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脉冲HF激光器预电离设计及效果评估

Design and effects evaluation of pulsed HF laser preionization

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摘要

气体介质稳定体放电是放电激励气体激光器高效输出的基础和前提, 预电离是实现高压气体介质稳定体放电的有效技术途径之一。基于放电激励脉冲HF激光器电气结构总体设计要求设计了结构紧凑的紫外光自动预电离装置, 并对其在气体介质中预电离产生的初始电子数密度进行了数值模拟。模拟结果表明: 在整个放电区域内初始电子数密度均在109/cm3左右, 满足介质体放电要求。通过激光器能量输出实验评估了预电离效果, 对SF6和H2混合气体介质, 在充电电压较低时, 输出能量有数倍的提高; 对SF6和C2H6混合气体介质, 在充电电压20 kV时激光器输出能量由200 mJ提高至297 mJ, 提高了近50%。实验结果表明: 该预电离装置对改善激光器能量输出特性有明显效果。

Abstract

Stable volume discharge of gas mixture is the foundation for discharge pumped gas laser, and preionization is one of effective solutions to stable volume discharge. The design of preionization pins of discharge-initiated pulsed HF laser was introduced, and preionization effects were evaluated by numerical simulation and experimental investigation. The simulation results show that the preionization electron density is about 109/cm3 in discharge area. The experimental results show that the output energy of laser with preionization is several times higher than that of without preionization in lower working voltage for SF6-H2 mixture, and for SF6-C2H6 mixture, the output energy of laser increases from 200 mJ to 297 mJ with preionization and the charging voltage of 20 kV, which is about 50% higher than that of without preionization. The simulation and experimental results show that preionization has effects on controlling and maintaining volume discharge and improving the uniformity of discharge.

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中图分类号:TN242

DOI:10.3788/irla201746.0605005

所属栏目:激光器技术

基金项目:激光与物质相互作用国家重点实验室基金(SKLLIM1110)

收稿日期:2016-10-11

修改稿日期:2016-11-03

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

易爱平:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
朱 峰:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
唐 影:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
马连英:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
黄 珂:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
黄 超:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
于 力:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
刘晶儒:西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024

联系人作者:易爱平(yiaiping@nint.ac.cn)

备注:易爱平(1969-), 男, 研究员, 博士, 主要从事激光技术及应用方面的研究。

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引用该论文

Yi Aiping,Zhu Feng,Tang Ying,Ma Lianying,Huang Ke,Huang Chao,Yu Li,Liu Jingru. Design and effects evaluation of pulsed HF laser preionization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6): 0605005

易爱平,朱 峰,唐 影,马连英,黄 珂,黄 超,于 力,刘晶儒. 脉冲HF激光器预电离设计及效果评估[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(6): 0605005

被引情况

【1】黄超,黄珂,易爱平,马连英,朱峰,李高鹏. 200 W重复频率中红外氟化氢化学激光器. 中国激光, 2019, 46(8): 801005--1

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