CO<sub>2</sub>激光脉宽的“流动加宽”——高气压快速流脉冲激励准连续输出CO<sub>2</sub>激光器研究

高智

doi:10.7498/aps.27.383

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CO₂激光脉宽的“流动加宽”——高气压快速流脉冲激励准连续输出CO₂激光器研究

高智

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CO₂激光脉宽的“流动加宽”——高气压快速流脉冲激励准连续输出CO₂激光器研究

高智

物理学报, 1978, 27(4): 383-395.

doi: 10.7498/aps.27.383

“FLOW-STRETCHING”OF PULSES IN PULSED CO₂ LASERS——A STUDY OF HIGH PRESSURE,FAST SPEED FLOW,PULSE EXCITED AND QUASI CONTINUOUS OUTPUT CO₂ LASERS

GAO ZHI

Acta Phys. Sin., 1978, 27(4): 383-395.

doi: 10.7498/aps.27.383

摘要

本文提出CO2激光脉冲宽度的“流动加宽”问题,阐明了“流动加宽的条件、特点和要求,光腔安置在放电区下游、或部分与放电区重叠并延伸到下游。流动的技术能够把激光的脉宽“加宽”到约大于气流通过放电区的时间即渡越时间,这是“加宽”脉宽的上限。给出无光辐射时问题的解析解,讨论了增益特性;利用文献[18,19]的理论计算了功率和效率。小信号增益系数每厘米约为千分之几—百分之几,能量效率5—15％,讨论了气体组分比、气压对功率和效率的影响。
Abstract
A pulse "flow-stretching" technique is suggested in an attempt to increase pulse width in the CO2 lasers. The conditions, characteristics and requirements of pulse flow-stretching are elucidated. Optical cavity is located on the downstream of the dis-charge region, or they may be partly overlapped. The pulse width so broadened could be just greater than the time required for the stream to cross over the discharge region. This is an upper limit of pulse stretching. The analytical solution for non-equilibrium relaxation processes without radiation is obtained. The small-signal gain characteristics is presented. By utilizing the theory given in the articles[18,19], we have calculated the power output and the efficiency. The small-signal gain is in the range of nearly a few thousandth to a few hundredth per centimeter and energy efficiency, 5-15%. Influences of gas composition and pressure on the power output and effici-ency have been considered.
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高智
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GAO ZHI
参考文献

[1]

施引文献
[1]

[1]	马昕, 龚威, 马盈盈, 傅东伟, 韩舸, 相成志. 基于匹配算法的脉冲差分吸收CO2激光雷达的稳频研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154215. doi: 10.7498/aps.64.154215
[2]	刘豪, 舒嵘, 洪光烈, 郑龙, 葛烨, 胡以华. 连续波差分吸收激光雷达测量大气CO2. 物理学报, 2014, 63(10): 104214. doi: 10.7498/aps.63.104214
[3]	祝金川, 李成仁, 齐笳羽, 任旭东, 岳喜爽. CO2激光器对相位共轭波时空混沌系统控制和同步的研究. 物理学报, 2011, 60(10): 104213. doi: 10.7498/aps.60.104213
[4]	朱涛, 饶云江, 莫秋菊, 王久玲. 高频CO2激光脉冲写入超长周期光纤光栅特性研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5287-5292. doi: 10.7498/aps.56.5287
[5]	洪光烈, 张寅超, 赵曰峰, 邵石生, 谭锟, 胡欢陵. 探测大气中CO2的Raman激光雷达. 物理学报, 2006, 55(2): 983-987. doi: 10.7498/aps.55.983
[6]	丁长林, 万重怡. 脉冲CO2激光器的多频动力学模型. 物理学报, 2006, 55(3): 1165-1170. doi: 10.7498/aps.55.1165
[7]	程兆谷, 李现勤, 柴雄良, 高海军, 刘翠青. 预电离脉冲群开关技术高功率脉冲CO2激光器. 物理学报, 2004, 53(5): 1362-1366. doi: 10.7498/aps.53.1362
[8]	王义平, 饶云江, 冉曾令, 朱涛. 高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅传感器的特性研究. 物理学报, 2003, 52(6): 1432-1437. doi: 10.7498/aps.52.1432
[9]	张海燕, 陈可心, 朱燕娟, 陈易明, 何艳阳, 伍春燕, 王金华, 刘颂豪. CO2连续激光蒸发制备单壁碳纳米管及其Raman光谱的研究. 物理学报, 2002, 51(2): 444-448. doi: 10.7498/aps.51.444
[10]	魏学勤, 郑启光, 辜建辉, 李再光. 连续CO2激光辐照加热不锈钢时的反常温度涨落特性. 物理学报, 1999, 48(12): 2246-2251. doi: 10.7498/aps.48.2246
[11]	焦文涛, 辛建国. 射频激励板条波导CO2激光器远场空间压窄单峰输出模式特性的实验研究. 物理学报, 1999, 48(10): 1875-1883. doi: 10.7498/aps.48.1875
[12]	唐晓军, 赵宗海, 辛建国. 射频激励相移阵列谐振腔波导CO2激光器输出特性研究. 物理学报, 1999, 48(7): 1236-1247. doi: 10.7498/aps.48.1236
[13]	黄勇林, 巴恩旭. 横向磁场导致CO2激光器混沌运转及其奇异吸引子的观测. 物理学报, 1993, 42(6): 930-934. doi: 10.7498/aps.42.930
[14]	张立根, 陈楠鹏, 巴恩旭. 光反馈对CO2激光器不稳定性的影响. 物理学报, 1990, 39(2): 183-189. doi: 10.7498/aps.39.183
[15]	朱文森, B. K. DEKA, J. R. IZATT. 高气压TE CO2激光泵浦的高功率连续可调谐远红外喇曼NH3激光器. 物理学报, 1988, 37(3): 424-429. doi: 10.7498/aps.37.424
[16]	夏生杰, 王春奎, 傅裕寿, 吴宝根, 方慧英, 周光地. 强CO2激光照射靶面的现象. 物理学报, 1982, 31(3): 397-403. doi: 10.7498/aps.31.397
[17]	李元恒. 离子注入Si在连续CO2激光退火时的动态反射特性. 物理学报, 1981, 30(4): 542-544. doi: 10.7498/aps.30.542
[18]	高智, 林烈, 孙文超. 横流放电CO₂激光的理论分析. 物理学报, 1979, 28(6): 807-823. doi: 10.7498/aps.28.807
[19]	傅恩生, 王裕民, 程兆谷, 窦爱荣. 10.6μm的CO₂激光的电光频移. 物理学报, 1979, 28(5): 24-31. doi: 10.7498/aps.28.24
[20]	林光海. 对流放电CO₂激光器的饱和特性. 物理学报, 1978, 27(4): 396-412. doi: 10.7498/aps.27.396

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物理学报. 1978, 27(4): 383-395.

doi: 10.7498/aps.27.383.

CO₂激光脉宽的“流动加宽”——高气压快速流脉冲激励准连续输出CO₂激光器研究

高智

收稿日期: 1977-08-29
刊出日期: 1978-02-05

摘要: 本文提出CO2激光脉冲宽度的“流动加宽”问题,阐明了“流动加宽的条件、特点和要求,光腔安置在放电区下游、或部分与放电区重叠并延伸到下游。流动的技术能够把激光的脉宽“加宽”到约大于气流通过放电区的时间即渡越时间,这是“加宽”脉宽的上限。给出无光辐射时问题的解析解,讨论了增益特性;利用文献[18,19]的理论计算了功率和效率。小信号增益系数每厘米约为千分之几—百分之几,能量效率5—15％,讨论了气体组分比、气压对功率和效率的影响。

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