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第1章 绪论1

1.1 DF激光器的工作原理及分类1

1.1.1 DF激光器工作原理1

1.1.2 DF激光器的分类3

1.2 非链式脉冲DF激光器的特点及应用7

1.2.1 非链式脉冲DF激光器的特点7

1.2.2 非链式脉冲DF激光器的应用8

1.3 非链式脉冲DF激光器的发展动态10

参考文献12

第2章 非链式脉冲DF激光器自持体放电的基本原理16

2.1 自持体放电基本原理16

2.2 非链式DF激光工作气体放电的基本物理过程17

2.3 自持体放电形式与预电离技术19

2.3.1 自持体放电形式19

2.3.2 实现非链式脉冲DF激光输出的预电离技术21

2.4 紫外预电离技术24

2.4.1 火花针预电离24

2.4.2 电晕预电离25

2.4.3 半导体预电离26

参考文献27

第3章 F原子产生过程和SF6气体击穿机理29

3.1 SF6气体的基本性能29

3.1.1 SF6气体的理化特性29

3.1.2 SF6气体的电学特性30

3.2 SF6气体与电子的作用过程31

3.2.1 SF6碰撞解离过程31

3.2.2 SF6碰撞电离过程33

3.2.3 电子吸附过程35

3.2.4 粒子复合过程39

3.3 SF6气体击穿机理40

3.3.1 SF6气体击穿机理40

3.3.2 SF6气体的临界击穿电场强度42

3.4 SF6气体对非链式脉冲DF激光器放电击穿的影响43

参考文献45

第4章 放电引发非链式脉冲DF激光器反应动力学模型48

4.1 放电引发非链式脉冲DF激光产生机理48

4.1.1 泵浦过程49

4.1.2 弛豫过程50

4.1.3 激光辐射跃迁52

4.2 放电引发非链式脉冲DF激光器动力学反应过程53

4.2.1 F原子产生过程选取53

4.2.2 DF激光器动力学反应过程及反应速率系数54

4.3 动力学模型56

4.3.1 激光器速率方程理论56

4.3.2 非链式脉冲DF激光器动力学模型57

4.4 动力学模型参数的确定60

4.5 动力学模型计算结果及讨论60

4.5.1 参与反应的各组分粒子数密度变化情况分析60

4.5.2 工作气体比例对激光输出性能的影响61

4.5.3 输出镜反射率对激光输出性能的影响65

参考文献66

第5章 放电引发非链式脉冲DF激光器主机结构设计67

5.1 主机结构组成与布局67

5.1.1 主机组成与功能68

5.1.2 风机选型69

5.1.3 换热器选型71

5.1.4 主机结构布局72

5.2 真空腔系统73

5.2.1 真空腔壳体73

5.2.2 真空腔的密封82

5.2.3 真空泵选型84

5.2.4 真空计与漏率86

5.3 气体循环冷却系统87

5.3.1 气体循环流场结构87

5.3.2 附加导流装置88

5.3.3 板翅式换热器89

5.3.4 流场压力损失98

5.3.5 风机参数确定104

5.3.6 放电区气流均匀性106

5.4 光学支架113

5.5 主机装置与测试114

5.5.1 设计结果与实物装置114

5.5.2 放电区气流测试115

参考文献119

第6章 非链式脉冲DF激光器电激励技术121

6.1 非链式脉冲DF激光器高压电源121

6.1.1 高压电源参数121

6.1.2 触发开关123

6.1.3 高压电源组成124

6.2 火花针紫外预电离放电技术研究126

6.2.1 紫外预电离放电电路126

6.2.2 火花针紫外预电离DF激光器电极间静电场仿真128

6.2.3 放电特性测量131

6.3 自引发放电技术研究135

6.3.1 自引发放电电路135

6.3.2 自引发放电DF激光器电极间静电场仿真140

6.3.3 放电特性测量143

参考文献147

第7章 放电引发非链式脉冲DF激光器光学谐振腔技术148

7.1 稳定谐振腔148

7.1.1 平凹型稳定谐振腔参数设计148

7.1.2 稳定谐振腔模式分析153

7.2 非稳定谐振腔160

7.2.1 非稳定谐振腔参数设计160

7.2.2 非稳定谐振腔模式分析162

7.2.3 非稳定谐振腔的实验研究与参数优化165

7.3 色散腔168

参考文献171

第8章 放电引发非链式脉冲DF激光器放电生成物处理技术172

8.1 放电生成物的主要成分及其危害172

8.1.1 工作物质的放电产物173

8.1.2 放电产物间的化学反应174

8.1.3 气体放电生成物的危害175

8.2 分子筛吸附技术在DF激光器中的应用176

8.2.1 分子筛吸附的基本原理177

8.2.2 专用分子筛的设计和制造182

8.2.3 分子筛吸附装置设计186

8.2.4 分子筛吸附实验及结果分析188

8.3 非链式脉冲DF激光器尾气处理技术193

8.3.1 激光器尾气成分的采集193

8.3.2 激光器尾气成分的测试方法194

8.3.3 激光器尾气处理方法196

8.3.4 激光器尾气处理装置198

参考文献201

第9章 激光器输出参量测试技术204

9.1 激光功率204

9.1.1 平均功率检测204

9.1.2 脉冲功率测试206

9.1.3 功率不稳定度206

9.2 激光能量测试207

9.2.1 单脉冲能量207

9.2.2 重频放电能量208

9.2.3 能量密度209

9.2.4 能量不稳定度210

9.3 激光器效率210

9.3.1 电光转换效率210

9.3.2 插头效率211

9.4 激光光谱检测211

9.4.1 经济型DF激光光谱仪检测波长212

9.4.2 光纤光谱仪213

9.5 激光脉冲宽度214

9.5.1 激光脉冲宽度214

9.5.2 激光重复频率215

9.6 激光光束发散角216

9.6.1 光斑尺寸216

9.6.2 近场发散角218

9.6.3 远场发散角219

9.6.4 激光束指向稳定性221

9.7 小信号增益测量222

9.7.1 理论分析222

9.7.2 实验测试方法223

参考文献224