西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
放电引发重频HF/DF激光器具有的波长和功率优势使其成为当前中红外激光技术研究的热点之一。介绍了在利用紫外预电离横向放电结构建立的放电引发重频HF激光装置上，通过对气体循环系统增益区流场结构分析和注入管道结构的优化设计开展的重频能量稳定输出实验研究。实验结果表明，通过管道结构的优化设计，放电增益区流场均匀性得到明显改善，气体置换的最低流速达到6.5 m/s，激光器稳定运行频率由60 Hz提高到100 Hz，且稳定体放电的单位体积放电沉积能量由1.6 J/(ml?atm)(1 atm=1.013×105 Pa)提高到2.0 J/(ml?atm)，激光平均功率达到40 W。
脉冲HF激光 放电引发 重复频率 放电稳定性 气体循环 pulsed HF laser discharge initiated repetition-rate discharge stability gas circulation 红外与激光工程
2016, 45(1): 0106007
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
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了解决轴快流(FAF)CO2 激光器的大体积和高气压所产生的等离子体放电不稳定问题，设计了相应的预电离装置。预电离装置安装在激光器放电管外，预电离电极由激光器放电管阳极和与其相距35 mm 的铜环组成。预电离电路由多谐振荡器、RC 充放电电路和可控硅构成，放电频率范围为10~20 kHz，其目的是产生固定频率下尽可能高的初始电子密度，以降低激光器着火电压。实验结果表明：该预电离装置使激光器最大点火电压降低1.69 kV ，小功率输出电压波动降低2.6 kV，能够满足轴快流CO2激光器的预电离要求，是提高激光器放电稳定性的一种有效方法。
激光器 预电离 电子密度 放电稳定性 激光与光电子学进展
2014, 51(12): 121405
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
利用紫外预电离横向放电和气体循环结构建立了一套放电激励重复频率HF激光装置。研究了激光器工作介质SF6/C2H6混合气体放电特性和激光输出特性，获得激光器单次运行的最佳输出参数；通过对激光器重复频率运行时不同气体流速、充电电压与气体总压条件下的放电状态和输出能量的比较，分析了激光器重复频率稳定运行的必要条件。结果表明：所研制的激光器最大单脉冲能量0.6 J，峰值功率3 MW，电光转换效率2.4%；当混合气体工作介质以3.5 m/s的流速循环时，激光器稳定运行的最高工作频率可达50 Hz，脉冲输出能量稳定在0.26 J，平均功率达到13 W。
激光技术 HF激光器 放电激励 重复频率 放电稳定性 laser technique HF laser discharge pumped repetition-rate discharge stability
华中科技大学光电子科学与工程学院 激光加工国家工程研究中心, 湖北 武汉 430074
为将高功率轴快流CO2激光器放电过程中产生的大量热量带走, 保持放电区气体温度接近常温, 更利于激光器稳定运行, 对于气体循环系统的优化设计至关重要。先就其气体循环系统组成及重要性进行阐述, 后对其各个组成方面的研究发展进行综述, 并对已有的模型建立以及数值模拟的发展进行综述, 并运用计算流体动力学方法对气体流场进行数值模拟, 通过对模拟结果分析得到对气体循环系统进行优化设计的方向, 最后对课题组已经进行的一些工作进行阐述。
高功率轴快流CO2激光器 气体循环系统 放电稳定性 流体动力学方法 high power fast axial flow CO2 laser gas circulation system discharge stability computational fluid dynamics method
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
研究了电激励脉冲HF激光工作介质SF6/C2H6混合气体的放电特性。通过对放电等离子体荧光图像和放电波形的测量, 分析比较了不同条件下放电稳定性、剩余电压、能量沉积效率等特性参数的变化情况。实验结果表明: 混合气体的放电过程存在主放电、剩余电压维持和电弧放电3个阶段, 各阶段的放电特性有所差异; 提高充电电压有利于放电能量的有效沉积, 也会使不稳定的电弧放电提前; 增加C2H6原子分数能起到抑制电弧放电的作用; 混合气体总压的增加会导致剩余电压的提高以及辉光放电的能量沉积效率的降低; 最佳的能量沉积出现在电弧放电阶段与辉光放电阶段即将融合的临界状态。
电激励脉冲HF激光 SF6气体放电 辉光放电 放电稳定性 剩余电压 discharge-pumped pulsed HF laser SF6 gas discharge glow discharge discharge stability residual voltage 强激光与粒子束
2010, 22(10): 2353
本文论述了一台万瓦连续CO2激光器的放电稳定性和某些工作特性。
放电稳定性 工作特性
