1、按增益體積縮放環(huán)狀波導(dǎo)CO2激光器是一種新型的CO2激光器件。其所使用的技術(shù)代表了CO2激光器技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)——高功率、微小型化。與同類激光器相比，此種激光器具有很多優(yōu)勢(shì)。例如，結(jié)構(gòu)更加緊湊；同軸環(huán)狀波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的放電面積是平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的好幾倍，相同的軸向放電長(zhǎng)度上能夠獲得更大的增益體積，能夠采用大面積擴(kuò)散冷卻技術(shù)等。其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的應(yīng)用潛力是十分巨大的。本學(xué)位論文完成的主要工作： 1.通過(guò)對(duì)現(xiàn)有CO2激光器的原理、發(fā)展現(xiàn)

2、狀以及未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行分析，針對(duì)現(xiàn)有CO2激光器的不足，提出了按增益體積縮放環(huán)狀波導(dǎo)CO2激光器的概念。與現(xiàn)有CO2激光器相比，此種激光器的創(chuàng)新點(diǎn)在于：按增益體積整體縮放原理以及全金屬結(jié)構(gòu)。完成了“按增益體積整體縮放”的原理性研究。 2.結(jié)合物理光學(xué)、微波、光波導(dǎo)、激光等方面的理論，在一定的邊界條件下對(duì)器件的電磁場(chǎng)分布、傳輸模式、色散關(guān)系等進(jìn)行理論分析，并對(duì)一些具體激光參數(shù)進(jìn)行了精確計(jì)算。應(yīng)用ANSYS對(duì)理論計(jì)算得到激光參數(shù)(如，模

3、數(shù)等)、諧振腔內(nèi)幾種常見(jiàn)波型所對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)分布進(jìn)行仿真。對(duì)環(huán)狀諧振腔理論進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，分析了諧振腔內(nèi)電磁場(chǎng)隨諧振腔結(jié)構(gòu)以及環(huán)向模階數(shù)變化的情況;對(duì)光束的近、遠(yuǎn)場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，得到光束的近、遠(yuǎn)場(chǎng)分布隨環(huán)向模階數(shù)變化的情況。 3.完成全金屬環(huán)狀波導(dǎo)激光器的整體設(shè)計(jì)。應(yīng)用AutoCAD完成激光器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，繪制了器件的裝配圖、零件圖；根據(jù)激光器在工作的不同階段的受力情況，結(jié)合現(xiàn)行的壓力容器規(guī)范，并應(yīng)用ANSYS有限元分析系統(tǒng)成功求解了激光

4、器構(gòu)件在不同階段的應(yīng)力、應(yīng)變，求證了理論設(shè)計(jì)的正確性;針對(duì)激光器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)完成光學(xué)參數(shù)的設(shè)計(jì)；應(yīng)用Protel完成激光器電源的設(shè)計(jì)、仿真。 4.對(duì)激光器件的制作工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論；通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取激光工作氣體各個(gè)組分的比例、總氣壓等一些最佳參數(shù)。 5.對(duì)按增益體積縮放全金屬環(huán)狀波導(dǎo)CO2激光器研制過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，并提出了改進(jìn)方案。 本課題得到福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(項(xiàng)目編號(hào)：A0210007)、醫(yī)