軸快流CO2激光放大器增益性能研究.pdf

1、高功率、短脈沖、光束質(zhì)量?jī)?yōu)良的需求使得激光放大器的在越來(lái)越多的領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的運(yùn)用前景。激光放大器被運(yùn)用在大幅增加輸出功率、放大短脈沖或超短脈沖激光、產(chǎn)生特殊應(yīng)用和特殊波長(zhǎng)激光等應(yīng)用中。本文針對(duì)軸快流 CO2激光放大器，研究工作氣體流速、放電電流、氣體總壓和工作氣體體積配比對(duì)其增益性能的影響，同時(shí)也簡(jiǎn)要分析了放大前后光斑的分布。論文的主要研究工作如下：
　　(1)介紹了激光放大技術(shù)和激光放大器的類(lèi)型，對(duì)比了行波放大器和再生放大器的

2、區(qū)別。然后從溫度模型理論出發(fā)詳細(xì)分析了CO2激光放大器的基本工作原理，最后介紹了本文所用放大器的基本結(jié)構(gòu)和主要部件的功能。
　　(2)建立了激光放大器的相關(guān)理論模型，詳細(xì)研究了軸快流 CO2激光放大器的增益分布與激光放大器的放電電流和氣體流速分布的關(guān)系，得到如下結(jié)論：激光放大器不同放電電流和氣體流速時(shí)的增益性能不同，處于放電管中心軸線(xiàn)上的增益最大。當(dāng)氣體流速較大時(shí)，激光放大器的增益系數(shù)比較大。當(dāng)放電電流比較小時(shí)，激光放大器的增益系

3、數(shù)比較小。當(dāng)氣體流速大于等于160m/s或放電電流大于等于50mA時(shí)，得到的增益系數(shù)大于1。
　　(3)實(shí)驗(yàn)研究了軸快流 CO2激光放大器的增益系數(shù)與激光放大器的放電電流、工作氣體總壓和工作氣體配比的關(guān)系，結(jié)果表明：激光放大器不同放電電流時(shí)的增益性能不同，當(dāng)放電電流比較小時(shí)，激光放大器的增益有飽和的趨勢(shì)。對(duì)于小信號(hào)入射時(shí)，增益系數(shù)接近或大于1。當(dāng)入射信號(hào)的增加時(shí)，增益系數(shù)會(huì)逐漸下降。當(dāng)氣體配比不變時(shí)，工作氣體總壓的變化相比放電電流