3He-Ar-Xe核抽运激光腔内能量沉积的蒙特卡罗法研究
本研究的激光介质是3He-Ar-Xe混合气体,属于容积式抽运源模式,利用3He在中子的作用下发生核反应,反应产物离子带着核反应能在气体体系中与激光介质碰撞,把能量传输给激光介质,使Xe的5d[3/2]1能级上的粒子数反转,抽运产生波长为1.73 μm的激光.在核抽运激光器中,3He在中子场中发生的反应如式(1).3He+n1H+3H+0.76 MeV(1)
利用蒙特卡罗方法编制了能量沉积计算程序EDL.利用该软件,研究了激光介质压力对能量沉积的影响,得其表达式β=100-(A1·e-D/t1+A2·e-D/t2)(2)
式中β为能量沉积效率(%),A1、A2、t1和t2为能量沉积函数的参数.理论模拟结果表明,能量沉积效率函数参数A1与压力无关,其它参数都随压力而变化.随着气体总压力的增大,能量沉积效率β也增大.
如果抽运腔内3He分压为PHe,则抽运腔内单位体积内的能量沉积与3He分压PHe(单位Pa)、中子注量率φ (单位n·s-1·cm-2)、反应截面σ(单位cm2)、腔内能量沉积效率β之间的函数关系式ρ=32.41×PHe×σ×φ×β(3)
式中ρ为抽运腔内单位体积的能量沉积,单位为W/cm3.如果考虑3He对中子的自屏蔽效应,则式(3)中的中子注量率φ是随PHe变化的函数.文章最后对核抽运激光输出的稳定性及激光输出功率进行了讨论(OA11)
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TN24(光电子技术、激光技术)
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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