相干组束自成像腔腔型设计理论研究

为了更合理地设计光纤组束谐振腔,针对自成像共振腔,用傅里叶光学理论对其进行了分析,并讨论了3种关键元件——傅里叶透镜、滤波器与输出镜的选取方法;提出了用MATLAB进行数值模拟进而得出空间滤波器透过率函数的计算方法.并以2个半径为55 mm且相距为240 mm的圆形光场为例,模拟了经过傅里叶变换后频谱面上的振幅分布和相位分布情况,通过比较相位,得到了两光场的同相位分布图像.同时,根据矩阵传输理论对腔体进行了分析,得到了自成像无源共振腔稳定振荡的必要条件,及振荡光光纤耦合效率最高的条件.     

双粗糙表面的微动磨损行为研究

目的建立符合实际情况的粗糙表面微动磨损模型,准确揭示连接结构的磨损机理。方法利用ABAQUS有限元软件中的UMESHMOTION子程序和能量耗散模型,建立粗糙表面的微动磨损模型,并探究不同表面粗糙度、材料和振动频率对粗糙表面微动磨损的影响。结果在外部载荷、振动频率和材料相同的情况下,下试件表面粗糙度为0.2μm的磨损深度最小,0.8μm的磨损深度最大,0.5μm的磨损深度处于二者之间。当外部载荷、振动频率和表面粗糙度相同时,上试件材料为HT200的磨损深度最小,合金钢的磨损深度最大。当外部载荷、表面粗糙度和材料一定时,振动频率为1 Hz的磨损深度最小;频率增加到20 Hz时,磨损深度达到最大;增加到25 Hz时,磨损深度呈现减小趋势。结论粗糙模型的接触压力和磨损深度分布具有离散性。粗糙模型能反映磨损的实际接触面积,使得有限元模拟的表面接触和磨损情况更加准确。表面粗糙度和材料刚性的增大,使粗糙表面模型的磨损深度明显增大,而振动频率增大,使磨损量先增大、后减小,频率为20 Hz时的磨损量最大。     

质子交换膜水电解中气-液两相传输的模拟研究

两相传输是影响质子交换膜水电解系统性能的关键因素。为掌握质子交换膜水电解单元中多孔扩散层内气液两相传输规律,基于数值重构的三维多孔扩散层结构,采用格子Boltzmann两相流动模型模拟研究了扩散层内两相传输过程,详细分析了扩散层孔隙率和表面接触角对气泡传输与分布的影响。数值模拟结果表明：孔隙率减小会明显降低气体渗透率,从而导致气泡难以在扩散层内找到有效传输通道。接触角的增大不仅增加了气泡在界面堆积的风险,也减缓了气泡在孔隙内的传输速度。从孔隙尺度水平初步掌握了质子交换膜水电解单元多孔扩散层内两相传输规律,可为高性能水电解系统设计和优化提供理论支撑。     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，在5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd：YAG激光中，实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模，获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量，其锁模激光脉冲宽度小于10ps。实验采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单，易于调整，实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时，光～光转换效率达到19％。     

半导体激光器端面泵浦 Nd∶YAG激光器用In_(0.25)Ga_(0.75) As吸收体被动锁模兼做输出镜

用金属有机气相淀积方法生长了一种新型的吸收体——低温InGaAs(LT-In0.25Ga0.75As).用这种吸收体兼做输出镜,实现了1.06μm半导体端面泵浦Nd∶YAG激光器被动锁模,脉冲宽度为皮秒量级,重复率为150MHz     

LD侧面泵浦Nd3+:YAG/KTP倍频晶体长度对660 nm激光功率影响的分析

利用四能级激光系统的速率方程和类高斯光束倍频理论,计算了在LD阵列侧面泵浦Nd3 :YAG/KTP660 nm红光激光器中,倍频晶体长度与谐波输出功率的函数关系,分析了激光器工作特性,优化选择了腔参数,得到与理论计算符合较好的实验结果.使用长度不同的KTP晶体,在180 W泵浦功率下,谐波输出功率最大输出3.75 W.选择优化的晶体长度,在210 W泵浦功率时,得到功率为5.83 W的660 nm红色激光.     

四棱镜系统压缩LD端泵Yb:YAG皮秒脉冲的实验研究

设计了一种结构简单、易于调节、能够有效压缩皮秒脉冲的超短脉冲激光器.采用半导体端面泵浦Yb:YAG晶体,利用半导体可饱和吸收体(SESAM)产生皮秒脉冲,腔型为直腔.在上述基础上产生了稳定的皮秒脉冲(脉冲宽度＜10 ps),在腔内插入四棱镜系统优化腔内色散补偿,调节棱镜对后输出稳定的皮秒脉冲列,经过自相关仪测量,压缩后的脉冲宽度为4 ps.通过紧凑型四棱镜系统,可以适当压缩Yb:YAG超短脉冲,而不用再进行脉冲展宽.对设计全固态小型化超短脉冲激光器具有现实指导意义.     

LD泵浦皮秒激光脉冲再生放大器

为获得更大的脉冲能量和更高的峰值功率,常需要再生放大器将弱脉冲进行高效放大,本文对LD泵浦的皮秒激光再生放大器进行了分析和实验研究,利用SESAM锁模皮秒激光脉冲作为种子源,成功地研制出了放大倍数达106倍的皮秒再生放大器,脉冲重复频率分别为50Hz和5kI-Iz.     

列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4绿光激光器的研究

报道了采用列阵半导体激光端面抽运Nd∶YVO4晶体的KTP腔内倍频绿光激光器。采用多柱透镜法 ,对列阵半导体激光进行了有效整形 ,并利用谐振腔折叠产生的像散 ,实现了抽运光与振荡光较好的模式匹配 ;由于是直接耦合抽运 ,因此保证了半导体抽运光以π偏振光入射Nd∶YVO4(单轴 )晶体 ,实现了半导体抽运光与Nd∶YVO4吸收的偏振匹配。在抽运功率为 9 5W时 ,得到 5 2 0mW的稳定绿光输出 ,光 光转换效率为 5 5 %。