为了对激光谐振腔进行优化设计,运用光学传输矩阵理论,借助V型折叠腔激光器的等效简化模型对该激光腔的稳定性进行了研究。分析了腔长、折叠镜焦距、反射镜曲率半径与系统稳定性的关系,得到以失调量为参数的稳区临界曲线方程,实现了三镜折叠腔型CO2斩光盘式调Q脉冲输出激光器的设计。分析结果表明,对于子腔预先给定的参量,只要另一子腔满足适当的失调量,整个谐振腔就是稳定的。任一子腔内有二个稳定区而非以往研究者提出的一个稳定区,可根据需要选取最佳的稳定点。采用失调量而非g因子作为参数,直接给出稳定区范围和失调误差,使用性好。

提出一种更适用于焊接等场合的低阶模输出的新型管板式电极。阳极块长边沿阴极管方向,提高了放电均匀性和稳定性,增加了有效放电长度;阳极沿气流方向的长度和阴阳两极之间的距离根据输出模式确定,可充分利用激活体积,提高选模激光光电转换效率;其放电均匀稳定,可减小限流电阻值,降低外电路电功损耗。与现有管板电极相比,可提高注入到激活体积内的电功率密度,明显提高选模激光输出功率和总体效率。多模输出时直接光电转换效率可达20%;低阶模TEM11输出时光电转换效率可达15%,激光器总效率达8%。该电极结构适用于国内生产的横流CO2激光器,在不同模式输出时均能获得较高的光电转换效率,从而使其更好地应用于焊接等低阶模输出场合。

理论和实验研究了高功率CO_2激光器的光束发散角测量。对三种不同测量方法进行了理论分析,给出了相应公式和计算曲线。

本文以石墨阴极为例介绍了一种自热式阴极的横向放电特性,指出热电子发射是该阴极的主要机理。

本文报道一种用蒸发器冷却放电管的CO_2气体激光器,并给出它的工作特性.

本文研究了横流CO2激光器中阴极管的冷却水温对激光器输出功率的影响,指出提高阴极温度有利于改善放电均匀性和稳定性。

实验研究了电极材料对选支CO-CO2复合激光器寿命的影响,结果表明,金是一种较合适的电极材料.

用光电流效应,测量了放电正柱中CO2分子振动能级0001和1000的热弛豫速率,研究了热弛豫速率与入射光强、放电电流、气压以及气体组分的依赖关系.求得激光介质中CO2的热弛豫时间τ100约0.2～0.8ms,τ001约0.6～1.5ms.

本文首次报道了一种新型的室温封闭的选支CO-CO_2复合激光器及其工作特性.从5.2～6.3μm和9.2～10.8μm.光谱区获得近二百条激光谱线,强线功率分别达2.5W(CO)和10W(CO_2).并讨论了复合激光器中CO和CO_2分子的激发过程.