大口径铜蒸气激光器的动力学分析-物理学报.PDF

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 ， ， ， ’% ! ! ! BCD(’%AC(!EF6GH5G ! I ／ ／ （ ）／ #9!%!’%! !’:9, 0/;0=?@/0?@A@/0 !/4JK(47(?C-( I !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 大口径铜蒸气激光器的动力学分析 于德利 王润文 陶永祥 （中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 ） !#$ （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） #%%% #%%% ’ !’ 通过建立调整大口径铜蒸气激光器的动力学模拟过程中的有关动力学参数，得到一适用于不同输出功率的大 口径铜蒸气激光器动力学模型 在此基础上对大口径铜蒸气激光器的径向动力学参量进行了计算，包括激励电场 ( 和亚稳态铜粒子密度等动力学参量的径向分布 给出了大口径铜蒸气激光器的径向电子温度及发光强度分布 尔 ( ( 后得到在不同充电电压及缓冲气压条件下铜蒸气激光器的输出功率，此程序对!)*+,-. 的大口径铜蒸气激光器 的计算结果与实验符合得相当好( ： !## ’!,, 本文首先给出大口径铜蒸气激光器的动力学方 # 引 言 程，包括放电电路，激光管内电场偏微分方程，电子 温度偏微分方程，各能级铜粒子及铜离子偏微分方 作为激光同位素分离抽运源和拥有其他广泛应 程，光强微分方程和放电管内气体温度偏微分方程( 用前景（例如材料加工，激光治疗等）的大口径铜蒸 用数值计算方法获得以上方程组的自洽解，结合实 ［］ 气激光器 # ，人们希望其单位体积的输出功率和激 验对比讨论了激光过程中的一些动力学特性，阐明 光效率越高越好 目前我国单台铜蒸气激光器最大 了大口径铜蒸气激光器内部的物理机制，并解释了 ( 输出功率百瓦左右，与世界上先进国家近千瓦的输 一些新的物理现象 最后给出不同缓冲气压和充电 ( ［，］ 出功率相比还有一定差距! 铜蒸气激光器由小 电压条件下大口径铜蒸气激光器的输出功率及激光 ( 口径向大口径大功率发展过程中遇到了一系列技术 脉冲空间分布等实验结果( 上的困难，譬如激光管与电源的匹配问题，激光器件 的结构问题，激光脉冲“黑心”问题以及激光管内详 ! 电路及动力学方程 ［— ］ 细动力学过程等等 % 开展小口径及大口径铜蒸