耐高温陶瓷作为高熔点材料，具有优异的高温抗烧蚀性能，有可能满足未来抗激光防护的需求。为摸清ZrB2陶瓷涂层抗激光防护性能，采用高功率固体激光器作为测试光源，搭建了激光烧蚀实验平台和激光耦合特性测量系统，重点对ZrB2陶瓷涂层开展了激光烧蚀实验和涂层反射率测试。实验研究了不同激光参数条件下ZrB2涂层抗激光烧蚀性能，以及掺杂相（SiC、MoSi2）的影响。结果表明，相比于未掺杂ZrB2涂层，掺杂后ZrB2涂层抗激光烧蚀能力明显下降。分析认为掺杂相可提高ZrB2涂层抗氧化性能，但不利于发挥氧化生成物ZrO2的高反射和隔热作用，致使抗激光损伤阈值降低。激光损伤前后涂层反射率的测试结果，也证实了ZrO2的高反射率是增强ZrB2涂层抗激光损伤阈值的关键。同时，利用有限元软件建立了连续激光烧蚀下ZrB2陶瓷涂层温度计算模型，并以基底发生熔化为判据，仿真得到了陶瓷涂层典型的抗激光烧蚀阈值参数。
陶瓷涂层 硼化锆 掺杂相 激光烧蚀 反射率 温度 ceramic coating ZrB2 doped phase laser ablation reflectance temperature
西北核技术研究所, 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
氧碘化学激光器运行过程中会将氯气、碘蒸气等有毒有害物质排入大气, 对工作场所空气质量和人员健康存在安全隐患。采用点源扩散的高斯模式, 建立了小风条件下氧碘化学激光器废气的扩散模型, 结合工作场地人员分布情况, 计算得到激光器废气排放后15 min内, 距地面1.5 m高度、距排放点500 m范围内废气中有毒成分氯气和碘的质量浓度空间分布。根据质量浓度空间分布情况, 选取采样点, 以Na2SO3溶液作为吸收液对氯气和碘进行了同时采样, 并采取离子色谱测量了吸收液中氯离子和碘离子的质量浓度。结果表明: 氧碘化学激光器废气排入大气后, 氯气质量浓度最高为0.200 mg/m3, 碘蒸气质量浓度小于检测方法的检出限0.030 mg/m3, 低于国家职业卫生标准规定的最高容许质量浓度限值1 mg/m3。
氧碘化学激光器 高斯模式 氯气 碘蒸气 chemical oxygen-iodine laser Gauss mode chlorine iodine 强激光与粒子束
2016, 28(7): 071003
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
氧碘腔镜作为氧碘化学激光器重要组成部分，氧碘腔镜反射率的高低制约氧碘化学激光器功率的提高，必须对氧碘腔镜反射率进行精确测试。基于光腔衰荡光谱法搭建的氧碘腔镜高反射率测量系统测量精度高，氧碘腔镜中450全反镜反射率测试结果为99.979%。搭建的氧碘腔镜高反射率测量系统的不确定度主要由衰荡腔腔长、腔镜衰荡时间和待测镜衰荡时间时间确定。其中衰荡曲线最大幅值点的选取和测量重复性对测量结果的不确定度影响较大，在对衰荡曲线的处理过程中，应该注意选取合适的幅值点。通过对氧碘腔镜高反射率测量系统不确定度分析，得出扩展不确定度为0.0152%。
激光器 氧碘化学激光器 反射率 腔镜 不确定度 中国激光
2015, 42(s1): s102002
根据简单饱和增益模型建立的氧碘化学激光器功率模型，理论分析了氧碘化学激光器功率稳定性影响因素。结合氧碘化学激光器实际监测参数，研究了氯气压力和碘文氏管压力对氧碘化学激光器功率稳定性的影响。实验结果表明，在1~6 s时间段内，随着出光时间的变长，氯气压力和碘文氏管压力的均方根(RMS)值变小，同时，较小的氯气压力和碘文氏管RMS值，相应的出光功率的RMS值也会较小，这说明提高氯气压力和碘文氏管压力的稳定性可以提高氧碘激光器出光功率的稳定性。
激光器 功率稳定性 氯气压力 碘文氏管压力 光学学报
2014, 34(s1): s114004
基于有限元Comsol Multiphysics软件，模拟计算了长时间出光条件下反射镜的温度分布和热变形分布。对热变形引起的波像差采用前65阶Zernike模式分解，计算了不同时刻对应的光束质量因子，结果表明：光束质量因子主要来源于离焦像差的贡献，其他像差的影响可以忽略。在此基础上建立了光束质量因子与辐照时间的指数拟合关系，其均方根误差为0.0052。
光学器件 反射镜 热变形 Zernike像差 光束质量 激光与光电子学进展
2013, 50(12): 122302
1 中国人民解放军63655部队， 新疆 乌鲁木齐 841700
2 国防科学技术大学光电学院， 湖南 长沙 410073
检测分析了工作环境中氟化氘(DF)化学激光器尾气中的有毒成分浓度。应用高斯烟气扩散正态方程模式，建立了实验条件下的气体扩散理论模型，计算不同风速下的尾气浓度，根据污染物的浓度时空分布，选定采样点。制定了大气中微量氟含量的采样测定方法，在激光器不同出光条件下采集不同工作区域的大气进行测定，对实验数据进行了分析，并与国家标准进行比对。结果表明，DF激光器尾气排入大气中后，有毒成分在工作环境中有一定的残留，但浓度均在允许的安全范围内。
激光器 氟化氘激光器 尾气 检测 分析 激光与光电子学进展
2011, 48(8): 081203
1 大连理工大学 材料科学与工程学院, 辽宁 大连 116024
2 解放军63655部队, 乌鲁木齐 841700
3 中国科学院 大连化学物理研究所, 辽宁 大连 116023
针对氧碘化学激光器的金属喷管在使用过程中需加热保温且存在结构复杂、故障率高等问题, 初步选择了几种可用于加工无加热喷管的非金属材料, 并以kW级氧碘化学激光器为原型, 以聚酰亚胺为例, 对激光器运行条件下的喷管温度场进行数值模拟,以验证此种非金属无加热喷管的可行性。结果表明：与金属喷管相比, 非金属喷管在不加热保温的情况下能够有效阻止热量传递, 防止碘蒸气冷却凝结, 满足激光器喷管的使用要求。
氧碘化学激光器 聚酰亚胺 超音速喷管 温度场 碘蒸气 chemical oxygen-iodine laser polyimide supersonic nozzle temperature field iodine vapor
