大功率脉冲TEA CO_2激光器控制系统设计

大功率脉冲TEA CO2激光器不仅设备复杂,而且具有高电压、高激光功率、强电磁干扰的特点。本文采用工控机、可编程控制器和触摸屏,设计并实现了两级分布式大功率脉冲TEACO2激光器控制系统。详细阐述了系统硬件和软件的设计方案及实施过程。实际应用表明,该控制系统工作稳定可靠,具有较好的实际应用价值。

一种大功率超短脉冲激光器的设计

设计了一种新型大功率超短脉冲激光器,将两种传统产生超短脉冲的方法(调Q和锁模)有效的结合起来,并对激光器的各个环节的设计作了说明。为了获得更大的功率采用了电光"腔倒空"直腔调Q法和LDA侧面泵浦,为了获得脉宽更窄的超短脉冲采用了半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术。

一种大功率窄脉冲半导体激光器测试台的研制

大功率窄脉冲半导体激光器主要光电性能参数为:输出峰值光功率、阈值电流、正向电压、上升时间、峰值波长、光谱半宽、半强度角。根据激光制导系统对大功率窄脉冲激光器参数的特殊测试要求,研制一种大功率窄脉冲激光器测试平台,将小型化大功率激励器功放模块、大范围可调DC-DC模块、信号源板、激光器座、光学准直镜集成在一个平台上,与峰值功率计、光谱仪、CCD摄像机等仪器配合,可测出大功率窄脉冲激光器的峰值功率、峰值波长及波长随温度变化的漂移特性、发光芯均匀性等参数。介绍了大功率窄脉冲激光器测试台的特点,并对测试结果作了论述。

高效转换的大功率皮秒脉冲激光器

本文描述我们设计的带抗共振环 (ARR)的对撞脉冲锁模 (CPM )非稳腔Nd :YAP和Nd :YAG激光器 ,该激光腔结合了CPM腔脉宽窄、工作稳定和非稳腔输出能量高的特点 ,是一理想的高功率激光器 同时选择了KTP、BBO和LBO等优良非线性晶体作为腔内倍频元件 ,实现高效倍频转换 获得× 1 0mJ和 5GW /cm2 的高能量和高功率绿光皮秒脉冲输出 ,倍频转换效率高达 ( 50～ 70 ) %

一种新型大功率脉冲CO_2激光器主机结构

大功率脉冲CO2激光器采用放电激励、脉冲重复频率工作制式,可同时兼有高平均功率、高重复频率和高峰值功率,在激光加工、激光雷达、激光推进、激光大气传输和激光化学等领域具有重要的应用价值。

脉冲功率技术在短波长气体激光器中的应用

介绍了脉冲功率技术在离子准分子、准分子和软X射线激光研究中的应用情况。给出了三种激光产生对泵浦源电学参数的要求,并给出实现这些电学参数的实验装置以及实验装置的性能指标。在软X射线激光研究方面,利用10级Marx发生器和Blumlein传输线,建立了最高电流峰值40 kA,前沿为26.6 ns的毛细管放电装置,并实现了46.9 nm激光输出。建立了输出电压600 kV、输出电流20 kA的电子束装置,并作为泵浦源实现了离子准分子光腔效应。为了泵浦S2准分子,采用横向放电方式和低电感放电回路,实现了电压脉冲宽度为29.2 ns的窄脉冲放电。

大功率光纤激光器研究进展

对当前大功率光纤激光器的研究进展作对比分析,以期得出一些研究方向及方法的借鉴。以连续波与脉冲光纤激光器作为区分标准,对于国内外的大功率光纤激光器报道中所提到的大模场面积光纤激光器、离子掺杂方式、调Q光纤激光器、锁模光纤激光器,以及锥形光纤的泵浦方式等做了相关介绍。

软开关技术在大功率脉冲激光器中的应用

介绍为高重复频率脉冲氙灯工作所设计的谐振式逆变电源。文中分析了谐振逆变器的原理及数学模型，主电路采用了高频谐振逆变技术，使整个电源具备了体积小、重量轻、电磁兼容性好等诸多特点。

大功率二氧化碳激光器窗口材料的选择与发展

二氧化碳激光器的特点及应用 二氧化碳激光器是目前输出功率达到最高级区的激光器之一（最高的连续输出功率已达几万瓦，脉冲功率可达兆瓦级），1964年，由C·Patel发明了世界上第一台二氧化碳激光器，1971年出现了第一台商用1kw二氧化碳激光器。

大功率TEACO_2激光器开关电机侧磁场测试

大功率TEACO2激光器属于高电压脉冲激励类型的气体激光器,其核心工作过程是一个对电容器组的反复充放电过程,是一个高电压、大电流及高能量的脉冲放电过程,单脉冲放电能量约为100～300J,重复频率100～400Hz,放电电压40～50kV,放电电流5～10kA。

连续气体激光器的自脉冲和混沌

对非旋波近似的 Maxwell-Bloch方程进行数值求解 .计算结果表明 ,逐渐增大反转粒子数密度 ,可以观察连续激光器的自脉冲和混沌 .

应用CFD研究脉冲气体激光器火花开关流场

为了克服采用手工计算方法对脉冲气体激光器火花开关流场压力计算产生的误差大的问题和和对火花开关流场进行更加精确的计算,应用了计算流体动力学(CFD)软件Fluent的RNGk-ε湍流计算模块对脉冲气体激光器火花开关流场进行了模拟分析,得出了流场气流状态的三维仿真图形,计算出开关进出口压力损失,并依据此计算结果选用风机,实验结果开关气体流量达到了设计指标的106%,最高工作频率达到了设计指标的110%,完全满足了项目研究需要。证明应用CFD技术可以对复杂流场进行精确模拟计算,解决手工计算误差大的问题。

面向脉冲量子级联激光器气体检测的锁相放大器

为了在基于脉冲式中红外量子级联激光器的气体检测系统中,精确提取窄脉冲传感信号的幅度,设计并实现了一种微秒级窄脉冲锁相放大器.根据微秒级窄脉冲的特点,窄脉冲信号经过窄带通滤波电路,得到基频正弦波信号,再经过主放大、移相、相敏检波电路,得到与脉冲幅值有关的直流信号.利用信号发生器产生的幅度、频率、相位可调的窄脉冲待测信号,对锁相放大器进行功能验证实验.结果表明,锁相放大器输出直流信号与输入信号的幅度呈良好的线性关系,线性拟合度约为98.043%;信号幅值的相对测量误差不超过3%;在1 h的测试时间内,信号波动范围在1‰以内.利用配备的不同浓度的一氧化碳样品及研制的锁相放大器,开展了一氧化碳气体检测实验.在0~180 ppm范围内,随着一氧化碳浓度的增加,锁相放大器的输出电压值与一氧化碳浓度呈现良好的e指数关系.根据A11an方差预测的系统检测下限为0.4123ppm.与商用锁相放大器相比,该放大器具有体积小、成本低、易于集成等特点,在基于脉冲式中红外量子级联激光器的气体检测中具有较好的应用前景.

脉冲气体激光器用固态高压开关的研制

实验研制了基于磁脉冲压缩系统的脉冲气体激光器用固态高压开关,实验中通过调节复位电流大小,负载电阻大小等相关参数实现了磁压缩开关输出效率达到最大值。经两级磁开关压缩后脉宽约压缩为原来的5%。压缩后脉冲上升时间约为180 ns,幅值约为16 kV。其中第一级磁压缩效率为89.2%,第二级磁压缩效率达到97.7%,总的压缩效率达到87.2%。接激光器后测得输出激光脉冲能量约为20 mJ,输出激光脉冲半高宽约为85 ns。

一种大功率高重频脉冲激光电源的研究

基于半导体激光器的用电需求,针对传统BUCK恒流源技术和储能电容线性放电输出技术的不足,提出了一种新的大功率高重频脉冲激光电源实现方案。通过对相关电路及结构进行的电性能及热仿真分析以及两台工程样机与激光器负载的对接实验,表明所研究的脉冲激光电源具有高重频、大功率、高动态响应、高同步精度等特点,输出的脉冲电流宽度、重复频率、电流大小均可调,最大脉冲宽度为500μs,最高重复频率为500 Hz,输出电压为260~280 V,单路满载输出最大电流为390 A,上升沿时间小于45μs,上升沿同步时间小于5μs,下降沿时间小于25μs,下降沿同步时间小于2.5μs,对研究大功率半导体激光器的驱动电源具有重要的实用意义。

巨脉冲,大功率激光在近距离的动力学效应

用脉宽２０～５０ｎｓ，功率０．５ＭＷ的Ｎｄ：ＹＡＧ激光扩束聚焦，在近距离有动力学效应，距离越近。

高光束质量大功率垂直腔面发射激光

大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)在激光泵浦、激光测距、激光雷达等领域有广泛的应用前景,但目前的常规激光器材料结构尚未针对大功率激光输出进行优化设计。特别是为获得大功率激光输出所采用的大出光窗口导致的激光光束质量劣化成为限制其应用发展的核心问题之一。针对上述问题对激光器材料结构与器件结构进行了两方面的新结构设计和研制:(1)以实现大功率激光输出为目标,材料结构设计上对出光窗口一侧的N-DBR反射率进行了调整,以具有99.3%反射率的n-DBR替代常规结构中所采用的99.7%以上反射率。与常规材料结构相比,采用优化后的材料结构制备的直径500μm出光孔径的单管器件在注入电流110 A时激光输出功率达到102 W,而单元出光窗口直径100μm的5×5阵列在100 A电流下的激光输出功率为103 W,单元直径为140μm的8×8阵列在130 A注入电流下的激光输出功率达到115 W;(2)针对大出光窗口导致的光束质量劣化,通过湿法化学刻蚀研制了直接集成在出光窗口表面的微透镜结构,单元出光窗口直径为90μm的6×6阵列器件在4 A注入电流下的激光光束发散角压缩到6.6°,与未集成微透镜时的14.8°相比有了大幅改善。实验结果表明:降低n-DBR反射率及集成微透镜结构有效地改善提高了大功率垂直腔面发射激光的输出功率和激光光束质量。

紧凑的非链式脉冲HF激光器

研究了气体组分和峰化电容对紫外光预电离脉冲HF激光器性能的影响 实验发现最佳气体混合比为SF6 /C2 H6 =2 0∶1,峰化电容和主放电电容的最佳比为Cp/Cs=0 .3,在最佳气体混合比时 ,最大激光脉冲峰值功率和对应的总气压随充电电压的提高而增大 同时得到了E/P值和激光能量的关系 整个器件的最大激光输出为 4 0 0mJ ,脉冲峰值功率为 1.5MW ,最大电光转换效率约为 2 .2 %

非链式HF激光器SF_6气体介质放电特性

采用放电图像拍摄和放电波形测量两种方法研究了放电激励HF激光工作介质SF6气体的放电特性。实验结果表明:SF6气体放电可以分为主放电、剩余电压维持和电弧放电3个阶段。主放电阶段为均匀体放电,电容储能大部分在此阶段沉积于放电等离子体中;剩余电压维持阶段无明显放电;在电弧放电阶段激光器以电弧形式消耗剩余储能。通过对放电波形的分析,获得剩余电压及主放电阶段能量沉积效率随充电电压的变化规律。随着充电电压提高,剩余电压下降,沉积效率逐渐提高。沉积效率最大值对应于主放电与电弧放电相接的时刻。

放电引发非链式脉冲HF/DF激光器的研究进展

文中介绍了放电引发的非链式脉冲HF/DF激光器三十年来的研究进展,分析讨论了此类激光器的发展趋势。