高气压横流准分子激光器是一种利用气体作为介质的激光器,它的工作原理基于气体分子在受到激励后,当返回到基态时释放出激光。本文讨论了在高气压环境下,通过横向流动技术来控制气体流动,以及这种流动对激光器性能的影响。
文章介绍了使用平面剪切干涉仪来测量高气压横向流动准分子激光气体的流速。平面剪切干涉仪是一种精密的光学仪器,通过分析通过气体的光束的干涉图样来测量气体的流动速度。由于流速和管壁阻尼的影响,这种测量方法特别适用于高气压下的流速测量。
研究了放电能量引起的气体加热对激光输出功率的影响。放电是激光器工作过程中产生激光的关键步骤,它能激发气体分子产生激光。但放电过程也会使气体加热,而气体温度的升高会影响激光器的工作效率和输出功率。通过实验,作者发现,当激光器的脉冲频率达到每秒16个脉冲时,可以获得18W的平均功率输出。
研究中还提到,均匀的横流技术能够使激光器在高气压下稳定工作,并有效排除激光工作区的废热。均匀的横流技术指的是激光工作气体平行于光轴的纵向流动,这种流动方式可以将热量均匀分布,从而避免了局部过热问题。
另外,文章中提到了使用皮托管来测量气体的流速。皮托管是一种用于测量流体速度的仪器,它通过测量流体对管壁的压力差来计算流速。但在高气压环境下,皮托管的使用受到了限制,因此作者采用了一种非接触式的测量方法,即利用平面剪切干涉仪来测量。
实验中还用到了X射线预电离快放电泵浦横向流动XeCI准分子激光器。XeCI准分子激光器是一种利用稀有气体氯化物作为工作介质的激光器,输出波长为308nm。实验中通过改变风机直流电机的驱动电压来控制气体的流速,从而观察激光输出功率的变化。
实验结果表明,在低重复率下,激光输出功率与气体流速无关;而当重复率提高到每秒16次以上时,激光输出功率随着气体流速的增加而增加。这一现象可以通过横流放电激光器的热效应模型来解释。实验进一步通过测量干涉条纹密度来定标气体流速,干涉条纹的密度越大,表示气体流速越大。
文章中通过图示和数据表格对实验结果进行了详细说明,展示了气体流速、干涉条纹密度以及风机直流电机驱动电压之间的关系。
整体来看,本文深入研究了高气压横流准分子激光器的流场特性,以及这些特性如何影响激光器的输出性能。通过使用先进的测量设备和方法,作者成功分析了气体流速对激光器效率的影响,并提出了通过横流技术来优化激光器性能的方案。这些研究结果对于提升高气压横流准分子激光器的性能具有重要意义。