采用新型激励方式的长脉冲TE+CO2激光器
第19卷第6期2008年6月
W电子·瞰并
Journal df Optoelectronics·Laser V01．19 No．6 Jun．2008
采用新型激励方式的长脉冲TE CQ激光器*
汪训忠h2一，吴 谨1，王东蕾1，卢远添1一，刘世明1，王云飞1七
‘
(1．中国科学院电子学研究所，北京100190；2．中国科学院研究生院，北京100039)
摘要：从预电离的角度出发，对原有长脉冲TE o晓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1．17 L、气体混合比
cOz：Nz：He=1：2．5：13、T．作气压为40 kPa的TEC02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。
关键词：激光技术；长脉冲TE C(]2激光器；紫外预电离；Pulser／Sustainer技术；脉冲形成网络
中图分类号：TN248．2 文献标识码：A 文章编号：1005—0086(2008)06—0746—05
Long pulse TE C0l laser诵th a novel excitation scheme
WANG Xun-zhongl’2一，WU Jinl，WANG Dong-leil，LU Yuarrfianl”，LIU Shi—mirig'，
Wang Yun-feil·2 ‘
(1．Institute of Electronics。The Chinese Academy of Sciences。Beiiing 100190，China；2．Graduate School of the Chi—
nose Academy of Sciences，Beijing 100039，Claim)
AhstmaIFrom the point of view of preionization，a long-pulsed TE 0瑰laser utilizing a novel excitation scheme based on
Pulser-sustainer technique is introduced．In the new scheme，8n inductance which is shared by both the pulser and the SUS—
miner discharge drruit is serially connected with the laser head jn the pulser discharge loop of the new"．scheme，Experimental
results show that this new scheme canenhance the preionization and increase the laser pulse energy in a long pulse TE COz
laser．For a laser head of active volume of 1．17 L and gas mixture 0[]2：Nz：He=1：2．5：13 of pressure 40 kPa，the la—
ser output pulse energy cafl be increased by 61％with the new exaltation scheme．Detailed experimental data and a simple
theoretical analysis are given．
Key咖rds：laser technique；long pulse TE C02 laser ultraviolet-preionizafion；Pulser／Sustainer technique；pulse-
forming network
1 引 言
相对于常规TE C02激光器，长脉冲TE COz激光器具有
激光脉冲长(输出激光脉冲宽度可为几ps至上百tts)、峰值功
率较低、大部分激光脉冲能量集中在拖尾部分等特点。较理想
的长脉冲TE C()2激光脉冲已经退化了类似于常规TEA COz
激光的尖峰，尖峰宽度只占激光脉冲能量的很小比例，激光脉
冲能量主要集中在尖峰后的脉冲拖尾中。迄今，长脉冲TE
COx激光已在激光JJl]_工Ill、激光雷达[2_、激光推进[3]等领域得
到应用。
获得长脉冲TE COz激光可以有多种方式，如气体成分控
制[4i、种子气体嘲、注入锁定[6|、Pulser／Sustainer技术／-1-7，8]
等。国内外研究人员基于Pulser／Sustainer技术设计了不同激
励电路从事长脉冲C02激光的研究，如文献[8]所采用的基于
收稿日期：2007-03—14修订日期：2007—05—23
* 基金项目：国家自然科学基金资助课题(60678019)
**E-mmil：眦jun@163．corn
Pulser／Sustainer技术设计的双高压开关激励电路，具有Pulser
放电与Sustainer放电独立可控、易于实现不同脉冲宽度的稳
定辉光放电、可重复频率运转等特点，具有一定的新颖性。在
该工作的基础上，本文在Pulser放电回路中人胆加入合适大小
电感，为主放电回路所共用，设计了新型激励电路。此做法打
破了过去一贯认为TEAⅨ)2激光器巾Pulser电路应该为快放
电低感回路的思想。与文献[83的激励电路相比，用丁此长脉
冲TE C02激光器的新设计激励电路可以显著增强预电离能
力和增大激光输出脉冲能量。下文将给出详细的实验结果和
分析。
2实验装置与激励电路
激光器主放电电极由一对Ernst面形均匀场电极构成，其
中阳极以铝材料制成，阴极以钢材料制成，两电极问距约为52
万方数据
第6期汪训忠等：采用新型激励方式的长脉冲TE C02激光器
lTlrn。在阴极两侧各有一排针状火花隙，每针与1个小电容相
连，形成双边火花针预电离。激光谐振腔采用Z型的折叠腔，
全反端为R一20 113．的全反射铜镜，中间转折镜为平面全反射铜
镜，输出端为50％反射率的ZnSe耦合镜。激光增益体积
1．17 L。
激励电路如图1所示，其中CCPSl和C(：PS2为两台高压
恒流充电电源，THl，TH2分别为Pulser回路和Sustainer回路
的高压放电开关，电感L1—210 pH、L／一155 tlH(i一2，3，?，
10)和电容Ci=10 nF(i一1，2，?，10)组成Sustainer放电网络。
G一8 nF为Pulser贮能电容。R一700 Q为旁路电阻，D为充
电用高压二极管。Lll=100肛H，为Pulser、Sustainer放电回路
所共用。不同丁文献[8]中的激励电路，在新的激励电路Pul—
SeT回路中串人了一个较大的电感Ln。
C- L1 CI^L，UⅥ
S¨
L2乏C2二
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岳巍，(r zD L3主c3白卜 }
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T T L10乏C10q卜
图1长脉冲TEA∞l激光激励电路
№1 The喇蜘妇for a岫p-lbelE∞laser
仅从Pulser电路的角度考虑，通常认为串人电感Lzz，不利
于形成快脉冲放电，容易引起Sustainer主放电起弧。但是，我
们在实验中出现了与这种一般认识不一样的情况。电感Ln串
人，与没有该电感相比，在某些情况下，激光器放电更为稳定、
输出激光能量更大。 。
3实验结果
下面将给出有电感Ln=100弘H时的新型电路和无Ln时
的原激励电路的实验结果。
实验中，激光混合气体采用C02：Nz：He=1：2．5：13
(含有少量Hz和C0)，气压为30～45 kPa。放电电压采用
Tektronics公司生产的P6015A高压探头测量，放电电流采用
Pearson口ectronics公司生产的110型电流线圈测量，激光脉冲
能量采用加拿大C-entec公司生产的ED-500LIR能量探头
(10．6 pm波长标定)测量，激光脉冲波形采用光子牵引探测器
测量。
表1纪录了不同情形下激光输出脉冲能量的大小。表
中，V。表示Sustainer网络的初始充电电压，仉表示Pulser
电路中C；电容的初始充电电压。可以看出，V，=28 kV，U
=22 kV或V。=26 kV的情况下，气压30 kPa时，L11=0
pH的激光输出脉冲能量比L11—100肛H时大；气压40
kPa时，Ln一0 pH的激光输出脉冲能量比Lz z=100弘H
时小；气压45 kPa时，Ln=0 pH时没有激光输出而Lal一
100 pH不仅有激光输出而且输出较大。一般来说，气压越
高，要求预电离越强。该结果表明电感1．11的加入能够增强
预电离，加强Pulser放电，使得在较高气压下也能实现稳定
的长脉冲放电。
表1 激光输出脉冲能量测量数据
仙．1 M唧red la鲫output pulse em晒荡vs H钾K
Vk．v／V,／kV L11—0 pH Lil=100 pH
30 kPa 40 kPa 45 kPa 30 kPa 40 kPa 45 kPa
28 1．53 0．28 O．00 1．21 1．75 1．81
22 32 1．47 1．12 1．27 1．53 1．77 1．85
36 1．53 1．20 1．12 1．84 1．81 1．93
28 1-55 0．27 0．00 1．30 0．86 2．10
26 32 1．70 0．61 1．62 1．58 1．24 2．49
36 1．72 1．67 1．88 1．54 1．75 2．65
图2表示40 kPa气压条件下，保持碥一22 kV，两种电路
激励的激光器输出脉冲能量随Pulser电容G的充电电压u
的变化曲线。可以看出，Lll的加人大大提高了Pulser电路的
预电离能力。在Ln—o时，随着u电压的上升，Pulser放电产
生的电子数密度有一个逐渐能够支持建立Sustainer放电的过
程，因而激光输出脉冲能量先有一个较大上升而后变得平稳。
在I，Jl=100 pH时，Pulser放电产生的电子数密度在所涉及网
络电压范围内都能够支持充分的Sustainer放电，所以，虽然U
从26 kV上升到34 kV，但激光输出脉冲能量增长不大。
26 28 30 32 34
’
VNtage／kV
图2 K----22 kV。不同yI下的激光输出脉冲能量
啦2 Laser output pI|ke el均ngy幅yl
图3为40 kPa，K=30 kV，两种电路激励的激光器输出脉
冲能量随Sustainer网络充电电压U的变化曲线。可以看出，
加入Lxl比没有1．11输H；能量明显要大。在Lxl—O时，U变化
范围为18～22 kV时，输出脉冲能量变化范围为0．65～1．92 J。
在L11=100弘H时，U变化范围为18～22 kV时，输出脉冲能
量变化范围为0．92～1．95 J。两种情况下，能量一电压曲线近似
线性变化，由于Ln=100肛H情况下，PulSel"电路可以为Sus—
tainer网络的持续辉光放电提供更充分的电子数密度，因此，电
感Ln=100弘H比L11一。可以输出更大的脉冲能量，例如，U
-----22 kV时，改进电路输出脉冲能量1．87 J，原电路输出脉冲能
量1．16 J，相比提高61％。
8
6
4
2
O
8
6
4
2
O
l●●，●O
O
O
O
O
暑苎Qc衄
万方数据
18 19 20 2l 22 23
Voltage／kV
图3 E-----3@kV．不同K下的激光输出脉冲能■
啦3 Laser output pulse enef留幅y-
图4为U=22 kV、Ⅵ一30 kV时，采用Tektronix TDS
3032B示波器记录激光脉冲波形。
图4(a)，图4(b)分别是新旧电路对应的波形图。图4(a)
的激光脉宽(FWHM)约为28 ps，对应的电压幅度大于6 mV；
图4(b)的激光脉宽约为26 ps，对应的电压幅度小于4 mV。此
结果表明新电路不仅加宽了输出激光脉冲，而且有利于输出更
大的能量。
图4(a)新电路输出的激光脉冲波形：
(b)原电路输出的激光脉冲波形
眄4(a)Laser pulse waveforms from the pr皓ente eir咖R；
(b)Laser吣waveforms from the past d删t
4理论分析
光电子·童光 ；塑璺生箜!!鲞
下面我们将从电路的角度探讨加入电感L11对激光放电
造成的影响。
4．1 Pulser放电特性的模拟分析
激励电路的_丁作过程：设to时刻高压开关THl闭合，贮能
电容G与激光器(及耦合电感)组成Pulser快放电回路，预电
离火花针与阴极之间的火花放电产生紫外光，紫外光电离了主
放电电极间的1二作气体，从而在两主放电电极间产生大量的自
由电子，形成预电离；同样在to时刻，TH2也闭合，贮能电容网
络G与激光器、耦合电感组成Sustainer放电回路，对工作介
质进行激励，通过控制电子温度，实现长脉冲激光输出。
假设C初始电压玑=32 kV，其余所有电容初始电压值均
为0，所有电感初始电流值均为0。在￡o时刻THl、TH2闭合。
G对C。快速充电。由于预电离针与阴极距离约为4 rnn3，比
电极间距52 mm小得多，在充电到f1时刻，预电离针与阴极间
容易形成尖端放电，可以认为to～￡1时刻，两电极间电阻无穷
大，处于不导通状态。
用Pspice软件对图1电路进行仿真。尖端放电之前，火花
针与阴极问电阻很大，设10 M12(实际值远大于10 MQ)，高压
开关为理想开关。to～￡l时刻火花针与阴电极之间的压降时
间曲线如图5所示。图5表明，阴极与预电离针之间电势差在
极短的时间内线性升高，在20 rls时间内就可以达6 MV。即
使需要100 kV高压形成尖端放电，0．33[IS的时间也已经足
够，因此，火花放电在小于ns的时间内即产生。
尖端放电本身产生大量的自由电子，同时放电产生的紫外
光对增益介质进行预电离，生成人量的电子和离子，使得预电
离针与阴极连通，处于同一电势。两电极之间增益介质形成具
有一定阻抗的导体，记为阻抗R2。
在我们的实验中，增益介质气压大于25 kPa，故加>25
kPa*5．2 cm>>20 kPa·cnl，电极间气体介质的击穿适合用高
气压击穿理论解释[91。tl时刻之后，G迅速放电将高压加到
电极两端。电极问紫外光预电离产生的均匀分布电子在电极
强电场作用下向阳极快速渡越，渡越时间内离子相对于电子运
动速度很慢，几乎停留在原来的位置上，形成浓度较高的空间
电荷。空问电荷本身产生电场，当外加电场与空间电荷电场大
小接近时，由光离化引起的二次雪崩会向第一次雪崩汇聚，从
而使雪崩快速发展。雪崩过程从阳极快速发展到阴极，形成正
离子流，此流到达阴极时，发生击穿。雪崩过程使得气体阻抗
不断降低，直至在t2时刻达到辉光放电而趋于一个相对稳
定值。
定义￡】至t2这一段时间为辉光放电的建立时间。辉光放
电建立时间随气体密度、气体成分、电极问距等条件的变化而
变化。Pulser电路的作用在于提供一定密度的电子数，对于某
一条件下的增益介质，可以通过选取合适大小的L11来控制
Pulser放电持续时问，从而满足预电离的要求。
通常而言，气体放电的阻抗可以等效为1个电阻和1个电
感串联，在获得稳定的辉光放电之前，气体阻抗会发生急剧的
变化，但在稳定的辉光放电阶段，电感的作用相对于电阻可以
忽略。为了模拟tl～￡2时间段内新旧电路Pulser回路的放电
09
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万方数据
第6期汪训忠等：采用新型激励方式的长脉冲TE CQ激光器
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0 s 10ns 20ns
圈5针与阴极间电压模拟
№5 The waveform of the sinmlated
voltage between the pins and cathode
4．2两种条件下放电特性的比较
我们的实验中采取的是由双高压开关独立控制的典型
Pulser／Sustainer激励电路。文献V7]中指出，Pulser／Sustainer
电路作用在于产生空间均匀的高能密度电子放电。高压PuI—
set电路将电极间的增益介质进行均匀、充分的预电离，是后续
Sustainer电路持续稳定放电、将能量高效注入到增益介质中的
重要保证。
针对图1，去掉峰值电容G，将激光电极电阻等效为R2=
120 Q，G初始电压亿=32 kV，其余所有电容初始电压值均为
o，所有电感初始电流值均为0。THl、TH2闭合，用Pspice仿
真Ljl分别为0肛H，i00 pH两种条件下，通过R2的电流时间
曲线如图6所示。
图6(a)表明，Ln—o弘H时，初始时刻昆具有很大的峰值
电流达260 A，随后迅速减小，1．8／zs时过0。然而在预电离放
电过程中，电极间电子、离子数密度逐渐增血口，电流应该逐渐增
大，因此L11=o_uH，不利于有效的预电离产生。
图6(b)表明，Ln=100 pH时，电流先增加，0．92／．ts时达到
峰值140 A，随后减小，2．6弘s时过0。电流的由零逐渐增加的
过程，与增益介质中离子数密度增加趋势是基本一致的。相对
于L：x=o弘H的情形，Lll=100弘H具有更好的预电离效果。
300A ? ?? 一一7
200A
100A
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150A
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20“s 30rs 40rs
(a)
一∞A：： J“： 。{，：‘：：’ ；? ??
Oils lOrs 20 us 30ItS 40lIs
(b)
圈6(aJ LI。=O陋．G的电流模拟波形；
(b)LIl=100 IxH。G的电流模拟波形
晦6(a)LiI=O ttH，simulated current waveforms from C；
(b)Lll=100 ttH．shrudated叫n哪waveforms from G
对于图1所示Sustainer网络，可以计算理想放电宽度为
25．6弘s，这意味着PFN在经历了25．6肛s的放电之后电流值将
在较短的时间内降为0。图6表明，预电离电流将在24～32坤
时间段内对激光脉冲能量有着一定的电流贡献。比较图6可
以看出Ln—100 pH比没有Ln具有更大的拖尾贡献。Ln属
于Sustainer放电网络的一部分，因此，Lll的加入有利于增加激
光脉宽。
考虑Pulser／Sustainer同时放电，假设P刚网络中u=32
kV，所有电容C1～C10都有初始电压U=22 kV，所有电感初
始电流值都为0。针对Ln—O，Ln=100肛H两种条件，分别仿
真通过忌的电流分别如图7所示。可以看出稳定矩形电流值
均约为89 A。
万方数据
·750·
比较图6、图7可以看出，图7中最左侧尖峰分别为图6中
预电离过程中对应的电流。以89 A为参考值，定义从to时刻
到预电离电流下降到89 A所对应的t3时刻为有效预电离时
间段。图7(a)表明Ln=o时，有效预电离时间为1．26弘s；图7
300A
X电子·■光 !塑!笙箜!!鲞
(b)表明Ln=100肛H时，有效预电离时间为2．26阳。比起
Ln—o的情形，可知Ln=100 pH预电离有效时间要长约
80％，是改进电路增强预电离能力、增加激光脉冲能量的重要
因素。
150A
～ 100A
，
●
：，v： 一二 50A
● ●
。0二一?i．。-'。-w'二≥jj．．毫oo。▲oA
L，??÷．。?}：j．．一移≮』二士oA
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j．：、 ．； ，，：
．； ?； ：： ；
一100A。～～ 一～?二?～～?·‘：一一一50A
0ps 10ps 20ps 30Us 40ps 50ps
(a) (b)
田7(a)LI-=O岬时．来自PUtser／Sustah'宵的电极电流模拟波形；(b)Lll=100岬时．来自Puh／Sustainer的电流模拟波形
№7(a)kl=O删-simulated electrode an-rent waveforms from Pulser／Sastainer；I b)LIl=100蜩-
sj哪mI删electrmle emcent waveforms from Palser／Smtaiaer
5结论
通过在主放电回路中增加一个串联电感，我们改进了长脉
冲TE COz激励电路。与文献[8]中所采用的激励电路相比，
改进电路能显著增强预电离能力，有助于提高激光输出脉冲能
量，可应用于较高激光混合气压场合。实验中，对于气压为40
kPa的COz：N2：He=1：2．5：13(含有少量H2和C())激光
混合气体，U=22 kV，E一30 kV，改进前的电路输出激光脉冲
能量1．16 J，改进后的激励电路输出激光脉冲能量1．87 J，激励
效率提高61％。因此，电感Ln的作用是不可忽视的。当然，
为获得最佳效果，不同气压、不同电极问距，电感Lli值可能有
所不同。加入E1]的新激励电路可利用较低预电离电压对较
高气压气体进行有效预电离，为研究不同气体组分、不同气压
条件下长脉冲TE C02激光的输出特性提供了新的激励电路。
参考文献：
[1]Okita，Y，Yasuoka K，Ishii A，Tamagawa T．Long pulse，high repetition
rate tmmver∞,ly excited coz laser for material processing[J]．SPIE
1994，21118：22—8．
[2]Victor Hass。n．Review of怕∞nl advancements in the dm，eIopment d
compact high power dJI∞d 002 laser radal"mmtam[J]．SRE．1999-
3707：499．512．
[3]WEN Ming，HONG Yan-ji，YE正fei，et aJ．Experimental investigation
on wave structures of laser propulsion flow field under different COn-
straint conditims[J]．Joumal of Optcelectronics·Laser(光电子·激
光)，2007，18(9)：1104—1107．(in Chinese)
[4]Hamilton D C．Pulse stretching with CO in a TEA∞t laser[33．Optics
ccm'm．nications，1976，19(3)：339．342．
[5]Lind R C．A tong-purse high-energy∞z laser pun事ed by锄恻o．
1et．吼IsIajned electric discharge[J]．IEEE J Quam Electron。1974：(，E-
10：818·821．
[6]Koichi Sasaki，Takastt∞TmRishirrm．Numerical$1mulatim of Elmoa-
t旧the Pulse Duration of a TEA COz Laser[J]．Japanese Journ纠of
Applied Physics．1990，29(2)：277·283．
[7]James P．ReUly．Pumer／Sustainer electrio．disdwge la龇J]．J AppI
V'ws，1972，43(8)：3411-3416
[8]WU Jin，ZHANG Zhao，怕^G Dcng-lel，et a1．№蚓long叫∞TE
∞2 laser excited by pusler-sustainer disa怕nge[J]．optics&Laser
Technology 2007，39：701-704．
[9]脉冲放电气体激光器[M]．北京：楼祺洪，徐捷，傅淑芬等，1993，
32．41．
作者简介：
汪训忠(1981一)．男，中国科学院电子学研究所硕士研究生．主要从事长
脉冲TE002激光器的研究．
万方数据
采用新型激励方式的长脉冲TE CO2激光器
作者： 汪训忠， 吴谨， 王东雷， 卢远添， 刘世明， 王云飞， WANG Xun-zhong， WU Jin，
WANG Dong-lei， LU Yuan-tian， LIU Shi-ming， Wang Yun-fei
作者单位： 汪训忠,王东雷,刘世明,WANG Xun-zhong,WANG Dong-lei,LIU Shi-ming(中国科学院电子学
研究所,北京,100190;中国科学院研究生院,北京,100039)， 吴谨,卢远添,王云飞,WU
Jin,LU Yuan-tian,Wang Yun-fei(中国科学院电子学研究所,北京,100190)
刊名： 光电子·激光
英文刊名： JOURNAL OF OPTOELECTRONICS·LASER
年，卷(期)： 2008，19(6)
引用次数： 0次
参考文献(9条)
1.Okita,Y.Yasuoka K.Ishii A.Tamagawa T Long pulse,high repetition rate transversely excited CO2
laser for material processing 1994
2.Victor Hasson Review of recent advancements in the development of compact high power pulsed CO2
laser radar systems 1999
3.文明.洪延姬.叶继飞.王广宁.崔村燕 不同约束下激光推进流场波系结构实验研究[期刊论文]-光电子·激光
2007(9)
4.Hamilton D C Pulse stretching with COin a TEA CO2 laser 1976(3)
5.Lind R C A long-pulse high-energy CO2 laser pumped by an ultraviolet-sustained electric discharge
1974
6.Koichi Sasaki.Takashige Tsukishima Numerical Simulation ofElongating the Pulse Duration of a TEA
CO2 Laser 1990(2)
7.James P.Reilly Pulser/Sustainer electric discharge laser 1972(8)
8.WU Jin.ZHANG Zhao.WANG Dong-lei Novel long pulse TE CO2 laser excitedby pusler-sustainer discharge
2007
9.楼祺洪.徐捷.傅淑芬 脉冲放电气体激光器 1993
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1.期刊论文 吴谨.王东蕾.刘世明.唐永新.Wu Jin Wang.WANG Donglei.Liu Shiming.Tang Yongxin 基于
Pulser/Sustainer技术的高重复频率长脉冲紫外预电离TE CO2激光器 -中国激光2009,36(5)
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-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100 Hz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TECO2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.
2.期刊论文 卢远添.吴谨.王东蕾.刘世明.柯常军.万重怡.谭荣清.LU Yuan-tian.WU Jin.WANG Dong-lei.LIU Shi-
ming.KE Chang-jun.WAN Chong-yi.TAN Rong-qing 大能量长脉冲TE CO2激光器 -强激光与粒子束2008,20(9)
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%.
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gdzjg200806008.aspx
下载时间：2010年4月28日
采用新型激励方式的长脉冲TE+CO2激光器.pdf
