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环形腔气体（He-Ne）激光器加速寿命试验研究

作　者: 边婷
导　师: 刘继芳
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 环形腔气体激光器加速寿命试验大电流应力威布尔分布
分类号: TN248.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为了获得环形腔气体(He-Ne)激光器寿命分布规律与寿命试验方法,验证是否在不同加速电流下均满足已有的直管激光器得到的寿命分布率,同时也能更快更准地估计环形激光器的寿命,本文采用恒定应力加速寿命试验方法对同工艺、同型号的15只环形激光器进行试验。根据已有研究结果,环形激光器的工作寿命服从威布尔分布,加速方程符合逆幂律方程。选取10mA、8mA、5mA三组电流水平作为加速应力,每隔20s对环形激光器的输出功率、腔压降、电流值进行采集,并对试验数据进行了分析。试验结果表明:腔内氦氖气体总气压的减小,会使得激光器工作一段时间后的最佳工作电流变大。激光器毛细管内的气体温度影响激光器的输出功率。环形激光器输出功率的方差很小,因此在确定环形激光器加速寿命试验失效标准时,只需考虑输出功率值,而无需考虑输出功率的稳定性。同时,在0.5-10mA电流应力下,环形激光器一直工作在正常辉光放电区,即在大电流下其放电方式并未改变,未产生新的失效因子。另外,每组环形激光器的输出功率和腔压降呈现出相同的变化规律:输出功率在迅速下降之前都会出现短暂的凸起,在相同时间位置处,管压降也会有短暂的凸起,随后激光器的品质迅速下降。该结果为今后进一步研究和改善激光陀螺的特性提供了依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 加速寿命试验在国内外发展现状  7-9
  1.2 激光陀螺的国内外发展与寿命预测现状  9-10
  1.3 本文的主要工作  10-11
第二章环形腔气体激光器的可靠性试验理论基础  11-19
  2.1 激光陀螺的原理及结构  11-13
    2.1.1 激光陀螺的原理——Sagnac 效应  11-12
    2.1.2 激光陀螺的结构  12-13
  2.2 环形腔气体激光器寿命试验中的基础问题  13-14
    2.2.1 用于激光陀螺的环形腔气体激光器应满足的条件  13
    2.2.2 环形腔气体He-Ne 激光器的伏安特性  13-14
  2.3 环形腔气体激光器的失效机理和失效模式  14-19
    2.3.1 环形腔气体激光器的失效机理  14-17
    2.3.2 环形腔气体激光器的失效模式  17-19
第三章加速寿命试验理论基础  19-31
  3.1 寿命试验及其分类  19-20
  3.2 加速寿命试验  20-26
    3.2.1 加速寿命试验(ALT)的基本概念  21
    3.2.2 加速寿命试验(ALT)的基本假定和过程原理  21-22
    3.2.3 加速寿命试验(ALT)的分类  22-24
    3.2.4 加速寿命试验(ALT)的加速模型  24-26
  3.3 威布尔分布下的恒加试验  26-31
    3.3.1 恒加试验的基本思想  26-27
    3.3.2 威布尔分布概述  27-28
    3.3.3 威布尔模型的应用  28-29
    3.3.4 威布尔分布下恒加试验的组织安排及三个基本假定  29-31
第四章环形腔气体激光器加速寿命试验研究  31-49
  4.1 试验的理论依据及前提假设  31-33
    4.1.1 试验的理论依据  31-32
    4.1.2 试验的前提假设  32-33
  4.2 试验及测试方法  33-35
    4.2.1 实现加速寿命试验的实验系统  33-34
    4.2.2 加速应力水平的确定  34
    4.2.3 试验样品数的选取  34-35
    4.2.4 试验内容和测试方法  35
    4.2.5 环形激光器失效的判定标准  35
  4.3 试验结果及现象分析  35-48
    4.3.1 电流应力为10mA 时的试验结果及现象分析  35-40
    4.3.2 电流应力为8mA 时的试验结果及现象分析  40-48
    4.3.3 电流应力为5mA 时的试验结果及现象分析  48
  4.4 小结  48-49
第五章论文总结  49-51
致谢  51-53
参考文献  53-55
作者在读期间的研究成果  55-56

环形腔气体（He-Ne）激光器加速寿命试验研究

内容摘要

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