[其他]内循环式大气压氮分子激光器

说明书

本发明属于气体激光器技术领域。

目前所使用的氮分子激光器，一般采用的气路是连续充氮的气体交换系统，必须有氮气瓶，对于低气压氮分子激光器还少不了真空泵。这样整个仪器装置结构复杂且体积庞大，使用及搬动很不方便，限制了其应用。为此，本发明设计的是一种内循环式大气压氮分子激光器，解决了上述缺陷。

氮分子激光器是一个三能级的激光系统，在横向快速放电激励下，氮分子从基态激发到激光高能级，它与激光低能级之间形成粒子数反转，当自发辐射产生的光子与受激态的氮分子作用时，就产生受激辐射，在与放电通道垂直方向辐射出337.1nm的紫外脉冲激光，后转为亚稳态能级，不能再直接激发到高能级。如将此亚稳态的氮分子回归到基态，需要将其驱出激光腔的放电区域，加强粒子与管壁的碰撞来加速这一过程，以便提高单脉冲能量的稳定性。本发明利用电磁泵构成的气体循环系统，使放电腔的气体流动更新，同时在循环气路中加入Agx型分子筛和过滤器以吸收从外部通过密封衬垫向气路渗透入内的氧、二氧化碳及水份，并滤除进入激光腔的粉尘，这样就大大提高了单脉冲能量的稳定性。

本发明由气体循环系统、激光腔、激光发射部份、触发电路构成，附图1表示内循环式大气压氮分子激光器的结构。装置的腔体1上安装着电磁泵2和Agx型分子筛3、过滤器4与触发电路板5，电磁泵、分子筛、过滤器、腔体各部份间的进出口通过管道沟通，形成一闭合气路。腔体上一对密封的火花塞通过导线各与触发电路和激光腔7的接线头相接，激光腔7是用0.5mm厚的环氧树脂玻璃纤维双面印刷电路板以一定的曲率半径从中间弯折过来，作为储能电容和传输线，两电容间用一电感8相连，激光腔7上两根合金铝棒9和反射镜10构成激光发射通道。工作前，将氮气通过腔体上的单向阀充入气路。工作时，外来信号通过电路触发火花隙11，储能电容通过两根金属棒状电极间放电，其所发337.1nm紫外光子束，在与放电通道垂直方向上不断增强，最后辐射出较强的紫外脉冲激光，激光腔一端有反射镜将所有激光从另一端输出。与此同时，电磁泵将气路内的氮气经过分子筛、过滤器、腔体进行循环，使放电腔内气体流动更新，这样就保证了能量输出的稳定性。

本发明是一种峰值功率高，脉冲宽度窄，波长短的紫外激光器，利用一套小型的气路循环系统，每充一次氮气足以使用半年以上，从而革除了一般激光器携带氮气瓶的累赘，使整个装置结构简单且小型化，使用搬动极为方便，并有稳定的单脉冲能量输出。所以在农业育种、检测大气污染、医疗、物质荧光分析和作为可调谐染料激光器的抽运（泵浦）源等方面有着广泛的应用。

本发明应用于弹道测试高速阴影摄影，其触发稳定性好，触发延迟时间及其标准偏差小，对其它仪器无干扰，照出来的照片清晰，黑白对比度高，利于分折，在弹道测试场合是一种理想的阴影摄影光源。

附图说明：附图1是氮分子激光器的示意图。

1、腔体    2、电磁泵    3、分子筛

4、过滤器    5、触发电路板    7、激光腔

8、电感    9、合金铝棒    10、反射镜

11、火花隙

附图2是本发明使用的触发电路原理图。