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注入锁定TEA CO_2激光器激光脉冲特性分析

注入锁定TEACO_2激光器激光脉冲特性分析过巳吉,詹玉书,王立军(西安电子科技大学技术物理系710071)摘要本文在一般的TEACO_2激光器的动力学方程的基础上,给出注入锁定情况下TEACO_2激光器的动力学方程组,并进行数值计算,结果表明,TEACO_2激光器注入锁定激光脉冲宽度比自由运转时的变宽了,脉冲峰值功率降低,而且激光脉冲产生的时间提前,这与实验规律相吻合。关键词TEACO_2激光器;注入锁定0引言在我们关于重复率TFA(横向激励大气压)CO2,激光器注入锁定的实验研究的文章中1,已给出了我们用CWCO2激光器对本教研室研制的重复率TEACO2激光器所进行的注入锁定的实验结果,表明在TEACO2,激光器注入锁定的情况下,该激光器的输出激光脉冲宽度较自由运转时的变宽,脉冲峰值功率降低,激光脉冲产生的时间提前,关于TEACO2,激光器注入锁定已有的理论研究,基本上是针对一种实验现象,相应的提出一种理论模型2~5,还未见...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国科学院研究生院(电子学研究所)
中国科学院研究生院(电子学研究所)

脉冲CO_2激光器的多频动力学理论研究

脉冲CO_2激光动力学理论对脉冲CO_2激光器系统的机理分析、新的高性能激光器的探索和实用化激光器的优化设计发挥了重要的作用。本文对脉冲CO_2激光动力学过程开展了系统的理论研究,进行了大量的数值计算和分析,主要取得了以下创造性成果:(1)建立了脉冲CO_2激光器的多频动力学模型,该模型充分考虑了增益重叠效应,序列带、热带的影响,以及非洛仑兹线型效应,可描述各种气压下脉冲CO_2激光器的动力学过程。(2)利用多频动力学模型解释了多大气压脉冲CO_2激光器的激光形成时间和脉冲宽度随比注入能量或激光输出能量的增加而减小的规律,证明了谐振腔内无任何色散元件时的宽带输出频谱是光滑连续的,而频率依赖的反馈引起了输出频谱强烈调制。(3)利用多频动力学模型分析了混合气体压强、气体成分、填充因子、气体温度和输出耦合镜反射率对TE(A)CO_2激光器的激光输出的影响,获得了脉冲能量和峰值功率的不同的最佳反射率条件。(4)将多频动力学模型中的光强方...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

TEA CO_2激光模式控制及光束传输特性研究

高能激光是激光发展的重要方向之一,在工业加工,航天,国防等领域应用广泛。高能TEA CO2激光效率高,功率高,光束质量好,是高能激光研究的重要对象,最近国际上的热门研究领域激光推进,TEA CO2激光器被认为是最可选激光器。激光器光束模式是影响这种远距离传输应用的关键因素。本文主要针对TEA CO2激光器光束模式改进以及激光传输特性做了相关方面的工作。在总结了激光光束的评价方法的基础上,对实验室中不同结构谐振腔(平平腔,平凹腔,平面-角隅镜以及非稳腔)输出光束进行了测量和分析,发现M=4虚共焦非稳腔结构的高能量TEA CO2激光在单脉冲能量在12J,其衍射极限因子β在2~3之间,具有较好的光束质量。光束质量除了横模,谱线和纵模也是很重要的参数,而TEA CO2激光由于功率大,谐振腔长,所以一般为多纵模输出。我们用注入锁定的方法使激光器在横模和纵模匹配的条件下在一定概率下实现了单纵模运转。实验结果表明,在TEA CO2激光器注入锁...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

快调谐TEA CO_2单纵模激光及注入锁频技术研究

单纵模TEA CO_2激光器因其具有窄线宽、高功率、可调谐、对人眼安全等优点,广泛应用于光泵浦远红外激光器、分子光谱学、速度测量以及大气遥感监测等诸多领域中。当其用于CO_2差分吸收雷达(DIAL)时,由于具有极好的单色性和相干性,可以实现外差探测。与直接探测CO_2 DIAL相比,外差探测CO_2 DIAL探测距离更远,探测灵敏度更高,并且可以同时获得目标的速度信息,这些优点使得国外在二十世纪八十年代就开始对其进行研究。外差探测CO_2 DIAL的关键技术之一就是要求使用频率稳定的单纵模TEA CO_2激光器,作为发射机的振荡源,鉴于此,本文从理论上和实验上对TEA CO_2激光器获得单纵模激光技术及频率锁定技术进行了研究。首先导出了可以描述TEA CO_2激光器动力学过程的六温度振动转动模型,利用该模型对单纵模TEA CO_2激光器的输出特性进行了分析,讨论了混合气体压强、气体成分、气体温度、输出耦合镜反射率以及谐振腔长对输...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

《仪器仪表学报》1990年10期
仪器仪表学报

采用注入锁定振荡器的频率相位追踪锁定环路的设计

1引言频率追踪锁定环路常用于小信号的恢复、同步及频率合成。该环路大多以数字逻辑电路或锁相环电路为基本电路构成的[1,2]。本文提出了一种采用数控注入锁定振荡器为核心部件的新型频率相位追踪锁定环路(FPTLL)的设计,并讨论了计算机电路模拟的结果。新型FPTLL可有效地拓宽注入锁定振荡器的频率追踪范围,使得注入锁定振荡器能在较宽的频率范围内保持其良好的特性。2电路的基本结构和原理FPTLL的电原理图如图1所示,有数控注入锁定振荡器(DCILO)、频率控制寄存器(FCR)、频率相位检测器(FPD)及输入信号放大(Amp)和状态控制电路(SCU)等5个单元电路。数控注入锁定振荡器是整个环路的核心部件。众所周知,注入锁定振荡器是一种具有良好自适应增益带宽特性的小信号恢复电路,它将信号的频率追踪、相位同步、噪声滤波及信号放大等功能集于一个过程,且捕获时间快于一般的锁相环[3]。采用注入锁定振荡器可提高环路频率锁定和相位同步的能力。同时,环...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国激光》1970年90期
中国激光

注入锁定铜蒸气激光器中自发辐射的影响

注入锁定铜蒸气激光器中自发辐射的影响张勇梁培辉雷建求任虹沈琪敏(中国科学院上海光机所上海201800)提要利用铜蒸气激光动力学模型模拟了注入锁定中注入光与放大自发辐射之间的竞争过程,分析了注入锁定效果与注入功率的关系,并就如何增强注入光对噪声光的抑制作用进行了讨论。关键词注入锁定,铜蒸气激光,偏振度,自发辐射1引言应用注入锁定技术能够显著提高铜蒸气激光器的工作性能,已被一些报道所证明,如梁培辉等所报道的铜蒸气激光注入锁定前后光束方向性、偏振度的变化[1,2],耿纪宏等所报道的注入种子的激光频率对卤化铜激光器激光频率的影响[3],这些均表明注入光能对被注入激光器的性能进行有效控制。但是从这些实验结果也可以看出,注入锁定后的输出光束的质量(包括方向性、单色性和线偏振度等)都比注入信号略差。为了弄清注入脉冲的参数与输出光束的质量之间的关系,我们应用铜蒸气激光动力学模型模拟了注入锁定过程,着重分析了注入光与腔内噪声辐射(即增益介质内的放...  (本文共5页) 阅读全文>>

《光电子.激光》1988年02期
光电子.激光

注入锁定染料激光器的发展

激光光谱学的研究,激光分离同位亲,大气污染的监测以及其它许多方面都要求可调谐的激光器既具有窄的线宽又具有较大的能量输出。作为实现高光谱分辨率和高能量输出的一种有效途径,注入锁定染料激光器在上述诸方面有着广泛的应用前景。一、注入锁定染料激光器 的基本原理 对于一个普通的染料激光振荡器,如果在其腔内不加任何选频元件,‘之将输出宽带激光。如果在它起振之前,预先注入一个窄带激光信号,并使注入信号的模式与激光器的腔模相匹配,那么当它本身起振时,与注入信号相应的模式将占优势,由于模式竞争的结果,把大部分宽带能量集中到窄带里。这就是注入锁定的基本原理。 通常称提供注入信号的激光器为主激光器(Master Laser),而称接受注入信号的激光器为受迫激光器(ForcedLaser),主激光器注入到受迫激光器中的光场要在受迫激光器的谐振腔中形成振荡,同时受迫激光器本身也要形成振荡,当在受迫激光器谐振腔中的这两种振荡共振时,就实现了注入锁定。相对于...  (本文共8页) 阅读全文>>