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紧凑型波长自动调谐脉冲CO_(2)激光器 被引量：5
1
作者 潘其坤 苗昉晨 +8 位作者 司红利 沈辉 高飞 于德洋 张阔 张冉冉 赵崇霄 陈飞 郭劲 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1007-1012,共6页
面向机载激光差分吸收雷达对小型轻量化激光光源的应用需求,研制了紧凑型自动调谐脉冲CO_(2)激光器。首先,研究了射频波导腔内光束和自由空间光学斩波光束孔径匹配关系,设计了具有实焦点的腔内光束变换系统,实验验证了斩波器通光孔径对... 面向机载激光差分吸收雷达对小型轻量化激光光源的应用需求,研制了紧凑型自动调谐脉冲CO_(2)激光器。首先,研究了射频波导腔内光束和自由空间光学斩波光束孔径匹配关系,设计了具有实焦点的腔内光束变换系统,实验验证了斩波器通光孔径对激光脉冲波形的影响。其次,研究了CO_(2)激光器的波长调谐特性,分析了相邻激光谱线光栅衍射角度差,并基于高精度电动转台和金属闪耀光栅,实现了CO_(2)激光器波长自动调谐输出。最后,基于小型轻量化模块设计,完成了紧凑型自动调谐脉冲CO_(2)激光器集成。实验结果表明,该激光器在1 kHz条件下运转稳定,脉冲宽度为350 ns,峰值功率为3.7 kW,在9.2~10.7μm范围内测试到30条激光谱线,重量为18 kg,本文研究为机载激光差分吸收雷达提供了一种小型化探测光源。 展开更多
关键词 CO_(2)激光器 机械调Q 波长自动调谐 小型化集成
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同轴枪放电等离子体电流片的运动特性研究 被引量：4
2
作者 漆亮文 赵崇霄 +2 位作者 闫慧杰 王婷婷 任春生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期203-211,共9页
同轴枪放电可以产生高速度、高密度的等离子体射流,在天体物理、核物理等研究领域具有广泛的应用.基于同轴枪放电等离子体运动的"雪犁模型"分析,本实验通过对等离子体光电信号和磁信号的测量及放电照片的拍摄,研究了不同放电... 同轴枪放电可以产生高速度、高密度的等离子体射流,在天体物理、核物理等研究领域具有广泛的应用.基于同轴枪放电等离子体运动的"雪犁模型"分析,本实验通过对等离子体光电信号和磁信号的测量及放电照片的拍摄,研究了不同放电电流和气压对同轴枪放电等离子体电流片的运动特性、电流通道分布的影响.实验结果发现:一次放电过程中,气压为10 Pa、放电电流为35.7—69.8 kA时,随着放电电流的增加,等离子体喷射速度增加,输运距离与离子携带的轴向动能成正比,大电流条件下,等离子体喷出枪口时易于在枪底端形成新的电流通道;气压为5—40 Pa、放电电流为49.8 kA时,随着气压的增加,等离子体喷射速度减小,输运距离缩短,高气压下,等离子体喷出枪口时在枪底端未产生新的放电通道,这与放电过程中遗留在枪底端的带电粒子和电流片渗漏残留在枪内的中性粒子共同形成的阻抗通道有关;电流反向时,二次放电击穿位置发生在电极头部,放电过程中存在多次放电现象. 展开更多
关键词 同轴枪 等离子体 光电流信号 磁场
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放电参数对爆燃模式下同轴枪强流脉冲放电等离子体的影响 被引量：3
3
作者 赵崇霄 漆亮文 +2 位作者 闫慧杰 王婷婷 任春生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期196-205,共10页
同轴枪强流脉冲放电常见有爆燃模式和预填充模式两种放电模式,爆燃模式放电可以得到杂质少、准直性高、输运速度更快的等离子体射流.本实验主要对不同电压及进气量下同轴枪强流脉冲爆燃模式放电的等离子体特性进行了研究.结果表明,在相... 同轴枪强流脉冲放电常见有爆燃模式和预填充模式两种放电模式,爆燃模式放电可以得到杂质少、准直性高、输运速度更快的等离子体射流.本实验主要对不同电压及进气量下同轴枪强流脉冲爆燃模式放电的等离子体特性进行了研究.结果表明,在相同放电电压下,进气量少时会有多团等离子体从枪口喷出.随着进气量的增加,同轴枪放电产生的等离子体密度增加,输运速度减小,最终等离子体只有一团从枪口喷出;而在相同进气量下,随着电压的增加,等离子体密度增加,输运速度增大,开始出现有多团等离子体从枪口喷出的现象.产生该现象的原因主要是在放电过程中,当气体持续进入枪底部时,同轴枪底部会产生新的电流通道向前运动,使得在同轴枪出口处观察到了多团等离子体喷出的现象;随着放电电压的增加,在放电过程中回路电流也增加.当电流增加到一定程度时,同轴枪底部就会产生新的电流通道,从而有多个等离子体团从枪口喷出.通过改变充电电容以及对磁探针信号的分析,进一步分析并验证了同轴枪底端多次放电的现象. 展开更多
关键词 同轴枪 爆燃模式放电 等离子体 放电参数
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同轴枪正、负脉冲放电等离子体特性的对比 被引量：2
4
作者 余鑫 漆亮文 +1 位作者 赵崇霄 任春生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期215-224,共10页
同轴枪脉冲放电产生的等离子体具有高速度、高密度的特点,在核聚变、空间推进、天体物理领域具有很高的应用价值.本文针对不同放电方式对等离子体特性的影响进行了理论实验研究,通过调换脉冲电源整流二极管的方向改变充电电流方向实现... 同轴枪脉冲放电产生的等离子体具有高速度、高密度的特点,在核聚变、空间推进、天体物理领域具有很高的应用价值.本文针对不同放电方式对等离子体特性的影响进行了理论实验研究,通过调换脉冲电源整流二极管的方向改变充电电流方向实现正、负脉冲放电,采用光学、电学、磁探针等诊断手段,研究了正、负脉冲放电产生的等离子体性能;通过高速相机观察到正脉冲等离子体的分团现象,使用了图像处理技术,量化对比了等离子体发光强度.结果表明在相同工作气压和放电电压下,负脉冲等离子体拥有更高的密度,流速稍小但性能趋稳;而正脉冲等离子体具有更高的射流速度,也易产生明显的分团现象,所得实验结果与理论分析相一致. 展开更多
关键词 同轴枪 正、负脉冲 等离子体速度 等离子体密度
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磁化同轴枪操作参数对球马克产生及等离子体特性的影响 被引量：1
5
作者 赵繁涛 宋健 +3 位作者 张津硕 漆亮文 赵崇霄 王德真 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第20期145-156,共12页
磁化同轴枪放电装置可以产生高传输速度、高电子密度的球马克,在可控核聚变、高能量密度物理以及天体物理等领域均得到了广泛关注.基于球马克形成阈值理论,通过对放电图像的拍摄以及光、电、磁信号的诊断分析,本文主要研究了磁化同轴枪... 磁化同轴枪放电装置可以产生高传输速度、高电子密度的球马克,在可控核聚变、高能量密度物理以及天体物理等领域均得到了广泛关注.基于球马克形成阈值理论,通过对放电图像的拍摄以及光、电、磁信号的诊断分析,本文主要研究了磁化同轴枪操作参数对球马克产生及等离子体特性的影响.实验结果发现:除放电电流和偏置磁通的比值以外,受送气时长控制的气体分布长度同样是球马克产生的关键.电极间通道内较长的气体分布可以使放电产生集中承载电流的等离子体环,该环能够在足够强的磁压力推动下完成磁场拉伸与重联以形成球马克.增加放电电流可以同时带来球马克传输速度、电子温度以及密度的提升,而增加送气量仅对电子密度提升具有正面影响,球马克性能优化的关键在于提升电容器组向等离子体环的能量馈入. 展开更多
关键词 磁化同轴枪 球马克 等离子体 磁场
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CO_(2)激光放大器增益与种子光光强匹配特性分析
6
作者 沈辉 潘其坤 +4 位作者 张冉冉 赵崇霄 张鲁薇 陈飞 郭劲 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第23期245-250,共6页
为了提升激光等离子体极紫外光刻机光源中高重复频率、短脉冲CO_(2)主振荡功率放大系统能量提取效率,需开展种子光光强截面分布与激光放大器增益分布的耦合匹配特性研究。基于欧拉-拉格朗日公式与Frantz-Nodvik方程,采用变分法求解了特... 为了提升激光等离子体极紫外光刻机光源中高重复频率、短脉冲CO_(2)主振荡功率放大系统能量提取效率,需开展种子光光强截面分布与激光放大器增益分布的耦合匹配特性研究。基于欧拉-拉格朗日公式与Frantz-Nodvik方程,采用变分法求解了特定增益分布下最优种子光光强分布函数,研究了种子光半径、种子光光强分布与放大器增益分布对功率提取效率的影响。数值模拟表明:当脉冲种子光功率为500 W时,基模高斯光束的最优光束半径为0.54 cm,低功率种子光的最优光束半径与放大器增益宽度不相等;当脉冲种子光功率为2000 W时,高阶超高斯光束的最优光束半径接近增益区域半径,8阶超高斯光束对应的最佳光束半径为0.9 cm,功率提取值为3409 W,采用高阶的增益分布和与之匹配的超高斯光束能够极大提升放大器的能量提取值。该研究结果将为脉冲CO_(2)主振荡功率放大系统的设计提供理论指导。 展开更多
关键词 极紫外光源 CO_(2)激光 脉冲放大 增益-光强匹配 变分法
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