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高功率高重复率TEA CO2激光器研究

高功率高重复率TEA CO_2激光器是一种有着良好应用前景的激光器件。本文中的全部研究工作,都是围绕着高功率高重复率高光束质量TEA CO_2激光而展开的。在综述了CO_2激光器,尤其是高重复率TEA CO_2激光器的发展之后,论文系统地研究了高功率高重复率TEA CO_2激光器的结构、组成与工作特性。结合激光的工程应用,重点讨论了激光器脉冲重复率和输出光束空间分布的相关问题。在对提高激光脉冲重复率的制约因素进行分析的基础上,设计并实现了一种新的激励方式—顺序放电的激励方式,在保持多组件激光器组件结构不变的条件下,使输出光脉冲的重复率和平均输出功率成倍增加。通过实验测量了TEA CO_2激光器输出光束的空间分布,得到了M~2因子等于1.1的高质量输出光束。研究了TEA CO_2激光器输出的“平顶型”光束的成因,通过实验测量证实:在TEA CO_2激光器中,由于较高增益的激光介质中存在着强烈的饱和效应,使得输出光束分布被展宽和均匀  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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TEA CO_2激光器放电特性及电源系统研究

激光推进、光电对抗及强场物理研究等新兴应用对脉冲TEA(Transversely Excited Atmospheric)CO2激光器的单脉冲能量、峰值功率、重复率等性能指标提出了更高要求。脉冲放电特性及电源系统对激光器的这些性能有非常重要的影响。 论文首先实验研究了工作气体成分和气压、工作频率、运行时间以及谐振腔参数等非电路因素对TEA CO2激光器脉冲放电特性和电光转换效率的影响。通过研究,找到了一种最佳的无氦工作气体配比CO2:N2:H2=1:5:0.67,该工作气体显著提高了激光器的单脉冲能量,降低了激光器的运行成本。随后,论文对电源系统的放电电路、充电电源、触发控制器等部分及其对TEA CO2激光器放电特性的影响进行了系统的理论和实验研究。通过综合考虑气体放电中所发生的电离、吸附、复合等过程,建立了电感充放电电路的理论模型。利用该模型较精确地模拟了从放电电路触发到最终残余振荡的全过程,揭示了电路参数影响放电的规律。针对...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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TEA CO_2激光器的大体积放电研究

高能脉冲CO_2激光器由于近年兴起的激光推进、激光强场物理等应用的需求,又一次得到了人们的重视。实现稳定、均匀的大体积放电,是获得高单脉冲能量的必经途径。本文较为详尽的论述了在大放电体积下TEA(Transversely Excited Atmospheric)CO_2激光器的放电理论与实验研究结果。主要从放电电极、预电离方式、放电电路、放电发展过程和放电发光光谱分析出发,旨在优化放电结构,提高高气压大体积下的放电稳定性。从理论上对TEA CO_2激光器的均匀场放电电极进行了研究。利用有限元计算方法,计算并讨论了均匀场电极中电极面型、电极板安装结构和电极板厚度对实际电场分布影响。根据放电等离子体辉光分布,我们认为电极表面的电场强度分布,仅对放电的初始发展具有影响,而放电区中央的电场分布以及预电离强度,对最终放电区的均匀性具有决定性的影响。对影响小信号增益的各种因素进行了实验研究。系统地讨论了电路因素(放电区结构、放电电路、充电电...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

《应用光学》1985年04期
应用光学

小型重复率脉冲横向激励激光器

引言一、系统发展 最近,夕、们对研积各种月途的小型重复率脉冲CO:激光器产生了叹大兴趣。这些用途包括汉距和派寿(Hortw弘:k,玛8门年)、遥感大气污染(Killing::一等人,198。年),因此,小型手持式器件具有是著的优势。此外,诸饭线性和非线性红外光普学、光学襄浦、红外激迁光化学和威光手术等饭城都由于可得到低成本和可靠均高泳书重夏率异牛而受益或可能受益。 使用小型放屯袭置既育利,一匕育弊。沉如,在增益长支〔毛力。ri1)、腔长均短.右清况下,若要求高功率TEM。模输川,则田于菲涅尔数太高l万对腔沐的设计要求.牙刻。但即吏烟此,调整控长注制寻从漠也还是可能的(Lac加。br。等爪,:盯。年)。同拜,甩板尺寸(毛1 cm,小,吏工一包玉译.未.从而简化激励乞路,但却易引巡椒活介质生能急剧下降(由阴极射流百攻(Brink等几、,19了8年)。很通显,小型爵炸具有重量理、可携带的优点,而几遗价便宜,因勺决旅了对电源、气体循环风...  (本文共5页) 阅读全文>>

《应用光学》1950年50期
应用光学

具有1kHz脉冲重复率的深紫外单板印刷激光器

具有1kHz脉冲重复率的深紫外单板印刷激光器德国LambdaPhysik公司已研制出输出功率为30W的KrF小型准分子激光器。它可以1kHz脉冲重复率稳定工作。该公司的管理合伙人BirkBagting在美国加州举行的SPIE微型平板印刷术会议上介绍了该激光器的特性。Basting说新型的微型平板印刷步进扫描工具必须达到高生产率和分辨率技术指标的要求以及生产成本低的要求。精确曝光控制高功率窄谱宽准分子激光器是平板印刷系统的关键部分。由于脉冲-脉冲稳定性好,脉...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国激光》2006年10期
中国激光

用金属氧化物半导体场效应晶体管器件实现的高重复率电光调Q模块设计

1引言调Q技术是把激光脉冲压缩在几个到几十个纳秒的同时,使光源的单色亮度提高几个数量级的技术。这种激光脉冲和物质相互作用时,会产生一些具有特殊意义的新现象、新技术和新方法[1]。调Q的变化时间很快。在巨脉冲建立的过程中,如果Q值变化的速度太慢,谐振腔的单程损耗急剧加大,最终结果是增益低于损耗,谐振腔不能形成激光振荡[2]。从以上的分析可知,对调Q电路的要求是:Q值的变化要尽量快(纳秒量级)。对于低增益的工作物质,由于增益较低,要求谐振腔内的损耗尽可能小,一般要求Q值的变化时间T≤20 ns,这对调Q电路而言,要求更为严格。电光调Q是调Q中的一种,而以金属氧化物半导体场效应晶体管(VMOSFET)器件为核心的电光调Q电路正尝试解决重复率在1 kHz以上的电光脉冲调Q系统的问题[3]。2各种调Q电路的分析2.1冷阴极触发管的调Q电路冷阴极触发管是一种电真空器件,在阳极(A)和阴极(K)之间加上调Q高压,当栅极(G)没有加高压脉冲作为...  (本文共5页) 阅读全文>>

《激光与光电子学进展》2007年07期
激光与光电子学进展

高重复率卫星激光测距的关键技术及其进展

1引言卫星激光测距技术经过40多年的发展,单次测量精度已经达到亚厘米级,是目前空间大地测量中精度最高的技术之一。对卫星激光测距而言,观测数据量的增加,可以有效地提高标准点的精度,利于卫星的精密定轨。目前全球卫星激光测距站大多采用低于10Hz的测距频率,这种测距技术虽然很成熟,但由于回波探测成功概率受实际很多因素的影响[1],限制了观测数据量的增长和标准点精度的提高。高重复率卫星激光测距技术不是以提高单次测距的回波探测成功率为目的,而是通过提高测距频率得到更多的观测数据量来提高有效点的精度。唯一实现高重复率卫星激光测距常规观测的奥地利Graz站的测量结果[2]表明:对于大多数卫星而言,当观测数据量有了近百倍的增加时,标准点的精度也有了很大的提高。此外,该技术还具有输出能量低,使用寿命长、系统的复制和维护费用低等优点[3]。高重复率卫星激光测距系统的最终目标是实现全天24h覆盖跟踪所有卫星,实现高自动化、人眼安全、无人值守的卫星激光...  (本文共7页) 阅读全文>>