電激勵HF激光體系的脈沖放電特性.pdf

1、HF（輻射波段2.7~3.1μm）化學(xué)激光，其輸出波長處于中紅外波段，覆蓋許多氣體分子吸收峰，并能實現(xiàn)高功率輸出，因此廣泛應(yīng)用于光電對抗、激光雷達、氣體檢測及軍事等領(lǐng)域。HF激光體系的激勵反應(yīng)過程可以是鏈?zhǔn)交瘜W(xué)反應(yīng)，也可以是非鏈?zhǔn)交瘜W(xué)反應(yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)HF化學(xué)激光的輸出能量高，而且可以連續(xù)輸出，但是不易控制，易爆炸，安全性差。而非鏈?zhǔn)紿F化學(xué)激光的激勵過程則安全可控、操作方便，而且激光器的結(jié)構(gòu)緊湊易于實現(xiàn)小型化，通過脈沖化運轉(zhuǎn)也可實現(xiàn)高功率

2、輸出。通常采用脈沖放電方式實現(xiàn)非鏈?zhǔn)紿F化學(xué)激光的激勵。大體積均勻脈沖放電是實現(xiàn)HF化學(xué)激光體系介質(zhì)高效泵浦的基本要求，因此是實現(xiàn)足夠高激光輸出的技術(shù)前提。針對常用的電激勵非鏈?zhǔn)紿F化學(xué)激光體系，利用一種預(yù)電離輔助的脈沖平行板放電結(jié)構(gòu)，研究了SF6/C2H6混合工作氣體的高壓脈沖放電特性，分析了混合工作氣體的擊穿物理過程，建立了脈沖放電發(fā)展機制，得到了脈沖放電注入能量（稱為放電能量）與各種放電條件的工藝聯(lián)系，指出了進一步提高放電體系能量

3、密度和注入效率的工藝方向。
　　本研究采用面陣滑閃火花預(yù)電離輔助技術(shù)，在平行板電極中實現(xiàn)了SF6/C2H6混合工作氣體的大體積均勻納秒脈沖放電，研究了脈沖電源工作特性對脈沖放電特性的影響，以放電均勻性和放電能量為指標(biāo)，開展了各種放電條件的工藝優(yōu)化嘗試，建立了SF6/C2H6混合工作氣體的均勻脈沖放電模式的存在區(qū)間。結(jié)果表明：所用高壓脈沖電源的電壓輸出特性（電壓幅值；脈沖特性）穩(wěn)定，電壓傳輸效率幾乎不受放電間隙實驗條件的影響，能夠建

4、立起均勻放電模式，但是無法實現(xiàn)放電體積和放電能量的最優(yōu)化；放電電流峰值隨放電氣壓的增加而減小，放電電流脈沖的寬度由儲能電容大小決定，幾乎不隨其他實驗條件改變；放電脈沖的形成時間隨著放電氣壓的增加而增加；這些實驗結(jié)果預(yù)示著SF6/C2H6的均勻脈沖放電為α模式湯森放電。放電能量是決定電激勵HF激光脈沖輸出能量水平的關(guān)鍵前提，開展了放電能量的工藝優(yōu)化，詳細研究了放電能量隨多個放電參數(shù)（工作氣壓、電壓幅值、儲能電容量、SF6/C2H6混合氣體