TEA CO2激光器预电离结构电极系统的电场研究

 高功率气体激光器的非对称复杂电极系统中,电极参数的变化以及预电离结构的引入将会使所设计的均匀电场发生具体的改变。采用高精度有限元方法,对这类复杂电极系统进行建模并且计算其电场分布,根据分析结果更合理地指导激光器设计。对一种典型的非对称复杂电极系统TEA CO₂激光器,应用该方法并结合了预电离过程,研究了引入预电离器导体和变化电极形状对电极表面的电场强度起伏和放电空间的均匀电场面积产生的影响。结果表明:通过这种预先模拟,合理选择电极构型参数和预电离结构安装位置,可以产生性质较好的均匀电场以及效率较高的激光输出。     

0.73 J脉冲能量KrF准分子激光器的特性

研制了一台KrF大能量准分子激光器,激光器采用紧凑型Chang电极与紫外火花预电离的结合, 实现了激活区大面积的均匀辉光放电,利用LC反转倍压以及一级磁脉冲压缩技术在放电电容上实现了峰值电压40 kV、脉冲上升时间约为100 ns的高压快脉冲激励。研究了工作气体含量对激光器能量输出的影响,在总气压3.3105 Pa,F2/He, Kr, Ne体积分数比值为1.97∶3.18∶94.85,充电电压27 kV时,得到了738 mJ的单脉冲能量输出,激光近场光斑30 mm14 mm,在充电电压23 kV时,全电效率最高,达到2.0%。     

稀有气体与含卤分子混合物的放电分析

本文对高气压均匀辉光放电的引发做了分析,给出预电离的初始电子密度和种子气体比分的估计。针对放电激励XeF激光器的典型实验条件,计算了稳态放电的荷电粒子数密度,并由此数值讨论了连续工作的困难.     

侧面预电离氟化氪激光器研制

采用侧面紫外火花隙自动预电离代替小极上小孔预电离，使放电泵浦氟化氪激光器的主放电均匀性大为改善。输出激光能量由１４０ｍＪ提高到２５０ｍＪ，增益区光能密度为２．３Ｊ／１，同时电极寿命和气体寿命也大为提高。     

TE（A）激光器中放电电极的设计与选择

介绍了TE（A）激光器中Rogowski电极和近似Rogowski电极、Chang电极和紧凑式Chang电极、两类Ernst电极和紧凑式Ernst电极的设计方法。给出了上述放电电极的面型和表面电场分布，简述了制造上述电极的注意事项。在同等电场均匀度和均匀电场分布范围的情况下，对比了保角映射型电极的尺寸大小和电场分布特点。综合放电电极的面型、制造难度、辉光放电实验可知，在要求高能量和高功率的场合下，选择Ernst电极较好；在脉冲激光指标要求一般的场合下，选择近似Rogowski电极较好。     

预电离脉冲群开关技术高功率脉冲CO2激光器

采用独特的电极结构和预电离脉冲群开关放电技术,实现了5kW量级平均功率横流CO2激光器脉冲激光输出.     

300mm×300mm口径电光开关等离子体电极实验研究

 设计并实验了300mm×300mm口径的辉光放电室，利用钮扣阴极和自动预电离条形阴极进行实验，获得了大面积均匀的辉光放电。测量了不同状态下辉光放电的放电延时及等离子电阻。得到了产生大面积均匀辉光放电的最佳条件。     

300nm×300mm口径电光开关等离子体电极实验研究

设计并实验了３００ｍｍ×３００ｍｍ口径的辉光放电室，利用钮扣阴极和自动预电离条形阴极进行实验，获得了大面积均匀的辉光放电。测量了不同状态下辉光放电的放电延时及等离子电阻。得到了产生大面积均匀辉光放电的最佳条件。     

预电离脉冲群开关技术高功率脉冲CO2激光器

采用独特的电极结构和预电离脉冲群开关放电技术, 实现了5kW 量级平均功率横流CO₂激光器脉冲激光输出. 关键词： 2脉冲激光')" href="#">CO₂脉冲激光 预电离 脉冲群开关     

双预电离对TEA CO2激光器放电特性的影响

一些低增益弱线CO2激光光谱在分离某种同位素方面是非常有用的。在成比例的混合气体中很难获得这些谱线的输出,须适当提高CO2和N2的含量,但结果给主电极的辉光放电带来了困难。通过对改装后的双预电离放电回路的参量进行调节,实现了对预电离的单独控制,有利于增强预电离效果,使高含量的CO2混合气体的放电和出光成为可能。理论和实验证明了双预电离能较好地改善TEA CO2激光器的放电性能,尤其是有望实现用于分离某些同位素的弱线输出。     

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.     

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…     

气体激光器辉光放电及弧光放电的观测

常见的霓虹灯管是最普通的放电管,它那鲜艳的红光是管中氖原子受到电子碰撞激发后所发射的。日常用的日光灯,实际上是汞蒸汽的辉光放电管。He-Ne激光器、CO_2激光器等也都是辉光放电,氩离子激光器虽然是弧光放电,但气压小的弧光则是从辉光放电过渡到大电流密度放电时形成的。工业     

TEA CO2激光器均匀场电极的设计

介绍了与此有关的大面积均匀场放电电极的设计以及实验研究结果。无限大平行平板电极两极间的电场分布是均匀的,而现实的问题则是要求在有限的（电极）尺寸条件下实现电场的均匀性设计,因此设计问题转变为放电电极的剖面形状的理论和工程计算问题。根据TEA CO₂激光器工作的实际情况,有针对性地选择Chang氏理论作为设计依据。设计的放电电极实验结果证明,TEA CO2激光器在500HZ高重频脉冲条件下能够连续工作10分钟,在55mm放电电极宽和平坦部分为40mm剖面的平行平板两个主放电极之间实现了大面积稳定的均匀场辉光放电。     

放电引发的非链式高功率重复频率HF/DF激光器

高功率重频HF/DF激光因其具有的波长和功率优势成为当前中红外激光技术发展的热点之一。介绍了利用紫外预电离横向放电结构和工作气体循环系统建立的放电引发高功率重频HF/DF激光装置。在对激光工作介质SF6/C2H6混合气体放电特性和激光输出特性研究的基础上,开展了强电负性气体的重频均匀体放电技术和气体快速循环置换技术研究,解决了泵浦源重频放电能量在气体介质中的有效沉积和提取问题,实现了激光器50Hz的重频稳定运行和能量稳定输出,HF激光的平均功率达到28W,脉宽100ns,峰值功率5.6 MW。     

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…     

大功率TEA CO2激光器旋转火花开关电极烧蚀实验

旋转火花开关系统工作在整个放电回路条件最为恶劣和苛刻的环节中,主要用于实现TEA CO2激光器脉冲放电工作过程的控制。该系统的性能直接决定了激光器的主要技术指标,是关系到激光器能否实现大面积均匀辉光放电的核心关键技术之一。本文介绍了这种旋转开关系统的设计、组成和工作原理,并针对影响开关寿命的放电电极烧蚀问题开展了相应的实验研究工作,有效地解决了旋转火花开关电极的使用寿命问题。实际应用结果显示：旋转火花开关系统不仅完全满足激光器的技术要求,而且稳定脉冲放电工作寿命达到了107次。     

二氧化碳激光放大器增益测量

一、引 言 电激励的二氧化碳激光器是一种输出功率比较大,效率比较高的气体激光器.它已应用在我国的工业生产,医疗及科学研究等方面.为了进一步提高CO2激光器的性能,自力更生发展我国激光事业,遵照伟大领袖毛主席理论联系实际的教导。在前人工作的基础上[1,2],我们对CO2激光器中常用的三种成份(CO2,N2及He)的混合气体的增益进行了测量,以摸索最佳的条件、气体成分的配比、气压及电流等. 二、实验装置 所用的激光信号源是一内腔式的二氧化碳激光器.水冷的放电管内径为6mm,有效放电区长度为50cm.镍圆筒电极对称安置,放电由一个0—20kV的直…     

长寿命电晕预电离XeCl准分子激光器

快放电泵浦的准分子激光器以其简单、易于实现高重复频率运转等优良特性而成为紫外波段中、小型的主要实用器件之一.本文报道了一种有效的电晕预电离设计,增加了激光输出能量并延长了激光器运转寿命. 图1是本试验使用的激光器装置图.激光器放电电极长仅10cm,宽0.32cm,激励体积1-2mL.由于准分子激光器原则上可以按比例放大,故使用小尺寸的激光器装置可以更经济地进行拭验.此外,小尺寸激光器比同样类型大尺寸激光器有较大的面积/体积比,从而可以在更苛刻的条件下进行寿命研究的试验.放电采用Blumlein快放电电路,电路两端电容由环氧印刷线路板…     

等离子体电极电光开关大面积辉光放电的产生及其特性

 在电光开关的晶体两侧，用辉光放电产生的高电导率透明等离子体作为施加开关脉冲电压的电极，可大大增加开关的通光口径。利用设计建造的一个80mm×80mm口径的等离子体电极电光开关，研究了用于电光开关中的大面积辉光放电的产生方法及放电特性。描述了等离子体电极普克尔盒的结构、放电室和电极的几何尺寸、放电电路及其参数，实验观测了预电离和工作气压对放电的影响。