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可调谐折叠腔TEA CO_2激光器实验研究

曲彦臣  陈春雨  任德明  刘逢梅  胡孝勇  
【摘要】:TEACO2激光器工作在9~11μm的红外波段,大部分大气污染物的特征吸收谱线都在此波段内。快调谐TEACO2激光器是激光差分吸收雷达的理想光源及核心器件。但国内TEACO2激光器能量输出水平较低,故而快调谐TEACO2激光器输出谱线较少。本文采用双通道放电激励折叠腔的设计,通过增大激光器气体放电长度,提高了TEACO2激光器的能量输出水平,同时保证了较小的激光器体积。本文分析了TEACO2激光器和差分吸收雷达的工作原理;分析了双通道放电激励折叠腔TEACO2激光器的结构及其设计特点;确定了扫描振镜加固定光栅的可调谐方案。在实验方面,首先对折叠腔TEACO2激光器进行了安装调试,对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;完成了折叠腔TEACO2激光器的调腔工作,实现激光器输出激光;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,得到最大输出能量约为722mJ;最后,利用扫描振镜加固定光栅的可调谐方案,进行了折叠腔TEACO2激光器的静态扫描输出可调谐实验研究,共得到调谐输出激光谱线47条。

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