双向光泵浦XeF(C-A)激光

讨论了双向光泵浦XeF(C-A)激光技术,给出了双向泵浦情况下的XeF2光解离波图像。在双向泵浦条件下XeF(C-A)激光输出能量提高了近3倍,最大输出达到3.3 J,激光脉宽增加到1 100 ns。激光输出特性受XeF2初始浓度的显著影响,激光形成时间随XeF2初始浓度增大而加长,激光脉宽先增大后减小,激光近场光斑呈现出不同的形状,由方形变化为“X”形状。

XeF(C-A)蓝绿激光线宽压缩技术

利用表面放电光泵浦XeF（C-A）蓝绿激光器开展了激光线宽压缩技术研究,分别采用谐振腔腔镜谱带重叠法和光栅谐振腔法实现了线宽小于10 nm的窄线宽激光输出。采用谐振腔腔镜谱带重叠法,激光输出线宽约7 nm,采用光栅谐振腔法可以将激光线宽压缩到约1 nm,并实现XeF（C-A）激光的可调谐输出,调谐范围为470~495 nm。

光泵浦XeF(C-A)激光技术研究进展

综述了西北核技术研究所在光泵浦XeF（C-A）激光技术研究方面取得的成果,研制的10 J级激光器最大输出能量为18.7 J,总转换效率达到0.25%,在国际上首次实现了XeF（C-A）激光重频运行,运行频率0.1-1 Hz;描述了光泵浦源的结构和供气装置的研制;介绍了在高重频光泵浦源和激光线宽压缩研究方面的最新进展,光泵浦源最高运行频率达90 Hz,XeF（C-A）激光线宽已被压缩到1 nm。

重频XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF_2浓度的监测与控制

介绍了采用光谱吸收法实时监测重复频率XeF(C-A)蓝绿激光器中XeF2气体浓度的原理和控制XeF2气体浓度的方法;给出了监测窗中XeF2气体浓度与激光器气室中的XeF2气体浓度之间的关系,获得了在不同主/载气路气流量条件下激光器气室中XeF2气体浓度值,通过调节主/载气路的气流量实现了对激光器腔室内XeF2气体浓度的控制,保证了XeF(C-A)蓝绿激光器1 Hz重频运行。

基于XeF(C-A)放大器的混合(固态/气态)超高功率飞秒激光系统(英文)

提出了基于前端发生器和终端放大器,使用光泵浦XeF（C-A）激活介质的太瓦级混合激光器（THL-100）系统。前端发生器由长532 nm的连续激光泵浦的钛宝石飞秒脉冲振荡器,脉冲展宽机构,532 nm的脉冲激光泵浦的再生多通道放大器,衍射光栅压缩器和二次谐波发生器（KDP）组成。其光束输出参数为：脉冲持续时间50 fs,二次谐波（475 nm）辐射能量5 mJ。前端发生器以10 Hz的单脉冲模式工作。XeF（C-A）放大器由双高压脉冲发生器（线性变压器）,爆炸式阴极发射真空二极管,电子束注入系统,充满Xe的气室转换器和激光单元组成。高压发生器包括12个变压器,每个变压器有8个电容（40 nF）和火花隙,电容可以充电至100 kV。真空二极管中的电子束参数为：总电流300 kA,峰值电压550kV,脉冲持续时间约150 ns。穿透金属箔片到达Xe转换器的6个100 cm×12 cm电子束的总能量为67 kJ。激光系统通过泵浦能量的级联处理导致Xe2＊的快速形成,并在（172±5）nm连续辐射。真空紫外辐射通过CaF2窗口辐射到含有XeF2蒸汽和氮气缓冲气体的激光单元中,使XeF2光解,形成XeF＊准分子。由真空紫外辐射泵浦的放大器激活介质长110 cm,直径为24 cm。文中通过数值模拟给出了输出参数和第一实验结果,根据XeF（C-A）放大器参数模型和增益测量结果,得到的输出能量高达23 J,这意味着50 fs脉冲的峰值功率高达4060 TW。

重频XeF蓝绿激光技术

利用表面放电光泵浦技术,研制了重频XeF(C-A)激光器,运行频率达到10 Hz。研究了运行频率、气体流量对激光输出能量稳定性的影响,分析了影响输出稳定性的主要因素,实验结果表明,提高气流量可有效改善重频输出能量的稳定性。同时,还给出了优化实验条件下不同运行频率连续20个脉冲较为理想的输出结果。运行频率分别为1,2,5 Hz时,输出能量稳定性较好,输出能量大于4.0 J;气流量大于53 L/s时,10Hz重频运行的输出稳定性已显著提高,平均输出能量也达到1.8 J。

氟化氙(C-A)蓝绿激光技术研究进展

综述了XeF(C A)激光的产生原理 ,表面放电光泵浦源的结构 ,激光器装置 ,XeF(C A)激光实验研究以及XeF(C A)激光理论模拟 ;介绍了XeF2 浓度的监测 。

分段表面放电光抽运XeF(C-A)激光器

阐述了分段表面放电光抽运XeF(C -A)激光器的设计和实验技术。分段表面放电辐射源在 140nm～ 170nm辐射区域亮度温度Tb≈ 15× 10 3K ,用该辐射源作抽运源离解XeF2 获得了XeF(C -A)蓝绿 (4 70nm～ 495nm)激光输出 ,激光脉宽为 340ns、光谱宽度为 15nm。

横向表面放电光泵浦源特性研究

介绍了一种用以泵浦ＸｅＦ（Ｃ－Ａ）激光的横向表面放电辐射源，比较详细地研究了这种泵浦源的放电击穿特性、放电电流与充电电压及不同气体介质的关系、表面放电均匀性以及不同气体成分对表面放电辐射特性的影响。得到了放电击穿时间、放电峰值电流随充电电压、不同气体介质变化的曲线；分析了提高放电均匀性的途径，在电极长５０ｃｍ、间距６ｃｍ、充电电压２５ｋＶ条件下获得了均匀放电。获得了各种实验条件下放电辐射的光谱曲线；通过对辐射光谱的分析，研究了有利于光解离ＸｅＦ２的最佳实验条件，当ｐＡｒ： ｐＮ２＝１：１时，放电在远紫外波段产生的辐射最强。

多通道沿面放电电学特性研究

介绍了一种多通道沿面放电光泵浦源,以聚四氟乙烯做绝缘基板,面积约10cm×10cm,其上均匀布置10对放电电极及对应的放电通道。在理论分析了泵浦源的触发特性后利用幅值25～40kV、上升时间约10ns的触发信号获得了多通道放电抖动<10ns的10通道均匀放电,实验研究了该泵浦源在多通道沿面放电下放电通道的电阻、电感及能量沉积效率等参数随储能、气体介质压强及放电通道数等实验条件的变化规律。当氮氩混合气体总气压0.1MPa(氮氩比例为3:7)、泵浦源储能电容0.5μF、充电电压20kV时,通道能量沉积效率约94%。实验结果表明:装置储能越小、介质气压越高、放电通道数越多,放电通道的电阻就越大、能量沉积效率越高。

基于XeF (C-A)激光激励的自发拉曼散射技术研究

针对自发拉曼散射技术应用于实际燃烧场参数测量时面临的主要技术难题,采用XeF(C-A)激光作为激励光源,开展了自发拉曼散射技术实验研究。通过分析拉曼散射过程对光源参数的要求,优化了XeF(C-A)激光器部分参数,建立了自发拉曼散射诊断系统,实现了气体介质主要组分浓度在线测量,对比了XeF(C-A)激光与主流激光作为拉曼散射光源的优缺点。结果表明:与现有主流光源相比,具有脉冲能量大、微秒级脉宽,位于可见光波段等特点的放电抽运XeF(C-A)激光非常适合用作自发拉曼散射激励光源。

陶瓷表面放电光泵浦源放电特性研究

为了提高表面放电光泵浦源的寿命,以Al2O3陶瓷作为放电基板,研制了分段表面放电光泵浦源。基于放电电压和电流波形,详细研究了泵浦源的放电周期,放电通道电阻,能量沉积效率和等离子体功率密度。发现泵浦源的放电周期、放电通道电阻和能量沉积效率均随放电间隙长度和混合气体气压的增大而变大,随充电电压的增加而减小;而等离子体功率密度主要取决于充电电压和放电间隙长度,基本不随混合气体气压的改变而变化。在充电电压为26.8 kV,气压为100 kPa,放电间隙长8 cm的条件下,泵浦源的能量沉积效率约为82%,等离子体功率密度达到了9.36 MW/cm。实验研究表明:Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源具有良好的放电特性,较同等条件下聚四氟乙烯表面放电光泵浦源的等离子体功率密度更高,可产生更强的真空紫外辐射,辐射亮度温度大于23 kK。Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源适用于光泵浦XeF2气体形成大功率XeF(C-A)蓝绿激光。

焦耳量级光抽运XeF蓝绿激光器

阐述了焦耳量级XeF(C-A)激光器的总体设计及抽运源辐射能力的测试方法,分析了XeF(C-A)激光特性参量与XeF2初始浓度、输出透过率以及气体成分之间的关系.抽运源采用紧凑型结构,有效地减小了放电回路面积,使回路电感降低到330 nH,从而使放电沉积效率达到74%,抽运源平均沉积功率密度达到12 MW/cm.利用分幅相机拍摄了XeF2光解离波并对抽运源辐射能力进行了诊断,抽运源辐射在140～170 nm波段的光子出射通量达到5×1023 s-1·cm-2,辐射亮度温度高于25 kK.激光器有效激活长度80 cm,采用平凹谐振腔,激光器获得了稳定的焦耳级能量输出,最大输出能量2.5J,总转换效率0.1%,激光脉宽约为700 ns.

XeF激光光谱研究

利用两种腔镜组合对XeF激光光谱进行了研究。在同一实验条件下,可同时获得B—X和C—A两种跃迁的激光输出,XeF(B—X)激光比XeF(C—A)激光早800 ns形成。详细研究了XeF_2初始分子数浓度对XeF激光光谱的影响,结果表明,低XeF_2分子数浓度条件不利于XeF(B—X)激光形成,随着XeF_2分子数浓度增高,B—X跃迁光谱呈现出多条分立谱线的特征。给出了两种腔镜组合条件下XeF(C—A)激光光谱,XeF(C—A)激光光谱特征是宽带连续谱,在光谱中可观察到Xe原子的吸收线。选用合适的腔镜组合可实现XeF(C—A)激光的窄带输出,带宽约为7 nm。