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流场均匀性对重频HF激光能量稳定输出的影响

黄珂,  黄超,  赵柳,  马连英,  唐影,  朱峰,  易爱平,  钱航,  李高鹏,  冯国斌,  赵军

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黄珂, 黄超, 赵柳, 马连英, 唐影, 朱峰, 易爱平, 钱航, 李高鹏, 冯国斌, 赵军. 流场均匀性对重频HF激光能量稳定输出的影响[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106007-0106007(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106007
引用本文: 黄珂, 黄超, 赵柳, 马连英, 唐影, 朱峰, 易爱平, 钱航, 李高鹏, 冯国斌, 赵军. 流场均匀性对重频HF激光能量稳定输出的影响[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106007-0106007(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106007
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Huang Ke, Huang Chao, Zhao Liu, Ma Lianying, Tang Ying, Zhu Feng, Yi Aiping, Qian Hang, Li Gaopeng, Feng Guobin, Zhao Jun. Effects of flow field uniformity on energy stability of discharge initiated repetitively pulsed HF laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1): 106007-0106007(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106007
Citation: Huang Ke, Huang Chao, Zhao Liu, Ma Lianying, Tang Ying, Zhu Feng, Yi Aiping, Qian Hang, Li Gaopeng, Feng Guobin, Zhao Jun. Effects of flow field uniformity on energy stability of discharge initiated repetitively pulsed HF laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1): 106007-0106007(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0106007
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流场均匀性对重频HF激光能量稳定输出的影响

doi: 10.3788/IRLA201645.0106007
  • 1.

    西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024

基金项目: 

激光与物质相互作用国家重点实验室基金(SKLLIM1110;SKLLIM1211)

详细信息
    作者简介:

    黄珂(1979-),男,副研究员,博士生,主要从事激光技术及应用研究。Email:Huangke@nint.ac.cn

  • 中图分类号: TN248.5

Effects of flow field uniformity on energy stability of discharge initiated repetitively pulsed HF laser

  • 1.

    State Key Laboratory of Laser Interaction with Matter,Northwest Institute of Nuclear Technology,Xi'an 710024,China

  • 摘要: 放电引发重频HF/DF激光器具有的波长和功率优势使其成为当前中红外激光技术研究的热点之一。介绍了在利用紫外预电离横向放电结构建立的放电引发重频HF激光装置上,通过对气体循环系统增益区流场结构分析和注入管道结构的优化设计开展的重频能量稳定输出实验研究。实验结果表明,通过管道结构的优化设计,放电增益区流场均匀性得到明显改善,气体置换的最低流速达到6.5 m/s,激光器稳定运行频率由60 Hz提高到100 Hz,且稳定体放电的单位体积放电沉积能量由1.6 J/(mlatm)(1 atm=1.013105 Pa)提高到2.0 J/(mlatm),激光平均功率达到40 W。
    Abstract: For the characteristics of wavelength and output power,discharge initiated repetitively pulsed HF laser has become the hotspot in mid-infrared laser device technology research field. In this paper, numerical simulation of flow field in discharge region and structure design of inject pipeline with repetitively pulsed HF laser device was described. Under the investigation of discharge characteristics in SF6/C2H6 gas mixture and output characteristics of laser pulse, the flow field uniformity and repetitively pulsed laser energy stability were researched. It is shown that with the optimized design of inject pipeline, the flow field uniformity improved obviously. The minimum flow velocity for gas circulation is elevated to 6.5 m/s. The deposited energy per unit volume gas with stable volum discharge increased from 1.6 J/mlatm to 2.0 J/mlatm. The maximal running frequency of 100 Hz and the average power of 40 W are obtained. The system operating stability keeps well.
  • [1] Apollonov V V, Belevtsev A A, Firsov K N, et al. High-power pulse and pulse-periodic nonchain HF(DF) lasers[C]//Proc of SPIE, 2002, 4747: 31-43.
    [2] Lacour B, Pasquiers S, Postel C, et al. Comparison of performance of chain and non-chain HF phototriggered lasers[C]//Proc of SPIE, 2001, 4184: 158-161.
    [3] Rickwood K R. A comparison of methods of electrically exciting small pulsed HF lasers suitable for medical applications[J]. Opt Commun, 1997, 136: 480-486.
    [4] Pan Qikun. Progress of mid-infrared solid-state laser[J]. Chinese Optics, 2015, 8(4): 557-566. (in Chinese) 潘其坤。中红外固体激光器研究进展[J]. 中国光学, 2015, 8(4): 557-566.
    [5] Harris M R, Morris A V, Gorton E K. A closed-cycle 1kHz pulse repetition frequency HF(DF) laser[C]//SPIE, 1998, 3268: 247-251.
    [6] Wang Xu, Xie Jijiang, Pan Qikun, et al. Research progress of non-chain HF/DF laser[J]. Chinese Optics, 2015, 8(3): 340-349. (in Chinese) 王旭, 谢冀江, 盘其坤, 等。非链式HF/DF激光器的研究进展[J]. 中国光学, 2015, 8(3): 340-349.
    [7] Ruan P, Xie J J, Zhang L M, et al. Computer modeling and experimental study of non-chain pulsed electric- discharge DF laser[J]. Optics Express, 2012, 20(27).
    [8] Huang Ke, Tang Ying, Yi Aiping, et al. Characteristics of non-chain discharge-pumped pulse HF laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(6): 1026-1029. (in Chinese) 黄珂, 唐影, 易爱平, 等。非链式电激励脉冲HF激光器[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(6): 1026-1029.
    [9] Yi Aiping, Liu Jingru, Tang Ying, et al. Discharge pumped repetition-rate non-chain HF laser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23(7): 1763-1766. (in Chinese) 易爱平, 刘晶儒, 唐影, 等。放电激励重复频率非链式HF激光器[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23(7): 1763-1766.
    [10] Huang Ke, Yi Aiping, Zhu Feng, et al. Discharge initiated non-chain high power repetitively pulsed HF/DF laser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2015, 27(4): 041010. (in Chinese) 黄珂, 易爱平, 朱峰, 等。放电引发的非链式高功率重复频率HF/DF激光器[J]. 强激光与粒子束, 2015, 27(4): 041010.
    [11] Inheyan H, Goodno G D. High Power Laser Handbook[M]. New York : McGraw-Hill Companies, 2011: 23-25.
    [12] Pan Qikun, Xie Jingjiang, Xie Jijiang, et al. Investigation on gain distribution characteristic of non-chain pulsed DF laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(2): 360-364.(in Chinese) 潘其坤, 谢京江, 谢冀江, 等。非链式脉冲DF激光器增益分布特性[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(2): 360-364.
  • [1] 顾文珊, 梁小溪, 李红超, 田有朋, 陈飞, 潘其坤.  小型化轴流式非链式脉冲氟化氘激光器 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200082-1-20200082-5. doi: 10.3788/IRLA20200082
    [2] 郑立, 汪会波, 田文龙, 张大成, 韩海年, 朱江峰, 魏志义.  LD泵浦的高重复频率全固态飞秒激光器（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201069-1-20201069-13. doi: 10.3788/IRLA20201069
    [3] 李翔, 汪宏, 乔忠良, 张宇, 牛智川, 佟存柱, 刘重阳.  2 μm GaSb基被动锁模激光器重复频率变化的研究（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201054-1-20201054-5. doi: 10.3788/IRLA20201054
    [4] 卢尚, 吕思奇, 陈檬, 彭红攀, 杨策, 张携.  单脉冲能量3 mJ、重复频率1 kHz皮秒超高斯光束的实现 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005012-1005012(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005012
    [5] 孙敬华, 孙克雄, 林志芳, 孙继芬, 晋路, 徐永钊.  高功率高重复频率飞秒掺镱光纤激光频率梳的研究(特邀) . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 103001-0103001(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0103001
    [6] 凌远达, 黄千千, 邹传杭, 闫志君, 牟成博.  基于45°倾斜光栅的重复频率可切换被动谐波锁模光纤激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 803007-0803007(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0803007
    [7] 蒋荣秋, 邓伟芬, 汪倩倩, 侯月, 陈晨.  用于红外气体检测的高稳定性DFB激光器驱动电源 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 505004-0505004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0505004
    [8] 孔心怡, 柯常军, 吴天昊, 杭寅.  室温脉冲Fe2+:ZnSe中红外激光特性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1005001-1005001(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1005001
    [9] 樊振方, 卢广锋, 张斌, 汪之国, 罗晖.  环形激光陀螺放电管电学特性研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 605002-0605002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0605002
    [10] 武伟, 陈桂明, 赵娜, 樊博璇.  激光在高速钢表面加工沟槽表面织构的实验研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206008-0206008(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0206008
    [11] 战俊彤, 付强, 段锦, 张肃, 高铎瑞, 姜会林.  利用位置式数字PID 算法提高DFB 激光器驱动电源稳定性 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1757-1761.
    [12] 阮鹏, 谢冀江, 潘其坤, 王春锐, 刘春玲, 柴源.  放电引发非链式DF激光器脉冲特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3554-3558.
    [13] 何洋, 陆君, 陈飞, 李殿军, 郑长彬, 谢冀江, 郭劲.  声光调Q CO2激光器的实验研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2280-2285.
    [14] 石海燕, 赵江山, 宋兴亮, 沙鹏飞, 单耀莹, 王倩, 翟晔, 周翊.  光刻用准分子激光器能量稳定性影响因素分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3540-3546.
    [15] 苏艳丽, 罗旭, 张学辉, 姜梦华, 惠勇凌, 雷訇, 李强.  重复频率连续可调谐的Cr4+:YAG被动调Q微片激光器 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 355-359.
    [16] 代福, 熊胜明.  高重复频率DPL 激光对光学薄膜元件损伤实验研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2074-2080.
    [17] 陈豪, 石磊, 马丽华, 彭志明, 徐志燕, 乔忆炜.  脉冲数目和重复频率对纳秒激光推进的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2403-2408.
    [18] 郑义军, 谭荣清, 王东雷, 张阔海, 黄文武, 刘世明, 李能文, 孙科, 卢远添, 刁伟伦.  新型高重复频率脉冲CO2 激光器 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2697-2701.
    [19] 于海军, 李国富, 多丽萍, 金玉奇, 汪建, 桑凤亭, 康元福, 于洪亮.  面阵滑闪火花预电离放电引发脉冲氧碘化学激光的实验研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1166-1169.
    [20] 汤伟, 郭劲, 邵俊峰, 郭汝海, 王挺峰.  激光重频对脉冲非稳腔TEA CO2激光远场传输特性的影响分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2380-2385.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-25
  • 修回日期:  2015-06-12
  • 刊出日期:  2016-01-25

流场均匀性对重频HF激光能量稳定输出的影响

doi: 10.3788/IRLA201645.0106007
  • 1. 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024
    • 作者简介:

    黄珂(1979-),男,副研究员,博士生,主要从事激光技术及应用研究。Email:Huangke@nint.ac.cn

  • 收稿日期: 2015-05-25
  • 修回日期: 2015-06-12
  • 刊出日期: 2016-01-25
基金项目:

激光与物质相互作用国家重点实验室基金(SKLLIM1110;SKLLIM1211)

  • 中图分类号: TN248.5

摘要: 放电引发重频HF/DF激光器具有的波长和功率优势使其成为当前中红外激光技术研究的热点之一。介绍了在利用紫外预电离横向放电结构建立的放电引发重频HF激光装置上,通过对气体循环系统增益区流场结构分析和注入管道结构的优化设计开展的重频能量稳定输出实验研究。实验结果表明,通过管道结构的优化设计,放电增益区流场均匀性得到明显改善,气体置换的最低流速达到6.5 m/s,激光器稳定运行频率由60 Hz提高到100 Hz,且稳定体放电的单位体积放电沉积能量由1.6 J/(mlatm)(1 atm=1.013105 Pa)提高到2.0 J/(mlatm),激光平均功率达到40 W。

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