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高平均功率高重复频率TEA CO_2激光器系统关键技术研究

高平均功率高重复频率TEA CO_2激光器在激光材料处理、激光大气污染探测、激光测距雷达、光电对抗、激光推进、激光化学等领域中有重要的应用前景。本文围绕高平均功率高重复频率TEA CO_2激光器若干关键技术的研究和系统集成,进行了大量理论及实验研究工作,主要取得了以下成绩:(1) 设计出一个通用的电极设计软件界面,可以用于各种参数条件下的三维均匀场电极设计。引入有限元软件ANSYS分析了加工误差和装配误差对整个Ersnt电极系统电场均匀性的影响。(2) 成功地将印刷电路板预电离方式比例放大到大体积放电,研制成功一台3.6kW平均功率TEA CO_2激光器。并进一步探索TEA CO_2激光器的预电离机理,研究发现阴极表面预电离对获得均匀的大体积主放电起决定性作用。(3) 研制成功一台12kW平均功率TEA CO_2激光器。证实了在万瓦级高平均输出功率水平下采用旋转火花隙作为大功率高压开关的可行性。为旋转火花隙在更高输出功率的TEA  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与光电子学进展》1988年12期
激光与光电子学进展

多程TEA CO_2激光器的特性

稳定谐振腔虽然很难保证辐射的高度方向性和相干性,但在低增益激活介质的各种激光器中还是得到广泛的应用。稳定谐振腔激光器的特性本质上决定于振荡的模成分。在文献(例如文献〔1一3〕)中,从改善辐射质量的观点出发,主要讨论了谐振腔横轴模成分的最佳化。本文针对TEA 00:激光器,通过在激光谐振腔中激发非轴向形成光束的模—所谓多程模(M模)〔‘一51的方式,在实验上研究了改善输出光束空间特性的可能性。 对于平面一球面谐振腔,沿谐振腔的双程形成M模光束的数目N由下式r峨’确定: N=2二K〔areeos(1一Zd/R)〕一’式中之声公谐振被长度苏卒‘‘球面反射镜的曲率半径,刃—整数,1(K(N/2。M模的光斑在反咐镜沿直线线段或椭圆(特殊情况为圆)分布。在第一种情况下M模称为平面模。在第二种情况下—空间模。作为例子在图1上示出指数N二6、K=1在反射镜具有圆形分布光斑的M模形成束的:轨迹。 实验在紫外预电离激活介质的TEACO:激光器上进行...  (本文共2页) 阅读全文>>

《激光技术》1988年05期
激光技术

非稳腔在小型TEA CO_2激光器中的应用

一、引万70年代初,TEA co:激光器的出现,特别是在各种预电离技术的发展使T奴co:器件性能显著提高后,人们对co:激光器有了新的认识。这种以较小徽活体积获得高峰值功率、大能量、窄脉冲输出的激光器给激光应用技术带来了希望,并已成为一大类卖用激光器。目前,小型TEA CO,激光器在总长度不到20cm的条件下能产生大于2 omJ的翰出激光,脉冲宽度可达40ns,比输入能盆可高达1 .Ikje一’atm一’,比拍出能t可达60)七一’atm一’,峰值功率密度已达50oMw。一’atm一’,最大能量转换效率约为8、12%〔卜,1。本文将非称腔应用于火花阵列式紫外光预电离的小型TEA CO:激光器,与采用稳定腔的同一器件相比,能t转换效率提高约一倍,输出能量由100mJ提高到21OmJ.二、讼振腔的设计考虑 不型徽光器,的激光介质体积较小,总增益因而较小,这就要求激光器谐振腔的损耗要小,杏列、徽光起振条件得不到满足,输出为零。目前,小...  (本文共4页) 阅读全文>>

《激光与红外》1988年12期
激光与红外

TEA CO_2激光器及应用系统商品化进展

自六十年代末,TEA CO:激光器由加拿大的Defenee Reserach Establishment发明以来,1969年透过政府将此技术提供给了工业界,2970年在握太华成立了Lumoni。:Rese-arch公司,致力于这种器件的工程化发展,1971年向市场投放了科研用TEA CO:激光器,1976年推出了商标名Laser Mark的1’EAcog激光标记机,可在电子、饮料、药物、汽车、’航空、半导体及消费品包装业的产品上打上日期、批号或条码等标记,经数年不断改进,成为世界畅销产品,随即更名为Lumoni-cs Inc公司,成为拥有约270名雇员的TE人CO,激光器及其系统的专业公司。 1987年进入国际TEA CO:激光器市场的公司已逾20家(并非单一生产TEA CO:激光器),从业人员2000多人,至今已形成民用TEA CO:激光器件(不含系统)年销售额约1300~1500\万美元、军用TEA CO,激光器约400万美...  (本文共8页) 阅读全文>>

《激光与红外》1989年03期
激光与红外

紫外预电离TEA CO_2激光器放电特性的研究

结合原电子部下达的“激光打标记系统的研制”及国家教委重点项目“气体激光动力学过程的研究”,我们研制成了一台TEA CO:打标记激光器的样机,性能达到了应用要求。针对所设计的主放电回路,建立了激光器放电等效回路的理论模型。计算与实验结果表明,所建立的理论模型及分析方法基本合理。时间常数和主放电过程相比要大得多,所以,在建立放电回路模型时忽略考虑高压电源对主电容C。的充电作用。据此,建立的等效回路模型如图2所示: 实脸装t我们研制的一台紫外预电离TEA CO:打彝下妙钾”’:q、上、 幽吃几11标记激光器,其主放电电路如图1所示: 圈2放电等效回璐 尸。—球隙G放电击穿时的等效电困和主电容C。的娜效内阻之和,乙。一漆晾G和主电容c。的电感及导线的分布电感之和.Cr—班电离电容的总容t,R.—火花峨放电时的等效电阻;R‘(t)—徽光等离于体的等效阻杭.犷‘—徽光雄电极间的电压降.‘—主放电电流。一图1 TEAC02激光器主放电电路 对...  (本文共4页) 阅读全文>>

《激光技术》1989年04期
激光技术

混合型TEA CO_2激光器

一、引盲 自从TEA CO:激光器问世以来,由于它具有工作气压高,工作电压低,激活休积大,输出功率大和效率高等优点,得到了广泛应用。也正是由于其工作气压高,增益高且增益宽度宽,因而它的输出即使加上选频元件也较难获得线宽较宽的单纵模。这在许多应用中都是不能满足要求的,如光泵远红外,要求泵源能高效地、准确地将工作物质从基态泵到某一需要的激发态上去。这时的TEA CO:激光器必须是单横模、单纵模和窄线宽的。最近几年来,人们采用这种器件泵浦Para一氢,成功地获得了lJ的16协m的受激Raman输出〔‘〕,腔内效率超过50%,成为激光分离铀同位素的最有前途的器件。除此以外,在高分辨率光谱,红外双共振,非线性光学以及相干探测等方面,单纵模(S LM)TEA COZ激光器也有广泛应用。 获得单纵模窄线宽激光脉冲输出的方法很多,但大致可分为外注入式和内注入式两类。外注入是将一台CW SLM CO:激光器的激光输出从外部注入到TEA CO:激光...  (本文共4页) 阅读全文>>