为了减小多晶硅中晶界、位错、微缺陷和过渡族杂质对多晶硅太阳电池效率的不利影响, 采用兆瓦级可调谐TEA CO2高功率激光器输出的激光脉冲对硅片进行预处理。使用10 ?滋m带不同支线的脉宽约为200 ns红外激光脉冲在20 mm汞柱的氢气氛中对多晶硅片辐照不同的脉冲数, 制得25个样品; 去除样品的损伤层后, 用S2T-2A四探针测试仪测试了各组样品的电阻率, 发现所有样品电阻率都有不同程度的降低, 其中经P18和P20支线脉冲辐照3个脉冲的样品电阻率下降幅度最大, 下降幅度最高达到50%; 用高频光电导少子寿命测试仪测试样品的少子寿命, 发现所有样品少子寿命都变长, 其中经P18和P20辐照三个脉冲后的样品少子寿命增加幅度最大, 增幅最高达30%。

针对一种微小型多通道径向平板阵列CO2激光器的失调特性进行了研究。利用矩阵理论,采用稳定腔结构的多通道径向平板阵列射频激励CO2激光器,确定了这种失调后的光束传输情况。取得的数据表明,小角度失调对模型的输出光强影响不大,光强仍具有高斯分布。该方案对调整精度要求较低,实用价值高。

基于轴对称折叠组合腔CO2激光器和多通道板条型CO2激光器的特点,提出了轴对称折叠组合多通道板条型CO2激光器模型。通过对模型建立、参数设定、腔特性分析、数值模拟等方面的研究，得到输出光强的近场分布规律。通过分析可知其具有共面输出、多光束并和、光束分布高度对称、近场光能强并分布集中等特点。对CO2激光器的研究有一定的参考价值。

对轴对称折叠组合腔CO2激光器进行了相关的实验研究。主要用线图的方式研究了在两种不同混合气体比例条件下,输出功率与放电电流之间和输出功率与放电气压之间的关系。引入辅助气体Xe后,输出功率有很大的提高,能够达到35%左右。根据模型结构的实际参数,运用数值计算的方法模拟画出其输出光强和光斑分布图。以三维5根、7根和9根放电管同时放电时的输出光斑分布情况为例与实验光斑拍摄图进行对比,对轴对称折叠组合腔CO2激光器输出进行理论与实验验证,结果表明实验和理论是一致的。通过以上实验研究,可以为CO2激光器的生产提供参考。

报道了轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究,激光器能在CW模式下成功运行。研究得到了激光器最佳的气体比率和气体压强。通过研究CO2激光器的不同方面,如激励门电压和输出功率等,发现它们随着放电电流的变化而变化。通过实验得到了激光光束的光斑和聚焦的实验光斑,并模拟了光强分布。激光器已经成功的组建、运行和调试,获得的最大输出功率为58 W。

提出了一种光谱适用性较广、大功率输出的新型圆筒形增益区气体激光器的谐振腔设计方案。此腔由两个反射镜和含于两反射镜之间的两透镜组成,这种谐振腔方案更适宜于在5.3μm波长具有很高透过率材料(如CaF2)的CO激光器和在可见光波段具有很高透过率材料(如光学玻璃)的He-Ne激光器。同时,结合实际应用以CO激光器为例,给出了其光腔参数。

为了适应CO₂激光器小型化的趋势和降低生产成本的要求,基于矩阵光学理论,提出并研究将众多根放电管轴对称平行安排,由紧凑的轴对称四镜腔提取激光的方案,并对谐振腔的传输特性和输出特性进行了分析和模拟。分析表明:在近场范围内,输出光束为多支靠得极近的光束并在放电管数量众多时可为一环形光束;在远场,输出光束合并为一条光束。

研究了一种微小型多通道径向平板阵列CO₂激光器的设计方案。该方案首次将稳定腔结构应用在多通道径向平板阵列结构的射频激励CO₂激光器中,腔型结构灵活,可根据实际需要进行参数选择。文中以三环复曲面结构为例,应用矩阵光学的相关理论对光束传输特性进行了分析和模拟。结果表明:在10kW,125MHz射频源激励,气体混合比例He:N2:CO₂=3:1:1(添加5%的Xe),压强95torr的条件下,近场可获得24条光斑半径0.1cm左右的高斯光束,远场合并为一束。预计输出功率为1kW。该装置电极尺寸约为30cm×3cm×1cm (l×h×ω),总重量约为50kg。相对于其他腔体形状的多通道射频激励CO₂激光器,本方案为高斯光束输出,功率高、结构紧凑、体积小、重量轻、为实现CO₂激光器件的微小型高功率提供了一条新途径,具有重要的研究和应用价值。

本文提出了一种能够产生中空环形激光光束的新型圆筒形轴对称四镜折叠组合腔的设计方案。利用光学传输矩阵方法处理了光束在光谐振腔中的传播,得出腔的稳定性条件。由高斯光束在腔内的自再现条件,描述了腔内腔外光束传输特性,同时对近场和远场光束特性进行了数值计算和模拟。

为了满足多频红外激光分离同位素的需要,采用平行的双光栅腔结构,在最佳混合气体体积分数、总压强50.7 kPa、电压27 kV条件下,成功得到了TEA CO2激光器常规带多组双频和三频激光输出。输出的双频波(或三频波)具有良好的空间重叠性和时间同步性,输出波长可调谐且调谐范围较大,激光从一光栅旁边近似地沿平行于腔轴的方向输出,可以满足对一些物质双频(或多频)激发或分离同位素的需要。