飞秒激光辐照纳米金膜的导热机制研究

从金属薄膜材料的光热参数的热物性出发,利用具有人工黏滞的、自适应时间步长的前向差分算法,求解了电子和声子双温双曲两步热传导模型下的能量耦合方程,讨论了在100fs脉冲激光辐照下50nm金膜传热过程的微观机制.结果表明:电子热导率在传热过程中变化相对较大,采用常温下的值会高估其作用.热流迟滞项的引入使得电子热流出现双峰.在不同的激光强度下,电子热流的能量分布出现不同,但在电子温度梯度急剧增大的很短时间内热流变化不大.     

大气湍流对红外探测器光电性能影响的研究

基于大气湍流受限的调制传递函数模型,研究了调制传递函数(MTF)和点扩展函数(PSF)对短波红外探测器(SWIR)、中波红外探测器(MWIR)及长波红外探测器(LWIR)光电性能的影响,并对其进行了数值模拟。结果表明：大气湍流强度对红外探测器的空间分辨率有明显影响。弱湍流对中波和长波红外探测器的光电性能影响较大,湍流受限的MIF超过衍射受限的MTF而占主要地位;探测器的空间分辨率随着其孔径及波长的增加而降低。     

超短脉冲激光烧蚀金属薄膜材料的热效应分析

基于双曲双温两步热传导模型,利用具有人工粘性和自适应步长的有限差分算法,对超短脉冲激光辐照金膜时的温度场进行了一维数值模拟计算.讨论了不同能量密度和脉冲宽度条件下金膜表面温度场的分布情况;分析了电子-晶格耦合系数对薄膜体内温度场的变化规律及电子-品格耦合至热平衡所需时间的影响.结果表明,激光脉冲的能量密度和脉冲宽度对电子温度的峰值有重大影响;电子-晶格的耦合系数决定了二者的温升速率和耦合时间;电子温度及电子温度的梯度在接近表面区域迅速达到最大值,与之相应的热电子崩力是造成金属薄膜早期力学损伤的主要原因.     

激光大气传输特性的数值模拟

介绍了激光信号通过大气时的湍流谱模型,分析了考虑湍流内尺度条件下激光在大气中传输时的光强闪烁效应和光束展宽效应.探讨了基于修正Rytov方法的光强闪烁理论,主要是考虑湍流内尺度效应的条件下湍流内尺度、传输激光的波长以及大气结构常数对光强闪烁的影响.用MATLAB对其影响进行了数值模拟,并对结果进行了具体分析.结果表明:湍流内尺度对激光大气水平传输过程中的光强闪烁效应具有重要的影响,同时闪烁指数还随着传输激光的波长和大气结构常数等的变化而变化.     

平面电磁波理想金属表面散射场分布及粗糙度参数关系的理论分析

在散射表面的均方根起伏小于入射电磁波长条件下,借用标量理论之正弦光栅衍射场分布结果,分析了不同粗糙度参量条件下,矢量微扰理论二级以上微扰项带来的偏差;并定性分析了由散射场微分角分布的测量,计算随机分布散射表面粗糙度参数的可信度。     

考查一维随机分布表面高次散射程度的随机分布闪耀光栅近似法

本文提出了将Ｇａｕｓｓ－起伏,Ｇａｕｓｓ－相关的一维随机粗糙散射表面近似成连续三角槽型的面型分布的数值分析方法;通过粗糙度值、高度概率密度分布函数及相关函数等诸参量的模拟统计分析,验证了此方法的可靠性;给出了此方法在解决起伏剧烈的大粗糙度随机表面上形成的散射场分布之数值模拟计算方面的应用前景。     

飞秒激光作用下硅材料的热力响应

为描述飞秒激光辐照半导体材料的热力响应过程,扩展了热电子崩力和自恰场两种模型,得到了完全耦合的非线性热弹方程组。在单轴应力条件下,利用有限差分法,计算了500fs脉冲激光作用下硅膜内载流子温度、晶格温度、热应力和热电子崩力的变化情况,同时考虑了能量密度和薄膜厚度两个因素的影响。数值结果表明：能量密度越高达到热平衡所需的时间就越长;对于比较薄的硅膜,随着激光作用时间的增加,热应力的双峰逐渐增加并由前后表面同时向薄膜的中间移动。     

一种改进的TLD跟踪算法研究

在TLD(Tracking-Learning-Detection)跟踪算法的研究上,提出了一种基于SVM(Support Vector Machine)的TLD目标跟踪算法.改进的TLD跟踪算法采用支持向量机(SVM)分类器进行图像目标正负样本的分类学习,有效提高了算法的鲁棒性以及实时性.另外对算法的Haar-Like...     

长脉冲激光对金属材料热破坏的分析

在入射激光光斑半径远远大于材料热扩散长度的条件下，应用固体热传导理论，建立并求解了描述表面吸收材料温升和熔融过程的一维热传导方程，得到了材料表面熔化前后温度场分布随脉冲宽度变化情况及熔融深度随脉冲宽度变化情况的解析表达式。计算了金属材料银、铝和铜的熔融破坏阈值和汽化破坏阈值，并与利用MSC．Marc有限元分析软件所得数据结果做了对比，相对误差小于4％。所得结果为高功率激光的应用提供了理论依据。 !和棚印蹙塾煎．坯阈值和汽化破坏阈值，并与利用MSC．Marc有限元分析软件所得数敷光的应用提供了理论依据。     

DF强激光反射镜热畸变的检测及热吸收的有限元分析

以功率约为30 kW,中心波长为3 8μm,出光时间为1 s的连续DF化学激光器作为抽运源,在抽运光共轴近正入射于圆形反射镜条件下,利用夏克哈特曼(Shack-Hartmann)波前传感器,对不同工艺条件下镀制的3 8/0 633μm双波段多层膜强激光反射镜的热畸变量进行了检测.基于热传导方程和热弹方程,在考虑到空气折射率热效应基础上,利用有限元分析方法,完成了对不同反射镜热吸收的评价.结果表明,在目前最好的工艺参数控制条件下,所镀制的反射镜的热吸收率接近于80×10-6.从而在膜层材料及膜系设计结构均完全相同的前提下,达到了评价及优化膜系镀制工艺的目的.