国际科技合作与交流专项项目(2011DFR10320)
- 作品数：15 被引量：80H指数：6
- 相关作者：谢冀江潘其坤阮鹏郭劲邵春雷更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学吉林师范大学更多>>
- 发文基金：国际科技合作与交流专项项目激光与物质相互作用国家重点实验室开放基金中国科学院知识创新工程更多>>
- 相关领域：电子电信更多>>
- 放电引发非链式DF激光器脉冲特性研究被引量：7
- 2015年
- 研究了工作气体分压比、总气压、充电电压及输出镜反射率对激光单脉冲能量、脉冲宽度及峰值功率的影响。实验结果表明:对于输出能量,工作介质SF6和D2的分压比为10∶1及输出镜反射率为30%时最佳,正常辉光放电状态下提高充电电压有利于增加单脉冲能量,且对于每个电压存在使能量最大的最佳气压值。激光脉冲宽度随工作气体分压比及总气压的增大不断变窄,但随充电电压和输出镜反射率的升高不断变宽。综合考虑输出能量和激光脉宽,激光峰值功率的总体变化趋势与能量一致,但二者取得最大值所对应的气体参数及输出镜参数存在差别。
- 阮鹏谢冀江潘其坤王春锐刘春玲柴源
- 关键词：中红外激光脉冲特性
- 非链式DF激光器静电场仿真与放电实验
- 为了提升非链式DF激光器输出能量与电光转换效率,本文使用有限元分析法,分别计算了'Chang'氏电极和粗糙阴极与光滑阳极组成的平板电极间的静电场分布。对于'Chang'氏电极,引入了火花针尖端强电场,分析了火花针距离电极...
- 王旭谢冀江潘其坤邵春雷王春锐邵明振
- 关键词：激光器电场分析有限元仿真放电电极
- 文献传递
- 非链式HF/DF激光器的研究进展被引量：5
- 2015年
- HF/DF激光器是中红外波段能提供最高能量输出的激光光源,也是中红外波段应用非常广泛的相干光源。本文介绍了近几年国内外关于非链式HF/DF激光器的研究进展及其成果应用,分析了非链式HF/DF激光器在应用方面的优缺点,总结了实现非链式HF/DF激光输出的关键技术和存在的问题,指出了该技术的未来发展方向。
- 王旭谢冀江潘其坤王春锐邵春雷邵明振
- 关键词：激光应用
- 非链式脉冲DF激光器放电特性被引量：7
- 2013年
- 为了提高非链式脉冲DF激光器注入能量和放电稳定性,研究了火花针紫外预电离放电引发非链式脉冲DF激光器的电路特性。通过分析工作气体中SF6分子的碰撞解离及其对电子的吸附过程,得到了电子连续性方程,结合放电回路基尔霍夫方程建立了描述DF激光器放电特性的数学模型。运用该模型模拟了预电离放电电压、主放电电压及电流随时间的变化关系,模拟结果较真实地反映了预电离放电与主放电之间的时间延迟、主电极间的击穿及自持放电等物理过程。利用非链式脉冲DF激光器样机对模拟结果进行了相应的实验验证,测量得到的主、预放电电压波形与修正后的模拟电压波形一致。进而运用该模型研究了主储能电容、延迟电感、锐化电容对放电特性的影响,得到了有助于提高DF激光器放电性能的电路参数。
- 潘其坤谢冀江阮鹏张来明谢京江李殿军邵春雷杨贵龙谭改娟
- 关键词：激光器气体放电数值模拟
- 非链式脉冲DF化学激光器反应动力学模型被引量：4
- 2013年
- 依据非链式脉冲氟化氘(DF)激光器的反应机理,采用速率方程理论,综合考虑了基态DF分子、D2分子、D原子、F原子对激发态DF分子的消激发作用,建立了非链式脉冲DF激光器反应动力学模型.运用Runge-Kutta法对该模型进行数值计算,得到了增益区内各组分粒子数密度随时间的变化关系.进而运用该模型研究了工作气体配比和输出镜反射率对DF激光器腔内光子数密度、单脉冲能量、脉冲宽度和输出功率的影响,得到了最佳气体配比和最佳输出镜反射率参数.采用放电引发方式对非链式DF激光器进行了实验研究,实验测得脉冲波形及单脉冲能量与速率方程理论模型计算结果基本一致.本文的研究结果可为非链式脉冲DF激光器的优化设计提供理论参考.
- 阮鹏谢冀江潘其坤张来明郭劲
- 关键词：动力学模型速率方程
- 旋转火花开关多脉冲触发系统设计被引量：3
- 2014年
- 为提高触发旋转火花开关的稳定性和可靠性,研制了一套输出电压及频率可调的高压脉冲触发系统。该系统应用多脉冲触发模式,采用可调直流电源和储能电容作为能源系统,利用半导体开关器件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为主开关控制放电周期和脉冲宽度,由数模混合电路构成信号源控制IGBT的通断,经过高压脉冲变压器在负载上获得需要的高压脉冲。实验结果表明,该系统在500 Hz的重复频率下能连续稳定地输出高于38 kV的高压重频脉冲,脉冲宽度为20μs,能稳定触发旋转火花开关。通过多脉冲触发的应用,提高了触发系统的可靠性和稳定性、减小了触发系统的体积和重量。
- 张兴亮郭立红孟范江杨贵龙方艳超刘逻
- 关键词：TEACO2激光器触发系统绝缘栅双极型晶体管高压脉冲变压器重复频率
- 非链式DF激光器非稳腔数值仿真与实验被引量：6
- 2017年
- 基于描述光束传播的菲涅耳-基尔霍夫衍射积分理论,运用快速傅里叶变换算法仿真了非稳腔DF激光的三维近场、远场光强分布。仿真结果显示:非稳腔的近场输出光斑形状为中心对称的空心圆环,远场输出光斑为具有中心亮斑的多级衍射环;大M数将导致近场光斑能量集中,大的Neq值将引起远场发散角变大。运用该算法研究了腔镜倾斜对近场光强分布的影响:腔镜倾斜使光束近场分布变差,倾斜角越大,光强的非对称分布越明显。开展了非链式DF激光器非稳腔实验研究,实验得到的近场、远场光强分布及腔镜失调下的近场光斑变化情况与数值模拟结果一致,实验测量的远场发散角为1.2 mrad。文中的仿真结果可为DF激光器腔镜失调诊断及调节提供依据。
- 阮鹏潘其坤谢冀江刘春玲柴源
- 关键词：非稳腔光强分布傅里叶算法
- 紫外预电离放电引发的非链式脉冲DF激光器被引量：6
- 2013年
- 采用紫外预电离的横向放电方式和稳定光学谐振腔,使用无毒无腐蚀性的六氟化硫(SF6)和氘气(D2)作为工作物质,研究了工作气体配比、总气压对放电引发非链式脉冲氟化氘(DF)激光器输出能量的影响。实验发现SF6与D2的最佳比例为10:1,最佳总气压为10.5 kPa。使用DF激光谱线分析仪对激光输出谱线进行了测量,得到了17条P支跃迁谱线,激光能量集中在3.876μm附近的几条谱线。利用烧蚀光斑的方法测得输出激光束水平方向、垂直方向的发散角均为1 mrad。在最佳工作条件下,充电电压为39 kV时,激光单脉冲输出能量达到最大值3.58 J,此时激光脉冲宽度为215 ns,峰值功率为16.65 MW,电光转换效率为2.08%。
- 阮鹏谢冀江张来明潘其坤杨贵龙郭劲李世明高飞谭改娟
- 关键词：紫外预电离
- 高功率放电引发非链式脉冲DF激光器被引量：8
- 2015年
- 研制了一台放电激励重复频率运转的高功率非链式脉冲氟化氘(DF)激光器,采用倍压式储能电路及自引发体放电激励方式,在SF6和D2的混合气体中实现了体积为1.65 L的均匀辉光放电;凭借大流量离心风机提供的8.5 m/s风速实现了电极间工作气体的快速更新;运用介孔碱性分子筛完成对放电产物的吸附处理。实验研究了工作气体参数及充电电压对激光器输出性能的影响,在总气压8.1 k Pa,SF6与D2工作气体配比为8∶1,充电电压为43 k V时,获得了3.46 J的单脉冲能量,电光转换效率为3.12%,脉冲宽度为135 ns。在50 Hz时,获得了平均功率为150 W的激光输出,其脉冲幅值差优于±8%。实测远场发散角在水平方向和垂直方向分别为7.92 mrad和9.58 mrad,并采用DF激光谱线分析仪测试获得了22条激光谱线。结果显示,放电激励非链式脉冲DF激光器是获得高功率中红外激光的有效途径。
- 潘其坤谢冀江邵春雷邵明振王春锐张来明郭劲
- 关键词：激光器高功率
- 非链式脉冲DF激光器非稳腔设计与实验研究被引量：12
- 2014年
- 采用正支虚共焦腔型对非链式脉冲DF激光器进行非稳腔参数设计并开展实验研究,通过与平凹型稳定腔的对比,揭示了非稳腔在压缩激光远场发散角、提升光束质量方面的显著优势。选取能体现远场能量集中度以及实际光束与理想光束偏移程度的衍射极限倍数β为光束质量评价参数,实验中以86.5%环围能量定义光斑大小,并利用90-10刀口法测量光斑尺寸。通过对不同放大率及模体积的9组非稳腔实验结果的对比,得到了设计优化非稳腔结构参数的规律。综合输出能量、远场发散角、衍射极限倍数β三方面因素,得到了最佳非稳腔参数为放大率M=1.89,后反射镜口径D=40mm,此时激光远场发散角(全角)为0.74mrad,β=1.35,输出能量为1.86J,峰值功率为16.4MW。
- 谭改娟谢冀江潘其坤邵春雷张传胜阮鹏郭劲
- 关键词：激光器
