针对3 kW大功率射频板条CO2激光器的多组电极放电均匀性与阻抗匹配性问题, 采用麦克斯韦时域差分法构建了多组电极下的放电模型, 获得了最佳放电均压效果的均压电感值。以放电区等效阻抗值为基础结合均压电感值得到极板放电的总负载阻抗值。利用总负载阻抗值并通过Smith圆图获得与之对应的匹配网络阻抗参数, 使总负载阻抗与匹配网络阻抗之和为纯电阻50 Ω, 实现射频输入功率的完全馈入。实际测得当放电均匀与阻抗匹配时驻波比为1.18。研究结果表明, 在时域差分法模型中增加匹配的均压电感后, 极板整体放电均匀性波动从之前的15%降低到2.8%, 且每组电极的放电均匀性差异控制在0.3%以内。放电实验表明, 在放电均匀且阻抗匹配情况下, 对应激光器输出功率为3.1 kW, 且在2 h内波动可稳定在±1%以内。

介绍了多通道表面放电光泵浦源的设计,理论分析了触发电压幅值及上升时间、绝缘基板厚度等参数对所设计光泵浦源触发特性的影响.分析表明:在触发电压作用下,通道两电极处电场出现强烈畸变,而通道中间电场基本为零.采用高速相机拍摄泵浦源的放电图像以及电流线圈测量各通道的放电电流这两种方法实验研究了泵浦源的同步性及放电均匀性.当氮氩混合气体总气压为0.1 MPa (氮氩体积比为3:7),充电电压20 kV,触发电压30 kV,前沿约10 ns时,成功实现了10通道均匀放电,抖动约20 ns.实验结果表明:在保证放电装置绝缘良好的情况下,若充电电压和触发电压越高,触发电压上升时间越短,触发电极至通道的有效距离越短,则多通道放电的抖动就越小,放电均匀性越好.

提出了准分子激光器阳极预电离方案，并在实验上证实了阳极预能有效地改善放电均匀性，同时使激光输出能量略有提高。