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高平均功率高重复频率TEACO2激光器具有高输出平均功率和高脉冲峰值功率、波长在大气透射窗口内、制作维护成本低等特点，在激光加工、激光化学、激光雷达、激光推进、可控核聚变等众多领域有着十分广泛的应用前景。本文围绕实现TEACO2激光器高重复频率运转高平均功率输出开展了相应的研究工作。
激光器主体由两节直径为0.9m的相同腔体组成，两节腔体由波纹管和光桥连接。激光器采用印刷电路板预电离，利用分布式电容耦合的预电离结构，在主放电阴极附近产生较强的紫外光预电离，使预电离均匀性和预电离强度得到良好的结合；采用光桥结构便于调节激光输出，有利于激光输出的稳定性；采用闸流管开关控制高压充放电过程。主放电阳极为线性扩展的Ernst解析电极，主放电阴极为直线和圆弧平滑连结构成的经验电极，谐振腔采用平凹稳定腔结构，输出镜是耦合率为50％的ZnSe凹面镜，另一端为镀金的铜全反射镜；激光器混合气体配比为CO2：N2：He=1:1:4。
研究了30kPa、32kPa、34kPa、36kPa、38kPa、40kPa气压条件下充电电压与激光脉冲能量、电光转换效率之间的关系，测量了不同充电电压下的激光光斑与激光脉冲波形。在气压36kPa，电压34kV条件下获得最高激光脉冲能量32.84J；在气压30kPa，电压26kV条件下获得最大电光转换效率15.4％。
研究了在充电电压28kV，气压28kPa、30kPa、32kPa、34kPa、36kPa、38kPa条件下，重复频率运转时，两节激光腔体分别激励放电、两节腔体同时激励放电、两节腔体顺序激励放电激光器平均输出功率，比较了这三种重复频率运转方式下激光器输出功率。在充电电压28kV，气压30kPa条件下，两节激光腔体同时放电运转时，激光器平均输出功率为2100W，此时重复频率为100Hz，两节激光腔体顺序放电运转时，激光器平均输出功率达到2200W，此时重复频率为200Hz。