2-16 放大器电泵浦参数对氙灯光效的影响

於海武 陈远斌 贺少勃 力一峥 杨 东 刘 勇 黄 征

  目前脉冲氙灯仍然是大口径固体激光放大器的主要泵浦源。作为增益介质的泵浦源，氙灯应作为一个光学单元来设计，而作为储能系统的工作负载，氙灯应作为一个电学单元来设计。因此，对氙灯电回路的参数优化是放大器系统优化设计中的重要一环，重点研究了电泵浦参数对大尺寸脉冲氙灯光效的影响，包括预电离点灯、以及泵浦脉宽等。4´2´3放大器采用了预电离技术，预电离脉宽为120m s、能量约0.2J/cm² (为主脉冲能量的1.1%)。图1(a)给出了完整的光功率波形，这时，预电离前后储能比为12.6%。扣除预电离本身贡献之后，预电离使光效增加了7.8%（平均值），即预电前后储能比为7.8%，如图1(b)所示。另外，考虑到激光上能级有限的荧光寿命(t =320ms)，根据速率方程dE/dt=P(t)-E/t ，E为储能，P为泵浦功率，t为上能级寿命。因此，泵浦脉宽与上能级储能直接相关。图2(a)给出了泵浦脉宽与上能级储能之间的时序关系，泵浦脉宽分别为500ms和450ms，E_450ms/E_500ms=1.02。显然，对于感兴趣的有效光输出能量增加了2.0%，如图2(a)所示，图中，I_P为泵浦电流，E_up为上能级储能。