可调谐TEACO_2激光器技术  

作　　者：曲彦臣[1] 任德明[1] 赵卫疆[1] 刘逢梅[1] 胡孝勇[1] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学光电子技术研究所,黑龙江哈尔滨150080

出　　处：《红外与激光工程》2007年第z1期368-369,共2页Infrared and Laser Engineering

摘　　要：近年发展起来的激光差分吸收雷达用于遥测大气污染状况,可获得大气污染物浓度的时空分布,这对了解大气污染的分布实况、寻找主要大气污染来源、防治大气污染等均有很重要的价值。TEA CO2激光器工作在9～11μm的红外波段,大部分大气污染物和化学物质的特征吸收谱都在此波段内。高重复率可调谐的TEA CO2激光器的研制已成为CO2激光差分吸收雷达的关键技术。差分吸收雷达从探测方式上可分为相干探测和直接探测方式,其中直接探测方式又可分为后向地物反射方式和距离分辨方式。早期,由于单台激光器快调谐问题尚未解决,一般都采用多台波长固定的CO2激光器组合使用。随着快速调谐技术的发展,差分吸收雷达系统开始采用单台CO2激光发射器。这就使差分吸收雷达系统更加趋于小型化和实用化。利用符合TEA CO2激光器内多种激光混合气体组分的五温度、六温度模型速率方程理论,详细分析了TEA CO2激光器的动力学过程,确定激光谐振腔初始条件后,计算了激光器的各种输出特性。激光器输出脉冲参数如峰值功率、粒子数反转、光强、激光能量等均为时间的函数,并且随着输入参数(气压、温度、耦合输出镜反射率等)的不同而作相应的变化。根据理论计算结果,设计研制了两台高重频快调谐TEA CO2激光器,分别采用高频步进电机驱动光栅和扫描振镜+光栅的技术方案实现了激光的快调谐输出。设计了小型化高重复率可调谐的TEA CO2激光器,激光谐振腔长55 cm,采用高频步进电机驱动光栅法,预电离方式为表面电晕紫外预电离,实验得到激光器的一级调谐输出谱线50余条,激光脉冲输出能量30～100 J,峰值功率0.3～1 W,谱线分布于9R、9P、10R、10P四个谱区。单片机控制在单台CO2激光器上实现快速调谐输出波长不同的激光脉冲,不同谱线的输出时间间隔约10 ms。采用扫

关 键 词：FEACO2激光器 可调谐技术 激光差分吸收雷达 

分 类 号：TN21[电子电信—物理电子学] TN24