[發明專利]共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光器及其輸出方法

無效

• 申請號: 200810064541.5
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101295852A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 姜宏偉;彭鴻雁;陳玉強;趙立新
• 申請（專利權）人: 牡丹江師范學院
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/03;H01S3/08;H01S3/22;H01S3/09
• 代理公司: 牡丹江市丹江專利事務所
• 代理人: 張雨紅

技術領域

本發明涉及一種激光器及利用其進行激光輸出的方法，具體涉及一種放電引發的化學激光器及利用其進行共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光輸出的方法。

背景技術

化學氧碘激光器是目前波長最短的大能量化學激光器，其激光波長為1.315μm，由于其具有高功率，短波長和處于大氣窗口的特點，同時較高的光纖耦合率與較低的光纖傳輸損耗，適合光纖遠距離傳輸，因此在國防和工業上應用有廣闊前景。但由于化學反應的工作方式使其裝置復雜、工作物質具有毒性、成本高，限制了化學氧碘激光器在民用領域的應用。因此，研制結構簡單緊湊、運行安全的放電引發的脈沖氧碘激光器，會使氧碘激光器的性能更好的發揮出來，進入工業、醫療及科研應用領域，使氧碘激光器從一種“特殊”的激光器變成一種“通用”的激光器，具有更重要的技術進步作用。

放電氧碘激光器的研究已經取得了很大的發展，但眾多的研究工作是分別集中在如何提高放電引發的單態氧的產率和如何有效的解離分子碘上，這樣做的目的是為了改善現有大功率氧碘激光器的性能。而氧碘激光器的市場化應用研究工作是不以激光功率為重點的，主要還是在于裝置的緊湊化、小型化、工作介質的無毒化、低成本上。

發明內容

本發明的目的是提供一種共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光器及其輸出方法，使單態氧和原子碘實現同腔放電引發、工作物質全部為氣態且可以密閉循環，并且通過短脈沖放電使有效激勵和快速散熱統一起來，保證了激光器的正常工作。

本發明的共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光器由儲氣腔、風機、冷卻器、放電腔、預電離針、儲能腔、脈沖功率開關、高壓觸發器和高壓諧振電源組成，儲氣腔內設有冷卻器和風機，儲氣腔的上部連接放電腔，放電腔內設有平行放電電極，呈江氏型面，電極兩側設有預電離針，放電腔的前、后端分別設有輸出窗和反射鏡，儲能腔設置在放電腔之上，儲能腔內設有儲能電路，脈沖功率開關設置在儲能腔的上部，儲能腔內的儲能電路及脈沖功率開關的電源與高壓諧振電源電連接，脈沖功率開關的導通由高壓觸發器觸發控制。

本發明的共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光輸出方法為：在激光腔內同時充入激光工作介質CH₃I、O₂、惰性氣體，控制充氣總壓力為3～100Torr，其中O₂：2～50Torr、CH₃I：0.2～10Torr、惰性氣體：0.5～90Torr，氣體比例控制在O₂∶CH₃I：惰性氣體＝0.2～0.5∶0.01～0.2∶0.79～0.3；氣體密閉循環，通過高壓脈沖橫向放電激勵，在同一個放電腔內同時完成單態氧的引發和分子碘的放電解離，一步完成單態氧和原子碘的產生、單態氧的能量轉移、原子碘的激發及激光躍遷過程，實現激光輸出。

本發明的共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光器，是在激光腔內充入CH₃I、O₂及NO、N₂、He(Ar、Xe)等一定壓力、一定比例氣體，氣體密閉循環，通過高壓脈沖橫向放電激勵，在同一個放電腔內同時完成單態氧的引發和分子碘的放電解離，一步完成單態氧和原子碘的產生、單態氧的能量轉移、原子碘的激發及激光躍遷過程，從而得到結構緊湊、成本低、無毒介質的中小功率放電引發脈沖氧碘激光器。

附圖說明

圖1是本發明共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光器的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：如圖1所示，本實施方式的共腔放電同時引發密閉循環脈沖氧碘激光器由儲氣腔1、風機2、冷卻器3、放電腔4、預電離針5、儲能腔6、脈沖功率開關7、高壓觸發器8和高壓諧振電源9組成，儲氣腔1內設有兩組冷卻器3和風機2，形成激光氣體循環與熱交換系統；所述風機2為離心風機或橫流風機。儲氣腔1的上部連接放電腔4，放電腔4內設兩個平行放電電極，呈江氏型面，電極兩側設有紫外光預電離針5兩排。放電腔4的前、后端設有輸出窗、反射鏡，在放電腔4之上安設有由高壓陶瓷電容、電感器件組成儲能腔6，內充有絕緣油，儲能腔6的上部安設脈沖功率開關7，儲能腔6內的儲能電路及脈沖功率開關7的電源由高壓諧振電源9(高壓直流電源和L-C諧振電源)供給，脈沖功率開關7的觸發脈沖由高壓觸發器8提供。

儲氣腔1：儲氣腔1設計成外側有加強筋內有支撐板的框架結構，橢圓形，不銹鋼材料。由于激光器主體組裝后，對密封性能要求很高，而儲氣腔1又是與其他一些器件連接密封的結合體，所以儲氣腔1的所有密封面均按高真空進行設計。