第一章 绪论 1
1．1 CO2激光器技术的发展 1
1．1．1 CO2激光器的诞生 1
1．1．2 CO2激光器技术的发展 1
1．1．3 高功率连续CO2激光器的出现 2
1．2 高功率连续CO2激光器的应用 3
1．2．1 在工业上的应用 4
1．2．2 在军事上的应用 4
1．2．3 在科学研究上的应用 5
1．3 高功率连续CO2激光器的特点 6
1．3．1 连续CO2激光器输出功率等级的划分 6
1．3．2 高功率连续CO2激光器的特点 7
参考文献 9
第二章 电激励高功率连续CO2激光器物理特性 10
2．1 高功率连续CO2激光器放电等离子体特性 10
2．1．1 气体放电等离子体的主要参数 10
2．1．2 CO2-H2-He混合气体放电中电子能量分布 12
2．1．3 气体辉光放电区的E/N值 17
2．2 CO2激光器电激励物理 24
2．2．1 CO2激光能级 24
2．2．2 CO2激光器中混合气体化学反应 25
2．2．3 高功率连续CO2激光器放电稳定性 28
2．3 高功率连续CO2激光器光束特性 32
2．3．1 光束质量 33
2．3．2 激光束对应用效果的影响 38
2．3．3 高功率连续CO2激光谐振腔 41
2．3．4 高功率连续CO2激光束发散角的测量 44
参考文献 46
第三章 横流电激励连续CO2激光器 48
3．1 横流电激励连续CO2激光器结构 48
3．1．1 总体结构 48
3．1．2 电极结构和放电区 52
3．1．3 谐振腔 53
3．1．4 气体循环流动系统 55
3．2 横流电激励CO2激光器激励电源 56
3．2．1 直流电源工作原理 56
3．2．2 脉冲放电预电离 58
3．2．3 光电离脉冲增强激励(PIE) 60
3．3 直流电激励连续CO2激光器放电特性 61
3．3．1 放电特性 61
3．3．2 直流电激励连续CO2激光器放电的稳定性 63
3．4 直流电激励连续CO2激光器输出特性 67
3．4．1 功率输出特性 67
3．4．2 模式输出特性 70
3．5 无He运行高功率连续CO2激光器 73
3．5．1 热力学计算及措施 74
3．5．2 无He运行特性 76
3．6 约束放电激励千瓦级基模CO2激光器 78
3．6．1 约束放电激励原理 78
3．6．2 约束放电激励千瓦级CO2激光器 86
参考文献 89
第四章 轴快流高功率CO2激光器 91
4．1 引言 91
4．2 结构及工作原理 91
4．2．1 总体结构 91
4．2．2 放电区结构 93
4．2．3 光学谐振腔 98
4．2．4 气体循环流动系统 102
4．3 激励方式及电源 104
4．3．1 直流放电激励 104
4．3．2 射频放电激励 109
4．3．3 微波放电激励 112
4．4 轴快流CO2激光器运行特性 115
4．4．1 气动特性 115
4．4．2 湍流运行 117
4．4．3 功率与模式输出特性 119
4．4．4 脉冲运行特性 121
参考文献 122
第五章 高频和无声放电(SD)激励CO2激光器 124
5．1 高频放电和SD理论 124
5．1．1 高频和SD电极介质镇流效应 124
5．1．2 高频电场和高频放电 125
5．1．3 高频场介质中电流及功耗 127
5．1．4 SD参量 127
5．1．5 SD激励效率和振荡功率 131
5．2 SD激励CO2激光器 134
5．2．1 SD激励CO2激光器结构 134
5．2．2 SD激励CO2激光器振荡特性 136
5．2．3 SD与直流激励CO2激光器性能比较 137
5．3 无声放电预电离直流激励(SAGE)CO2激光器 138
5．3．1 SAGE方式 138
5．3．2 20kW SAGE激励CO2激光器 139
5．4 1500W高频激励CO2激光器 141
5．4．1 激光器结构 141
5．4．2 具有介质的电极 142
5．4．3 阻抗匹配 144
5．4．4 高频横流CO2激光器的运行特性 145
参考文献 146
第六章 扩散冷却千瓦级CO2激光器 147
6．1 面积放大与射频放电激励技术 147
6．1．1 面积放大概念 147
6．1．2 射频放电激励技术 150
6．2 平板波导型扩散冷却CO2激光器 151
6．2．1 平板波导CO2激光器谐振腔 151
6．2．2 高功率平板波导CO2激光器 159
6．2．3 多通道板条结构 161
6．3 同轴结构扩散冷却CO2激光器 162
6．3．1 复曲面镜倾斜非稳定谐振腔 162
6．3．2 螺旋型反射镜构成的混合腔 163
6．3．3 螺旋角向非稳腔的几何光学分析 164
6．4 二维阵列波导CO2激光器 167
参考文献 168
第七章 气动CO2激光器 170
7．1 热激励气动CO2激光器 170
7．1．1 热激励气动CO2激光器的工作特性 171
7．1．2 两代气动CO2激光器 174
7．1．3 热激励气动CO2激光器的实例 176
7．2 放电激励气动冷却CO2激光器 180
7．2．1 放电激励后混合气动冷却CO2激光器 180
7．2．2 直接电激励气动冷却CO2激光器 185
7．3 气动窗口 187
7．3．1 气动激光窗口的真空密封原理及其分子扩散方程 189
7．3．2 引射式气动窗口的性能 195
参考文献 198