XeF,KrF准分子激光泵浦染料激光器

在各种波长的可调谐激光器中,染料激光器具有设备简单、制作方便、价格低廉、调谐范围宽等一系列优点,受到研究和应用方面的普遍重视.激光泵浦是获得染料激射作用的重要而有效途径.迄今为止,用来泵浦染料的激光器主要有以下几种:YAG的高次谐波[1],红宝石激光器及其二次谐波[2],Ar离子激光器[3],N2分子激光器[4]及准分子激光器[5,6]等. N2分子激光器因其结构简单.已成为许多染料的泵浦源,用N2激光泵浦的染料激光器已做到从355nm到655um的调谐输出和100kw的峰值功率.然而欲进一步提高输出功率和扩大调谐到更短波长区,却受到N2激光器本身可…     

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…     

一种新的无极放电技术

气体激光器的发展大大地促进了气体放电技术的发展,尤其是近几年TEA CO2激光器、N2分子激光器、稀有气体卤化物准分子激光器的进展,要求大面积均匀辉光放电和选择性能量耦合.为此发展了多种预电离技术[1]及各种形式的等离子体电极[2,3],以使放电区间的空间电荷分布均匀,改善电极面型和电子发射特性,避免放电成弧. 本文提出的无极放电是以固体电介质表面的装填式电荷发射为基础的新型放电技术.它可以在不使用任何预电离措施情况下获得大面积均匀辉光放电,并对器壁没有苛刻的面型要求.这就可能简化激光器结构和设备,提高以活泼元素为激光介…     

高重复率XeCl准分子激光器的放电特性

本文报道紫外预电离放电泵浦的高重复率XeCl准分子激光器的放电特性,分析了放电参数的改变对放电过程的影响.最佳转换效率达2.2%.     

电子束泵浦XeCl准分子激光器及应用

为了获得高能紫外激光输出,开展了电子束泵浦XeCl准分子激光技术研究。详细介绍了四向电子束泵浦准分子激光装置的工作原理和结构特征,简述Marx发生器的放电电压、放电电流,激光气室中的沉积能量,激光脉冲能量、脉宽等参数的测量方法;研究了电子束泵浦XeCl准分子激光输出特性,得到了激光脉冲能量随激光气室内混合气体气压变化的规律,当激光器的充电电压为81kV时,获得了能量100J、脉宽200ns的XeCl准分子激光输出,其本征效率约为3.2%。并且开展了XeCl准分子激光辐照涂层材料力学特性研究,采用微型红外通光冲量探头测量不同条件下激光辐照涂层材料的冲量耦合系数,在常压空气环境中的冲量耦合系数约为8.32×10-5 N·W-1。     

短波长辐射及其应用

近年来,许多科学技术领域对远紫外辐射和真空紫外辐射这类短波长光辐射的需求有了较大的增长.而传统的这类光源,如氢灯、氘灯、无窗惰性气体放电管、氮弧及BRV源(一种在高真空环境中高Z电极间的低电感快脉冲放电光源)等强度较弱,用单色仪分光和检测时的光谱分辨率亦嫌不足.而在可见和近紫外光谱区中,各种脉冲和连续波染料激光器的发展日趋成熟,有商品出售,并已应用于许多领域中.染料激光器的可调谐范围宽、线宽窄、输出波长(或频率)稳定和输出功率大.用准分子激光泵浦的染料激光,还可以在近紫外区调谐.但是,向更短波长区延伸,染料激光的效…     

铜离子空心阴极紫外激光器

G.J.Collins[1]等人于 1976年首先研制成功铜离子空心阴极紫外(2500A区)激光器.它比起惰性气体紫外激光器具有较高的激发效率,而工作效率约大一个数量级,近来已获得较大的输出功率[2],并已在泵浦染料激光等方面投入实际的应用.它在激光化学、生物、医学以及激发荧光的科学研究方面有着重要的应用价值;在成分分析、精密测量、激光全息、喇曼光谱等有着广泛的用途.我们在研制成功氦-铜空心阴极7808A激光器[3]的基础上,最近又研制成功了氖-铜空心阴极紫外激光器. 铜离子能级简图见图1.从图中可见,这些紫外谱线的上能级都很接近Ne离子的电离…     

XeCl准分子激光器

本文介绍我们对XeCl准分子激光器的实验结果. 在国外,第一台XeCl准分子激光器于1975年制成,激励源是相对论电子束,仅获得50微焦耳能量输出[1].1977年苏联用快速放电得到1毫焦耳输出,效率为0.05%[2].这样XeCl准分子体系便因其效率低、输出小,难于实现振荡而被忽视.但最近有人采用HCl作Cl施主,在紫外光预电离的诀速放电器件中获得了110毫焦耳[3]输出,效率为0.8%,达到与XeF、KrF同等水平,证明了获得高效率、高功率的可能性,重新为人们重视起来. 迄今,已报导的快速放电XeCl激光器采用做口施主的有:Cl2:、CF3Cl、C2F3Cl、CCl2F2、CCl4…     

C-C转移放电泵浦XeCl准分子激光器能量沉积特性的分析

本文报道了一台使用UV自动预电离,C-C转移放电泵浦的XeCl准分子激光器,并且以激光器放电信号和输出激光信号的同时测量结果为依据,分析了激光器放电的能量沉积过程.可为设计同类型准分子激光器提供一些参考数据.     

用于XeF蓝绿激光器的表面放电光泵浦源

基于Al2O3陶瓷、BN陶瓷和聚四氟乙烯三种基底建立了分段表面放电光泵浦源,对比研究了这三种表面放电光泵浦源的电学特性、辐射特性和烧蚀特性。利用放电波形计算了表面放电光泵浦源的等效电感、等效电阻和沉积效率,应用光谱法比较了它们的紫外辐射强度,并采用平均线烧蚀率评估了三种泵浦源的耐烧蚀性能。通过比较研究发现,在充电电压为13.5~26.8kV、间隙长度为8cm、放电室内混合气体气压为100kPa条件下,三种泵浦源中Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源的沉积效率最高,大于82%;辐射光谱具有紫外增强效应,紫外辐射最强;平均线烧蚀率最小(小于0.15μm/shot),耐烧蚀性能最好。研究结果表明采用Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源作为大功率重频XeF蓝绿激光器的泵浦源,可提高XeF蓝绿激光器的寿命。     

50mJ超短脉冲KrF激光系统的参数优化

介绍了原子能院建立的钛宝石 /KrF混合型激光装置 ,主要输出参数的测量和性能优化。放电泵浦准分子激光器采用离轴放大结构 ,结合棱镜对进行GVD补偿 ,获得 5 0mJ,2 2 0fs的紫外超短脉冲。用4 0cm透镜聚焦 ,靶上功率密度达到 10 17W/cm2 。     

连续泵浦准分子宽带泵浦金属激光器泵浦阈值理论研究

基于四能级受激准分子宽带泵浦碱金属激光器(XPAL)的工作机理建立了连续波半导体激光器泵浦的四能级XPAL理论模型,该模型基于速率方程,考虑泵浦光线宽与伴峰吸收线宽,采用迭代算法求解,主要用于分析半导体激光器连续泵浦四能级XPAL系统的泵浦阈值特性。讨论了温度、蒸气室长度、泵浦光线宽、输出耦合率和惰性气体粒子数密度对泵浦阈值的影响,结果表明激光器存在一个最佳温度可以使泵浦阈值达到最小,且在最佳温度附近较大范围内泵浦阈值不会有较大变化。除此之外,对蒸气室长度、输出耦合率、泵浦光线宽和惰性气体粒子数密度的分析表明,相较于惰性气体粒子数密度,其他参数的变化对泵浦阈值的影响较小。而较高的惰性气体粒子数密度可以有效提升增益介质对泵浦光的吸收从而降低阈值。     

连续泵浦准分子宽带泵浦碱金属激光器泵浦阈值理论研究

基于四能级受激准分子宽带泵浦碱金属激光器（XPAL）的工作机理建立了连续波半导体激光器泵浦的四能级XPAL理论模型,该模型基于速率方程,考虑泵浦光线宽与伴峰吸收线宽,采用迭代算法求解,主要用于分析半导体激光器连续泵浦四能级XPAL系统的泵浦阈值特性。讨论了温度、蒸气室长度、泵浦光线宽、输出耦合率和惰性气体粒子数密度对泵浦阈值的影响,结果表明激光器存在一个最佳温度可以使泵浦阈值达到最小,且在最佳温度附近较大范围内泵浦阈值不会有较大变化。除此之外,对蒸气室长度、输出耦合率、泵浦光线宽和惰性气体粒子数密度的分析表明,相较于惰性气体粒子数密度,其他参数的变化对泵浦阈值的影响较小。而较高的惰性气体粒子数密度可以有效提升增益介质对泵浦光的吸收从而降低阈值。     

应用于光刻领域中的固态紫外激光源的制作

以半导体侧泵钇铝石榴石激光器为泵浦源,采用腔内泵浦两块三硼酸铯晶体,产生满足高功率与高光束质量要求的三倍频355 nm紫外激光.通过使用法拉第旋转器谐振腔优化设计与热效应补偿提高输出光的光束质量,并且使用体光栅作为输出镜,在实现线宽窄化同时保持准相位匹配的高效性能.该光刻用紫外激光源成功地替代准分子激光器,使用在一套大面积亚纳米级投影式光刻系统上,工作时紫外光输出功率为4.37W,光束质量因子为2.27.     

应用于光刻领域中的固态紫外激光源的制作

以半导体侧泵钇铝石榴石激光器为泵浦源,采用腔内泵浦两块三硼酸铯晶体,产生满足高功率与高光束质量要求的三倍频355 nm紫外激光.通过使用法拉第旋转器谐振腔优化设计与热效应补偿提高输出光的光束质量,并且使用体光栅作为输出镜,在实现线宽窄化同时保持准相位匹配的高效性能.该光刻用紫外激光源成功地替代准分子激光器,使用在一套大面积亚纳米级投影式光刻系统上,工作时紫外光输出功率为4.37 W,光束质量因子为2.27.     

准分子宽带泵浦碱金属激光器泵浦特性分析

建立了以Rb-Ar混合气体为增益介质的四能级准分子宽带泵浦碱金属激光器(XPAL)含时速率方程模型,计算得到了运转过程各能级粒子数和腔内激光强度随时间的变化曲线。结果表明:XPAL的阈值泵浦强度很高,泵浦源谱宽与吸收线宽匹配不能达到提高吸收效率、降低阈值的目的; 在泵浦功率一定的条件下, 增加介质长度和温度可以提高吸收效率,但将降低单位体积泵浦速率; XPAL成功的关键在于实现有效的泵浦吸收。     

脉冲功率技术在短波长气体激光器中的应用

 介绍了脉冲功率技术在离子准分子、准分子和软X射线激光研究中的应用情况。给出了三种激光产生对泵浦源电学参数的要求,并给出实现这些电学参数的实验装置以及实验装置的性能指标。在软X射线激光研究方面,利用10级Marx发生器和Blumlein传输线,建立了最高电流峰值40 kA,前沿为26.6 ns的毛细管放电装置,并实现了46.9 nm激光输出。建立了输出电压600 kV、输出电流20 kA的电子束装置,并作为泵浦源实现了离子准分子光腔效应。为了泵浦S2准分子,采用横向放电方式和低电感放电回路,实现了电压脉冲宽度为29.2 ns的窄脉冲放电。     

Ne空阴极放电中l_(S_2)-2p反常脉冲光电流信号的研究

本文报道利用YAG倍频激光泵浦的脉冲可调谐染料激光器在Ne-Nd空心阴极放电中测定Nels_2—2p态跃迁及ls_2-2p-5s′_1态二级级联跃迁的光电流信号实验,并介绍了我们对此进行的理论计算.结果表明,Ne ls_2—2p态跃迁的反常光电流信号起因不在于能级间粒子数反转.     

高气压紫外预电离横向放电泵浦XeCl激光器

目前,在稀有气体卤化物准分子激光器领域里,正掀起一股研究XeCl激光器的热潮[1-6]这不仅因为XeCl具备准分子的一切特点:辐射波长处于紫外区,能量转换效率高,可调谐,能够高重复率运转,而且工作寿命长,所使用的氯化物品种多,因此,这种激光器具有很大的实用价值.它正在吸引着越来越多的研究者.Burnham等[7]和 Sze等[8]采用 HCl作氯施主,总气压在三个大气压以上,能量转换效率达1%.Northrop研究和技术中心,在1升火花预电离装置上获得180毫焦耳输出.这些结果可以和KrF相媲美. 我们曾以BCl3[9],CCl4和CHCl3作为氯施主.在一个大气压以下,以…     

折叠式长脉冲XeCl准分子激光器

本文报道一台新颖的双通道放电泵浦的准分子激光器,采用折叠式光路构成一个较长的激光腔(2m),同时适当拉长放电时间,获得了150ns、150mJ的激光输出。