可调谐TEACO_2激光器技术_曲彦臣
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第36卷,增刊红外与激光工程2007年6月、,01.36Suppl咖t I Il行眦d锄d k略e r Engi n∞r i ng J u n.20(17高功率固体激光器关键技术姜东升(固体激光技术国家级重点实验室,北京100015)摘要:高功率固体激光器技术发展迅速,新材料、新体制的固体激光器不断涌现,从而使战术激光武器有望进入电激励的固体激光器时代。
评述和比较了热容型固体激光器、新型二极管泵浦薄板条激光器、光纤激光器等三种高功率固体激光器的技术方案、技术途径和涉及的关键技术,对发展100kw级固体激光器的关键技术和研究基础进行了分析,并对高功率固体激光器及其中间成果的可能应用前景进行了描述。
关键词:热容激光器;薄板条激光器;光纤激光器可调谐T E AC02激光器技术曲彦臣,任德明,赵卫疆,刘逢梅,胡孝勇(哈尔滨工业大学光电子技术研究所,黑龙江哈尔滨150080)摘要:近年发展起来的激光差分吸收雷达用于遥测大气污染状况,可获得大气污染物浓度的时空分布,这对了解大气污染的分布实况、寻找主要大气污染来源、防治大气污染等均有很重要的价值.TE A C02激光器工作在9~11岬l的红外波段,大部分大气污染物和化学物质的特征吸收谱都在此波段内。
高重复率可调谐的Ⅱ’A C02激光器的研制已成为C02激光差分吸收雷达的关键技术。
差分吸收雷达从探测方式上可分为相干探测和直接探测方式,其中直接探测方式又可分为后向地物反射方式和距离分辨方式.早期,由于单台激光器快调谐问题尚未解决,一般都采用多台波长固定的c02激光器组合使用.随着快速调谐技术的发展,差分吸收雷达系统开始采用单台c02激光发射器。
这就使差分吸收雷达系统更加趋于小型化和实用化。
利用符合1E Ac02激光器内多种激光混合气体组分的五温度、六温度模型速率方程理论,详细分析了,I E A c02激光器的动力学过程,确定激光谐振腔初始条件后,计算了激光器的各种输出特性。
小型化高能输出TEA CO2激光器的实验研究孙宇;曲彦臣;赵卫疆;任德明;王元虎【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2007(37)9【摘要】报道了一种小型高能输出横向激励大气压(TEA)CO2激光器.该激光器的主放电电极锆青铜材料制作,采取紧凑式Ernst电极,加大电极间距,增大了激活区体积.使用火花阵列预电离方式,有利于主放电均匀、稳定,且不易产生弧光.低重复频率下,自由振荡情况下的输出能量可达到2.5J.使用单片机控制的步进电机驱动光栅进行调谐,调谐后10P(20)谱线多模输出能量可达到1.2J,10P(20)谱线输出脉冲宽度为90ns.【总页数】3页(P835-836,840)【作者】孙宇;曲彦臣;赵卫疆;任德明;王元虎【作者单位】哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TN248.2+2【相关文献】1.脉冲 TEA CO2激光器输出模拟 [J], 胡志;王又青;刘顺;卢丽娟;李波2.双光栅调谐TEA CO2激光器输出光脉冲的时空特性研究 [J], 许德富;李育德;陈梅3.高功率TEA CO2激光器两波长激光切换输出技术 [J], 宋晓峰;邵春雷;郭劲;杨贵龙;李殿军;耿玉民;谢冀江4.可调谐TEA CO2激光器多频输出 [J], 廖均梅;李育德;李忠华;卢莺5.TEA CO2激光器序列带的输出特性 [J], 廖均梅;李育德;钟耿;封涛;李忠华;刘效勇;冉瑞江;陈梅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
光栅调谐TEA CO2激光器谐振腔自动调整系统安然;谭荣清;陈静;柯常军;郑义军;王东蕾【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2007(037)002【摘要】为高能量高重复频率光栅调谐TEA CO2激光器设计了一种谐振腔自动调整系统,实现了计算机自动控制下的光斑采集、光斑图像分析和光栅位置调整.介绍了系统构建与开发该系统软件中的关键技术.通过对脉冲光斑图像采集机理的研究,给出了一种由计算机在图像采集过程中同步触发激光器的方法,从而只采集一场数据即能稳定地捕获到完整、清晰的单脉冲CO2激光光斑图像,采集时间小于100ms.【总页数】4页(P124-126,133)【作者】安然;谭荣清;陈静;柯常军;郑义军;王东蕾【作者单位】中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院电子学研究所,北京,100080【正文语种】中文【中图分类】TN248.2【相关文献】1.光栅耦合外谐振腔调谐的半导体量子级连激光器 [J], 彭川;HanQ.Le;B.Ishaug;J.Um;James N.Baillargeon2.TEA CO_2激光器光栅调谐选支技术研究 [J], 毕祥丽;宋毅恒;高文清;周冠军3.双光栅调谐TEA CO2激光器输出光脉冲的时空特性研究 [J], 许德富;李育德;陈梅4.可调谐TEA CO2激光器谐振腔结构稳定性研究 [J], 曾元;谭荣清;陈静5.高功率TEA CO2激光器的光学谐振腔 [J], 徐东东;耿玉民;郭劲因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
大功率TEA CO2激光器的电磁辐射测试及屏蔽方舱设计葛欣宏;郭立红;孟范江;于洪君;王思雯;王鹤淇【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2011(019)005【摘要】为了抑制大功率TEA CO<,2>激光器对其他电子设备的电磁干扰,在测量并分析激光器的近场电磁辐射特性的基础上,设计了电磁屏蔽方舱并进行了实验验证.根据大功率TEA CO<,2>激光器的工作原理,分析了激光器工作过程中的主要电磁辐射源;结合电磁辐射理论与激光器的实际结构,确定了电磁辐射测试的主要部位为火花开关、主回路、激光器出光口处.分析测试结果,得到了激光器近场不同方位的主要辐射频率及辐射场特性,据此设计了屏蔽方舱,并在屏蔽方舱门处进行了屏蔽效能验证.结果表明,大功率TEA CO<,2>激光器在近场区的电磁辐射源为磁场源,据此设计的屏蔽方舱其屏蔽效能整体达到40 dB以上,部分频率的屏蔽效能达到60 dB以上.【总页数】9页(P983-991)【作者】葛欣宏;郭立红;孟范江;于洪君;王思雯;王鹤淇【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100049;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院,研究生院,北京,100049【正文语种】中文【中图分类】TN248.2【相关文献】1.大功率脉冲TEA CO2激光器控制系统设计 [J], 孟范江;杨贵龙;李殿军;郭劲;郭立红;邵春雷2.大功率TEA CO2激光器开关电机侧电场干扰测试 [J], 孟范江3.大功率TEA CO2激光器开关电机侧电场干扰测试 [J], 孟范江4.大功率TEA CO2激光器开关电机侧磁场测试 [J], 孟范江5.“大功率TEA CO2激光器”专题文章导读 [J], 李殿军因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第7卷 第2期2014年4月 中国光学 Chinese Optics Vol.7 No.2 Apr.2014 收稿日期:2013⁃11⁃19;修订日期:2014⁃02⁃16 基金项目:国家重点实验室基金资助项目(No.SKLLIM0902⁃01);吉林省科技厅科技支撑计划资助项目(No.20090358)文章编号 2095⁃1531(2014)02⁃0196⁃12CO 2激光调Q 技术徐 艳1,2,谢冀江1,∗,李殿军1,杨贵龙1,陈 飞1(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室,吉林长春130033;2.中国科学院大学,北京100049)摘要:调Q 技术是实现小型CO 2激光器短脉冲输出的重要手段,近年来随着短脉冲CO 2激光器在激光测距、测速、成像雷达、环境探测、空间通讯及激光与物质相互作用等领域应用需求的不断增长,激光调Q 技术越来越受到国内外专家的关注而成为红外激光技术的研究热点之一。
本文就目前用于CO 2激光器中实现短脉冲输出的5种主要调Q 技术(机械调Q 技术、电光调Q 技术、声光调Q 技术、被动调Q 技术、复合调Q 技术)的国内外发展历程和现状进行了综合评述,总结分析了各种方法的关键技术和存在的问题,并简要分析了该技术的未来发展趋势。
关 键 词:CO 2激光器;短脉冲;调Q 技术中图分类号:TN248.2;O432.1+2 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20140702.0196匝⁃switch techniques of CO 2laserXU Yan 1,2,XIE Ji⁃jiang 1,∗,LI Dian⁃jun 1,YANG Gui⁃long 1,CHEN Fei 1(1.State Key Laboratory of Laser Interaction with Matter ,Changchun Institute of Optics ,Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130033,China ;2.University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :laserxjj@Abstract :Short⁃pulse CO 2laser has significant applications in many fields such as laser ranging,environmen⁃tal detection,space communication and laser interaction with matter.Q ⁃switch techniques are important ap⁃proach for generating short⁃pulse CO 2laser and have been extensively studied by researchers.Main Q ⁃switchtechniques for CO 2laser are reviewed in this paper,including mechanical Q ⁃switch,electro⁃optically Q ⁃switch,acousto⁃optically Q ⁃switch,passively Q ⁃switch and double Q ⁃switch.The key technical points and problems of each Q ⁃switch technique are summarized and analyzed.In addition,the tendencies of Q ⁃switch techniques for CO 2laser are proposed.Key words :CO 2laser;short pulse;Q ⁃switch technique1 引 言 CO2激光器可产生9~11μm的激光输出,此波段由于处于光束传输的大气窗口,因此在激光测距、测速、成像雷达、环境探测、空间通讯及激光与物质相互作用机理研究等方面具有广阔的应用前景[1⁃5]。
第36卷,增刊红外与激光工程2007年6月V ol.36 Supplement Infrared and Laser Engineering Jun.2007
高功率固体激光器关键技术
姜东升
(固体激光技术国家级重点实验室,北京 100015)
摘要:高功率固体激光器技术发展迅速,新材料、新体制的固体激光器不断涌现,从而使战术激光武器有望进入电激励的固体激光器时代。
评述和比较了热容型固体激光器、新型二极管泵浦薄板条激光器、光纤激光器等三种高功率固体激光器的技术方案、技术途径和涉及的关键技术,对发展100 kW级固体激光器的关键技术和研究基础进行了分析,并对高功率固体激光器及其中间成果的可能应用前景进行了描述。
关键词:热容激光器;薄板条激光器;光纤激光器
可调谐TEA CO2激光器技术
曲彦臣,任德明,赵卫疆,刘逢梅,胡孝勇
(哈尔滨工业大学光电子技术研究所,黑龙江哈尔滨 150080)
摘要:近年发展起来的激光差分吸收雷达用于遥测大气污染状况,可获得大气污染物浓度的时空分布,这对了解大气污染的分布实况、寻找主要大气污染来源、防治大气污染等均有很重要的价值。
TEA CO2激光器工作在9~11 µm的红外波段,大部分大气污染物和化学物质的特征吸收谱都在此波段内。
高重复率可调谐的TEA CO2激光器的研制已成为CO2激光差分吸收雷达的关键技术。
差分吸收雷达从探测方式上可分为相干探测和直接探测方式,其中直接探测方式又可分为后向地物反射方式和距离分辨方式。
早期,由于单台激光器快调谐问题尚未解决,一般都采用多台波长固定的CO2激光器组合使用。
随着快速调谐技术的发展,差分吸收雷达系统开始采用单台CO2激光发射器。
这就使差分吸收雷达系统更加趋于小型化和实用化。
利用符合TEA CO2激光器内多种激光混合气体组分的五温度、六温度模型速率方程理论,详细分析了TEA CO2激光器的动力学过程,确定激光谐振腔初始条件后,计算了激光器的各种输出特性。
激光器输出脉冲参数如峰值功率、粒子数反转、光强、激光能量等均为时间的函数,并且随着输入参数(气压、温度、耦合输出镜反射率等)的不同而作相应的变化。
根据理论计算结果,设计研制了两台高重频快调谐TEA CO2激光器,分别采用高频步进电机驱动光栅和扫描振镜+光栅的技术方案实现了激光的快调谐输出。
设计了小型化高重复率可调谐的TEA CO2激光器,激光谐振腔长55 cm,采用高频步进电机驱动光栅法,预电离方式为表面电晕紫外预电离,实验得到激光器的一级调谐输出谱线50余条,激光脉冲输出能量30~100 J,峰值功率0.3~1 W,谱线分布于9R、9P、10R、10P四个谱区。
单片机控制在单台CO2激光器上实现快速调谐输出波长不同的激光脉冲,不同谱线的输出时间间隔约10 ms。
采用扫描振镜+光栅的调谐技术,又研制了一种双通道放电激励折叠腔TEA CO2激光器。
详细
增刊红外与激光工程:先进激光技术发展与应用(摘要) 101
分析了折叠腔TEA CO2激光器的结构及其设计特点,谐振腔长约120 cm,影响气体快放电过程的各种因素,如储能电容与峰值电容的比值、工作气压、充放电电感及输入电压的范围等进行了实验研究,确定了充放电谐振回路的最佳参数,实现了双通道的稳定辉光放电。
对激光器输出能量与激励电压、混合气体工作气压等参数的关系进行了实验研究,得到激光器自由振荡最大输出能量约为722 mJ。
工控机程序控制扫描振镜+光栅的偏转角度,实现了激光的可调谐输出。
激光器脉冲重复频率可达到100 Hz,实验得到一级调谐输出谱线80条。
强支谱线如10P(20)、9P(18)支输出能量约400 mJ,弱支谱线如10P(48)、9P(42)支谱线能量约100 mJ。
经测量,弱支谱线的远场发散角水平方向和垂直方向均为1.21 mrad,约为2倍衍射极限。
实现了任意波长两条谱线在10 ms时间内快速切换输出。
关键词:TEA CO2激光器;可调谐技术;激光差分吸收雷达
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