Smith经验公式的理论推导

1966年,P.W.Smith实验测得了He—Ne激光器6328(?)的小信号增益系数G_m与放电毛细管直径d成反比关系的经验公式为G_m=3×10~(-4) 1/d。从此,Smith这一著名的经验公式就成为实际生产设计He—Ne激光器的指导原则了。本文将此公式从原子气体放电机制上加以阐明,使其具有更坚实的理论基础。一、He—Ne激光器的原子能级图 He—Ne激光器是利用He和Ne混合气体放电来获得粒子数反转的,发射激光的气体Ne称为工作气体,He称为辅助气体。He—Ne激光产生有关的能级结构及其跃迁过程如下图所示:     

毛细管状态下的气体击穿理论分析

自气体激光器件问世以后,毛细管状态下的放电现象日益为人们所重视。因为很多气体激光管都采用了毛细管状的管形结构。而毛细管的放电特性直接影响到激光管的工作电压、使用寿命等参量。众所周知,汤生放电理论是气体导电的基础理论,放电击穿电压V_s与放电管两平板阴阳极之间的距离d和管内所充气压P的乘积有关,即V_s=f(P,d),称巴邢定律。汤生放     

二氧化碳谱线增宽对激光器最佳压强的影响

低压二氧化碳激光器中,二氧化碳的碰撞增宽与多普勒增宽同数量级,因此,增益饱和效应不能按纯粹的均匀增宽或非均匀增宽的情形讨论,本文用普适的增益系数随压强变化的公式,讨论了二氧化碳气体压强的最佳值,指出;在深饱和的情况下,最佳气体压强变低,对于阈值小的激光器,必须配制较小的二氧化碳分压,才能获得较大的输出功率。     

气体激光器波导耦合腔的研制与测试

针对现有微波激励气体激光器存在的一些问题,研制出一种微波激励器波导耦合腔。采用频率为2.45GHz,输出功率为1000W的微波激励耦合腔进行了实验,其结果表明:该耦合腔具有易调谐和阻抗匹配等特点,对改善放电均匀性、减少微波能量反射有明显效果。该项研究有利于提高工作气体气压、增大放电的增益长度,为发展更高功率的微波激励气体激光器提供技术基础。图6,参10。     

直线腔掺铒光纤激光器有源内腔吸收型气体检测灵敏度分析

本文提出一种基于掺铒光纤激光器的有源内腔吸收型全光纤气体检测技术．以掺铒光纤激光器二能级速率方程为基础,理论上分析了腔镜反射率、阈值附近激光增益的非线性效应和模式竞争对气体检测灵敏度的影响．分析表明：改变腔反射镜的反射率可改变激光的反射次数,相当于改变了吸收长度以提高探测灵敏度;阈值附近激光增益的非线性效应对灵敏度的改变具有非线性性,如果不考虑自发辐射,阈值附近探测灵敏度放大倍数理论上可以达到无穷大;模式竞争效应相当于放大了气体的吸收系数,从而使得激光器多模运转时灵敏度比单模运转提高很多倍．     

氦同位素氦氖激光器性能研究分析

对传统的氦氖激光器使用了其同位素He3作为替代的工作气体,实验分析了在最佳放电条件、最佳压强条件以及最佳气体混合比的条件下该激光器的增益和输出功率,并和同等条件下普通氦氖激光器特性进行对比分析,得出采取同位素He3时氦氖激光器性能得以优化的结论.     

千瓦级 CO 激光器工作气体在线检测及放电稳定性研究

千瓦级ＣＯ激光器工作气体在线检测及放电稳定性研究徐勇刘佳宏王成友（大连理工大学应用物理研究所１１６０２４）本文采用负压采样专用气相色谱仪对千瓦级横流自持放电ＣＯ激光器的工作气体成分进行了在线检测。实验表明，随着激光器运行时间的增加，工作气体中Ｏ２和Ｃ...     

微波激励CO2激光器放电机制

CO2激光器是气体激光器中最重要、用途最广泛的激光器，其激励系统的主要放电方式可分为直流、射频和微放电。介绍了一种利用微波放电获得激光输出的新型激光器，对这种采用最新放电方式激励的激光器均匀放电的机制进行了详细的理论分析，并把由理论推导得出的结果和实验结果作比较，二者吻合一致。     

紫外辐射预电离的高气压激光器

横向激励高气压激光器(TEA激光器)的研制和改进是当前气体激光器件发展的重要方面之一。高气压激光器由于具有输出能量(功率)密度、效率和运转频率较高的性能;且因增益轮廓的压力加宽,能实现锁模运转获取高功率超短脉冲,以及有可能作为连续调谐的相干光源,因此受到人们的重视。在高气压下实现大体积均匀放电激励是这类器件的关键。增加工作气压和激励体积,可获取高能量输出,并充分发挥其特有的性能。但同时亦往往就导致其激活空间的不均     

微小型高功率CO_2气体激光器的新进展

简要介绍了 CO2 气体激光器、波导 CO2 激光器件微小型化的现状 ,着重介绍了自己研制的全金属环状波导管 CO2 激光器件 .该器件按增益体积整体缩放 ,扩散冷却型新技术、新概念 .并指出 ,该新技术、新概念将是今后气体 CO2 激光器微小型高功率化的最有效途径之一 .     

微小型高功率CO2气体激光器的新进展

简要介绍了CO2气体激光器、波导CO2激光器件微小型化的现状，着重介绍了自己研制的全金属环状波导管CO2激光器件。该器件按增益体积整体缩放，扩散冷却型新技术、新概念。并指出，该新技术、新概念将是今后气体CO2激光器微小型高功率化的最有效途径之一。     

列阵电容式横向激励气体激光器的放电特性和多波长运转

采用陶瓷电容类Blumlein电路的横向激励激光器,在N_2、Xe-He、CO_2三种工作气体中获得了激光输出,测量分析了该激光器的放电特性,并指出可用于更多气体中获得激光振蕩。     

边界条件对气体激光器激活介质增益的影响(Ⅰ)

研究了Helmholtz扩散方程的解,它能够计算大多数气体放电横截面增益系数的几何形状部分,不涉及各种坐标和函数,这种方法不仅能够确定放电的增益,而且还可以比较激活介质中产生的电抗性振荡。     

跨临界制冷循环中二氧化碳在毛细管内的流动仿真

根据跨临界制冷循环中二氧化碳在毛细管内流动过程中的状态变化,毛细管划分为超临界气体区、液体区和两相区。针对各分区建立均相数学模型并进行模拟计算。研究结果表明:毛细管内的流动主要是超临界气体区和液体区的流动,两相区的长度短,而且两相区中制冷剂的干度增加快;随着入口温度的升高,超临界气相区长度逐渐增加,而液相区长度缩短,直至接近于0 m,而两相区的长度虽然有一个先增加后缩短的变化过程,但变化幅度小,几乎不变;当其他参数固定时,毛细管总长度随入口压力成比例增长,而与入口温度成反比例增长;此外,当内径或质量流量改变时,毛细管长度变化明显。     

激光家族中的一氧化碳激光器(英)

描述了作为激光光谱分析仪中光源的纵向直流激励自持放电小功率宽频带可调谐一氧化碳激光器,并给出了有关高功率一氧化碳激光器的发展概况．在所描述的一氧化碳激光器中,有相当一部分是由作者在近20年中研制成功的．最后给出了5μm波段一氧化碳激光器和10．6μm波段二氧化碳激光器在金属切割方面的比较实例,并指出了在一氧化碳激光器研究领域尚需解决的问题．     

磁约束氦放电及其辐射特性研究

介绍了一种新型气体激光激励结构－磁约束平板放电装置，测量了原子气体氦在这种装置中的放电伏安特性，以及不同条件下氦的放电电流密度和光谱辐射强度，利用该装置，获得了较宽气压范围、大电流密度的稳定直流放电。通过实验，提出了将这种放电结构应用于选择激发，以及应用于发展高功率激光器的设想。     

大功率CO激光器工作气体的在线检测及放电稳定性研究

采用负压采样专用气相色谱仪对大功率横流自持放电ＣＯ激光器的工作气体成分进行了在线检测。实验发现,随着激光器运行时间的增加,工作气体中Ｏ２和ＣＯ浓度的下降速度是１：２的关系,说明放电过程中生成了ＣＯ２气体,同时对ＣＯ２浓度的检测指出,ＣＯ２浓度的增加严惩影响了激光输出功率的提高。为此认为采用慢换气技术及增大液氮流量或安装ＣＯ２收集器这两项措施可有效减缓激光工作气体的劣化速度,延长激光器工作时间。最后     

静电防护用典型气体的放电特性及其机理

针对火炸药生产、存储、运输以及使用过程中的静电放电问题,为了寻找抑制静电放电电压过高的可行办法,对空气、二氧化碳、氦气在0、20、40℃3种温度条件下以及压强范围0.05～0.15 MPa之间的静电击穿特性展开研究,并计算对比了静电击穿能量。结果表明:随着气压的升高,3种气体的静电击穿电压随之升高,其中二氧化碳的静电放电电压在相同条件下最高,静电放电能量最大,氦气放电电压在3种气体中最低;随着温度的升高,3种气体的静电击穿电压随之下降,在40℃、0.05 MPa下,3种气体静电击穿电压达到最小,因此应选择低压、较高温度、低击穿场强气体的环境作为静电防护气氛环境。本文的研究结果可为火炸药生产过程中保护气氛环境的选择提供数据基础和理论支撑。     

高功率 CO 激光器的放电均匀性及功率稳定性

高功率ＣＯ激光器的放电均匀性及功率稳定性王成友徐勇（大连理工大学应用物理研究所１１６０２４）高功率ＣＯ激光器在运转过程中，由于电场的非均匀性、气体组分的变化、介质流速、温度空间分布的非均匀性，使激光器的放电状态产生不稳定，输出功率发生变化。本文结合自...     

65A/600V 氩离子激光器稳流装置的研制

引言A_r~+激光器是在可见光范围内连续输出激光功率最大的一种气体激光器。许多场合要求激光器输出激光功率稳定。这种激光器放电电流和磁场电流的稳定是其激光功率稳定的重要因素。七十年代中期以来,国内外随着 A_r~+激光器功率不断增大,研制 A_r~+激光管用稳流精度高、容量大、自动稳功的电控装置是一项必要课题。