吕岩[1]2004年在《高平均功率高重复频率TEA CO_2激光器系统关键技术研究》文中研究说明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叁维均匀场电极设计。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 CO_2激光器中的应用奠定了技术基础。 (4) 提出一种在稳定激光谐振腔中采用外环耦合方式得到环状光束(空心光束)输出的新型激光谐振腔。利用Fox-Li数值迭代算法计算了谐振腔镜面上和衍射耦合输出场基模的振幅和相位分布。通过实验在高增益的TEA CO_2激光器中，得到了基模环形光斑输出。 (5) 在平均功率3kW量级下实现了TEA CO_2激光器的调谐输出。
程亮[2]2001年在《“印刷电路板预电离”TEA CO2激光器及脉冲形成网络放电研究》文中研究指明本文提出了一种新型的紫外光预电离结构---“印刷电路板预电离”。该结构为采用双面敷铜的印刷电路板作为紫外光辐射源的分布式电容耦合器，与电晕预电离、火花针阵列预电离和半导体预电离方式相比，具有更好的预电离强度和预电离均匀性的结合，设计制作简单，结构紧凑，适合于横向高速气体流动系统，有利于产生高重复频率和高平均功率的脉冲激光。这种新型的结构已成功地应用到小型脉冲TEA CO_2激光器。与实验室中的电晕预电离和火花针阵列预电离的小型TEA CO_2激光器相比，激光器的输出能量有了显着的提高。这种新型的预电离技术还成功地扩展应用到为D5059激光工程服务的长脉冲中型TEA CO_2激光器。激光器的输出能量和光脉冲宽度基本符合D5059激光工程的研制要求。 本文研究了照射阳极和照射阴极两种照射模式。实验发现采用照射阳板模式更利于提高激光器的输出能量。这与传统的阴极表面光电发射占主导地位的预电离机理有很大的不同。 本文还对用于产生宽脉冲的脉冲形成网络放电进行了初步的研究，获得了宽脉冲的激光输出。并提出电极设计新思路和采用Pspice软件对激光放电回路进行瞬态模拟。
吕岩, 万重怡[3]2004年在《印刷电路板预电离TEA CO_2激光器的阴极表面预电离研究》文中认为弧光放电不利于TEACO2 激光器输出高功率激光 ,通常采用预电离技术来获得主电极间的均匀辉光放电。印刷电路板预电离较其他紫外光预电离方式具有更好的预电离强度和预电离均匀性的结合 ,有利于产生高重复频率和高平均功率的脉冲激光。本文研究了印刷电路板预电离TEACO2 激光器中有、无紫外光体积光电离的两种不同预电离结构形式。主放电均匀性实验表明 ,在无紫外光体积光电离的情况下 ,也可以获得放电均匀性很好的大体积主放电。这说明在印刷电路板预电离中起主导作用的是阴极表面的预电离效应。本研究结果对探讨TEACO2 激光器的预电离放电机理具有参考价值
王云飞[4]2007年在《基于Pulser/sustainer技术的可调谐长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器》文中研究表明长脉冲TE CO_2激光器在激光加工、激光雷达、激光推进、光电对抗等领域有一定的应用前景。本文利用光栅调谐，对pulser／sustainer技术激励的紫外预电离长脉冲TE CO_2激光器的调谐特性的进行了实验研究。在增益体积为1.17L，激光混合气体比CO_2：N_2：He=1：5：19的条件下，比较了刻槽数分别为80line／mm、120line／mm、150line／mm的叁种光栅在不同工作气压和激励电路条件下的激光器调谐特性，其中，120line／mm的光栅谐振腔可以输出75条激光谱线，4条主要谱线(9R(20)、9P(20)、10R(20)、10P(20))输出能量与采用全反铜镜的非调谐谐振腔激光器输出能量相当。深入分析了激励电路、工作气压和气体成分配比等因素对长脉冲TE CO_2激光器调谐特性的影响。仔细观察比较四条主要谱线(9R(20)、9P(20)、10R(20)、10P(20))的激光输出脉冲能量、脉冲波形和脉冲宽度(FWHM)随放电电压、放电脉宽以及气体成分配比等的变化情况。实验观察到，相同的激励条件下，不同的激光波长，激光输出脉冲宽度有所不同。说明在基于Pulser／sustainer技术激励的长脉冲可调谐TE CO2激光器，其激光输出脉冲宽度随调谐波长的不同而变化。简单分析表明，谱线增益的变化可能是引起谱线输出脉冲宽度不同的主要原因。
吕岩, 于延宁, 万重怡, 刘世明, 谭荣清[5]2005年在《印刷电路板预电离3.6kW TEACO_2激光器》文中进行了进一步梳理在TEACO2激光器中采用印刷电路板预电离结构,在单节放电体积为5cm×4cm×90cm的两节串连的激光器中获得了20.4J单脉冲能量输出,电光转换效率达12.8%.激光器重复频率工作时,气体清洗系数大于3,在最高重复频率180Hz下获得了3.6kW平均输出功率.
文康, 谭荣清, 张阔海, 刘世明, 朱玉峰[6]2011年在《平均功率3.3kW高重复频率TEA CO_2激光器》文中进行了进一步梳理研制了一台平均功率3.3 kW横向激励大气压(TEA)CO2激光器。激光器采用单节放电体积为5 cm×4 cm×90 cm的两节腔体串连的形式,印刷板电路预电离结构和闸流管开关放电电路,实现了激光器单脉冲能量输出,高重复频率工作。在重复频率150 Hz条件下,获得了3.3 kW平均输出功率。获得32.8 J单脉冲输出能量,电光转换效率达到15.4%。
汪训忠[7]2007年在《高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器》文中提出本论文的研究目的是在不同的气体组分、气压、电压参数条件下，详细研究基于Pulser／sustainer技术的紫外预电离长脉冲TE CO_2激光的输出特性，取得了如下成果：1．改进了谐振腔机械结构。通过不同气压下激光器的运转实验证明，新设计的光桥系统和谐振腔结构装调方便，能够在不同气压条件下保持状态稳定。2．设计了新型的激励电路。在原来激励电路中引入一个串联电感为Pulser／sustainer回路所共用。大量实验数据表明，新设计电路能够显着增强Pulser电路的预电离能力并大幅度提高激光单脉冲能量。3．研究了不同输出耦合率对26us脉宽激光输出脉冲能量的影响。对于17％，25％，50％，70％，80％五种不同反射率耦合镜，以配比为CO_2：N_2：He=5.3：21.3：73.4的混合气体进行实验表明，50％反射率耦合镜有利于获得最大能量输出。4．研究了不同文献中使用过的20种不同气体配比的26us脉宽激光输出特性。结果表明，CO_2与N_2含量比值B越小单脉冲能量越稳定，一般要求B小于0.4，CO_2+N_2含量较低时对预电离电压的要求也较低，其对应的最佳工作气压越高。满足上述配比的气体具有良好的重复频率特性，可以输出很高的功率。5．选取四种气体配比利用3种PFN分别实现了16.65us，26.88us，50.75us叁种长脉宽激光输出。结果表明，激光脉宽与理论上PFN放电电流脉宽基本一致。叁种脉宽激光中，脉宽越宽，放电电流波动越平缓。另外窄脉宽激光有着相对较长时间的下降沿，充分预电离也需要更高的电压。6．实现了不同脉冲宽度下的高重复频率脉冲运转。对于混合比为CO_2：N_2：He=4：20：76的40kPa气体，注入能量32.66J，重复频率100Hz条件下，16.65us，26.88us，50.75us脉宽的激光输出平均功率分别为335W，307W，271W。
李小芬[8]2004年在《TEA CO_2激光器放电特性及电源系统研究》文中认为激光推进、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,该工作气体显着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。针对电感充放电电路在主放电后的残余振荡是弧光放电重要来源的判断,实验研究了增大充电电感、采用高压硅堆代替充电电感和采用Marx发生器电路等叁项措施。其中,采用Marx高压脉冲发生器电路,可利用同样的充电电源获得更高的脉冲高压,在不改变预电离方式的条件下可以使激光器在更高的气压和放电电压下工作。为解决现有高压直流电压源电阻镇流充电方式效率低、重复率低的缺陷,实验研究了谐振充电电源电路。采用该电路,充电效率和重复率得到大幅度提高。为改善TEA CO2激光器的控制界面,研制了一种基于单片机的触发控制器,实现了触发脉冲生成、外触发输入、同步触发输出等功能,达到了电磁兼容的要求。最后,利用光子牵引探头测量了激光脉冲的时间波形,分析了工作气体和放电参数等因素对激光脉冲时间波形的影响规律。利用本论文的研究成果:无氦工作气体和Marx高压脉冲发生器放电电路对实验室TEA-50激光器进行改造,最大单脉冲能量达到了115J的水平。
张昭[9]2005年在《长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器》文中进行了进一步梳理本文首先系统地总结了基于Pulser/Sustainer技术的长脉冲TE CO_2激光器的各种基本技术,并采用Pspice软件模拟了脉冲形成网络(PFN)在各种条件下的放电特点。然后设计了一台紫外预电离长脉冲TE CO_2激光器,研究了影响激光器工作特性的各种因素,得到脉宽分别为10us、20us和30us的激光输出,并获得良好的激光工作特性:当激光器稳定运转时,Sustainer电路注入的能量可以比Pulser电路注入的能量高一个数量级,系统的电光转换效率可达11～12%。本文还提出了脉宽切换技术,介绍了叁种可以实现脉宽切换的方法。 长脉冲TE CO_2激光器在多普勒激光雷达和材料加工上具有重要的应用,本文所报道的工作为推动国内以后开展长脉冲TE CO_2激光器的研究和应用迈出了第一步。
佚名[10]2005年在《光电子技术》文中进行了进一步梳理O432005040097蓝绿光咽后壁组织的光学和荧光特性/郑卫峰,苏万钧,李步洪,谢树森,周川钊(福建师范大学激光与光电子技术研究所)//光电子·激光.―2004,15(12).―1506～1509.对488nm和514.5nm鼻咽癌荧光成像定位系统的
参考文献：
[1]. 高平均功率高重复频率TEA CO_2激光器系统关键技术研究[D]. 吕岩. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2004
[2]. “印刷电路板预电离”TEA CO2激光器及脉冲形成网络放电研究[D]. 程亮. 中国科学院电子学研究所. 2001
[3]. 印刷电路板预电离TEA CO_2激光器的阴极表面预电离研究[J]. 吕岩, 万重怡. 激光杂志. 2004
[4]. 基于Pulser/sustainer技术的可调谐长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器[D]. 王云飞. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2007
[5]. 印刷电路板预电离3.6kW TEACO_2激光器[J]. 吕岩, 于延宁, 万重怡, 刘世明, 谭荣清. 光子学报. 2005
[6]. 平均功率3.3kW高重复频率TEA CO_2激光器[J]. 文康, 谭荣清, 张阔海, 刘世明, 朱玉峰. 激光与红外. 2011
[7]. 高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器[D]. 汪训忠. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2007
[8]. TEA CO_2激光器放电特性及电源系统研究[D]. 李小芬. 华中科技大学. 2004
[9]. 长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器[D]. 张昭. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2005
[10]. 光电子技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2005