表面放电光泵浦XeF(C-A)激光数值模拟

 采用数值方法模拟表面放电光泵浦XeF(C-A)激光形成过程,分析反应粒子、气体温度、腔内损失、耦合透过率、XeF₂压力对激光输出的影响,数值计算结果与自行研制的表面放电光泵浦XeF(C-A)激光器的实验结果吻合较好。     

表面放电光泵浦XeF(C-A)激光数值模拟

采用数值方法模拟表面放电光泵浦XeF(C-A)激光形成过程,分析反应粒子、气体温度、腔内损失、耦合透过率、XeF2压力对激光输出的影响,数值计算结果与自行研制的表面放电光泵浦XeF(C-A)激光器的实验结果吻合较好。     

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13.5～26.8 kV、间隙长度为8 cm、放电室内混合气体气压为100 kPa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0.15 m/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。     

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。     

焦耳量级光抽运XeF蓝绿激光器

阐述了焦耳量级XeF(C-A)激光器的总体设计及抽运源辐射能力的测试方法,分析了XeF(C-A)激光特性参量与XeF2初始浓度、输出透过率以及气体成分之间的关系。抽运源采用紧凑型结构,有效地减小了放电回路面积,使回路电感降低到330nH,从而使放电沉积效率达到74%,抽运源平均沉积功率密度达到12MW/cm。利用分幅相机拍摄了XeF2光解离波并对抽运源辐射能力进行了诊断,抽运源辐射在140~170nm波段的光子出射通量达到5×1023s-1.cm-2,辐射亮度温度高于25kK。激光器有效激活长度80cm,采用平凹谐振腔,激光器获得了稳定的焦耳级能量输出,最大输出能量2.5J,总转换效率0.1%,激光脉宽约为700ns。     

横向表面放电光泵浦源特性研究

 介绍了一种用以泵浦XeF(C-A)激光的横向表面放电辐射源,比较详细地研究了这种泵浦源的放电击穿特性、放电电流与充电电压及不同气体介质的关系、表面放电均匀性以及不同气体成分对表面放电辐射特性的影响。得到了放电击穿时间、放电峰值电流随充电电压、不同气体介质变化的曲线;分析了提高放电均匀性的途径,在电极长50cm、间距6cm、充电电压25kV条件下获得了均匀放电。获得了各种实验条件下放电辐射的光谱曲线;通过对辐射光谱的分析,研究了有利于光解离XeF₂的最佳实验条件,当p_Ar:p_N2=1:1时,放电在远紫外波段产生的辐射最强。     

横向表面放电光泵浦源特性研究

介绍了一种用以泵浦XeF(C-A)激光的横向表面放电辐射源,比较详细地研究了这种泵浦源的放电击穿特性、放电电流与充电电压及不同气体介质的关系、表面放电均匀性以及不同气体成分对表面放电辐射特性的影响。得到了放电击穿时间、放电峰值电流随充电电压、不同气体介质变化的曲线;分析了提高放电均匀性的途径,在电极长50cm、间距6cm、充电电压25kV条件下获得了均匀放电。获得了各种实验条件下放电辐射的光谱曲线;通过对辐射光谱的分析,研究了有利于光解离XeF2的最佳实验条件,当pAr:pN2=1:1时,放电在远紫外波段产生的辐射最强。     

双向光泵浦XeF(C-A)激光

 讨论了双向光泵浦XeF(C-A)激光技术,给出了双向泵浦情况下的XeF₂光解离波图像。在双向泵浦条件下XeF(C-A)激光输出能量提高了近3倍,最大输出达到3.3 J,激光脉宽增加到1 100 ns。激光输出特性受XeF2初始浓度的显著影响,激光形成时间随XeF₂初始浓度增大而加长,激光脉宽先增大后减小,激光近场光斑呈现出不同的形状,由方形变化为“X”形状。     

重频XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF2浓度的监测与控制

介绍了采用光谱吸收法实时监测重复频率XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF2气体浓度的原理和控制XeF2气体浓度的方法;给出了监测窗中XeF2气体浓度与激光器气室中的XeF2气体浓度之间的关系,获得了在不同主/载气路气流量条件下激光器气室中XeF2气体浓度值,通过调节主/载气路的气流量实现了对激光器腔室内XeF2气体浓度的控制,保证了XeF(C-A)蓝绿激光器1 Hz重频运行。     

流气条件下表面放电光泵浦源重复频率运行的稳定性

以高纯度Al2O3陶瓷作为放电基底,研制了重复频率表面放电光泵浦源模块,详细地讨论了流气条件下泵浦源的放电抖动和辐射强度波动,并采用高速相机拍摄了泵浦源的放电等离子体图像,研究了等离子体的空间稳定性。研究发现:在流气状态下,泵浦源的重复频率为1～5 Hz时,泵浦源的放电抖动与放电等离子体的空间稳定性受充电电压和气体流量的影响较大,随运行频率的变化较小;辐射强度波动主要与充电电压相关,基本不受气体流量和重复频率变化的影响;在大流量条件下,提高充电电压,可以有效降低混合气体流动对泵浦源放电抖动的影响,减小辐射强度波动,改善放电等离子体的空间重复性;当充电电压达到26.8 kV时,气流量在60～300 L/min范围内,泵浦源的放电抖动可以小于45 ns,辐射强度波动小于2%,放电等离子体有很好空间稳定性。研究结果表明该表面放电光泵浦源模块在流气条件下具有良好的重复频率运行稳定性。     

氟化氙(C-A蓝绿激光技术研究进展

 综述了XeF(C-A)激光的产生原理，表面放电光泵浦源的结构，激光器装置， XeF(C-A)激光实验研究以及XeF(C-A)激光理论模拟；介绍了XeF₂浓度的监测，以及表面放电光泵浦源技术研究的最新进展。     

氟化氙(C-A蓝绿激光技术研究进展

综述了XeF(C-A)激光的产生原理,表面放电光泵浦源的结构,激光器装置, XeF(C-A)激光实验研究以及XeF(C-A)激光理论模拟;介绍了XeF2浓度的监测,以及表面放电光泵浦源技术研究的最新进展。     

低气压掺氪混合气放电XeF（C—A）激光

于0.22MPa气压和2.76MW/cm~3泵浦速率下,在商品准分子激光器上实现放电激励XeF(C-A)宽带自由振荡。使用峰值净益为1.24％/cm的掺氪四元混合气,获得兰绿激光输出1.17mJ,比能量输出9mJ/L,增本征效率0.016％,中心波长477nm,带宽32nm(FWHM)。     

重频XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF2浓度的监测与控制

 介绍了采用光谱吸收法实时监测重复频率XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF₂气体浓度的原理和控制XeF₂气体浓度的方法；给出了监测窗中XeF₂气体浓度与激光器气室中的XeF₂气体浓度之间的关系，获得了在不同主/载气路气流量条件下激光器气室中XeF2气体浓度值，通过调节主/载气路的气流量实现了对激光器腔室内XeF₂气体浓度的控制，保证了XeF(C-A)蓝绿激光器1 Hz重频运行。     

光泵NH3分子远红外激光研究

运用量子系统的密度矩阵理论，采用迭代法计算了光泵ＮＨ３分子远红外超辐射和腔式激光的频谱特性和相应的最佳工作气压。理论计算表明相对于超辐射方式，光泵腔式ＮＨ３分子远红外激光具有宽带辐射以及纵向调谐特性，且总的输出光强在一定条件下得到提高，最佳工作气压也较低。在实验上对ＴＥＡＣＯ２－１０Ｒ（８）和９Ｒ（１６）泵浦的Ｎ 红外超辐射和腔式激光器产生的远红外辐射进行了测量。结果表明理论计算与实验结果相符。     

Energy Exchanged Process of Superradiant Optically Pumped Far-Infrared Laser with Buffer Gas

By means of solving the density matrix equations, base on the mechanism model of buffer gas, the output intensity of FIR and the FIR signal gain coefficient Gs and IR pumping signal absorption coefficient Gp were calculated, energy exchanged process of superradiant OPFIRL with buffer gas was analyzed. It was found that after adding buffer gas into the laser medium, the FIR output could be increased, and the active region of a FIR laser was lengthened.     

A Revisory Mathematical Model on Optically Pumped Far-Infrared Laser

In an optically pumped far-infrared laser (OPFIRL) system, the infrared (IR) pumping laser with collision broadening which was closer to the practice was considered. A more precise mathematical model was set up. When the IR pumping laser line had the Lorentz function structure, by solving the semi-classic density matrix equations, the generalized form of FIR signal gain Gs and IR pumping signal absorption coefficient Gp were obtained.