太赫兹连续波DCN激光器的实验研究

高翔; 刘海庆; 揭银先; ASIFM; 高丽; 刘瑾; 童兴德; 程永飞

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太赫兹连续波DCN激光器的实验研究

高翔 , 刘海庆 , 揭银先 , ASIFM , 高丽 , 刘瑾 , 童兴德 , 程永飞

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太赫兹连续波DCN激光器的实验研究

1.
中国科学院, 等离子体物理研究所, 合肥, 230031

作者简介: 高翔(1965- ),男,研究员,博士生导师,主要从事等离子体物理、托卡马克实验、高温等离子体诊断、远红外激光和光学系统研究.E-mail:xgao@ipp.ac.cn.

基金项目:
中国科学院综合计划局2004年～2005年度仪器研制和改造基金资助项目(Y2003001)
中图分类号: TN248.2

Experimental study of THz CW high-power DCN laser

1.
Institute of Plasma Physics, the Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China
CLC number: TN248.2

摘要: 介绍了运行在1.54THz(195μm)和1.58THz(190μm)的波导型辉光放电激励的大功率连续波DCN激光器的开发和研制工作.该激光器的谐振腔长3.4m,放电长度3m,谐振腔由耐热玻璃制成,直径54mm.谐振腔一端为平面反射镜,一端为金属栅网.工作气体为N2,CD4和He(或D2)的混合气体,在1.54THz的连续激光输出功率大于0.2W.实验中对放电电流、激光管温度、气压等参数进行了优化,研究了EH11模DCN激光在自由空间的传输特性.研究表明,利用新的N2,CD4和D2混合气体的太赫兹DCN激光器可以得到稳定连续的高功率放电.光束传输远场满足高斯分布(z>4m),对各种参数进行优化后,190μm和195μm窗口处输出EH11模功率分别为0.15W和0.16W,可以满足超导托卡马克连续运行的干涉测量的需要.
- 激光技术 /
- 太赫兹激光 /
- DCN激光器 /
- 输出功率优化 /
- 传输特性
Abstract: A CW THz waveguide discharge-pumped high-power DCN laser operating at 1.54THz(195μm) and 1.58THz(190μm) is developed.With 3m discharge length and 3.4m resonator length.The resonator cavity consists of a pyrex tube of(54mm) diameter and two plane reflectors against its ends.One end is a plane mirror,the other is a metal mesh.The mixture gas of N2,CD4and He(or D2) is used in DCN laser.The laser output power is 0.2W at the 1.54THz.Optimization of various parameters,such as the pressure,the discharge current and the wall temperature are studied in experiments.The free space propagation of the EH11mode of DCN laser is observed.Our experimental study has shown the feasibility of THz high-power CW discharge-pumped DCN waveguide laser with new mixture gas:N2,CD4and D2.The beam profile is found to be qualitatively Gaussian in the far-field(z4m).After optimization of various parameters,this laser delivers 0.15W and 0.16W on the 190μm and 195μm lines,respectively,for EH11mode.It fits the requirements of interferometric measurements on superconducting tokamaks for long time operation.
- laser technique /
- THz laser /
- DCN laser /
- optimization output power /
- propagation property

[1]	RAN Y,LI T Q,QIN J Y.Realm and foreground of aplication of mil-limeter waves laser[J].Laser Technology,2000,24(6):392～395(in Chinese).
[2]	GAO X,LIU H J,GUO Q L et al.Infrared laser diagnostics on the HT-6M tokamak[J].Rev Scient Instrum,1995,66(1):139～142.
[3]	JIE Y X,GAO X,LIU H Q et al.Design of CW high-power discharge-pumped DCN laser[J].International Journal of Infrared and Millimeter Waves,2003,24(12):2079～2083.
[4]	VERON D.Infrared and millimeter waves[M].New York:J L Bruneau,1979.67～135.
[5]	VERON D,BELLAND P,BELLAND M J.Continuous 250mW gas discharge DCN laser at 195μm[J].Infrared Physics,1978,18(5):465～468.
[6]	MAKI A.Assignnent of some DCN and HCN laser lines[J].A P L,1968,12(4):122～124.
[7]	BRUNEAU J L,BELLAND P,VERON D.A CW DCN waveguide laser of high volumetric efficiency[J].Opt Commun,1978,24:259～264.
[8]	KOGELNIK H,LIT.Laser beams and resonators[J].Proc IEEE,1966,54(10):1312～1329.
[9]	REBUFFI L,GRENN J P.Radiation patterns the H E11mode andGaussian approximations[J].International Journal of Infrared and Millimeter Waves,1989,10(4):291～311.
[10]	LIU H Q,GAO X,JIE Y X et al.Optimization and maximum output power of CW DCN laser[J].International Journal of Infrared and Millimeter Waves,2004,25(4):649～655.
[11]	ASIF M,GAO X,JIE Y X et al.Experimental study with LaB6 cathode on DCN laser[J].International Journal of Infrared and Millimeter Waves,2004,25(5):809～813.
[12]	GAO L,GAO X,HU X W et al.The beam property of DCN laser[J].International Journal of Infrared and Millimeter Waves,2004,25(6):891～895.

[1]	肖起榕 , 田宁 , 黄磊 , 王东生 , 巩马理 . 高功率密度光纤激光元器件传输特性测试系统. 激光技术, 2009, 33(5): 459-461,465. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.023
[2]	邓磊敏 , 段军 , 杨焕 , 杜敏 . 聚焦激光在KDP晶体中的传输特性模拟. 激光技术, 2013, 37(1): 72-76. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.018
[3]	张彬 , 吕百达 . 高功率激光通过多程放大系统传输特性的计算模拟. 激光技术, 1998, 22(2): 110-113.
[4]	张彬 , 吕百达 . 高功率激光通过多级和多程脉冲放大器的传输特性. 激光技术, 1997, 21(4): 196-199.
[5]	赵长明 , 王云石 , 郭陆灯 , 张海洋 , 张子龙 , 张立伟 , 郑征 , 李建 . 激光无线能量传输技术的发展. 激光技术, 2020, 44(5): 538-545. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.003
[6]	郑振 , 刘永欣 , 吕百达 . 厄米-拉盖尔-高斯光束的传输特性. 激光技术, 2005, 29(6): 641-644.
[7]	甘桂蓉 . 单模光纤中洛伦兹脉冲传输特性研究. 激光技术, 2010, 34(2): 275-278. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.036
[8]	叶东 , 李俊瑶 , 李宗辰 , 张颐 . 基于分数涡旋光束的偏振奇点传输特性研究. 激光技术, 2024, 48(2): 261-267. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.02.018
[9]	王喜庆 , 吕百达 . QBG光束的传输特性. 激光技术, 2002, 26(1): 66-67,70.
[10]	许森东 . 艾里涡旋光束通过负折射率介质的传输特性. 激光技术, 2022, 46(6): 850-854. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.022
[11]	周小红 , 王黎 , 高晓蓉 , 王泽勇 , 罗斌 . 超短光脉冲通过分布式光纤放大器的传输特性. 激光技术, 2011, 35(2): 278-281. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.037
[12]	张黎明 , 逯迈 , 陈小强 , 张流洋 , 韩国军 . 两种变形双脊波导传输特性的分析研究. 激光技术, 2009, 33(3): 333-336.
[13]	韩玉东 , 沈学举 , 王龙 . 平顶高斯光束在失调光学系统中的传输特性. 激光技术, 2010, 34(5): 704-707. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.035
[14]	田晓 , 齐兵 . 基于激光冷却技术的中性锶原子特性研究. 激光技术, 2018, 42(4): 536-540. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.019
[15]	朱焯炜 , 徐建才 , 仓吉 . 湍流大气中J0相关部分相干平顶光束的传输特性. 激光技术, 2010, 34(4): 565-568. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.035
[16]	卢彦兆 , 王新兵 , 董句 , 张学玲 . 双波长可调谐TEA CO2激光器的脉冲输出特性. 激光技术, 2010, 34(1): 88-90,94. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.025
[17]	张彬 , 吕百达 . 无衍射光束的传输. 激光技术, 1996, 20(1): 14-19.
[18]	刘澳 , 顾嘉阳 , 罗春晖 , 童照鹏 , 戴子杰 , 任旭东 . 基于激光空化技术的酸性黑溶液降解特性研究. 激光技术, 2023, 47(5): 613-619. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.05.006
[19]	罗振坤 , 王秋华 , 高光煌 , 孙嵘 , 陈宗礼 , 张桂素 . 激光辐射多功能集成防护镜光学特性与复合技术. 激光技术, 2011, 35(4): 486-491. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.012
[20]	徐健 , 梁勖 , 刘冬生 , 潘冰冰 , 方晓 , 罗乐 . 脉冲激光系统充电电源功率因数校正技术研究. 激光技术, 2020, 44(6): 732-737. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.06.015

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太赫兹连续波DCN激光器的实验研究

作者简介: 高翔(1965- ),男,研究员,博士生导师,主要从事等离子体物理、托卡马克实验、高温等离子体诊断、远红外激光和光学系统研究.E-mail:xgao@ipp.ac.cn

1. 中国科学院, 等离子体物理研究所, 合肥, 230031

收稿日期: 2004-11-30
录用日期: 2005-09-20
网络出版日期: 2006-01-25

基金项目: 中国科学院综合计划局2004年～2005年度仪器研制和改造基金资助项目(Y2003001)

关键词:

摘要: 介绍了运行在1.54THz(195μm)和1.58THz(190μm)的波导型辉光放电激励的大功率连续波DCN激光器的开发和研制工作.该激光器的谐振腔长3.4m,放电长度3m,谐振腔由耐热玻璃制成,直径54mm.谐振腔一端为平面反射镜,一端为金属栅网.工作气体为N2,CD4和He(或D2)的混合气体,在1.54THz的连续激光输出功率大于0.2W.实验中对放电电流、激光管温度、气压等参数进行了优化,研究了EH11模DCN激光在自由空间的传输特性.研究表明,利用新的N2,CD4和D2混合气体的太赫兹DCN激光器可以得到稳定连续的高功率放电.光束传输远场满足高斯分布(z>4m),对各种参数进行优化后,190μm和195μm窗口处输出EH11模功率分别为0.15W和0.16W,可以满足超导托卡马克连续运行的干涉测量的需要.