[发明专利]小型化非链式脉冲DF/HF激光装置及其激发方法

说明书

本发明提供一种小型化非链式脉冲DF/HF激光装置及其激发方法，其中的装置包括储气模块、智能快速充气模块、激光放电模块、尾气处理与排放模块和中央控制模块，储气模块用于存储工作气体；智能快速充气模块用于将储气模块内存储的工作气体充入激光放电块；激光放电模块用于对工作气体进行放电产生激光增益，形成激光输出；尾气处理与排放模块用于对激光放电模块放电时产生的工作尾气进行有害成分吸附处理，并将处理后的工作尾气排放到大气中；中央控制模块用于分别对储气模块、智能快速充气模块、激光放电模块、尾气处理与排放模块进行控制。本发明可有效延长激光装置的稳定工作时间，压缩激光装置的体积。

技术领域

本发明涉及中化学激光器技术领域，特别涉及一种小型化非链式脉冲DF/HF激光装置及其激发方法。

背景技术

基于化学反应的非链式脉冲氟化氘/氟化氢(DF/HF)激光器，其输出波段为2.6～4.2μm，处于大气传输窗口，覆盖了众多原子及分子的吸收峰，因此在光谱学、激光雷达、大气监测及军事等诸多领域均有重要的应用价值和前景。鉴于非链式脉冲DF/HF激光器的工作机理相似，在此仅以非链式脉冲DF激光器为例进行说明。非链式脉冲DF激光器依靠化学反应释放的能量完成泵浦过程，由于化学反应过程的不可逆性，非链式脉冲DF激光器的工作物质随着工作时间的延长而逐渐消耗，且化学反应产物对上能级的DF分子具有消激发作用，上述工作机制限制了封闭式非链式脉冲DF激光器的稳定工作时间。为了延长工作时间，通常采用分子筛吸附化学反应产物来抑制其消激发作用，并通过实时向腔内补充工作气体的方式补充化学反应消耗的工作气体。分子筛虽然可吸附化学反应产物，但也引入了巨大的气体流动阻力，而向腔内补充的新工作气体将与腔内的原工作气体混合在一起，需要高效的循环流动系统进行降温，这导致循环流动系统的结构变得复杂、体积庞大。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种小型化非链式脉冲DF/HF激光装置及其激发方法，通过向放电区快速直充新鲜的工作气体，放电结束后快速清除工作尾气的方式，实现工作气体的快速更新，可有效延长非链式脉冲DF/HF激光装置的稳定工作时间，因无需采用流阻巨大的分子筛和结构复杂的循环流动系统，可实现脉冲DF/HF激光装置的小型化。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的小型化非链式脉冲DF/HF激光装置，包括储气模块、智能快速充气模块、激光放电模块、尾气处理与排放模块和中央控制模块；其中，储气模块用于存储工作气体；智能快速充气模块用于将储气模块内存储的工作气体充入激光放电块；激光放电模块用于对工作气体进行放电产生激光增益，形成激光输出；尾气处理与排放模块用于对激光放电模块放电时产生的工作尾气进行有害成分吸附处理，并将处理后的工作尾气排放到大气中；中央控制模块用于分别对储气模块、智能快速充气模块、激光放电模块、尾气处理与排放模块进行控制，实现在单次放电前通过智能快速充气模块向激光放电模块充入工作气体，在单次放电后通过尾气处理与排放模块排空激光放电模块产生的工作尾气。