基于Pulser/Sustainer技术的可调谐长脉冲TECO_2激光器

采用光栅谐振腔,对一台基于Pulser/sustainer技术的紫外预电离长脉冲TE CO2激光器的调谐特性进行了实验研究.在增益体积为1.17 L,激光混合气体体积比V(CO2)∶V(N2)∶V(He)=1∶5∶19,工作气压为30 kPa条件下,实验测量了75条激光谱线的输出脉冲能量和脉冲宽度(半高全宽,FWHM),结果表明,相同的激励条件下,不同的激光波长,激光输出脉冲宽度有所不同.通过仔细观察比较四条主要谱线(9R(20),9P(20),10R(20),10P(20))的激光输出脉冲波形随放电电压、放电脉宽以及气体成分配比等的变化情况,说明基于pulser/sustainer技术激励的长脉冲可调谐TE CO2激光器的激光输出脉冲宽度随调谐波长的不同而变化.简单实验分析表明,谱线增益的变化可能是引起谱线输出脉冲宽度不同的主要原因.

基于Pulser/Sustainer技术的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器

详细研究了一台增益体积为1.17 L,采用pulser/sustainer技术激励的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性。激光器最高脉冲重复频率100 Hz,输出激光脉冲半峰全宽(FWHM)约23.0μs。实验记录了稳定辉光放电与有起弧的辉光放电时激光器的放电电压/电流波形;测量得到当sustainer充电电压从12 kV到30 kV时,激光器输出脉冲能量从约0.40 J变化上升至约4.0 J,观察到在同一sustainer充电电压下,激光器输出平均功率随脉冲重复频率线性变化;监测到激光器以sustainer充电电压22 kV,重复频率100Hz连续工作10 min时,输出平均功率仅从最大257 W下降至247 W。实验数据表明,与采用低感快脉冲放电激励相比,这种新型的长脉冲TE CO2激光器具有增益开关效应小、输出动态范围大、"起弧适应性"好、输出平均功率下降慢等特点。

长脉冲TECO2激光器的调谐特性

采用光栅谐振腔,对基于Pulser/Sustainer技术的紫外预电离长脉冲TE CO2激光器的调谐特性进行了实验研究。在增益体积为1.17 L,激光混合气体比CO2:N2:He=1:5:19的条件下,比较了刻槽密度分别为80、120、150 line/mm的光栅在不同工作气压和激励电路条件下的激光器调谐特性,其中,120 line/mm的光栅谐振腔可以输出75条激光谱线,4条主要谱线(9R(20)、9P(20)、10R(20)、10P(20))输出能量与采用全反铜镜的非调谐谐振腔激光器输出能量相当。深入实验研究了120 line/mm光栅谐振腔激励电路和工作气压对长脉冲TE CO2激光器调谐特性的影响。

大能量长脉冲TECO2激光器

研制了一台基于pulser/sustainer放电技术,增益体积为2.48 L的大能量长脉冲紫外预电离TE CO2激光器。利用14 nF的pulser电容控制200 nF的sustainer电容,通过优化激光器激励电路网络参数以及张氏电极进行修正,实现了稳定的辉光放电,获得了最高达135 J的能量注入。在激光工作气体CO2,N2,He混合体积比为1∶2.5∶13,气压为40 kPa的条件下,最大激光输出脉冲能量达18.51 J,激光脉冲宽度约为30μs,电光转换效率高达14.3%。

基于SUSTAIN模拟技术的低影响开发雨水设施规划应用研究

模拟技术是城市低影响开发雨水设施规划设计和研究的重要方法,采用城市暴雨处理及分析集成模型系统(SUSTAIN)对某市A地块的低影响开发雨水设施规划进行研究,分析了低影响开发雨水设施在不同降雨重现期条件下的峰值径流量、径流总量及径流系数的削减效果。结果表明,按照一定比例设置的绿色屋顶、透水铺装、下凹绿地、雨水花园、干草沟等低影响开发雨水设施可以通过下渗和滞蓄作用削减降雨峰值径流量和径流总量,降低了地面径流系数,其中1~5年一遇降雨的径流量和峰值流量基本达到100%削减,10~100年一遇的降雨则有不同程度削减,可显著减少下游渠道和市政管网的外排水量,缓解城市排水系统和河道泄洪的负荷,为城市低影响开发雨水设施的有效利用提供参考。

改进建筑60秒

我们仿效BBC的广播节目“60秒改进世界”（Sixty Second Idea to Improve the World）推出了“改进建筑60秒”栏目,每期将在世界范围内采访两位人物,请他们就建筑、城市,景观、技术等相关问题在60秒的时间里讲出一个或两个有启发性,批判性甚至有争议性的观点。本栏目如实记录了他们的话,

1.5kW新型长脉冲TE CO_2激光器

研究了一台增益体积为2.48 L,采用pulser/sustainer放电技术激励的高功率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器的运转特性。激光器采用普通平凹稳定腔输出或光栅谐振腔调谐输出。在20～40 kPa气压范围,10～50μs放电脉冲宽度下,均获得均匀稳定的大体积辉光放电和大能量长脉冲激光输出。给出了激光器在不同脉冲宽度、不同气压下的典型放电电压、放电电流波形和详细的激光输出脉冲能量及电光转换效率数据;也给出了采用光栅谐振腔调谐输出时4条主要激光跃迁谱线的输出激光脉冲波形。工作在非调谐谐振腔和激光混合气气压30 kPa时,激光器以50.1μs放电脉冲宽度工作,单脉冲输出激光能量11.1 J,相应脉冲功率达220 kW;以31.6μs放电脉冲宽度150 Hz高重复频率工作输出平均功率达1.52 kW,相应平均脉冲能量10.0 J,脉冲功率超过300 kW。

采用新型激励方式的长脉冲TE CO2激光器

从预电离的角度出发,对原有长脉冲TECO2激光器的双高压开关抽运电路进行改进,设计了新型激励电路。在新激励电路中,加入一个合适大小的电感与激光器电极部分串联,为Pulser和Sustainer放电电路所共用。实验结果表明,改进电路能够增强预电离能力和增加激光脉冲能量。在一台增益体积1.17L、气体混合比CO2∶N2∶He=1∶2.5∶13、工作气压为40kPa的TECO2激光器中,改进电路比原来电路增加激光输出达61%。文章给出了详细实验数据并作了简单理论分析。

长脉冲紫外预电离TE CO_2激光器

研制了一台增益体积为1.17 L的长脉冲紫外预电离TE CO2激光器。基于Pulser/sustainer技术,设计了独立可控的双高压开关抽运电路。在激光混合气体比CO2∶N2∶He=1∶2.5∶13,总气压30 kPa时,以6 nF的Pulser电容控制100 nF的Sustainer电容,获得稳定的辉光放电,激光比注入能量达1.607 J/(kPa.L),其中,Pulser能量不到全部注入能量的5%。另外,在保持Sustainer总电容100 nF不变的情况下,设计了两种脉冲宽度略有不同的Sustainer电路,均获得了稳定的辉光放电,实验测量了放电电压、放电电流与输出激光脉冲波形,并分析了Sustainer放电的阻抗特点。激光器采用“Z”形折叠腔结构,输出激光脉冲宽度达20μs,电光转换效率超过12.0%,最大脉冲能量为6.5 J。