周口师范学院物理与电信工程学院, 河南 周口 466000
在全面分析碱金属蒸气激光放大器的激光动力学与流体动力学过程的基础上,结合热效应、饱和放大效应、放大自发辐射、高能级激发与电离的影响,建立了一个相对完善的物理模型来模拟流动散热条件下半导体抽运碱金属蒸气激光放大器的输出特性。计算模拟了纵向和横向两种不同流动方式下,气体流速对输出功率的影响,比较分析了高抽运功率密度下各能级粒子数密度的变化趋势,最后模拟了各级放大器的功率分配比对提高级联放大器输出效率的作用。结果表明:在相同工作温度条件下,多个等长蒸气池和均等抽运光功率分配能让高级数放大器获得比低级数放大器更高的放大倍数。所提模型有助于高功率碱金属蒸气激光放大器的参量选择和优化设计。
激光器 激光放大器 多级放大 激光动力学过程 流体动力学过程
1 浙江工业大学 光电子智能化技术研究所， 杭州 310023
2 浙江工业大学 激光加工技术工程研究中心， 杭州 310023
为了提高激光稳定性和激光加工质量，实验测量了大功率横流CO2激光横模，并理论分析了横模形成机理。针对大功率横流CO2激光器管板式电极结构，由麦克斯韦方程给出电场的横向分布，并通过数值计算得到了激光强度的横向分布。实验结果与数值模拟得到的激光能量分布基本一致。结果表明，在给定放电电压条件下，电极结构和气体流动速率决定了激光横模峰值大小，激光峰值的横向位置取决于气体流动的速率。
大功率横流CO2激光 横模测量 激光能量分布 电场分布 激光动力学 气体流速 high power transverse flow CO2 laser transverse mode measurement laser energy distribution electric field configuration laser kinetics gas flow rate
1 中国科学院电子学研究所,北京,100080
2 中国科学院研究生院,北京,100049
从理论上研究了高气压CO2激光器的宽带输出频谱特性.结果表明,在20个大气压下,CO2激光器有宽带输出,带宽高达5.0 cm-1(相当于150 GHz),从971 cm-1～976 cm-1,峰值在10R(16)线处,10R(14)线和10R(18)线差不多对称地分布其两侧.很小的增益差异(4.6%)造成了很大的能量输出差异(100多倍).比较了谐振腔内有无色散元件时的输出频谱,理论证明了谐振腔内无任何色散元件时的宽带输出频谱是光滑连续的,而频率依赖的反馈引起了输出频谱很强的精细结构.理论计算结果与实验测量结果符合较好.
高气压CO2激光器 激光动力学 宽带输出 增益谱线重叠
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
在实验室前期工作的基础上,应用CO2激光器动力学的六温度模型进一步对于Q开关CO2激光器动力学过程进行分析,计算了气体平均温度和激光器等效腔长的变化导致的激光工作谱线频率偏离增益曲线中心对调Q激光脉冲峰值功率、脉冲建立时间和脉冲宽度的影响.目的是为了能够使电光调Q射光器波导CO2激光器应用于外场环境工作打下基础.
激光动力学六温度模型 电光Q开关 气体工作平均温度 脉冲建立时间
1 哈尔滨工业大学光电子技术研究所暨可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨东安发动机集团公司, 黑龙江 哈尔滨 150001
谐波振子数学模型是TEACO2激光振动动力学的一种表述,它是对复杂温度模型的一种简化.以四个特征变量表征CO2的三个振动态和N2分子的振动态的能量变化,把激光腔内输出光强、光通量、气体温度与四个特征变量随时间变化率相联系,建立数学方程.改变激光器各种参量,可计算得到其对脉冲波形的影响.由激光光强,可求得激光输出功率和能量,为激光器的优化设计提供重要的理论依据.经过实验验证,理论计算值与实验结果基本相符.
TEA CO2激光器 激光动力学 谐波振子模型
