使用菲涅耳透镜的太阳光抽运Nd:YAG激光器

太阳能是规模最大的可再生能源,为充分利用这一资源,太阳光直接抽运激光器是一种明智的选择。提出并搭建了采用两级会聚系统的太阳光抽运激光器系统。使用菲涅耳透镜作为大口径成像型第一级会聚系统,漫反射锥形聚光腔作为非成像型第二级会聚系统提高入射太阳光到工作物质的耦合效率。采用Nd:YAG晶体作为工作物质,获得了2.85 W的激光输出,从太阳光到激光的转换效率为0.43%。从菲涅耳透镜会聚效率、聚光腔内激光棒轴线上的功率分布等会聚系统方面和激光输出特性方面分析了该太阳光抽运激光器的性能;探讨了转换效率低的原因,并提出了相应的改进措施。     

高峰值功率自准直脉冲Nd:YAG激光加工无锥度直孔研究

利用改进的脉冲Nd:YAG激光器,对激光冲击打孔加工无锥度直孔进行了实验研究。在优化激光脉冲峰值功率和脉冲能量、辅助气压参数的基础上,通过比较实验证明,能量递增组合脉冲是实现无锥度直孔加工的有效方式,增加脉冲组合中脉冲的个数可加工出负锥度的孔;激光焦点位置是影响孔锥度的重要因素,焦点位于材料表面上方1.1~1.7 mm有利于减小锥度。在厚度为1.5,3.0 mm的镍基高温合金材料上,获得孔径分别为480,510μm的直孔,重复打孔孔径误差约30μm,孔锥度<1%。给出了可实用于激光冲击打孔的直孔加工方法和脉冲激光器,并可用于其他材料的加工。     

激光二极管端泵平板Nd:GdVO4晶体热效应

以解析热分析理论为基础,建立了平板Nd:GdVO<,4>激光晶体在激光二极管阵列端面抽运时的导热微分方程.通过对方程的求解,得到了Nd:GdVO<,4>晶体内部温度场解析式和热透镜焦距随抽运光半径和功率变化的分布关系.温度场的数值模拟表明:当泵浦光功率P=30W、泵浦区域为1 mm×1 mm时,晶体在x,y,z方向的最...     

LD端面泵浦Nd:YVO4激光器热管理结构的研究

基于一种LD端面泵浦Nd:YVO<,4>激光器,设计了一种热沉结合外部风扇散热的风冷式热管理结构,并利用有限元分析方法对Nd:YVO<,4>晶体的温度场进行了数值模拟,分析了环境温度及界面热阻变化对晶体热致效应的影响.模拟结果表明,晶体泵浦区的温度梯度约为17 ℃,当环境温度升高时,所设计的冷却方案仍能满足系统的散热需...     

脉冲激光二极管端面泵浦Nd;YAG棒时变温度场

在脉冲激光二极管(LD)泵浦的激光晶体中存在升降温的时变过程,为解决脉冲LD端面泵浦的激光晶体产生的热效应问题,基于热传导方程,采用特征函数法和常数变异法得到了脉冲超高斯光束端面泵浦Nd∶YAG棒的时变温度场的一般解析表达式.同时定量分析了单脉冲和重复脉冲端面泵浦Nd∶YAG棒的时变温度规律.研究结果表明,重复脉冲端面...     

LD泵浦Nd:YAG晶体准三能级热效应理论与实验

对LD端面泵浦圆柱形Nd:YAG晶体产生946 nm激光的晶体热效应进行了分析.考虑晶体的准三能级结构和腔内传播功率的分布,对热转换系数进行了修改,得到了更符合实际情况的晶体内部温度场分布.当泵浦功率为15W时,晶体端面中心温度由未修改参数前的242.73℃升高到了387.43℃,提高了144.70℃.分别对修改参数前...     

Nd3+:Gd3Ga5O12单晶的能级和晶体场计算

测试了Nd3+:GGG单晶在可见和近红外波段的吸收光谱,并分析指认了它的实验能级,通过从头计算的DV-Xa方法计算得到了它的晶体场参数和旋轨耦合参数。用Nd3+:GGG在77K和300K的156个、88个实验能级,拟合了它的自由离子参数和晶体场参数,均方根误差（即拟合精度）σ分别为15.79和 11.48 cm-1。结果表明晶体场参数的拟合结果和从头计算值符合的很好。最后比较了拟合得到的Nd3+:GGG和已报道Nd3+:YAG 的自由离子参数和晶体场参数。     

Electrochemical Performance of Nd1.95NiO4+δ Cathode supported Microtubular Solid Oxide Fuel Cells

Nd_1.95NiO_4+δ (NNO) cathode supported microtubular cells were fabricated and characterized. This material presents superior oxygen transport properties in comparison with other commonly used cathode materials. The supporting tubes were fabricated by cold isostatic pressing (CIP) using NNO powders and corn starch as pore former. The electrolyte (GDC, gadolinia doped ceria based) was deposited by wet powder spraying (WPS) on top of pre‐sintered tubes and then co‐sintered. Finally, a NiO/GDC suspension was dip‐coated and sintered as the anode. Optimization of the cell fabrication process is shown. Power densities at 750 °C of ∼40 mWcm⁻² at 0.5V were achieved. These results are the first electrochemical measurements reported using NNO cathode‐supported microtubular cells. Further developments of the fabrication process are needed for this type of cells in order to compete with the standard microtubular solid oxide fuel cells (SOFC).     

喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金组织与力学性能研究

利用XRD、OM、SEM、TEM研究了喷射沉积Mg-12.55Al-3.33Zn-0.58Ca-1.0Nd合金挤压态的显微组织和合金的力学性能。结果表明:喷射沉积挤压态镁合金主要包含基体α-Mg和Al2Ca相,基体组织为等轴晶,平均晶粒尺寸为3μm;Al2Ca颗粒主要沿镁基体晶界分布,颗粒尺寸在1.0μm左右,并在Al2Ca相中存在孪晶结构;合金的σb、σ0.2、δ分别为450、325MPa,5%。在拉伸断口上存在大量石块状的Al2Ca相,表明合金的断裂方式为沿晶断裂;与经热挤压的铸造AZ91镁合金对比,该合金强度明显提高,但合金塑性降低;合金强度的提高主要来源于合金的细晶强化和Al、Zn对合金的固溶强化,而伸长率降低是由于合金中存在的大量Al2Ca颗粒是沿镁基体晶界分布,导致合金的塑性降低。     

片状Nd1Ni5-xCx合金粉的电磁和微波吸收特性

利用电弧熔炼和行星球磨技术制备出片状Nd1Ni5-xCx(x=0.0,0.1,0.3,0.5)合金粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、矢量网络分析仪(VNA)等仪器对其结构、形貌和电磁特性进行检测。结果表明,随着C含量的增加,粉体的饱和磁化强度和矫顽力逐渐减小,并且反射损耗的吸收峰向高频移动。在C添加量为x=0.5时出现2个有效带宽,分别为8.28~9.82GHz和11.17~12.03GHz,有效改善了粉体的吸收带宽。另外,随着粉体厚度的变化,反射损耗可以在较大的频段内进行调整。可见该粉体有着广泛的应用前景。