固态开关驱动的小能量准分子激光器设计与实验

"固体开关小能量准分子激光器的设计与实验研究" 本文主要探讨了在高重复频率下，传统闸流管在准分子激光器中的局限性，以及如何通过采用固态脉冲功率模块（SSPPM）和磁脉冲压缩技术解决这一问题。准分子激光器在千赫兹以上的重复频率工作时，闸流管的寿命成为限制其稳定运行的关键因素。因此，研究人员设计了一种无闸流管的固体开关小能量准分子激光器，以实现更长久的稳定运行。 该新型激光器的核心技术是SSPPM，它能够承受高压快速放电，适用于高频操作。此外，设计中还采用了金属-陶瓷结构的腔体，这种结构能够提高腔体的耐久性和稳定性，同时，电晕预电离技术被用来延长气体的工作寿命，减少对激光器性能的影响。 在实验中，电极放电电压设定在10-14 kV之间，电压上升时间约为150 ns，抽运功率密度在3.9-7.6 MW/cm³范围内。在使用ArF气体时，激光器能够达到的最大单脉冲能量为11 mJ，最高重复频率为300 Hz。这些性能指标表明，该激光器完全满足了当前准分子眼科手术设备和光谱学研究的需求。 激光器的优化设计对于提升其在高频工作状态下的性能至关重要。金属-陶瓷结构不仅提高了腔体的电气绝缘性能，还减少了热应力，从而降低了器件的故障率。电晕预电离技术在放电前先对气体进行预激发，使得放电过程更加均匀，提高了激光输出的质量。 此外，固体开关的引入消除了闸流管的寿命限制，使得激光器能够在更高的重复频率下运行，这对于需要连续、高频率激光脉冲的应用来说是一个重大突破。例如，在眼科手术中，稳定的高重复频率激光源可以提供精确且重复性强的切割，对于治疗眼疾具有重要意义。 总结来说，这篇研究展示了固体开关小能量准分子激光器在设计和实验上的创新，通过采用SSPPM和优化的结构及放电技术，成功解决了闸流管寿命问题，提升了激光器的性能。这一成果对准分子激光技术的发展，特别是医疗和科研领域，有着重要的推动作用。