吸收激光辐射的推进

介绍了吸收远距离发射的高功率激光辐射获得推进的物理现象的实验研究结果。使用兆瓦峰值功率的脉冲CO2激光器，进行了脉冲和稳态两种模拟实验。稳态模拟实验是在以石墨、丙烯树脂、氟化锂作为固体推进剂的真空室内进行的。脉冲实验包括：用冲击摆测量推力、壁压描迹和用条纹摄影机记录推断激光激励的的脉动式空气喷气发动机（其中空气用作燃料）效率的等离子体速度。结果表明，对于稳态推进，仅用激光汽化合适的固体推进剂，就可能获得高的推力与激光功率比（约10~100达因/瓦）。然而，对高比冲量（约1000秒），有必要以稳定的方式把能量输送给蒸汽。这可能要求气体推进剂，并对无喉部喷嘴中稳定加热的吸收特性进行外部控制。脉动式空气喷气发动机实验得到的推力与激光功率之比约为沘达因/瓦。为了提高推进剂质量利用的效率，希望使用具有较高功率的较短的激光脉冲。     

固体火箭推进剂激光分解测试方法的研究

本文是探索应用脉冲激光技术米研究固体火箭推进剂固相高速分解反应动力学的可能性。国内外目前研究推进剂的固相分解反应，大多使用DTA、DSC等热分析仪，这与推进剂燃烧时表面的升温速率相差甚远。脉冲激光则可以模拟燃烧时高的升温速率。另外脉冲激光瞬间使推进剂分解还可减少气体产物对固相反应的影响，为分别研究固相反应和气固反应提供了可能，从而为深入研究推进剂的燃烧机理提供一种新的有效的技术手段。     

高功率半导体激光抽运碱金属蒸汽激光器

随着半导体抽运固体激光器向更高的输出功率发展，固体激光工作物质的热效应问题成了该类器件发展的瓶颈，人们开始尝试用高功率半导体激光抽运气体工作物质来代替固体工作物质以实现良好的热管理。半导体抽运碱金属蒸汽激光器（DPAL）结合半导体激光高功率、高效率抽运和气体激光介质良好的热管理和光学特性，以及碱金属原子D线激光跃迁的高量子效率（99%）等优越性，有可能实现好的光束质量（近衍射极限）、高效率（斜率效率大于80%）、高平均功率的近红外激光，在定向能量传输、国防军事、激光钻油气井和激光工业加工等领域具有极好的应用前景。综述了DPAL激光器的工作原理、关键技术、最新研究进展和它的应用前景。     

激光对固体推进剂点火形成的二次燃烧现象

利用反应性光声技术检测了Ｎｄ３＋：ＹＡＧ脉冲激光对固体推进剂点火的全过程。检测结果表明除激光作用时形成的一次燃烧外还存在非光支持的二次燃烧。     

含CL-20改性双基推进剂激光点火特性

采用CO2激光点火方法,研究了含六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)改性双基(CMDB)推进剂在不同功率密度作用下的点火特性,探讨了Al粉含量和燃烧催化剂对该类推进剂激光点火性能的影响。实验结果表明,在激光功率密度25.5~127.0 W/cm2范围内,不含催化剂的CL-20-CMDB推进剂点火延迟时间随功率密度增加而递减,且点火延迟时间变化逐渐减缓,点火均首先在推进剂表面产生;而含有催化剂推进剂试样的点火延迟时间和点火过程则与功率密度密切相关:在高激光功率密度时,含催化剂的推进剂点火没有发生在推进剂表面,而是在试样表面的气相中,且点火延迟时间增加。Al粉含量对其点火延迟的影响在低激光功率密度时较大,随着功率密度增加影响减弱。     

激光陶瓷———固体激光工作物质探索的新热点

简要评述了激光陶瓷的研究进展，作为固体激光工作物质，已显示出较目前常用的激光晶体和激光玻璃具有潜在优势。接着分别介绍了激光陶瓷的种类、激光离子、光谱与激光特性和激光陶瓷的制备方法。最后指出，Nd：YAC激光陶瓷很可能在未来几年会取代Nd：YAC激光晶体的地位。     

固体发动机羽烟的激光透过率动态测试

文章分析了固体发动机羽烟对激光的衰减原理,提出了采用双光源透射法对固体发动 机羽烟透过率进行动态测试的方法,介绍了1064nm激光羽烟动态测试系统的结构和光电检测原理。经实验标定,测量误差达1%,通过现场测试表明,该系统满足了发展低特征信号推进剂研究的需要。     

固体推进剂燃烧驱动的CO2气动激光器小信号增益的计算与实验研究

采用喷管准一维定常非平衡流场方程耦合三振型三温度模型建立的振动弛豫方程 ,对固体推进剂燃烧驱动的CO2 气动激光器的小信号增益进行了计算 ,计算结果同实验测量结果进行了对比 ,分析了影响其性能的各种因素。     

固体激光器的趋势

历史剖析固体激光器从一开始就处在激光研究的中心地位，第一台激光器就是固体激光器，即掺Cr3 离子的Al2O3红宝石激光器。自从证实首次激光以来，数以百计的晶体、玻璃，甚至塑料都作为基质使用，证实了各种过渡金属离子和稀土金属离子的激光作用。体积小、储能高、激发方案简单和可靠等的优点使固体激光材料研究一直保持为活跃的研究领域。然而，只有少数几种激光材料能转向长期商业应用。毫无疑问，Nd：YAG是市场上和使用中的主要固体激光器。YAG基质材料虽然不太理想，但机械特性和光学特性的有用结合目前还没有任何其它材料能够超…     

板条形激光器

光学抽运的掺激光工作离子的固体基质材料具有很多有用的特性。这些基质材料提供了一种能产生高密度激光激活离子,固有光学畸变低和机械特性良好的方便方法。激光工作离子具有长的荧光寿命,因此,在Q开关工作时,可储存高的反转能量密度,这样能达到最高的峰值功率,并可做最强的辐射源。用这些材料,可得到连续、脉冲工作方式的激光作用,脉宽达到微微秒级。但在所用的固体激光材料中,一个普遍问题是对热畸变的敏感性。对于光学抽运的固体材料,随着反转抽运基质材料变热。当基质被冷却时,出现热梯度,产生光学畸变。这样,在通常使用圆柱形激光棒的激光器中,光束质量和平均光束功率受到了限制。而板条形激光器使热畸变的影响最小,从而扩展了固体激光材料的实用性。最有用的固体材料是掺Nd~(3 )的固体材料。作为用光学抽运的激光器,Nd~(3 )具有几方面     

固体推进剂火焰中OH基的激光感生荧光(LIF)二维图像

用Nd∶YAG激光器抽运染料激光器 ,激发固体推进剂火焰内OH基火焰中V″=0→V′=1跃迁 ,用CCD收集V′=0→V″=0 跃迁的非共振感生荧光 ,测量了固体推进剂火焰中OH基的二维分布情况。     

星载激光测高仪固体激光器技术研究与发展

空间固体激光器是星载激光测高系统的重要载荷,也是先进激光器的典型代表。星载激光测高的应用需求和星载应用环境决定了空间激光器的技术特点和规律,使得空间固体激光器成为了先进性、可靠性、成熟性和小型轻量化的技术与工艺统一。分析了星载激光测高应用的空间固体激光器高可靠激光谐振腔技术、高重频窄脉宽微脉冲多光束激光器技术、LD/光纤/固体相融合技术等方面的发展现状,介绍了单光子阵列推扫式激光雷达用空间固体激光器的技术突破,并对卫星激光测高固体激光器技术发展进行了展望。     

LD泵浦Nd:AG无水冷固体激光器可靠性分析

针对军用激光器的可靠性要求，用故障树分析法(FTA法)建立了LD泵浦Nd:YAG无水冷固体激光器的故障树模型，用下行法求出最小割集，计算了激光器的可靠度和平均无故障工作时间(MTBF)，分析了激光器各部件的重要度。对激光器可靠性薄弱环节，提出了控制系统结构、增加重要子系统冗余的措施，以求较大程度地提高激光器的可靠性。理论计算与激光器实际工作符合较好。     

激光脉宽和气压环境对固体火箭推进剂点火反应程度的影响研究

在真空(10 Pa)和空气(10~5 Pa)环境下,分别用短脉宽(10 ns)和长脉宽(140μs)激光辐照固体火箭推进剂HTPB/AP/Al样品,利用电磁复摆测量了冲量值,获取了对应激光入射能量和样品质量迁移量。结果表明:在长脉宽激光作用时,比冲在真空中随功率密度提高而增长,在空气中受激光烧蚀带走部分能量的影响偏低;用短脉宽激光作用时,热化学反应作功贡献减少,比冲在真空中受等离子体屏蔽影响较低,空气中冲量耦合机制以LSD波作功为主。     

热处理对低损耗高反膜特性的影响分析

低损耗激光薄膜反射镜是环形激光器谐振腔的关键元件之一,首先设计和制备了工作角度为45的低损耗高反膜。为了提高低损耗高反膜的光学性能,采用高温热处理的方式,研究了热处理对低损耗高反膜的透射率、散射系数、表面粗糙度、相移等特性的影响。高温热处理对高反膜的散射系数、表面粗糙度影响较小,随着热处理温度的增加,高反膜相移逐渐降低。当退火温度为550 ℃时,环形激光器输出性能稳定性最好,当工作230 h 后,输出能量仅下降到初始值的90.5%。实验结果表明,采用合适的热处理方式,可以有效改善低损耗高反膜特性以及环形激光器的输出性能。     

利用傅里叶变换红外光谱仪测量固体推进剂的燃烧温度

利用布鲁克公司生产的OPAG 33型傅里叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FTIR)对固体推进剂燃烧火焰的温度进行了研究。在仪器的分辨率为4 cm-1、测试距离为20 m的条件下,实时测得了高能硝酸酯增塑聚醚(Nitrate Ester Plasticized Polyether Propellant, NEPE)固体推进剂燃烧火焰的红外发射光谱图。利用燃烧产物中HCl气体分子的发射光谱精细结构谱线计算了NEPE固体推进剂羽流的温度。实验结果表明,利用被动式遥感FTIR光谱仪可对固体推进剂的燃烧温度进行快速实时的非接触式测量,是一种有效的研究手段。     

飞机表面划痕的非接触测量

介绍飞机表面划痕非接触测量的激光三角扫描法。在分析被测表面散、反射特性的基础上给出了激光三角测头正确放置方式和提出改善测量精度的测头姿态调整法和表面喷涂法。实验证明了上述方法的可行性。测量系统具有非接触测量、工作距离大、测量范围宽、精度高、结构简单、成本较低的特点。