轴对称折叠组合腔CO2激光器的实验研究

对轴对称折叠组合腔CO2激光器进行了相关的实验研究。主要用线图的方式研究了在两种不同混合气体比例条件下,输出功率与放电电流之间和输出功率与放电气压之间的关系。引入辅助气体xe后,输出功率有很大的提高,能够达到35％左右。根据模型结构的实际参数,运用数值计算的方法模拟画出其输出光强和光斑分布图。以三维5根、7根和9根放电...     

折叠-组合腔不同曲率输出镜近场光束分析

多维轴对称折叠组合腔由一个或多个折叠腔和一个共轴球面腔组合而成,共用一个平凹输出镜产生并合光束。为了得到更稳定、更高功率的激光输出,基于矩阵理论建立了基模高斯光束斜入射通过凹面镜的理论模型,并对输出光束的近场光强分布和光斑大小做了非相干并合和相干并合的数值计算和模拟。结果表明随着输出镜曲率半径的减小,光强峰值和光斑大小有轻微减小,稳定性更高。     

三维轴对称折叠腔CO2激光器的位相锁定

在一新型三维轴对称腔CO2激光器的基础上提出了一种对此激光器位相锁定的方法。通过在输出镜后放置一具有反射和整形作用的凹凸镜,让作为输出注入光束的谐振腔优先起振。此腔输出的光束到达凹凸镜时被其反射。利用重新定义光斑半径的方法,证明此光束能够覆盖其他放电管输出的光束,根据几何光学,此光束能反射进入各个放电管。然后利用光子简并度的概念证明了反射光束能够控制腔内的本征模式,并且数值分析了注入锁定后腔内模式匹配。在反射注入锁定的情况下,给出了数值计算的光强输出及其模拟,结果证明经位相锁定后,激光器输出光束的质量有了很大的提高。     

内腔式高亮度小发散角CO2激光器

根据子波在边界上产生π位相跃变的假说,提出了λ／２光学厚度的位相片为实现新光束的技术构思,研制成功了等效光束质量因子ＭＣ＾２〈１的ＣＯ２激光器。     

射频激励扩散型冷却板条波导千瓦CO激光器

报道了一种射频激励扩散型冷却千瓦 CO板条波导激光器。其上下两电极均采用液氮冷却 ,射频气体放电激励频率为 90 MHz,板条状波导增益区为 178mm(宽 )× 2 mm (高 )× 50 0 mm(长 )。气体是配比为 2 4 :71:4 :1的 CO、He、Xe、O2 混合气。所用的激光谐振腔由一个离轴虚焦非稳腔和一个平面后反馈镜构成。实验中 ,获得了 10 2 0瓦的 CO激光功率输出     

射频激励扩散型冷却层叠式板条波导千瓦CO2激光器

提出了一种射频激励扩散型冷却层叠式板条波导ＣＯ２激光器结构，利用这种结构，从电极长度为５００ｍｍ的激光器件中警告了１０２０Ｗ输出，其光电效率为１０％。     

射频板条CO2激光器输出光束的光学变换

射频激励板条CO2激光器输出激光近场光斑近似为一条线,远场光斑为O形图样。在垂直于光束传输方向的平面内,光束在一个方向发散很大,无法用于激光加工。根据激光器不同的激光功率级别及光束尺寸,分别采用了圆柱面镜、滤波光阑、扩束望远镜等不同组合的方法,将200 W激光器输出光束变换成远场光束为Φ6、近似TEM00模的圆形光束,500 W激光器远场光束为Φ10的低阶模的圆形光束。成功用于激光切割。     

轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究

报道了轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究,激光器能在CW模式下成功运行。研究得到了激光器最佳的气体比率和气体压强。通过研究CO2激光器的不同方面,如激励门电压和输出功率等,发现它们随着放电电流的变化而变化。通过实验得到了激光光束的光斑和聚焦的实验光斑,并模拟了光强分布。激光器已经成功的组建、运行和调试,获得的最大输出功率为58 W。     

激光二极管端面抽运Nd:YVO4板条激光器及其热效应

激光器中激光介质采用板条状几何结构可以极大地降低它的热效应,但仍然需要进一步分析其影响,进而优化激光器效率.利用有限元分析方法分析了部分端面抽运的混合腔板条激光器中激光介质的热效应,计算的热透镜焦距与实测结果基本相符.分析了热效应对模式匹配的影响,分析结果对于优化激光器效率、改进谐振腔设计具有一定的参考价值.并在分析的基础上进行了混合腔实验,抽运功率为110 W时,获得连续输出激光功率41.5 W,光光转换效率约38%,斜效率达58.8%,M2因子为非稳腔方向M2x＝1.59,稳定腔方向M2y＝1.55.     

微小型多通道径向平板阵列CO_2激光器失调特性分析

针对一种微小型多通道径向平板阵列CO2激光器的失调特性进行了研究。利用矩阵理论,采用稳定腔结构的多通道径向平板阵列射频激励CO2激光器,确定了这种失调后的光束传输情况。取得的数据表明,小角度失调对模型的输出光强影响不大,光强仍具有高斯分布。该方案对调整精度要求较低,实用价值高。     

Slab CO2 lasers excited by switching power

In this paper we present a new discharge technique to excite slab CO₂ lasers. A uniform stable glow discharge has been obtained in a volume of 3 × 30 × 446 mm³. Output power is 10 W, and a gain of 0.26% cm⁻¹ has been obtained.     

Cold-cathode, glow-discharge, electron-beam gun pumped short pulse CO2 lasers

A pulsed cold-cathode glow-discharge electron beam gun emitting an electron-beam of 150 keV energy and 45 cm² cross-sectional area has been used to pump a short pulse CO₂ laser. A fast discharge capacitor bank was used to help make the design simpler than that employed in liquid coaxial lines. The system developed is capable of producing a CO₂ laser pulse of 1 J for about 200 ns duration.     

小型可调谐单纵模TEA CO2激光器

对在三镜腔中插入法布里-珀罗(F-P)标准具实现单纵模激光输出的方法进行了分析,计算了激光器的输出特性。设计研制了一台单纵模可调谐TEA CO2激光器。采用在三镜腔中插入F-P标准具的方法实现了单纵模激光的调谐输出。当激光器以5 Hz重复频率运转时,得到9P(16)谱线能量大于200 mJ,脉冲宽度约为150 ns。     

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。     

管状预电离可调谐TEA CO2激光器

研制了一种新型的预电离结构——管状预电离器,并将其应用于可调谐TEA CO2激光器。利用光栅选线方案,采用光栅谐振腔,实现了激光的调谐输出。在输出耦合率为50%、气压为40 kPa的条件下,10P(20),10R(20),9P(20),9R(20)四条谱线获得的最高电光转换效率,分别为9.5%,9.7%,9.8%,9.8%。实现了激光器的高重复频率可调谐输出运转,测量了上述4条谱线激光输出的脉冲能量及平均功率,在输出耦合率为50%、气压为30 kPa的条件下,重复频率最高可达190 Hz, 此时的10P(20),10R(20),9P(20),9R(20)四线的平均功率分别为322,321,340,338 W。     

Compact, high power FIR NH3 laser pumped in a three mirror CO2 laser cavity

A compact CO₂–NH₃ FIR laser system where an NH₃ laser cavity was inserted in pump, three mirror CO₂ laser cavity was designed. The total length of this system was about 1.8 m. Output energy of about 1 mJ (10 KW pea power) was obtained at the 152 m and 90 m lines in NH₃. Power conversion efficiency of 1.7 percent was obtained at the 90 m line.     

Absorption coefficients of O3 at CO2 laser wavelengths

The O₃ absorption coefficients for the rotational lines P(12)–P(28) of the 9.4 μm emission band of the CO₂ laser are presented. Measurements were made in O₃–air dilute mixtures (20–600 ppm) at 25°C and a total pressure of 1013.25 h Pa using a frequency stabilized cw CO₂ laser and values have been determined with greater precision than in previously reported studies.