大功率半導體泵浦鹼金屬蒸氣雷射器中電離機制研究

《大功率半導體泵浦鹼金屬蒸氣雷射器中電離機制研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由華衛紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大功率半導體泵浦鹼金屬蒸氣雷射器中電離機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：華衛紅
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

半導體泵浦鹼金屬蒸氣雷射器（DPAL）作為潛在的大功率雷射光源，在基礎物理、航天、醫學和軍事等領域有廣泛的套用前景，DPAL功率放大特性是當今研究的熱點。從核外電子分布看，鹼金屬原子具有類氫結構，較易電離，會引起激射粒子數密度的降低，使輸出功率飽和甚至下降。本課題以大功率半導體泵浦銣蒸氣雷射器為研究對象，採用物理力學由微觀到巨觀的研究方法：（1）分析引起激發態銣原子電離的機制，找出主要電離通道，建立多能級精細結構速率方程，研究泵浦光與激射光之間的關係；（2）研究不同溫度和不同種類填充氣體對激發態銣原子電離的影響，探討抑制電離、提高雷射輸出功率的途徑；（3）在銣蒸氣實驗池上進行初步實驗驗證。本項目研究所得結果可推廣到其它大功率DPAL的設計和研製，推動物理力學向更廣闊的套用領域發展。

結題摘要

半導體泵浦鹼金屬蒸氣雷射器（DPAL）作為潛在的大功率雷射光源，在基礎物理、航天、醫學和軍事等領域有廣泛的套用。本課題主要研究DPAL中鹼金屬原子發生電離的機制，找出主要電離通道；分析介質溫度、填充氣體對鹼金屬原子電離度的影響；以及DPAL中鹼金屬原子電離度的測量方法。研究結果表明：鹼金屬原子電離引起DPAL輸出雷射功率下降的主要原因是中性鹼金屬原子濃度降低；在連續泵浦和準連續泵浦條件下，DPAL的電離度分別為百分之一量級和萬分之一量級均為弱電漿；當介質流動速度達到20m/s以上，鹼金屬原子電離度降為十萬分之一；即使鹼金屬原子電離度達到100%，電離產生的電漿也不會對入射泵浦光產生影響。本課題研究結果對於大功率DPAL的設計和研製具有重要參考價值。在本項目執行期間，課題組在OL、OC等重要學術期刊發表論文6篇，SCI收錄5篇，出版學術專著1本，申請發明專利3項，參加國內外學術交流活動7次，培養碩士研究生6名。