射频板条CO2激光器并联谐振条件的研究

本文利用周期性网络模型计算了射频板条ＣＯ２激光器电极的纵向电压分布，探讨了并联谐振技术在板条器件中获得成功运用的原因。提出了利用并联谐振技术进一步提高电压分布均匀性的两个途径。     

射频板条CO2激光器放电特性的数值研究

给出了射频板条ＣＯ２激光器α型放电集总参数等电电路模型。计算了谐振放电状态下集总参数的电路方程得到了沿激光器电极长度方向上的电压幅度和相位的分布,沿电极最小的相对电压幅度起伏约为１．２７％,由模型推导出用宏观测量参数表示的ＲＬＰ和Ｅ／Ｐｇａｓ的计算公式,不同于ＲａｌｆＭａｌｚ的结果,建立了射频板条ＣＯ２激光器的实验装置,获得了均匀射频放电和ＣＯ２激光。     

射频板条CO2激光器波导耦合损耗的理论研究

本文利用一维自由空间模展开开法计算了射频板条ＣＯ２激光器中金属板条波导的耦合损耗,发现波导耦合损耗与激光器谐振腔镜的配置方式密切相关,经分析找到一种可以获得最小合损耗的设计方案。     

大功率射频板条CO_2激光器电极波导介质膜研究

针对高功率射频板条CO2激光器铜电极表面放电氧化、受射频放电的电子溅射,致使电极表面不光滑,辉光放电不均匀,光波导损耗严重等问题。利用Al2O3波导介质膜具有的反常色散效应、耐高温能力强的特点,采用磁控溅射镀膜技术对激光器电极表面先镀Al,而后阳极氧化获得Al2O3波导介质膜。分析了磁控溅射工艺对膜层结构的影响,测量了镀膜电极对CO2激光的反射率,并进行了放电实验检测。结果表明,溅射功率为250 W时可得到致密的镀膜层结构;厚度6μm的Al2O3薄膜,对波长10.6μm的CO2激光波导反射率最高达75%;电极镀膜后激光器输出功率在占空比为30%时为700 W,占空比为60%时达到了1300 W。     

2kW射频板条CO2激光器射频频率漂移特性研究

为了研究射频板条CO2激光器射频频率波动对输出光束的影响,采用等效电路分析和实验测量的方法研究了射频频率对激光器输入输出特性的影响。计算得到射频频率变化2MHz时引起的阻抗实部变化率为0.01%,说明射频频率漂移对放电部分等效电路参量影响很小。射频频率采用79.4MHz,80.0MHz,80.7MHz,81.4MHz,82.0MHz和82.7MHz,以设计频率81.4MHz对应的输出功率为基准,占空比设置为80%时,频率漂移1MHz则激光功率下降约150W。激光功率随频率变化趋势与理论结果一致。结果表明,射频频率变化引起的阻抗匹配问题是导致输出功率波动的主要原因,可以通过改进匹配网络来克服射频频率的波动对激光器性能的影响。     

2kW射频板条CO_2激光器输出光束整形特性研究

针对2kW射频板条CO2激光器离轴负支非稳波导混合腔的近场分布存在较多高空间频率分量,导致聚焦后会产生不可忽略的旁瓣,无法直接应用于激光加工的问题,对谐振腔的近场分布使用特征向量法和矩形波导的解析表达式进行了数值模拟和实验研究。并结合Collins公式研究了输出光束整形过程中光场分布的变化和整形系统中空间滤波器的优化设计。理论和实验结果表明:激光器输出光束在整形前为有较多高空间频率振荡的长条形的简单象散光束。通过带空间滤波器的整形系统消除旁瓣,并将初始的长条形的简单象散光束整形成近圆形、近基模高斯分布的光束。整形后的光束非稳方向的光束质量因子M2为1.1,波导方向M2为1.08。     

射频激励扩散冷却板条CO2激光器技术发展

扩散冷却、射频激励的板条结构CO₂激光器具有效率高、体积小和光束质量好的优势,在激光精密退火、工业加工等应用领域越来越被重视。高功率射频激励、扩散冷却板条CO₂激光器在千瓦级及以上的CO₂激光精密加工及微电子装备中占有重要地位,已成为高功率、高光束质量连续CO₂激光器的主流发展方向。就CO₂激光器技术发展,重点围绕射频驱动板条结构高功率CO₂激光器技术的国内外研究动态进行了调研,梳理了技术发展阶段及应用情况,并对技术发展趋势进行了展望。     

板条固体激光器研究的进展

本文报道了板条状几何结构固体激光器研究的一些新的进展,对板条激光器的前景和存在问题作了评述。     

射频板条CO2激光器整形光路自适应调节研究

为了解决射频板条CO2激光器因安装或腔镜热畸变造成的光路偏移问题,采用外光路偏移补偿的方法对其进行校正。研究了基于压电陶瓷的偏移补偿装置,设计了压电陶瓷驱动电路,并分析了控制精度和自适应控制方法。结果表明,通过偏移补偿装置,激光输出功率在任何占空比下均可达到或超过标准参考功率值,并通过对比有无自适应调节,激光输出功率最大相差100W,且可保持激光输出功率在2h运行中波动小于2%。此项研究可保证激光器高效运行,提高激光器的输出功率和模式的稳定性,具有较大的实用价值。     

射频板条激光器反射镜变形自适应补偿的有限元仿真研究

针对射频板条CO2激光器所采用的非稳-波导混合腔反射镜热变形问题。利用有限元分析法仿真得出了反射镜的热变形和温度分布,并提出了一种背面多热丝同步加热自适应补偿方法。结果表明,加热补偿方法可将反射镜的曲率变形从0.16%降低到0.02%以内,并获得了不同激光功率下的补偿曲线。     

射频激励扩散型冷却阵列波导CO2激光器技术

本文介绍了目前国内外研究者们提出的各种射频激励相干阵列波导ＣＯ２激光器技术，讨论了射频激励相干阵列波导ＣＯ２激光器技术的一个研究方向。     

射频板条CO_2激光器波导耦合损耗的理论研究

本文利用一维自由空间模展开法计算了射频板条CO2激光器中金属板条波导的耦会损耗．发现波导耦合损耗与激光器谐振腔镜的配置方式密切相关,经分析找到一种可以获得最小耦合损耗的设计方案．     

射频激励快轴流CO_2激光器串行电极系统的研究

本文探讨了射频(RF)激励快轴流CO_2激光器单源多极激励的串行系统,给出了系统的均压设计方法和系统频率负载特性。     

射频电路中串／并联元件间的互逆变换

提出了一对互逆的变换,实现了射频电路中的串联电阻与并联电导之间相互转换。可以应用于解决大功率的电路中串联电阻不易散热而功率容量小和小信号电路中并联电导接地困难从而影响电路匹配性能的问题。     

陶瓷多通道折叠射频波导稳频脉冲CO2激光器研究

为了研究可用于红外激光外差成像雷达、由腔倒空脉冲工作模式的主振激光器和处于连续工作模式的本振激光器组成的射频波导稳频脉冲 CO2激光器,采用输出端腔外准折叠和主、本振全反射端共用同一块原刻闪耀光栅的方法,分别缩短了器件的长度和提高了主、本振激光器的外差频率稳定性。通过调节CdTe调制器上的高压脉冲下降沿时间,可以使主振得到宽脉冲的腔倒空激光输出,本振通过插入压电陶瓷来实现系统的外差中频信号的偏频锁定。主振在腔倒空模式下工作重频可达到70kHz,得到脉冲峰值功率达到2.5kW（脉宽约为30ns）、主本振外差中频（120MHz）频率漂移在短期内小于1MHz 的结果。结果表明,研制的激光系统可以满足外差成像雷达系统的特殊要求。     

直流平板放电CO2激光器的热效应

本文通过求解气体放电中的泊松方程及热传导方程，从理论上研究了在两平板电极间直流电激励ＣＯ２激光混合气体的温度效应，分析了放电参量地温度分布的影响。     

输出可调的电光调Q射频激励波导CO_2激光器的研究

研究了输出可调的光栅选支电光调Q射频激励波导CO2 激光器 ,可以通过调节电光晶体上的电压来调节调Q激光脉冲峰值功率、脉冲宽度、脉冲建立时间 ,理论分析与实验结果一致。同时采用另外一种激光器结构提高了激光输出功率。     

高速UWB-PPM信号传输的并行捕获与检测技术

高速(≥100 Mbit/s)超宽带一脉冲位置调制(UWB-PPM)信号传输是实现超宽带(UWB)室内通信的关键技术.文章结合UWB二元脉冲位置调制(PPM)的信号特征,采用多个并行积分器捕获簇脉冲能量取得快速同步,同时完成PPM的射频同步检测.系统传输试验与系统仿真表明,这种检测方式在室内多径信道下有良好的抗码间干扰能力.