采用小孔等离子体开关实现TE CO<sub>2</sub>激光窄脉冲整形

柯常军; 吴天昊; 孔心怡; 钟艳红; 吴谨

doi:10.3788/IRLA201847.1206007

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采用小孔等离子体开关实现TE CO₂激光窄脉冲整形

柯常军, 吴天昊, 孔心怡, 钟艳红, 吴谨

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柯常军, 吴天昊, 孔心怡, 钟艳红, 吴谨. 采用小孔等离子体开关实现TE CO2激光窄脉冲整形[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206007-1206007(4). doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

引用本文:

柯常军, 吴天昊, 孔心怡, 钟艳红, 吴谨. 采用小孔等离子体开关实现TE CO₂激光窄脉冲整形[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206007-1206007(4). doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

Ke Changjun, Wu Tianhao, Kong Xinyi, Zhong Yanhong, Wu Jin. TE CO2 laser narrow pulse modification based on a pinhole plasma shutter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1206007-1206007(4). doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

Citation:

Ke Changjun, Wu Tianhao, Kong Xinyi, Zhong Yanhong, Wu Jin. TE CO₂ laser narrow pulse modification based on a pinhole plasma shutter[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1206007-1206007(4). doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

采用小孔等离子体开关实现TE CO₂激光窄脉冲整形

doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

1.
中国科学院电子学研究所,北京 100190;
2.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

国家自然科学基金（61475157）

详细信息

作者简介:
柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

中图分类号: TN241

TE CO₂ laser narrow pulse modification based on a pinhole plasma shutter

1.
Institute of Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 典型的TE CO2激光脉冲，通常由高功率窄脉冲（100 ns）和低功率长拖尾部分（3~5 s）组成。采用一种简单的小孔等离子体开关技术可以实现对低功率长拖尾部分的有效吸收和散射，保留需要的高功率窄脉冲前沿部分，达到激光脉冲压缩和整形目的。详细研究了小孔位于不同离焦距离时整形激光脉冲波形的变化，获得了整形激光脉宽、能量与离焦距离的变化关系，实现了50~110 ns的窄脉冲CO2激光输出。进一步研究发现，小孔等离子体开关的使用寿命主要由激光脉冲能量、重复频率、整形脉冲宽度决定。通过该技术实现的窄脉冲CO2激光可以用于极紫外光刻等离子体光源、激光雷达等领域的研究。
- 激光脉冲整形 /
- TE CO2激光 /
- 小孔 /
- 等离子体开关
Abstract: The typical pulse from a TE CO2 laser consists of a 100 ns sharp spike followed by a long tail region spanning about 3-5 s. A simple pinhole plasma shutter was employed for eliminating the long tail part of the pulse due to strong laser absorption and scattering. Moreover, it remained the sharp spike of the pulse, thus the pulse width was modified. The shaped laser pulse waveforms at different pinhole positions were measured. The relationships between the laser pulse width, laser energy and defocus length were obtained, the pulse width of the CO2 laser from 110 ns to 50 ns was varied using the method. Further study indicates that the life of the pinhole plasma shutter is mainly determined by the laser pulse energy, repetition frequency, and shaped pulse width. It is shown that this plasma shutter will be used as a tool for short CO2 laser pulse shaping in the search for EUV source and lidar development.
- laser pulse modification /
- TE CO2 laser /
- pinhole /
- plasma shutter

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采用小孔等离子体开关实现TE CO₂激光窄脉冲整形

doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

1. 中国科学院电子学研究所,北京 100190;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

收稿日期: 2018-07-11
修回日期: 2018-08-20
刊出日期: 2018-12-25

基金项目:

国家自然科学基金（61475157）

中图分类号: TN241

关键词:

摘要: 典型的TE CO2激光脉冲，通常由高功率窄脉冲（100 ns）和低功率长拖尾部分（3~5 s）组成。采用一种简单的小孔等离子体开关技术可以实现对低功率长拖尾部分的有效吸收和散射，保留需要的高功率窄脉冲前沿部分，达到激光脉冲压缩和整形目的。详细研究了小孔位于不同离焦距离时整形激光脉冲波形的变化，获得了整形激光脉宽、能量与离焦距离的变化关系，实现了50~110 ns的窄脉冲CO2激光输出。进一步研究发现，小孔等离子体开关的使用寿命主要由激光脉冲能量、重复频率、整形脉冲宽度决定。通过该技术实现的窄脉冲CO2激光可以用于极紫外光刻等离子体光源、激光雷达等领域的研究。

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doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

作者简介:
柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

TE CO₂ laser narrow pulse modification based on a pinhole plasma shutter

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采用小孔等离子体开关实现TE CO₂激光窄脉冲整形

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1. 中国科学院电子学研究所,北京 100190;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

English Abstract

TE CO₂ laser narrow pulse modification based on a pinhole plasma shutter

1. Institute of Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

作者简介: 柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

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出版历程

采用小孔等离子体开关实现TE CO2激光窄脉冲整形

doi: 10.3788/IRLA201847.1206007

1. 中国科学院电子学研究所,北京 100190; 2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介: 柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

English Abstract

TE CO2 laser narrow pulse modification based on a pinhole plasma shutter

1. Institute of Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China; 2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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作者简介:
柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

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1. 中国科学院电子学研究所,北京 100190;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
柯常军(1973-),男,研究员,博士,主要从事红外激光技术及其应用方面的研究。Email:cjke@mail.ie.ac.cn

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1. Institute of Electronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China