国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙, 410073
针对现有燃烧驱动氟化氘(DF)化学激光器测控系统体积庞大、接线复杂等诸多不足，在分析化学激光器测控系统基本功能需求和运行特点的基础上，以PIC单片机为硬件核心，研制出一套采用电池组供电、测控指令与数据可无线射频或485总线传输、可由PC终端和安卓手持终端两种上位机控制的嵌入式智能测控系统。该系统具有采集流场参数数据、控制气体燃料供给时序、闭环调控燃料流量等功能。功能板测试实验结果表明，该系统可完全嵌入激光器系统中，具有体积小、接线少、重量轻、扩展性好、抗干扰能力强、数据安全性好等优点，应用前景良好，同时为化学激光器测控系统的紧凑化设计奠定了坚实的基础。
激光器 PIC单片机 嵌入式智能测控系统 流量闭环调控 紧凑化
Author Affiliations
Abstract
College of Optoelectric Science and Engineering, National University of Defence Technology, Changsha 410073, China
A Closed Cavity measuring platform is built on the basis of a 1000 W-class direct current (DC)-discharge drived continuous-wave (CW) HF/DF chemical laser. On this platform, the absorption coefficients of optical thin films coated on the surfaces of monocrystalline silicon substrates, at the wavelength of 3.6–4.1 μm, is measured, when the power density on the surfaces of optical thin films reaches about 3.16 kW/cm2. The measuring principle and structure of the Closed Cavity is introduced. The temperature curves and balanced temperature rises of the film-substrate systems under test measured through the experiment is presented in this Letter. The experiments show high reliability, good repeatability and strong practicality. The Closed Cavity measuring platform is applicable for not only absorption measurement but other performance measurement of optical thin films under high power density.
310.6860 Thin films, optical properties 140.3070 Infrared and far-infrared lasers 140.3330 Laser damage 140.3460 Lasers Chinese Optics Letters
2015, 13(3): 033101
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
对一台小型电激励连续波DF化学激光器进行了实验研究，在光轴位于喷管阵列出口平面下游10 mm处和15 mm处分别进行了出光实验，得到188.4 W和205.8 W的DF激光输出，输出激光波长为3.6~4.1 μm，激光器的电效率分别为2.3%和2.5%。该小型电激励连续波DF化学激光器长时间(100 s)运行的功率稳定性峰谷值和均方根值分别为±1.04%和0.49%，工作状态较为稳定，实验可重复性好，操作方便，是强光条件下镜片膜层吸收系数测量的适用红外激光光源。
激光器 电激励DF化学激光器 红外激光光源 laser DC-discharge excited DF chemical laser infrared laser source 强激光与粒子束
2015, 27(11): 111005
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
针对现有大功率DF/HF化学激光器增益发生器存在的喷管喉道烧蚀问题，采用狭缝气膜冷却式喷管实现对喷管壁面和喉道的保护。通过对不同气膜流量下喷管中流场参数的变化进行数值模拟，分析出气膜对主气流流动的影响，并得到气膜、主气流的理论喉道宽度与喷管物理喉道宽度之间的经验关系式，这对于狭缝气膜冷却式喷管喉道的设计具有指导意义。
激光器 DF/HF化学激光器 喷管烧蚀 气膜冷却 数值模拟 中国激光
2013, 40(s1): s102005
国防科技大学 光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
对两根放电管驱动的中、远红外双波段(3～5 μm & 8～12 μm)激光器的输出镜透过率、输出窗口等器件与参数进行了优化, 试验获得了25.5 W的中、远红外双波段激光输出, 两个单波段的输出功率均大于10 W, 中红外波段DF激光为TEM00模, 远红外波段CO2激光为TEM20模.利用Φ8 mm光阑对双波段激光器的横模进行了选择, 试验获得了15.4 W的TEM00基横模双波段激光输出.为红外双/多波段探测器阵列及相关系统的应用研究提供了激光光源.
中红外和远红外 DF & CO2双波段激光器 红外探测器阵列 激光束横模 middle infrared and long infrared DF&CO2 dual-band laser infrared detector array transverse mode of laser beam
国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
开展了HF/DF激光器谐振腔内基态分子光吸收对其输出性能影响的实验研究，测量并分析了从不同位置注入H2/D2时激光器的输出功率和光谱变化。结果表明：振动基态HF(ν=0)/DF(ν=0)分子通过单光子共振机制吸收1P支谱线，通过双光子共振机制吸收2P支谱线；振动转动激射带间存在一定程度的级联跃迁效应；在基态分子与激发态分子数量相当(11)的情况下，HF激光器输出功率降低了50%左右，DF激光器输出功率降低了90%左右；利用传统的燃料组合研制燃烧驱动HF-DF双波段化学激光器是不可行的。
激光器 氟化氢激光器 氟化氘激光器 光吸收 双波段激光
1 中国人民解放军 63892部队, 河南 洛阳 471003
2 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
通过分析非稳腔DF化学激光器光腔内激光路径特性, 指出非稳腔DF化学激光器输出光斑上下游光谱振荡路径不同导致输出光谱存在一定差异。试验测量了一台连续波DF化学激光器光斑上下游光谱, 结果表明：非稳腔DF化学激光器光斑上下游光谱主要谱线成分未见显著差异; 光斑上下游谱线相对强度存在一定差异; 光斑上游各谱带相对强度最大值谱线转动量子数趋向于各谱带低转动量子数方向。根据实测光谱, 对光斑上下游光谱所表征光腔温度和相对粒子数范围进行了估算, 得到光腔上游平均温度要低于光腔下游平均温度。
DF化学激光器 光谱测量 光斑上下游 光腔温度 相对粒子数 DF chemical laser spectral measurement upstream and downstream of laser spot cavity temperature particle population ratio
国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
采用激发态DF(v)传能给CO2(0000)的方式，在双波段激光实验平台中的CO2增益模块上实现了10P20(944.27 cm-1)、10P12(955.26 cm-1)CO2激光输出。从流量控制、燃料注入方式、最佳光轴位置、功率稳定性和激光光斑五个方面开展研究，获得了DF-CO2激光最大输出功率为2.3 W，激光器运转腔压为2 kPa左右。
激光器 DF-CO2激光 传能 电激励
国防科技大学 光电科学与工程学院，湖南 长沙410073
在采用冷泵浦反应体系的DF/HF化学激光器中多次观察到了DF分子43振动能级跃迁的谱线以及HF分子32振动能级跃迁的谱线.给出了几幅典型的光谱图，并理论计算了高振动态基频谱线的增益曲线.实验和理论分析显示，上述高振动态基频谱线并非直接产生于冷泵浦反应，F原子复合和热泵浦反应起到了重要作用.最后讨论了热泵浦反应和链泵浦反应对采用冷泵浦反应DF/HF激光器输出光谱、增益及增益区长度的影响.
化学激光器 光谱分析 冷泵浦反应 热泵浦反应 链泵浦反应 chemical laser spectral analysis cold pumping reaction hot pumping reaction chain pumping reaction
国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
在分析中远红外双波段(氟化氘与一氧化碳)激光器发射光谱的基本特征和分光型谱仪存在高级次光谱混叠等问题的基础上, 选定Tensor37干涉型遥测光谱仪并利用黑体标定出仪器响应函数； 对中、 远红外双波段激光器光谱进行了模拟测量和实际测量, 分析评估了双波段激光器的谱线成分、 峰值变化、 测量精度和相对强度等, 为双波段激光器的介质参数计算、 运转参数优化以及红外应用提供有效数据。
光谱测量与评估 中红外 远红外 双波段激光器 红外应用 Spectrum measurement and evaluation Middle infrared Long infrared Dual-band laser Infrared application
