热容模式下片状Nd:GGG光学畸变的模拟和实验研究

基于二极管泵浦的固体热容激光器,采用有限元软件ANSYS模拟了泵浦光高斯分布条件下,圆片状Nd:GGG晶体内部的温度分布,计算并分析了热致折射率梯度和端面形变带来的光学畸变对热容激光器输出激光波前的影响.利用干涉法对介质的光学畸变进行了测量,提取出畸变的轮廓图,计算出等效热焦距,与模拟结果基本相符.结果表明:泵浦光与激光介质形状的不匹配将会使激光介质产生光学畸变,光学畸变的形状与泵浦光的形状密切相关.     

稻壳燃烧实验研究及综合动力学模型

本文采用热重法对稻壳进行了燃烧实验研究，探讨了升温速率、环境氧浓度和稻壳形态对稻壳燃烧过程的影响。本文同时提出了包括水份析出、挥发份析出和炭燃烧的综合动力学模型，通过计算机优化迭代得到了稻壳燃烧动力学参数，这对于稻壳燃烧（汽化）装置的设计以及开展燃烧过程数值计算具有实用意义。     

LD抽运热容激光器介质内温度分布研究

采用有限元法及光线追迹法，计算得到二极管抽运固体热容激光器介质不周截面内抽运光分布及瞬态的温度三维分布，计算同时考虑了二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及介质内不均匀分布的内热源．对二极管抽运单片Nd：GGG热容激光器的实验装置，得到1．49kW的平均功率激光输出和24．1％的光-光转换效率，1．2s后，介质端面中心处温度为81℃，模拟结果为78．1℃．     

电磁搅拌在湘钢6号铸机板坯生产中的使用优化

在断面为260 mm×2 050 mm板坯上使用二冷区电磁搅拌后,为改善常用拉速生产过程中产生的负偏析和更高拉速生产过程中产生的连续中心偏析及疏松,进行了不同搅拌模式及搅拌位置试验和电磁搅拌参数优化试验。试验得出：拉速0.85或0.95 m/min时,使用单对电搅辊能够减轻电搅产生的负偏析,同时可将中心偏析及疏松都控制在C1.0及以下级别;拉速增加到1.05 m/min时,使用两对电搅辊加强搅拌强度才能改善铸坯中心的连续偏析。     

用于波前校正的自由曲面反射镜设计方法研究

自由曲面反射镜拥有能够校正高能固体激光系统的波前畸变的能力。使用自由曲面反射镜进行波前校正,对镜子加工设计的精度有很高的要求。基于波前的相位互补原理,设计了自由曲面反射镜。并通过BP神经网络算法进行曲面重构,拟合出满足数控加工要求较高精度的自由曲面方程。     

基于ZEMAX的二维变焦扩束光学系统设计

针对板条激光器出射光束的尺寸控制问题,设计了一个在X方向扩束倍率为14~20×,Y方向扩束倍率为1.25~1.55×的二维连续变焦扩束光学系统。通过对三组元变焦系统的分析,在理论上推导出固定组、变倍组以及补偿组之间的运动轨迹。利用ZEMAX对理论值进行优化,使系统像差满足使用要求。该系统工作波长为1064 nm,可将尺寸在一定范围内的出射光束扩束整形至35~40 mm。该系统具有结构简单、变焦行程短以及变焦曲线平滑等优点。     

离轴双程像传递系统光学设计研究

根据矩阵传输理论,建立数学模型,分析了光束在双程像传递系统中的传输。在ZEMAX软件中建立模型,并对光线进行了追迹,通过对光线离轴以及透镜的倾斜进行研究,发现其对光束质量影响很大。表明透镜F数的设计是否合适在这种类型的光学系统中很关键,并且为了减小系统像差,并确保没有破坏性的鬼点,必须优化得到合适的离轴量以及透镜的倾斜角度。     

6.1 kW CW laser amplifier chain based on Yb:YAG surface-doped slab

In this paper, we present a diode-pump continuous wave laser amplifier chain where master the oscillator power amplifier(MOPA) architecture is used. The laser amplifier chain consists of two Yb:YAG surface-doped slab laser modules and the 1030 nm fiber laser is used as seed. We theoretically calculate the conditions for obtaining high output l aser power and systematically analyze the advantages of surface-doped slab. The maximum output power is 6.1 kW and the optical to optical conversion efficiency is 27% when the pump power is 22 kW at room temperature. The beam quality(β) is 2.8 times diffraction limit. These results demonstrate that the surface-doped slab structure has the potential to obtain high output laser power.     

高重频大能量亚纳秒板条激光放大器研究北大核心CSCD

高重频大能量亚纳秒固体激光器具有重复频率高、单脉冲能量大、峰值功率高等特点,在国防军事工业加工等领域具有广泛的应用前景。本文报道了一种基于板条多程放大的亚纳秒激光放大器。种子光为重复频率1 kHz、平均功率4.5 W、脉冲宽度700 ps、波长1064 nm的基模激光,经过光束整形以匹配板条放大器口径,放大级采用角度复用及偏振变换实现四程放大,最终实现了重频1 kHz、单脉冲能量189 mJ、脉冲宽度720 ps、光束质量2倍衍射极限的亚纳秒激光输出。     

高热流密度热沉散热能力数值仿真分析

固体激光器增益介质的热效应问题严重制约了高功率固体激光器的发展。本文从实际应用角度出发,通过数值仿真实验对比散热热沉的主要几何参数(包括热沉基底厚度、肋片高度、肋片宽度、肋片间距)对散热效果的影响;同时也分析了不同的外部流量条件下热沉的散热性能。计算结果表明:优化热沉几何参数,选取适宜的流量,热沉散热效果会有一定提升。