大功率TEA CO2激光器的脉冲激励电源

为了进行大功率TEA CO2 激光器的研究工作,选用大功率旋转火花开关作为功率开关器件,制作了一种由高压谐振充电电路、高抗干扰的开关触发器、大功率旋转火花开关以及倒空式L-C反转电路等组成的脉冲激励电源。在大功率TEA CO2 激光器的实际工作中进行了测试和评估。实际结果表明,我们研制的脉冲激励电源可以满足大功率TEA CO2 激光器的特殊工作要求。其重复工作频率可以在100Hz～400Hz之间任意设定,输出工作电压可达40kV～50kV,电源平均功率大于220kW,电源峰值功率高达1000MW。     

Kinetic modeling of a high power fast-axial-flow CO2 laser with computational fluid dynamics method

A new computational fluid dynamics (CFD) method for the simulation of fast-axial-flow CO2 laser is developed.The model which is solved by CFD software uses a set of dynamic differential equations to describe the dynamic process in one discharge tube.The velocity,temperature,pressure and turbulence energy distributions in discharge passage are presented.There is a good agreement between the theoretical prediction and the experimental results.This result indicates that the parameters of the laser have significant effect on the flow distribution in the discharge passage.It is helpful to optimize the output of high power CO2 laser by mastering its kinetic characteristics.     

Implementation and synchronization of 3x3 grid scroll chaotic circuits with analog programmable devices

The implementation of circuits with complex dynamics is a very challenging problem. In this paper we present a new chaotic circuit based on the dynamical equations introduced in IEEE Trans. Circuits Syst., I: Fundam. Theory Appl. 51, 2476-2490 (2004). This circuit has been realized by using programmable analog devices, and, in particular, field programmable analog arrays have been used to implement a two-dimensional 3x3 grid scroll chaotic attractor. The implementation of complex dynamics with low cost circuits is very appealing; moreover, the implementation of the chaotic attractor discussed in this paper is not present in the literature. The experimental results including the synchronization between two chaotic circuits show complete agreement with the simulation results reported in IEEE Trans. Circuits Syst., I: Fundam. Theory Appl. 51, 2476-2490 (2004).     

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。     

Observing a codimension-two heteroclinic bifurcation

This paper reports experimental observations of codimension-two heteroclinic bifurcations in an autonomous third-order electrical circuit. The paper also reports confirmations by computer simulations. In the laboratory experiments, a pair of programmable resistors are used in order to adjust two bifurcation parameters. In the associated two-parameter space, several codimension-one bifurcation sets are experimentally measured to capture codimension-two bifurcation structures. All of these bifurcation sets are numerically confirmed by exact bifurcation equations which are derived from piecewise-linear circuit dynamics.     

射频激励二氧化碳激光器功率控制电路原理及设计

所叙述的二氧化碳激光器内部的基本结构。包括功率控制器、射频电路等。通过对功率控制部分的研制使激光器的生产逐步实现国产化。用单片机控制电路的PWM的开关、放大、检测，将放大后的PWM送至射频激励，控制射频电路中的射频信号，从而控制激光器输出光功率的大小。     

CO2激光器高压脉冲触发系统的设计

为了稳定可靠地触发CO2激光器旋转火花开关,设计了一套高压脉冲触发系统并且提出了一种新型的绝缘栅双极晶体管（IGBT）驱动与保护方法。根据CO2激光器中旋转火花开关的触发结构,应用复杂可编程逻辑器件（CPLD）芯片EPM3512开发了可以输出100～500 Hz重频脉冲信号以及单次脉冲信号的触发信号源;应用光耦HCPL-3120设计了具有过流、过压保护功能兼有电磁兼容（EMC）设计的IGBT驱动电路;对高压脉冲变压器进行建模并通过PSPICE软件仿真;搭建了实验平台,进行了联机性能测试。实验结果表明：在500 Hz的重复频率下,高压脉冲触发系统可连续稳定地输出高于38 kV的高压重频脉冲,基本满足CO2激光器的旋转火花开关稳定可靠触发的要求。     

固体推进剂燃烧驱动CO2气动激光小信号增益测量

 介绍了固体推进剂燃烧驱动CO₂气动激光小信号增益测量的原理、方法及实验系统,重点说明小信号增益测量光路设计、热敏电阻红外探测器工作原理、增益输出信号滤波和放大电路设计及数据采集系统的硬件配置和软件编制原则,给出典型实验测量结果。实验证明,采用放大法可较为准确的测量固体推进剂燃烧驱动CO₂气动激光小信号增益。     

固体推进剂燃烧驱动CO_2气动激光小信号增益测量

介绍了固体推进剂燃烧驱动 CO2 气动激光小信号增益测量的原理、方法及实验系统 ,重点说明小信号增益测量光路设计、热敏电阻红外探测器工作原理、增益输出信号滤波和放大电路设计及数据采集系统的硬件配置和软件编制原则 ,给出典型实验测量结果。实验证明 ,采用放大法可较为准确的测量固体推进剂燃烧驱动 CO2 气动激光小信号增益     

新型脉冲CO2激光器预电离测量参量研究

对5 kW横流CO₂激光器脉冲预电离过程进行理论分析和实验研究.表明了预电离过程中电子密度的重要作用,它能为下一步的主放电提供良好的条件.结果表明理论分析与实验结果相符合.     

用电光采样法测量相对论电子束团长度

介绍了电光采样法测量电子束束团长度的实验原理和装置,理论分析并模拟计算了被测电子束团库仑场分布、ZnTe晶体的电光效应与束团电场的关系,并利用琼斯矩阵法分析了探测光通过电光晶体时在束团电场作用下的偏振变化、测量信号与束团长度的关系等。分析表明:测量中应使束团库仑场垂直于ZnTe的［001］方向,探测光偏振方向与ZnTe晶体y″轴成45°或者135°夹角,1/4波片快轴与探测光偏振方向夹角应取45°,这时平衡探测器输出信号与束团库仑场Eb成正比。1/4波片的作用是将电光晶体的工作点从非线性段移到线性段,平衡探测的作用是简化信号与Eb的关系,并提高信噪比。为实际测量应用提供参考。     

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。     

Frequency conversion of CO laser radiation in the ZnGeP<Subscript>2</Subscript> nonlinear crystal

The experimental results of the study of CO laser frequency doubling in ZnGeP₂ and GaSe nonlinear crystals of high optical quality are presented. A multifrequency low-pressure Q-switched CO laser and a selective pulsed electroionization mode-locked CO laser with cryogenic cooling were used in the experiments. The highest external factor of radiation conversion into the second harmonic of the pulse-periodic Q-switched CO laser and pulsed mode-locked CO laser was 1% and 3.5%, respectively. Theoretical calculations showed the possibility of obtaining far IR and terahertz radiation using difference frequency generation of CO laser lines in these crystals.     

高重复频率脉冲激光能量测量（英文）

设计了一种用于高重复频率脉冲激光能量测量的峰值保持电路。电路由电荷积分器、2阶低通滤波器、时间延迟触发器和峰值保持器组成,通过将光电流脉冲转换成电压脉冲,电压脉冲的峰值与对应电流脉冲所包含的能量成正比。实验测量结果表明：该电路可以测量脉宽〈10 ns,重复频率≥2 kHz的重频窄脉冲激光的脉冲能量,且工作稳定,其线性动态范围≥140倍。该电路可应用于光电阵列探测系统中,能实现较高的空间分辨力。     

半桥零电流准谐振CO2激光器开关电源数学模型的构建

分析了半桥零电流(ZCS)准谐振CO2激光器电源的工作原理和电路结构，构建了其数学模型。采用编写的MATLAB程序对所建模型进行了仿真，验证了该数学模型的合理性。该数学模型为半桥ZCS准谐振激光器电源的参数设计提供了依据，具有一定的实用价值。     

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.     

“LPP-EUV”光源中的高功率CO_2激光监测与控制系统

为了满足激光诱导等离子体（LPP）体制下极紫外（EUV）光源对CO2激光器提出的稳定性需求,建立了简化的CO2激光传输系统模型,根据光束稳定性需求对光束功率、指向和位置的监测与控制方法进行了理论和实验研究。根据高功率CO2激光传输系统特点,在实验室内建立了上述光束监测和控制实验系统,包括光束功率控制模块、光束指向控制模块和光束参数监测模块,其中光束参数监测模块可实时测量光束功率、指向、尺寸及发散角等重要参数。仿真与实验结果表明：光束功率控制模块对线偏振激光功率的控制接近1%～100%,光束指向控制模块实现的光束指向稳定度在10μrad以内,可满足CO2激光驱动源的高稳定性要求。     

电光腔倒空与调Q射频波导CO2激光器

报道电光腔倒空与调Q射频波导CO2激光器,获得了电光腔倒空与调Q脉肿激光输出,并用调节电光晶体电压的方法控制腔倒空与调Q脉冲激光峰值功率;调节晶体电压脉冲宽度,可控制腔倒空与调Q激光的脉冲间隔,达到编程输出的目的。理论上分析了电光腔倒空过程。     

损耗调制CO2激光脉冲的噪声特性

由于自发辐射噪声的涨落,CO2激光器的脉冲峰值强度与时间延迟密切相关。理论和实验研究发现,对于典型的B类CO2激光器．在损耗调制情况下,当脉冲峰值出现在最低腔损耗to之前时,初始自发辐射噪声越大,相对于阈值点的第一个渡跃时间tFP越小,对应的峰值强度越小;当脉冲峰值出现在最低腔损耗to之后时,初始自发辐射噪声越大,相对于阈值点的第一个渡跃时间tFP越小,对应的峰值强度则越大。     

损耗调制CO_2激光脉冲的噪声特性

由于自发辐射噪声的涨落,ＣＯ２激光器的脉冲峰值强度与时间延迟密切相关。理论和实验研究发现,对于典型的Ｂ类ＣＯ２激光器,在损耗调制情况下,当脉冲峰值出现在最低腔损耗ｔ０之前时,初始自发辐射噪声越大,相对于阈值点的第一个渡跃时间ｔＦＰ越小,对应的峰值强度越小;当脉冲峰值出现在最低腔损耗ｔ０之后时,初始自发辐射噪声越大,相对于阈值点的第一个渡跃时间ｔＦＰ越小,对应的峰值强度则越大。