较。以每秒R次运转时,一升放电体积的合适循环泵速为6Rl·min~(-1)按照这些参数设计,并采用附加纯气剂等措施的催化循环紫外预电离TEA CO_2激光器比不催化循环时的一次充气寿命提高三个数量级。