对流放电CO_2激光器的饱和特性

本文从微观的分子模型出发,得到了饱和强度的定量解析表达式。考虑了激励区气压、温度、流速的变化,计算了不同参量下激励区各点的饱和强度和小信号增益。分析讨论了气压、流速、气比、放电比功率对饱和强度及小信号增益的影响。并将饱和强度的计算结果与实验进行了比较,结果符合较好。     

脉冲CO2激光器峰值功率的增益饱和现象

 从理论和实验的角度分析了在腔损耗调制状态下,当调制速度与CO₂激光转动能级间的弛豫速度相当时,激光器输出脉冲峰值功率与增益系数间存在的非线性特性：峰值功率随增益系数的增加,存在饱和现象。这种特性是CO² B-类激光器的特点,实验和理论模拟结果一致。     

脉冲CO2激光器峰值功率的增益饱和现象

从理论和实验的角度分析了在腔损耗调制状态下,当调制速度与CO2激光转动能级间的弛豫速度相当时,激光器输出脉冲峰值功率与增益系数间存在的非线性特性：峰值功率随增益系数的增加,存在饱和现象。这种特性是CO2 B-类激光器的特点,实验和理论模拟结果一致。     

TEA CO2激光器不同放电电路放电过程的比较

 利用像增强CCD相机对脉冲CO₂激光器的放电区进行观测,获得了放电辉光的发展过程,由此研究了长脉冲放电电路和短脉冲放电电路对放电过程的影响。发现普通电容放电电路（长脉冲放电电路）存在与自持放电阶段相对应的二次辉光;采用磁压缩开关的短脉冲放电电路,预电离出现较晚,但预电离辉光峰值和主放电辉光峰值之间间距较短,不存在自持放电阶段,只观测到一次强辉光。长脉冲放电电路与短脉冲放电电路在放电的后期均存在一个阴极位降区形成的过程。短脉冲放电电路有利于产生更窄的脉宽和更高的峰值功率。     

TEA CO2激光器几种放电电极的比较

 从均匀场电极理论出发，计算并讨论了近似Rogowski电极、Chang电极(含紧凑式Chang电极)和Ernst电极的形状、理论电场分布和实际电场分布。对实验室所用的几种电极进行了脉冲放电实验，从而获得了TEA CO₂激光器的放电参数与输出特性，并对这些结果进行了比较和分析。计算表明，在基本参数相同的情况下，Ernst电极具有最紧凑的外形和最佳的均匀电场分布。实验表明，采用近似Rogowski电极的TEA CO₂激光器具有最大放电辉光范围和44 kV的最小放电击穿电压；采用Ernst电极的TEA CO₂激光器具有25 J的最高单脉冲能量和最大17.2%的斜率效率。最后提出了TEA CO₂激光器主电极的选择建议。     

TEA CO2激光器几种放电电极的比较

从均匀场电极理论出发,计算并讨论了近似Rogowski电极、Chang电极(含紧凑式Chang电极)和Ernst电极的形状、理论电场分布和实际电场分布。对实验室所用的几种电极进行了脉冲放电实验,从而获得了TEA CO2激光器的放电参数与输出特性,并对这些结果进行了比较和分析。计算表明,在基本参数相同的情况下,Ernst电极具有最紧凑的外形和最佳的均匀电场分布。实验表明,采用近似Rogowski电极的TEA CO2激光器具有最大放电辉光范围和44 kV的最小放电击穿电压;采用Ernst电极的TEA CO2激光器具有25 J的最高单脉冲能量和最大17.2%的斜率效率。最后提出了TEA CO2激光器主电极的选择建议。     

横流放电CO2激光的理论分析

本文提出了横流放电CO₂激光器的理论分析模型,导出了稳态发射的基本方程式,得到与熟知的非流动稳态增益饱和及功率理论相同的简单解析关系式。关系式包含了流动效应及光腔上游泵浦效应的修正项。根据强度沿流动方向变化的分析,求得饱和强度等参量在提高流速时的极限值。本文分析为文献[1—3]建议的选择平均增益系数并利用非流动稳态关系计算流动激光器特性的半经验方案提供了理论证明,同时将文献[4]提出的流动激光器的定性分析发展为定量计算。由于本文公式的简单性与非流动情况一样,因而本理论能够取代半经验方案。 关键词：     

TEA CO2激光器序列带的输出特性

采用双光栅谐振腔和增长放电增益区,进行了TEA CO2激光器弱线输出特性研究。在CO2,N2,He气体体积比为0.16∶0.21∶0.63,总压强为57.3 kPa情况下,获得6条11 μm波长附近弱线(序列带和热带)激光输出,谱线脉宽为400 ns左右。研究了011-030带的P19线的输出波形和能量,结果表明：谱线输出能量随光栅中心的位移变化而变化,当光栅中心在放电区中心轴线上时输出最强,最大输出能量达几百mJ。     

TEA CO2激光器序列带的输出特性

 采用双光栅谐振腔和增长放电增益区,进行了TEA CO₂激光器弱线输出特性研究。在CO₂,N₂,He气体体积比为0.16∶0.21∶0.63,总压强为57.3 kPa情况下,获得6条11 μm波长附近弱线(序列带和热带)激光输出,谱线脉宽为400 ns左右。研究了011-030带的P19线的输出波形和能量,结果表明：谱线输出能量随光栅中心的位移变化而变化,当光栅中心在放电区中心轴线上时输出最强,最大输出能量达几百mJ。     

高功率TEA CO2激光器主机结构优化设计

为促进高功率TEA CO2激光器的工程化应用,对主机结构进行了小型化轻量化研究。设计了一种新型环形流道式主机结构,取代原来的圆筒式结构。采用计算机有限元分析方法对壳体结构的应力和变形进行模拟计算,通过对2种结构在刚度、稳定性和重量方面的对比分析,以有筋板的盒式壳体取代纯盒式壳体结构,壳体设计壁厚由7mm下降到4 mm,最大变形减小了近1个数量级,由1.11 mm减小到0.126 mm。研制出的壳体实测变形与模拟计算结果最大误差仅为1.58%。经测量,新型的环形流道式主机比圆筒式主机体积减小约30%,重量减少约40%,放电区气流速度由84.8 m/s提高到97 m/s。在相同的工作参数下进行出光实验,新型主机与圆筒式主机相比,激光重复频率由400 Hz提高到了470 Hz,激光输出平均功率由6 800 W提高到7 900 W。     

光反馈对CO2激光器不稳定性的影响

利用光反馈研究了光场横向分布对CO₂激光器不稳定性的影响。实验上观测到光反馈引起激光脉动频率漂移和混沌运转等现象。讨论了光场横向分布产生激光非稳性的机制。 关键词：     

强CO2激光照射靶面的现象

在强激光对靶材的作用中,以连续及脉冲CO₂激光为主光源,首先研究了发生于靶前区的现象,用高速干涉摄影术来诊断,判别出连续激光引起烧坑形成的时间及蒸汽羽喷向的扭转过程,并观察了脉冲激光引起等离子体的发展、空气击穿及产生冲击波运动和蒸汽羽等非自发光现象,使用了脉冲He-Ne激光高速干涉摄影装置。 关键词：     

308nm激光作用下V2O5非晶薄膜的变异

研究了在308nm准分子激光辐照下，V₂O₅非晶薄膜性质的变化-利用X射线衍射、X射线光电子能谱及扫描电子显微镜等多种测试方法进行了分析比较，确定V₂O₅非晶薄膜性质的变化是由于高功率密度的准分子激光作用，造成V₂O₅薄膜的快速升温熔化和快速冷凝重构，使其中的氧产生缺位，引起化学配比偏离所致- 关键词：     

10.6μm的CO2激光的电光频移

本文提出用CO₂激光器输出的线偏振光通过电光调制器和再生循环激光放大器,在不增大谐波分量条件下,可能大大提高转换效率,使电光频移具有广泛应用的可能性。在检验频移效果的实验中,用光束的自准往复和调制信号的空间延迟简化了实验装置。以简单的拍频方法分析了频移光的频率成分。 关键词：     

用可调谐二极管激光光谱仪观测3657—3708cm-1区域CO2高分辨振转光谱

用可调谐二极管激光光谱仪观测到3657—3708cm^-1区域内CO₂各种同位素分子的9个振转谱带。首次观测到¹²C¹⁶O¹⁷O的10011—00001谱带和¹²C¹⁶O¹⁸O的11111—01101谱带,对其余7个谱带则扩充了其观测振转线的数目。用最小二乘方拟合法计算了各谱带的光谱常数,发现CO₂分子常数表中¹²C¹⁶O¹⁷O的10011—00001谱带中心v的计算值比本实验观测值大0.287cm^-1,而¹²C¹⁶O¹⁸O的11111—01101谱带中心v₀的计算值则比本实验观测值小0.048cm^-1。 关键词：     

电光调QCO2激光器的六温度模型理论与速率方程理论比较分析

分别利用速率方程理论和六温度模型理论对Q开关CO₂激光器动力学过程进行了理论分析比较,实验上测得电光调Q射频波导CO₂激光器脉冲激光建立时间及峰值功率与速率方程理论和六温度模型理论计算结果一致.但速率方程理论计算的激光脉冲宽度较“窄”,并且几乎没有拖尾,而六温度模型理论计算的脉冲激光波形有明显的拖尾,符合实际测量的波形.另外,六温度模型理论可以全面反映激光器工作气体中不同分子能级的能量转移过程,因此六温度模型理论分析更全面 关键词： 2激光器')" href="#">电光调QCO₂激光器 六温度模型理论 速率方程理论     

LASER-ASSISTED e-Ar SCATTERING IN CO2 LASER FIELD

Electron scattering from argon in a laser field is investigated empolying the second-order perturbation theory. The absolute differential cross sections of e-Ar scattering with multiphoton exchange in special scattering geometries G1 (for small-angle scattering) and G2 are calculated. Our results are found to be better than other theoretical results as compared with the experimental data.     

强脉冲CO2激光与靶材在空气中的相互作用

用高速干涉摄影诊断手段对激光作用在固体靶材上的表面效应,冲击波的传播、反射及绕射机制进行了实验观察,拍摄了各种现象的干涉及阴影照片,并进行了简要的分析。 关键词：     

CO2激光干涉检验轮胎面面形及双曲率半径

A torus is a kind of aspherical surface，different from quadratic rotary surface.It plays an important role in special optical systems.However，up to now there is no effective method to test its wavefront.In this paper，a method is proposed using CO₂ (10.6μm) IR interferometry to test a torus，whose curvature radii is different from submillimeter deducing to micrometer，the principle is also given.Then a example torus is tested in self-developed CO₂ laser spherical interferometer.Some interferograms are shown.According to these interferograms the wavefront error and the difference of two radii can be obtained and shown in this paper.     

离子注入Si在连续CO2激光退火时的动态反射特性

本文用红外探测器测量了注磷Si在高功率连续CO₂激光辐照下反射率随时间的变化,发现在激光加热和随后冷却的过程中均出现不可逆的反射率跃升现象,这说明Si的表面载流子浓度也有着类似的变化。 关键词：