红外与激光工程
2021, 50(1): 20200082
1 海军驻长春地区航空军事代表室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 光电对抗技术创新研究室, 吉林 长春 130033
非链式脉冲DF激光器放电产生的基态DF分子对激发态DF分子的消激发作用是影响激光器稳定工作的重要原因。为解决这一问题, 分别采用3A和5A分子筛作为吸附剂进行实验研究。无分子筛时, 激光器重频运转1 000个脉冲后, 输出功率下降到初始功率的56%。分别使用3A、5A分子筛后, 激光器重频运转脉冲个数达到5 000和6 800时, 输出功率下降幅度仍然不超过20%, 大大提高了激光器的稳定工作时间。实验结果表明, 5A分子筛的吸附效率大于3A分子筛, 且两种分子筛不仅对基态DF分子产生吸附, 还对工作气体产生吸附, 可通过及时补充工作气体提高激光器的稳定性。
非链式脉冲DF激光器 放电生成物 分子筛吸附 3A分子筛 5A分子筛 non-chain pulsed DF laser discharge product molecular sieve adsorption 3A molecular sieve 5A molecular sieve
1 吉林师范大学 信息技术学院, 吉林 四平 136000
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
基于描述光束传播的菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论, 运用快速傅里叶变换算法仿真了非稳腔DF激光的三维近场、远场光强分布。仿真结果显示: 非稳腔的近场输出光斑形状为中心对称的空心圆环, 远场输出光斑为具有中心亮斑的多级衍射环; 大M数将导致近场光斑能量集中, 大的Neq值将引起远场发散角变大。运用该算法研究了腔镜倾斜对近场光强分布的影响: 腔镜倾斜使光束近场分布变差, 倾斜角越大, 光强的非对称分布越明显。开展了非链式DF激光器非稳腔实验研究, 实验得到的近场、远场光强分布及腔镜失调下的近场光斑变化情况与数值模拟结果一致, 实验测量的远场发散角为1.2 mrad。文中的仿真结果可为DF激光器腔镜失调诊断及调节提供依据。
DF激光器 非稳腔 光强分布 傅里叶算法 DF laser unstable resonator light intensity distribution Fourier algorithm 红外与激光工程
2017, 46(2): 0205004
1 吉林师范大学信息技术学院，吉林 四平 136000
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
研究了工作气体分压比、总气压、充电电压及输出镜反射率对激光单脉冲能量、脉冲宽度及峰值功率的影响。实验结果表明：对于输出能量，工作介质SF6和D2的分压比为10∶1及输出镜反射率为30%时最佳，正常辉光放电状态下提高充电电压有利于增加单脉冲能量，且对于每个电压存在使能量最大的最佳气压值。激光脉冲宽度随工作气体分压比及总气压的增大不断变窄，但随充电电压和输出镜反射率的升高不断变宽。综合考虑输出能量和激光脉宽，激光峰值功率的总体变化趋势与能量一致，但二者取得最大值所对应的气体参数及输出镜参数存在差别。
中红外激光 非链式DF激光器 脉冲特性 mid-infrared laser non-chain DF laser pulse characteristics 红外与激光工程
2015, 44(12): 3554
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
HF/DF激光器是中红外波段能提供最高能量输出的激光光源, 也是中红外波段应用非常广泛的相干光源。本文介绍了近几年国内外关于非链式HF/DF激光器的研究进展及其成果应用, 分析了非链式HF/DF激光器在应用方面的优缺点, 总结了实现非链式HF/DF激光输出的关键技术和存在的问题, 指出了该技术的未来发展方向。
HF/DF激光器 非链式 放电引发方式 激光应用 HF/DF laser non-chain discharge initiate laser application
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
高功率重频HF/DF激光因其具有的波长和功率优势成为当前中红外激光技术发展的热点之一。介绍了利用紫外预电离横向放电结构和工作气体循环系统建立的放电引发高功率重频HF/DF激光装置。在对激光工作介质SF6/C2H6混合气体放电特性和激光输出特性研究的基础上，开展了强电负性气体的重频均匀体放电技术和气体快速循环置换技术研究，解决了泵浦源重频放电能量在气体介质中的有效沉积和提取问题，实现了激光器50 Hz的重频稳定运行和能量稳定输出，HF激光的平均功率达到28 W，脉宽100 ns，峰值功率5.6 MW。
脉冲HF/DF激光 放电引发 重复频率 放电稳定性 气体循环 pulsed HF/DF laser discharge initiated repetition-rate discharge stability gas circulation 强激光与粒子束
2015, 27(4): 041010
针对高能氟化氘激光器中窗口镜热效应明显，严重影响激光器性能的问题，利用有限元COMSOL Multiphysics软件对激光器窗口镜的热效应进行仿真分析，重点讨论了激光光强分布、窗口镜旋转、大气压差及后表面吹气对窗口镜温度和应力分布的一般规律。研究表明：光强均匀分布使窗口镜能承受更高的激光功率密度；窗口镜在一定速度下旋转时，最高温度有所降低，且温度分布明显被均匀化；大气压差的存在，使得后表面应力变大，前表面变小；后表面吹起气流越大，后表面的温度和应力越小，冷却效果越好，但对激光器输出光束质量影响越大，因此需综合考虑吹气速度和气体温度。
激光器 氟化氘激光器 窗口镜 环形光束 热效应 光学学报
2014, 34(s1): s114013
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3~5 μm中红外波段激光源是近年来备受国内外关注的研究热点, 本文综合评述了产生中红外波段激光的5种主要方法(CO2激光倍频技术、泛频CO激光技术、光学参量振荡器、氟化氘激光器、Fe2+∶ZnSe固体激光技术)的国内外发展现状, 总结分析了各种方法的关键技术和存在的问题, 指出了该技术的未来发展趋势。
中红外激光 CO2激光倍频 泛频CO激光 光参量振荡器 氟化氘激光器 Fe2+∶ZnSe激光 mid-infrared laser second harmonic generation of CO2 laser first-overtone CO laser optical parametric oscillator DF laser Fe2+∶ZnSe laser
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
俄罗斯科学院普洛霍罗夫普通物理研究所，莫斯科119991，俄罗斯
虽然人类的太空活动已经考虑了尽量减少空间碎片的措施，但近地轨道碎片的数量仍呈指数增长，特别是中小型碎片的现有数量已对在轨卫星构成了实质性的威胁。作为具有较高期待的消除碎片办法，用地基ＤＦ激光器和空基Ｎｄ∶ＹＡＧ激光器消除碎片的方案令人关注，它们可以以低成本和非破坏性的方式清除空间轨道的危险碎片。本文介绍了使用平均功率为１００ｋＷ的高功率、高重复频率ＰＰＮｄ∶ＹＡＧ激光器和平均功率约为１５ＭＷ 的ＤＦ激光器来保护在轨飞行器和清除直径为１～１０ｃｍ空间轨道危险碎片涉及的相关工作。
DF激光器 Nd∶YAG激光器 高功率激光器 空间碎片 DF laser Nd∶YAG laser high power laser space debris
