马蓉[1]2015年在《射频CO_2激光器调Q技术的研究》文中提出由于CO2气体激光器的独特性,脉冲CO2激光器在众多领域取得了广泛的应用,作为获取脉冲激光的调Q技术取得了长足的发展。本文对小型封离型RF CO2激光器采用机械调Q、声光调Q、电光调Q及腔倒空等调Q方法获得高重频、窄脉宽及高峰值功率的脉冲激光输出,并对电光调Q及腔倒空进行了模拟。本文首先对上述叁种主动调Q技术的发展进程进行了大量的调研工作,并为方便后续进行腔内调Q实验,对实验室现有小型封离型RF CO2激光器进行稍许改造。在腔内机械调Q及声光调Q实验中比较分析这两种调Q结果其脉冲波形(脉宽及拖尾)、重频及功率(平均功率及峰值功率)等特性。改变两种调Q技术的调制频率,开启时间等参数,观察其对调Q脉冲上述特性的影响。为得到重频及峰值功率相当,脉宽更窄的激光,采用电光调Q及腔倒空进一步进行实验。电光调Q采用加压电光调Q及退压电光调Q,改变开关开启时间、调制频率及加载电压的大小,观察其对调Q结果的影响。为进一步压窄脉宽,在电光调Q实验装置的基础上加布氏窗进行腔倒空实验,同样改变参数观察其对腔倒空结果的影响。采用四能级对电光调Q过程进行模拟,将谐振腔内光偏振方向不断变化导致布氏窗反射率变化的过程用函数表示,来模拟腔倒空过程,并改变两者中影响模拟结果的参数进一步模拟,观察理论与实际实验结果的关联。通过在小型封离型RF CO2激光器中采用上述方法获得一定重复频率、峰值功率、脉冲宽度范围的激光输出,为实验室后续利用不同激光器获得所需脉冲激光起一定的参考作用。
徐艳, 谢冀江, 李殿军, 杨贵龙, 陈飞[2]2014年在《CO_2激光调Q技术》文中提出调Q技术是实现小型CO2激光器短脉冲输出的重要手段,近年来随着短脉冲CO2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CO2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。
张卫, V, D, Mironov, A[3]2001年在《损耗调制CO_2激光脉冲的噪声特性》文中研究说明由于自发辐射噪声的涨落，ＣＯ２激光器的脉冲峰值强度与时间延迟密切相关。理论和实验研究发现，对于典型的Ｂ类ＣＯ２激光器，在损耗调制情况下，当脉冲峰值出现在最低腔损耗ｔ０之前时，初始自发辐射噪声越大，相对于阈值点的第一个渡跃时间ｔＦＰ越小，对应的峰值强度越小；当脉冲峰值出现在最低腔损耗ｔ０之后时，初始自发辐射噪声越大，相对于阈值点的第一个渡跃时间ｔＦＰ越小，对应的峰值强度则越大。
陈清明[4]2009年在《脉冲CO_2激光水下致声特性研究》文中研究表明由于TEA脉冲CO_2激光器易获得高能量和高峰值功率的输出，而且输出激光波长10.6μm处于大气窗口，水对该波长吸收大，因而TEA脉冲CO_2激光致声在激光水声应用特别是海洋遥感探测中具有广阔的应用前景。对脉冲CO_2激光在水中激发的声波特性进行理论和实验研究，具有重要的军事价值和现实意义。本论文围绕脉冲CO_2激光水中光声信号的产生机理，转换效率，传播特性和测量方法等基础问题进行了系列研究，主要研究内容和结论有：从理论上研究了常见的叁种尖峰-拖尾型波形的CO_2脉冲激光在水中产生的热弹光声波的波形、幅度、能量转换效率及频谱特征，以及激光脉冲波形参数变化对光声信号的影响规律。研究结果表明：热弹光声波形由激光波形函数的一阶导数决定；其声脉冲由CO_2激光的尖峰和拖尾两部分共同产生；波形和幅度主要由脉冲尖峰的宽度及形状决定；激光脉冲尖峰决定光声信号的高频段，而拖尾部分产生的光声信号对应于低频段。拖尾的宽度与高度和尖峰接近时，拖尾作用加强。分析了表面和整体汽化两种光声机制的特点，计算出了整体汽化的阈值，给出了液体温度不同时的蒸汽流密度及光声信号求解的理论模式和汽化光声信号的特征及随激光参数的变化规律。在对光击穿机制的阈值和波形特征进行分析的基础上，得到了汽化和击穿的光声能量转换效率，并通过快速傅里叶分析，得出了汽化和击穿光声信号的频谱特征。采用衰减系数与频率平方成正比的模型，得出了在纯水中传输情况下，热弹、汽化、击穿光声信号传输的波形、幅度与频谱的变化情况。结果表明：光声信号水中衰减对热弹光声信号影响较大，而对低频的汽化光声和击穿光声中的低频成分(频率低于50kHz)影响较小。通过改变激光器工作电压、混合气体成分、气压等，来改变激光脉冲特性。实验研究了不同的脉冲CO_2激光器光声信号特征，确定了光声信号特征与激光脉冲参数的对应关系。通过监测实验研究容器底部放置待检测物前后的反射光声信号的幅度及频谱变化和采用ICCD摄像机拍摄了液体表面蒸汽反冲运动的方向和速度的方法，确定了光声信号的激发机制、蒸汽的反冲压力和利用光声效应检测水底或水中目标方法的可行性。通过在改变盐水的浓度模拟海水的特征的方法，实验测得了光声信号的波形、幅度、频谱等特征与盐水浓度的关系。结果表明：CO_2激光脉冲在盐水中激发光声信号时，盐浓度越高，光声信号幅度与频谱越低。上述研究结果，为脉冲激光致声水下目标探测等应用提供了理论和实验依据。
参考文献：
[1]. 射频CO_2激光器调Q技术的研究[D]. 马蓉. 华中科技大学. 2015
[2]. CO_2激光调Q技术[J]. 徐艳, 谢冀江, 李殿军, 杨贵龙, 陈飞. 中国光学. 2014
[3]. 损耗调制CO_2激光脉冲的噪声特性[J]. 张卫, V, D, Mironov, A. 强激光与粒子束. 2001
[4]. 脉冲CO_2激光水下致声特性研究[D]. 陈清明. 华中科技大学. 2009