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。     

射频放电CO2激光器放电区物理过程的研究

本文认为射频放电CO₂激光器的高增益区是类法拉第暗区,并利用有质动力计算了阴极区和类法拉第暗区电子的能量及类法拉第暗区的尺寸,最后给出了四极放电CO₂激光器的一些实验结果。     

基于遗传算法的CO2激光器三气体组份优化

应用遗传算法和数值求解CO₂激光动力学方程,以输出激光功率为目标函数,优化了典型封离型CO₂激光器三种主要工作气体(CO₂、N₂、He)的气体压强.对1.2m长谐振腔,在放电电压15kV条件下,三种气体的优化压强分别为PCO₂=1.15×133.3Pa、PN₂=7.36×133.3Pa、PH₂=13.33×133.3Pa.优化后激光功率可提高0.96倍.     

CO2激光器五种混合气体压强优化

 应用遗传算法,以输出激光功率为目标函数,优化确定了普通CO₂激光器五种工作气体（CO₂, N₂, He, Xe, H₂）的最佳充气量。对1.2m长谐振腔,在15kV放电条件下,优化的充气量分别为p_CO2=1.15×133.3Pa, p_N2=7.32×133.3Pa, p_He=12.95×133.3Pa, p_Xe=0.36×133.3Pa和p_H2=0.01×133.3Pa。优化后激光功率比未优化前可提高1.27倍。     

特定位点上CO2与(TiO2)n团簇相互作用的第一性原理研究

本文基于密度泛函理论系统地研究了(TiO₂)_n团簇上二氧化碳(CO₂)的吸附和活化性质. 计算结果表明,CO₂更倾向于吸附在(TiO₂)_n团簇的桥氧原子上,形成“化学吸附”碳酸盐络合物. 而CO更倾向于吸附到末端Ti-O的Ti原子上. 发现计算得到的碳酸盐振动频率值与实验获得的结果非常吻合,这表明配合物中CO₂的几何构型与其线性型相比,有微小的弯转. 通过对电子结构、电荷密度、电离势、HOMO-LUMO以及态密度的分析,证实了CO₂与团簇之间的电荷转移以及相互作用. 从预测的能量分布图来看,(TiO₂)_n团簇上的CO₂活化与结构密切有关,相比于块体的TiO₂,CO₂在团簇结构上更易于吸附和活化.     

使用金属掺杂SnO2(110)作为表面催化剂的电催化CO2还原反应：通过调控Sn:O原子比例来控制产物

电催化CO₂还原反应可以产生HCOOH和CO,目前该反应是将可再生电力转化为化学能存储在燃料中的最有前景的方法之一. SnO₂作为将CO₂转换为HCOOH和CO的良好催化剂,其反应发生的晶面可以是不同的. 其中(110)面的SnO₂非常稳定,易于合成. 通过改变SnO₂(110)的Sn:O原子比例,得到了两种典型的SnO₂薄膜：完全氧化型(符合化学计量)和部分还原型. 本文研究了不同金属(Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Rh、Pd、Ag、Os、Ir、Pt和Au)掺杂的SnO₂(110),发现在CO₂还原反应中这些材料的催化活性和选择性是不同的. 所有这些变化都可以通过调控(110)表面中Sn:O原子的比例来控制. 结果表明,化学计量型和部分还原型Cu/Ag掺杂的SnO₂(110)对CO₂还原反应具有不同的选择性. 具体而言,化学计量型的Cu/Ag掺杂的SnO₂(110)倾向于产生CO(g),而部分还原型的表面倾向于产生HCOOH(g). 此外,本文还考虑了CO₂还原的竞争析氢反应. 其中Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt掺杂的SnO₂(110)催化剂对析氢反应具有较高的活性,其他催化剂对CO₂还原反应具有良好的催化作用.     

合肥上空大气二氧化碳Raman激光雷达探测研究

Raman激光雷达是用于大气成分探测与特性研究的有效工具.介绍了中科院安徽光学精密机械研究所自行研制的一台用于测量低对流层大气CO₂时空分布的Raman激光雷达系统,并进行了一系列观测实验和对比分析.系统选用波长355 nm的紫外激光作为光源,利用光子计数卡双通道采集大气中N₂和CO₂的Raman后向散射信号与Li-7500型H₂O/CO₂分析仪进行对比标定,通过反演获得了大气CO₂水平与垂直方向时空分布廓线,并且获得了合肥地区大气边界层CO₂的夜变化趋势.结果表明,大气CO₂在空间的分布相对均匀,Raman激光雷达与CO₂分析仪变化趋势一致性较好,能够对大气CO₂时空分布进行有效、连续的观测.     

脂肪胺水溶液吸收CO2的热力学参数的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究CO₂在脂肪胺水溶液热力学参数．研究的脂肪胺包括烷基胺、链烷醇胺、二胺以及氨基酰胺．在B3LYP/6-311+ G(d,p)水平计算脂肪胺在CO₂气相中的振动频率．通过连续介质模型在HF/6-31G(d)水平计算了溶剂几何优化的标准自由能,评价了CO₂吸收到脂肪胺水溶液过程有关的两个重要参数：酸解离常数和标准焓变二者之间大致呈线性关系．随着胺碱度的提高,CO₂吸收过程释放的热量增加,则胺再生所需的能量增加．     

Reaction of C2HCl2+O2: Combined TR-FTIR Spectroscopy and Electronic Structure

用时间分辨傅立叶变换红外发射光谱(TR-FTIR)和G3MP2//B3LYP/6-311G(d,p)水平的电子结构计算研究了环境化学中重要的二氯代乙烯自由基C₂HCl₂和O₂分子的基元反应通道和机理. 通过0.5 cm^-1高分辨的TR-FTIR发射光谱观察到三种振动激发态产物CO₂、CO和HCl,由光谱拟合得到CO和HCl的振动态分布,结合电子结构计算的反应势能曲线,提出反应机理和能量上最可能的反     

注入锁定TEA CO2激光器激光脉冲特性分析

本文在一般的TEACO₂激光器的动力学方程的基础上,给出注入锁定情况下TEACO₂激光器的动力学方程组,并进行数值计算,结果表明,TEACO₂激光器注入锁定激光脉冲宽度比自由运转时的变宽了,脉冲峰值功率降低,而且激光脉冲产生的时间提前,这与实验规律相吻合。     

千瓦级双包层光纤激光器冷却方案设计理论和实验研究

尽管双包层光纤激光器的散热性能好于传统的固体激光器的散热性能,光纤激光器中的热沉积仍然是限制提高其输出功率的重要因素.以双端抽运的400 W双包层光纤激光器为实例,定量分析了光纤内的热沉积分布.根据所建立的散热模型,为了确保千瓦级双包层光纤激光器安全稳定的运行,抽运端附近的对流换热系数应大于2.8×10^-2W·cm^-2K^-1.据此设计出高功率双包层光纤激光器抽运端冷却装置并成功应用在激光系统中,获得了千瓦级的激光输出. 关键词： 热沉积 散热 双包层光纤激光器     

用泵浦剩余能量放大F-P腔光纤激光器

本文报道了利用在腔外附加掺何光纤的方法放大双波长F-P腔掺辉光纤激光器的输出功率,使其输出功率分别达到-1.60dBm和-6.64dBm,增益分别为6dB和0.62dB,信噪比分别为45dB和40dB.这种方法可以用于在全光纤波分复用通信系统中提高光源的输出功率,特别是使泵浦源的能量得到了充分利用。     

双环斑激光束在克尔介质中的自聚焦和光斑分裂效应

实验上发现了双环斑激光束在克尔介质中的光斑分裂效应。理论上,通过数值求解非线性薛定谔方程,发现当输入光斑功率超过100 kW/cm2时,产生光斑分裂和自聚焦效应,该阈值明显小于单环斑激光的自聚焦和光斑分裂阈值。我们认为是双环之间的耦合效应导致了这种结果,并给出了具体分析。     

半导体光放大光纤环形激光器的偏振混沌与相干性

研究了基于半导体光放大器(SOA)的光纤环形激光器的偏振混沌光的特性及其相干性。实验采集激光器的输出功率和偏振度,得到了基于半导体光放大器的光纤环形激光器的输出从自发辐射到受激辐射、再到偏振态混沌激光辐射的演化过程。利用马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪验证了混沌激光的相干性,并发现混沌干涉只有零级。测量不同光程差时干涉仪的输出功率,计算相应的干涉条纹可见度,进一步算得混沌激光的相干时间约为40 ps。这一结果与根据光谱计算的该混沌激光的相干时间43 ps基本一致。实验还测得该混沌激光的相干性与半导体光放大器的电流无关。并指出了混沌激光相干应用于低相干光源探测领域的灵敏度和分辨力优势。     

Laser relaxation-oscillation frequency imaging

We describe a new imaging technique based on modification of laser relaxation frequency induced by coherent optical feedback from an external target. A direct comparison (both theoretical and experimental) is made with laser feedback interferometry techniques, in which there is a modification of the laser's steady state. We show that, for a laser with a cavity damping rate gamma(c) higher than the population damping rate, gamma(1) , the modification of the laser relaxation frequency can be several orders of magnitude more sensitive than the perturbation of the laser's output power. Application of this technique to imaging is reported.     

原子饱和吸收谱谐波稳频短期稳定度研究

介绍了利用腔外饱和吸收谱的三次谐波和五次谐波稳频方法对半导体激光器进行稳频的原理,分析了使用这两种稳频方法对半导体激光器进行稳频时所得到的激光频率短期稳定度的理论估算方法,提出了通过选取最佳调制深度来优化短期稳定度的方法和原理,并在理论上比较了两种稳频方法得到的短期稳定度的差异。然后讨论了半导体激光稳频电路系统的设计,并利用该电路系统,分别用三次谐波和五次谐波稳频的方法将半导体激光器的频率锁定在的^87Rb饱和吸收的F=2→F′=3,1线上,并使用我们提出的短期稳定度优化方案进行稳定度优化,通过对误差信号的分析,估算出的频率稳定度达到10^-12的量级,使用采集到的误差信号在实验上比较了两种稳频方法所得的稳定度的,其结果和理论基本吻合。     

Development of a high-pulse-energy Q-switched Tm-doped double-clad fluoride fiber laser and its application to the pumping of mid-IR lasers

A diode-pumped Q-switched Tm-doped double-clad fluoride fiber laser is reported providing up to 90 microJ pulse energy (160 ns, 100 kHz, i.e., 9 W of average power). The dependence of the fiber laser's repetition rate on pump power and modulator repetition rate was investigated. By amplification even higher pulse energies of 410 microJ could be generated. In a second stage of the setup the Q-switched fiber laser serves as a pump for a gain-switched tunable Cr2+:ZnSe laser. The pulse energies reported are to the author's knowledge the highest generated by Tm-doped fluoride fiber lasers or amplifiers today.     

非链式脉冲DF激光器放电生成物处理技术

非链式脉冲DF激光器放电产生的基态DF分子对激发态DF分子的消激发作用是影响激光器稳定工作的重要原因。为解决这一问题,分别采用3A和5A分子筛作为吸附剂进行实验研究。无分子筛时,激光器重频运转1 000个脉冲后,输出功率下降到初始功率的56%。分别使用3A、5A分子筛后,激光器重频运转脉冲个数达到5 000和6 800时,输出功率下降幅度仍然不超过20%,大大提高了激光器的稳定工作时间。实验结果表明,5A分子筛的吸附效率大于3A分子筛,且两种分子筛不仅对基态DF分子产生吸附,还对工作气体产生吸附,可通过及时补充工作气体提高激光器的稳定性。     

Gas-Dynamic Research Technique of Indirectly Irradiated Targets in Porous Materials at Iskra-5 Fasility

In this paper, studies of gas-dynamic flows in samples of various materials loaded with an X-ray flux in “Illuminator”-type targets on Iskra-5 laser facility of the ILFI VNIIEF are presented. The obtained results on the velocity of shock waves in the sample under the study are compared with model calculations to match the gas-dynamic parameters to their calculated estimates.     

Results of Quantitative Analysis of High-Speed Shadowgraphy of Shock Tube Flows Using Machine Vision and Machine Learning

Doklady Physics - This paper presents the results of studies on unsteady gas-dynamic flows up to six milliseconds in duration in the shock tube channel. The results were acquired by continuous...