紫外激光单脉冲辐照损伤金属薄膜的数值模拟研究

针对不同厚度的镍膜以及金膜,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics研究了波长248nm、矩形脉冲宽度14ns激光辐照损伤阈值随膜厚变化的物理过程。本研究与他人的理论计算和实验测得的结果基本一致,研究表明:在高强度单脉冲激光均匀辐照下,金属薄膜表面的损伤主要是由于激光能量在其材料内部的沉积而导致的热效应引起的;当金属薄膜的厚度小于其光学吸收长度时(镍膜厚度<8nm,金膜厚度<12nm),其熔融损伤阈值随着薄膜厚度的增加而减小;当薄膜厚度大于光学吸收长度而小于其热扩散长度时(镍膜厚度8~730nm,金膜厚度12~1 050nm),其熔融损伤阈值随薄膜厚度增加而线性增加;当薄膜厚度大于其热扩散长度时(镍膜厚度>730nm,金膜厚度>1 050nm),其熔融损伤阈值随薄膜厚度的增大基本保持不变。     

离子后处理对TiO2光学薄膜及损伤特性的影响

为了进一步提高TiO_2薄膜的光学特性和激光损伤阈值,采用电子束蒸发技术在K9玻璃上沉积了单层TiO_2薄膜,并用Ar/O混合等离子体对样品进行后处理。通过研究薄膜光谱特性、表面缺陷密度、薄膜表面形貌、薄膜损伤阈值以及薄膜损伤形貌,分析了等离子体后处理时间对TiO_2薄膜激光损伤特性的影响。实验结果表明,随着等离子体后处理时间的增加,薄膜折射率及致密度提高,物理厚度减少,表面粗糙度下降,表面缺陷密度先减少后增加;在1 064nm激光辐射下,TiO_2薄膜的激光损伤阈值从未经等离子后处理的5.6J/cm~2提升至后处理20min的9.65J/cm~2,提升幅度高达72.3%,因此能够更广泛更稳定地应用在激光器中。     

双金属镜微腔结构中单介质调谐层的设计

根据优化势透射率给出了双金属镜微腔中理想单介质调谐层的折射率和厚度,估算了由于在可见光波段实际材料的限制引起的透射率光谱的改变,并且结合腔镜的反射系数和位相改变引起的微腔辐射因子的变化,综合考虑了单介质调谐层对整个器件发光耦合效率的影响。说明在设计含有源层的金属薄膜微腔器件中,介质层的设计和优化应考虑微腔效应的变化。     

808nm含铝半导体激光器的腔面镀膜

研究了高功率808nm量子阱脊型波导结构含铝半导体激光器在空气中解理时不同镀膜方法对输出激光功率的影响,讨论了半导体激光器的灾变性光学镜面损伤机理及其腔面钝化薄膜的选择特性。对半导体激光器管芯前后腔面不镀膜,前后腔面镀上反射膜和前后腔面先镀上钝化薄膜再镀腔面反射膜方法进行了对比,测试了半导体激光器的输出功率。结果表明,先镀上钝化薄膜的器件比只镀上腔面反射膜的器件输出的激光功率高36%。只镀腔面反射膜的半导体激光器器件在电流为5A时就失效了,而镀钝化膜的器件在电流为6A时仍未失效,说明镀钝化薄膜的器件能有效地防止灾变性光学损伤和灾变性光学镜面损伤。在半导体激光器芯片腔面镀上钝化薄膜是提高大功率半导体激光器输出功率的有效方法。     

基底温度对YbF3薄膜缺陷和光学性能影响研究

采用热蒸发法镀制了单层Y bF3薄膜,观察了薄膜表面主要的微观结构缺陷,研究了沉积温度对薄膜折射率与表面缺陷的影响,测量了薄膜施加沉积温度前后的粗糙度变化。结果表明:通过加温可以降低薄膜的表面粗糙度与缺陷密度大小。     

高功率CO_2激光对远场HgCdTe探测器的干扰实验

理论分析和实验研究了高功率CO2激光对远场光导型长波红外HgCdTe探测器的干扰损伤。采用激光辐照探测器的温升理论模型,根据实验参数,讨论了高功率激光对长波红外探测器的损伤机理,计算了温升与辐照时间和功率的关系,并和CO2激光器在距离15km处辐照光导型长波红外HgCdTe探测器的实验结果进行对比分析。实验结果表明,2.5kW连续CO2激光经过大气衰减后在15km处激光功率密度可达0.161W/cm2,计算可知此时会聚到探测器靶面处的功率密度为140W/cm2;靶面处功率密度为20.5W/cm2时,对探测器产生干扰;靶面处功率密度为110W/cm2时,达到损伤,计算此时探测器表面温度已达到Hg析出温度,这一实验现象和理论计算预期结果相吻合。实验结论对研究探测器的激光防护和激光干扰星载探测器技术具有指导意义。     

发动机油在不锈钢表面的吸附行为研究

采用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究3种发动机油(SN 5W-40级别)在不锈钢表面的吸附行为,并与基础油进行比较。结果发现,基础油在不锈钢表面很快达到吸附平衡,吸附层为黏弹性薄膜,在正庚烷冲洗后吸附层全部脱附;发动机油中的添加剂明显增加了其与不锈钢之间的吸附作用,随着时间的增长,吸附层的质量不断增加,形成的吸附层也为黏弹性薄膜,在正庚烷冲洗后吸附层部分脱附,逐渐形成了稳定的吸附层,此吸附层仍为黏弹性薄膜。研究样品含量、温度以及进样速度对吸附过程的影响。结果表明,饱和吸附质量和冲洗后达到稳定吸附时的吸附质量均与样品含量成正比;温度的升高不利于样品在不锈钢晶片表面的吸附,但有利于冲洗过程的脱附,温度越高,脱附率越高;进样速度对吸附过程的影响并不显著。     

钨在不同损伤程度氦离子辐照后的力学性能变化

采用不同能量和束流的氦离子对再结晶钨表面进行辐照试验，对辐照损伤分别为0.2,0.5,1.0 dpa下钨的微观形貌进行观察，并采用不同半径(1,5,10μm)球形压头对其进行纳米压痕试验，获得压痕应力-应变曲线，探究其力学性能的变化及原因。结果表明：不同损伤程度辐照后钨表面损伤层的厚度为554～558 nm;随着辐照损伤程度的加剧，钨中位错环密度明显增大；辐照后钨的压痕应力-应变曲线均未出现突跳现象，且随着辐照损伤程度的增加，屈服强度提高，压痕弹性模量基本保持不变，辐照后产生的位错环缺陷是引起钨力学性能发生变化的直接原因；钨的力学性能具有压痕尺寸效应，压头半径越小，钨的屈服强度越高，未辐照钨的压痕应力-应变曲线出现突跳现象时的压痕应力越大。     

沉积方式对ZnS薄膜表面缺陷影响研究

介绍了ZnS薄膜缺陷的分类、特点及成因,在此基础上,采用电子显微镜与原子力显微镜对不同沉积方式沉积的薄膜进行了观察、分析与计算,检测了不同类型与大小的缺陷,对缺陷产生的原因进行了简要分析,分析了沉积方式这一参数对ZnS薄膜表面缺陷密度的影响,得出了镀制ZnS薄膜所需的合适沉积方式。实验结果表明：薄膜表面缺陷主要以节瘤缺陷与陷穴缺陷为主,电阻热蒸发比电子枪所镀制的ZnS薄膜缺陷密度要小,在蒸发舟上加上挡网后,缺陷密度有进一步减小的趋势,并且缺陷面积与数目也有所减小,缺陷面积小于20μm2。     

基于半导体可饱和吸收镜实现闪光灯抽运Nd∶YAG激光器的被动调Q与锁模

基于同一块半导体可饱和吸收镜(SESAM),实现了闪光灯抽运的Nd∶YAG激光器的被动调Q与锁模。实验结果表明:腔长较小时,激光器运转在调Q状态,调Q脉冲宽度为90 ns;随着腔长的增加,调Q脉冲中出现调制,而且调制深度随着腔长的增加而加深。当腔长为140 cm,全反射凹面镜曲率半径为300 cm时,激光器运转在稳定的被动锁模状态,输出的锁模脉冲序列能量为27 mJ、脉宽为35 ps。实验比较了SESAM器件在平凹稳定腔和平凸非稳腔激光器中实现被动锁模的差异,并给出理论解释。SESAM有望取代有机染料成为闪光灯抽运的Nd∶YAG激光器理想的被动锁模器件。     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

两种仪表功能合理性评述

本文以某些积算和双笔记录仪产品为例说明由于仪表功能设计的不合理或选型不当，影响了仪表的正常使用，制造厂和用户应关注这类问题。     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

某型号飞机起落架支柱减振筒内壁腐蚀原因分析

飞机起落架减振支柱在飞机起落和滑跑时,吸收撞击能量,对飞机安全起降的意义重大.减振筒是减振支柱中的重要部件,本文从工艺流程、理化分析、外场使用和腐蚀机理分析等方面,对减振支柱减振筒内壁的腐蚀原因及危害进行了综合分析,并提出了相应措施.     

我校工业设计教育改革初探

针对目前市场对工业设计人才的需求,本文论述了我校在工业设计教育方面的改革措施,着重介绍了我校工业设计教育在软件和硬件方面所进行的一系列的改革。     

Method of implementation of the positive gradient of mechanical properties of triboengineering materials

Modern methods of implementation of the rule of positive gradient of mechanical properties are considered; this rule was formulated by I.V. Kragelskii and its application serves to minimize the friction and wear of solids. The given methods include the application of coatings with the method of finishing antifricton abrasion-free treatment; application of new metal-cladding lubricating materials; and creation of a nanostructural state of the surface iron nitride layer by nitriding steel with a positive gradient of hardness normal to the surface.     

一种涡旋压缩机径向随变机构的设计

详细介绍了运用随变原理设计的一种新型径向密封机构的结构特点,工作原理及主要参数的确定方法,该机构可补偿由于涡旋体加工精度不高而造成的功率损失,适用于涡旋压缩机的批量生产。