發(fā)布時(shí)間：2018-12-18 06:15

【摘要】：中紅外波段(3~5μm)是大氣傳輸窗口,而且許多原子和分子的吸收峰也處于這一波段,人體骨骼和肌肉對(duì)于這一波段具有選擇吸收性。因此中紅外波段的激光光源在軍事、激光雷達(dá)、大氣探測(cè)、醫(yī)療等領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值和前景。目前,非鏈?zhǔn)矫}沖DF激光器是該波段可以輸出能量最高的激光器,而且其相對(duì)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的連續(xù)DF激光器來(lái)說(shuō),具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)可控、光束質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì),受到國(guó)內(nèi)外眾多研究者的關(guān)注。本文對(duì)非鏈?zhǔn)矫}沖DF激光器的放電技術(shù)進(jìn)行了研究。放電技術(shù)是非鏈?zhǔn)矫}沖DF激光器的核心技術(shù),直接決定著激光器的輸出能量和電光轉(zhuǎn)換效率。本文對(duì)紫外預(yù)電離與自引發(fā)放電兩種放電方式進(jìn)行了對(duì)比研究。首先使用有限元分析法模擬了兩種放電方式激光器的電極間電場(chǎng)分布。紫外預(yù)電離放電要求使用均勻場(chǎng)電極以提高注入能量、增大放電體積。計(jì)算了Chang氏電極、緊湊型Chang氏電極和Ernst電極三種均勻場(chǎng)電極的電場(chǎng)分布,在相同的設(shè)計(jì)要求下Ernst電極的電極表面電場(chǎng)均勻區(qū)域最大,其次是緊湊式Chang氏電極,而Chang氏電極的電極表面電場(chǎng)均勻區(qū)域最小。計(jì)算了自引發(fā)放電電極間電場(chǎng)分布,陰極表面的毛刺對(duì)放電區(qū)宏觀電場(chǎng)均勻性基本無(wú)影響,只在微米尺度上形成一系列分立的高電場(chǎng)區(qū)域。粗糙陰極表面的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域不僅加強(qiáng)了電子的電場(chǎng)能量,還加強(qiáng)了陰極金屬的場(chǎng)致發(fā)射作用,相對(duì)于周圍低電場(chǎng)區(qū)域有更多的電子進(jìn)入放電區(qū),從而使放電開(kāi)始階段可以形成初始放電通道。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究?jī)煞N放電方式的DF激光器,對(duì)兩種激光器的輸出能量進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析兩種放電方式的DF激光器輸出能量與電光轉(zhuǎn)換效率。記錄紫外預(yù)電離放電非鏈?zhǔn)紻F激光器的放電照片,證實(shí)了均勻的電場(chǎng)分布可以得到穩(wěn)定的體放電,并且可以增大放電體積,同時(shí)提高注入放電區(qū)的能量。通過(guò)分析兩種放電方式,發(fā)現(xiàn)自引發(fā)放電在增大非鏈?zhǔn)紻F激光器放電體積方面更具優(yōu)勢(shì)。
[Abstract]:The mid-infrared band (3 ~ 5 渭 m) is an atmospheric transmission window, and the absorption peaks of many atoms and molecules are also in this band. Human bones and muscles have selective absorption for this band. Therefore, the mid-infrared laser source has a high application value and prospect in military, laser radar, atmospheric detection, medical treatment and other fields. At present, the non-chained pulsed DF laser is the laser with the highest output energy in this band. Compared with the continuous DF laser with chain reaction, it has the advantages of compact structure, simple operation, controllable reaction and good beam quality. By many researchers at home and abroad attention. The discharge technology of non-chain pulsed DF laser is studied in this paper. Discharge technology is the core technology of non-chained pulsed DF laser, which directly determines the output energy and electro-optic conversion efficiency of the laser. In this paper, two discharge modes, ultraviolet preionization and self-initiation discharge, are compared and studied. Firstly, the electric field distribution between two discharge modes is simulated by finite element method. Ultraviolet preionization discharge requires the use of uniform field electrodes to increase the injection energy and increase the discharge volume. The electric field distributions of three uniform field electrodes, Chang's electrode, compact Chang electrode and Ernst electrode, were calculated. Under the same design requirements, the uniform electric field on the surface of Ernst electrode was the largest, followed by the compact Chang's electrode. However, the uniform electric field on the surface of Chang's electrode is the smallest. The distribution of electric field between self-initiated discharge electrodes has been calculated. The burr on the cathode surface has little effect on the uniformity of the macroscopic electric field in the discharge region, and only a series of discrete high electric field regions are formed on the micron scale. The strong electric field on the rough cathode surface not only strengthens the electric field energy of the electron, but also strengthens the field emission of the cathode metal. Compared with the low electric field around the cathode, more electrons enter the discharge region. Thus the initial discharge channel can be formed at the beginning of discharge. Two kinds of DF lasers with different discharge modes are studied experimentally. The output energy of the two kinds of lasers is optimized and the output energy and electro-optic conversion efficiency of the two kinds of discharge DF lasers are compared and analyzed. By recording the discharge photographs of the ultraviolet preionization discharge non-chain DF laser, it is proved that the uniform distribution of electric field can obtain stable volume discharge, increase the discharge volume and increase the energy of the injected discharge region. Through the analysis of two discharge modes, it is found that the self-initiated discharge has more advantages in increasing the discharge volume of the non-chain DF laser.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN248

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5 ;使用DF激光分析大氣中的碳?xì)浠�合物[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1998年05期

6 劉芳;;DF控制器的設(shè)計(jì)方法研究[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2013年11期

7 李明侖;;DF命題的矩陣歸結(jié)[J];山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年06期

8 何美榮;;一種基于協(xié)作網(wǎng)絡(luò)編碼DF與AF的機(jī)會(huì)協(xié)作方案[J];信息通信;2012年02期

9 林飛飛;胡強(qiáng);;基于DF協(xié)議的功率分配和伙伴選擇策略研究[J];廣西通信技術(shù);2010年02期

10 阮鵬;張來(lái)明;謝冀江;潘其坤;駱聰;;非鏈?zhǔn)矫}沖DF激光器的關(guān)鍵技術(shù)(英文)[J];中國(guó)光學(xué);2011年03期

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2 任金全;;DF_(4B)型機(jī)車水溫高故障原因分析及處理改善措施[A];2009北京鐵路局技師論文集[C];2009年

3 陳亮光;湯岳龍;蔡紅兵;高云飛;;糖尿病足(DF)的病因病機(jī)[A];第九屆全國(guó)中西醫(yī)結(jié)合瘍科學(xué)術(shù)交流會(huì)論文匯編[C];2000年

4 張少元;;DF_(8CJ)型交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車干式冷卻系統(tǒng)研制[A];2005年鐵道牽引動(dòng)力學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

5 張洪峰;李小軍;趙海東;;DF_(8B)型內(nèi)燃機(jī)車微機(jī)柜燒損的原因分析及防止措施[A];2012年鐵路技師論文集（安全專輯）[C];2013年

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7 熊麗黎;劉愛(ài)玲;李梅;劉霞;;DF活體藻類在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在鄱陽(yáng)湖的應(yīng)用研究[A];中國(guó)水利學(xué)會(huì)2013學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——S2湖泊治理開(kāi)發(fā)與保護(hù)[C];2013年

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3 阮鵬;放電引發(fā)非鏈?zhǔn)矫}沖DF激光機(jī)理研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

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4 何倩;DF公司ERP物料系統(tǒng)的規(guī)劃與實(shí)施[D];西南交通大學(xué);2009年

5 鄭龍保;DF集團(tuán)公司二級(jí)法人治理結(jié)構(gòu)下財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)控制研究[D];電子科技大學(xué);2007年

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9 劉惠娟;DF鎮(zhèn)基層單位員工心理契約的調(diào)查與分析[D];電子科技大學(xué);2014年

10 李曉暉;DF集裝箱碼頭設(shè)備管理研究[D];大連海事大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：2385483