高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器

来源 :中国科学院研究生院(电子学研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:heyfeng
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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 CO2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CO2:N2: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,CO2与N2含量比值B越小单脉冲能量越稳定,一般要求B小于0.4,CO2+N2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三种长脉宽激光输出。结果表明,激光脉宽与理论上PFN放电电流脉宽基本一致。三种脉宽激光中,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CO2:N2: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。
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