可調(diào)諧TEA CO-,2-激光器多頻及弱線研究.pdf

1、可調(diào)諧TEA CO<,2>激光器在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)光柵調(diào)諧TEA CO<,2>激光器的多頻和弱線輸出開展實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。 本文對(duì)紅外激光器、CO<,2>激光器調(diào)諧器件作了充分的調(diào)研，總結(jié)了CO<,2>激光器調(diào)諧器件的應(yīng)用歷史和現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上確定了本實(shí)驗(yàn)的研究方案。從理論上分析了可調(diào)諧TEACO<,2>激光器多頻和弱線產(chǎn)生的原理和方法。 為了滿足多頻紅外激光分離同位素的需要，采用平行的雙光柵腔結(jié)構(gòu)，在

2、最佳混合氣體比例CO<,2>：N<,2>：He=5：5：28和總壓380<'*>133．3Pa條件下，成功地得到了TEA CO<,2>激光器在常規(guī)帶的多組雙頻和三頻激光輸出。獲得的雙頻組合包括00°1-10°0的P支11組、00°1-10°0的R支8組、00°1-02°0的P支8組，三頻組合包括00°1-02°0的R支7組。而且每組輸出中雙頻波(或三頻波)具有良好的空間重疊性和時(shí)間同步性，輸出波長可調(diào)諧且調(diào)諧范圍較寬，各支線能量比也具有

3、良好的可調(diào)性。激光主要從光柵旁沿近似平行于腔軸的方向輸出，這樣的輸出方式便于使用和波長監(jiān)測(cè)。經(jīng)過提高介質(zhì)增益系數(shù)，減小Ge鏡透過率等手段可使本激光器同時(shí)獲得三頻、四頻等輸出。該激光器對(duì)于分離同位素有重要意義。實(shí)驗(yàn)所得到的雙頻(或三頻)激光輸出可以滿足對(duì)一些物質(zhì)雙頻(或多頻)激發(fā)或分離同位素的需要。采用的這種TEA CO<,2>激光器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只用了兩個(gè)光柵就實(shí)現(xiàn)了多頻輸出，在TEA CO<,2>激光器的實(shí)驗(yàn)研究中，一般要得到三波長輸

4、出都采用了三個(gè)光柵的激光器，甚至有些是使用多臺(tái)激光器迭加實(shí)現(xiàn)的，成本要比我們的激光器昂貴許多。 TEA CO<,2>激光器在11μm波長附近的譜線對(duì)于激光等離子體淀積硅膜、研究硅同位素、較多分子的選擇性激發(fā)及選擇性多光子離解、大氣污染物檢測(cè)都是很重要的。而且在國內(nèi)11μm波長附近的弱線(序列帶和熱帶)研究是比較少的。本實(shí)驗(yàn)采用雙光柵諧振腔和增長放電增益區(qū)，進(jìn)行TEA CO<,2>激光器弱線輸出特性研究。在最佳混合氣體比例CO<,

5、2>：N<,2>：He=16：21：63和總壓430<'*>133.3Pa條件下，獲得11μm附近弱線(序列帶和熱帶)6條，以及同位素譜線1條(波長為11005nm)和另外兩條譜線(波長分別為11013nm和11015.5nm)。這六條弱線是001-110帶的P17和011-030帶的P19、P21、P24、P25、P26。研究了011-030帶的P19譜線(波長10973.5nm)和波長為11013nm的譜線的輸出特性。譜線脈寬為40