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按增益体积缩放环状波导CO2激光器是一种新型的CO2激光器件。其所使用的技术代表了CO2激光器技术未来的发展趋势——高功率、微小型化。与同类激光器相比，此种激光器具有很多优势。例如，结构更加紧凑；同轴环状波导结构的放电面积是平面波导结构的好几倍，相同的轴向放电长度上能够获得更大的增益体积，能够采用大面积扩散冷却技术等。其在国民经济各个部门的应用潜力是十分巨大的。本学位论文完成的主要工作：
1.通过对现有CO2激光器的原理、发展现状以及未来趋势进行分析，针对现有CO2激光器的不足，提出了按增益体积缩放环状波导CO2激光器的概念。与现有CO2激光器相比，此种激光器的创新点在于：按增益体积整体缩放原理以及全金属结构。完成了“按增益体积整体缩放”的原理性研究。
2.结合物理光学、微波、光波导、激光等方面的理论，在一定的边界条件下对器件的电磁场分布、传输模式、色散关系等进行理论分析，并对一些具体激光参数进行了精确计算。应用ANSYS对理论计算得到激光参数(如，模数等)、谐振腔内几种常见波型所对应的电磁场分布进行仿真。对环状谐振腔理论进行数值计算，分析了谐振腔内电磁场随谐振腔结构以及环向模阶数变化的情况;对光束的近、远场进行计算，得到光束的近、远场分布随环向模阶数变化的情况。
3.完成全金属环状波导激光器的整体设计。应用AutoCAD完成激光器结构的设计，绘制了器件的装配图、零件图；根据激光器在工作的不同阶段的受力情况，结合现行的压力容器规范，并应用ANSYS有限元分析系统成功求解了激光器构件在不同阶段的应力、应变，求证了理论设计的正确性;针对激光器的结构特点完成光学参数的设计；应用Protel完成激光器电源的设计、仿真。
4.对激光器件的制作工艺进行简单的讨论；通过实验获取激光工作气体各个组分的比例、总气压等一些最佳参数。
5.对按增益体积缩放全金属环状波导CO2激光器研制过程中存在的问题进行简单的分析，并提出了改进方案。
本课题得到福建省自然科学基金项目资助(项目编号：A0210007)、医学光电科学与技术教育部重点实验室开放课题项目资助(项目编号：JYG0501)与福建省重大科技项目资助(项目编号：2002H102)。