为了提高表面放电光泵浦源的寿命, 以Al2O3陶瓷作为放电基板, 研制了分段表面放电光泵浦源。基于放电电压和电流波形, 详细研究了泵浦源的放电周期, 放电通道电阻, 能量沉积效率和等离子体功率密度。发现泵浦源的放电周期、放电通道电阻和能量沉积效率均随放电间隙长度和混合气体气压的增大而变大, 随充电电压的增加而减小; 而等离子体功率密度主要取决于充电电压和放电间隙长度, 基本不随混合气体气压的改变而变化。在充电电压为268 kV, 气压为100 kPa, 放电间隙长8 cm的条件下, 泵浦源的能量沉积效率约为82％, 等离子体功率密度达到了936 MW/cm。实验研究表明: Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源具有良好的放电特性, 较同等条件下聚四氟乙烯表面放电光泵浦源的等离子体功率密度更高, 可产生更强的真空紫外辐射, 辐射亮度温度大于23 kK。Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源适用于光泵浦XeF2气体形成大功率XeF(C-A)蓝绿激光。

基于Al2O3陶瓷、BN陶瓷和聚四氟乙烯三种基底建立了分段表面放电光泵浦源,对比研究了这三种表面放电光泵浦源的电学特性、辐射特性和烧蚀特性.利用放电波形计算了表面放电光泵浦源的等效电感、等效电阻和沉积效率,应用光谱法比较了它们的紫外辐射强度,并采用平均线烧蚀率评估了三种泵浦源的耐烧蚀性能.通过比较研究发现,在充电电压为13.5~26.8 kV、间隙长度为8 cm、放电室内混合气体气压为100 kPa条件下,三种泵浦源中 Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源的沉积效率最高,大于82%;辐射光谱具有紫外增强效应,紫外辐射最强;平均线烧蚀率最小(小于0.15 μm/shot),耐烧蚀性能最好.研究结果表明采用Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源作为大功率重频XeF蓝绿激光器的泵浦源,可提高XeF蓝绿激光器的寿命.

以高纯度Al2O3陶瓷作为放电基底, 研制了重复频率表面放电光泵浦源模块, 详细地讨论了流气条件下泵浦源的放电抖动和辐射强度波动, 并采用高速相机拍摄了泵浦源的放电等离子体图像, 研究了等离子体的空间稳定性。研究发现：在流气状态下, 泵浦源的重复频率为1～5 Hz时, 泵浦源的放电抖动与放电等离子体的空间稳定性受充电电压和气体流量的影响较大, 随运行频率的变化较小；辐射强度波动主要与充电电压相关, 基本不受气体流量和重复频率变化的影响;在大流量条件下, 提高充电电压, 可以有效降低混合气体流动对泵浦源放电抖动的影响, 减小辐射强度波动, 改善放电等离子体的空间重复性;当充电电压达到26.8 kV时, 气流量在60～300 L/min范围内, 泵浦源的放电抖动可以小于45 ns, 辐射强度波动小于2%, 放电等离子体有很好空间稳定性。研究结果表明该表面放电光泵浦源模块在流气条件下具有良好的重复频率运行稳定性。

为了研究表面放电光泵浦源的重频运行稳定性，以高纯度Al2O3陶瓷作为放电基底，研制了重频分段线性表面放电光泵浦源模块，研究了不同条件下泵浦源模块的放电抖动和辐射强度波动。研究发现，当重复频率在1~10 Hz时，泵浦源的放电抖动主要受充电电压、触发脉冲电压和放电间隙长度的影响，随运行频率的变化较小；辐射强度波动主要与充电电压相关，基本不受混合气体气压和重复频率变化的影响。在合适的条件下，泵浦源的放电抖动<30 ns，辐射强度波动优于2%。研究结果表明，该光泵浦源模块的重频运行稳定性良好。