双块KTP晶体正交倍频的绿光激光器特性研究

基于非线性光学的频率变换理论,采用双块磷酸氧钛钾(KTP)晶体外腔正交倍频的方式产生二次谐波以提高基频光的倍频转换效率。用长度分别为6mm,8mm,15mm的三块KTP晶体进行实验,比较了双块KTP晶体正交和平行串接以及单块KTP晶体的倍频特性,得到几组倍频转换效率随基频光功率密度变化的曲线。实验结果表明,采用双块KTP晶体倍频的倍频激光器能够有效地提高绿光激光器的动态范围且在520～750MW/cm2,双块KTP晶体正交串接倍频比长度是两块晶体之和的单块长KTP晶体的倍频转换效率高近30%。     

体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器研究

为提高绿光激光器的输出特性,设计了一种体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器。采用反射型体布拉格光栅作为反馈元件构成外腔半导体激光器,并使用三硼酸锂晶体进行倍频,研究了基频光的光束及光谱特性对倍频光的光束及光谱特性的影响。实验结果表明,使用体布拉格光栅进行外腔锁波时,所得到的倍频光同样能实现窄带宽输出,同时倍频光的远场分布与基频光的远场分布一致。使用衍射效率为10%的体布拉格光栅作为外腔输出镜,可将半导体激光器的输出波长稳定锁定在1 064 nm,所得到的倍频光波长稳定在532 nm附近,光谱线宽压缩至0.4 nm左右,输出功率可达73 mW。     

光纤激光器电源模块有限元热分析研究

电源模块作为光纤激光器的重要部件,其工作性能受温度影响很大。为解决电源模块过热和温度分布不均匀的问题,提高其热可靠性,采用有限元法对某型光纤激光器的电源模块进行了热仿真分析。试验测试数据与软件仿真结果具有高度的一致性,整体趋势吻合,最大误差不超过5%,验证了仿真模型的正确性和可行性。在此基础上提出了优化元件布局的散热改进方案,并进行了仿真计算。改进后最高温度降低了3.8 ℃,且整场温度分布更加均匀。结果表明,合理优化元件布局,可有效改善电源模块的散热状况。     

腔内倍频蓝光激光器的稳定性研究

对腔内倍频LD泵浦的Nd:YAG激光器的输出稳定性进行了分析,以二型匹配为例,尽管存在任意多个纵模,当腔内放置1/4波片,论证了当1/4波片的快轴与倍频晶体的E轴夹角为45°时,便可获得稳定的蓝激光输出。并用模简并和光子对易的观点分析了上述方法的物理过程。     

高速电主轴轴承热分析与实验研究

根据高速电主轴角接触球轴承中滚动体的运动情况,分析其受力状态,并考虑轴承预加载荷对滚动体在高速旋转状态下陀螺力矩的平衡效果,应用Palmgren经验公式计算轴承整体的摩擦热,然后依据传热学理论建立轴承的温升热模型,并用热网络法建立其热阻抗网络图,最后用120MD60Y6油雾润滑型电主轴的轴承进行试验验证.结果表明,轴承温升主要受转速、润滑油量、供气压力及载荷的影响,在主轴启动的初始阶段温升变化最快,且润滑油量和供气压力对轴承温升有一个最佳的适用范围.     

熔体齿轮泵热特性分析

为研究熔体齿轮泵在输送高温高压介质,其齿轮产生热变形的情况。采用ProE进行实体建模,建立其中心轮和四个行星轮的3D模型。并基于热传导理论,建立中心轮和行星轮在高温介质中本体稳态温度场。由此,利用ANSYS软件对热和结构两个物理场进行耦合,模拟分析中心轮和行星轮在传输高温介质过程中热应力和热变形。结果表明,各齿的表面温度要略高于中间截面的温度,从齿顶到齿根温度有下降趋势,且梯度逐渐增大;整个啮合区域中两端温度偏低,其他区域温度梯度很小;中心轮最大热应力位于啮合处的齿根上,行星轮最大热应力位于啮合处的齿顶上,这两个位置是热应力破坏最危险的部位;中心轮的热变形会小于行星轮的热变形,热变形使得中心轮整体向外膨胀呈现凹形,热变形使得行星轮整体向外膨胀呈现梯形,这样就会造成卡齿,使得熔体齿轮泵无法正常运行。     

光纤激光器泵浦源有限元热分析

泵浦源是光纤激光器的重要部件。半导体激光器（LD）是光纤激光器最常用的泵浦源,温度对其工作的影响非常大。文中采用有限元法（FEM）分析了连续工作和间断工作两种模式下,作为泵浦源的半导体激光器的热特性。试验测试数据与软件仿真结果具有高度的一致性,整体趋势吻合,最大误差不超过5%,验证了仿真模型的正确性和可行性。在此基础上分析了4种工况下泵浦源的温度场和芯片温度变化特性,并进行了散热结构改进的初步研究,发现改变AIN基板和铜热沉的厚度可在一定程度上降低芯片的结温。     

立式加工中心热态有限元分析与实验研究

通过分析主轴运转条件下的发热和散热条件,在考虑结合面热阻的情况下,建立了机床热态有限元分析模型;并利用该模型对机床的发热及其导致的变形进行了仿真分析,设计相关实验验证对该模型进行了验证.实验结果表明该仿真模型可靠性较高,可为机床热态性能优化提供了参考.     

高速卧式加工中心热态特性分析与实验验证

针对高速卧式加工中心热变形分析的需要,分析了高速卧式加工中心整机热源类型及分布,并进行了相应的热生成计算,分析了机床传热机制,在此基础上在ANSYS环境中构建了面向机床热态分析的有限元模型。进行了机床温度场与热变形实验测试,结果表明所建立的有限元反映了机床实际热态特性,对加工中心结构设计与热误差补偿有一定指导意义。     

新型热作模具钢CH95的热稳定性能研究

从热作模具钢在６５０℃和７００℃时效过程中的硬度变化和组织变化来探讨其热稳定性能。研究结果表明，新型热作模具钢ＣＨ９５钢的热稳定性能明显优于Ｈ１１。     

汽车后视镜压电除雨器理论及试验研究

为了解决汽车后视镜雨天视线模糊的问题,提出了一种利用压电振子作为驱动源的汽车后视镜除雨器,设计了除雨器的结构,建立了其有限元模型,并对其整体和关键部件压电振子进行了仿真分析.制作了样机,并对影响后视镜除雨效果的镜面振幅变化规律进行了测试,测试了在对称波正弦波作用下振幅随频率、电压幅值的变化情况.另外,还对除雨效果与Z型振子的角度的关系进行了试验.仿真和试验结果表明,镜面振幅在谐振频率处得到最优除雨效果;镜面振幅随电压增大而增大;除雨器的除雨效果随Z型振子角度增大先增大后减小,当Z型振子角度为60°时除雨效果最佳.     

可调谐激光器激光波长宽范围自动偏频锁定

针对激光多波长干涉绝对测距中构建多级合成波长的需求,提出了一种锁至飞秒光频梳的可调谐激光器(External Cavity Diode Laser,ECDL)输出激光波长的宽范围自动偏频锁定方法.首先,设计了光栅+双凸透镜梳齿滤波的拍频信号探测单元,实现了宽范围ECDL激光波长与目标梳齿的拍频探测.接着,采用锁相放大原...     

工作状态下孔形零件受热变形理论研究

阐述了研究工作状态下孔形零件受热变形的重要意义;分析了工作状态下孔形零件内部应力分布状态;且对孔形零件在工作情况下的热变形进行了理论推导。该理论是研究孔形零件热变形的理论基础,也是下一步进行最佳热配合研究的理论基础。     

氧碘化学激光器腔镜表面缺陷的观察与分析

为了明确氧碘化学激光器腔镜损伤的原因,对腔镜表面的缺陷进行了研究。利用扫描探针显微镜观察了激光器腔镜表面缺陷,分析了腔镜表面微观形貌,讨论了常见缺陷的形状及成因。然后,建立了简化的带污染物腔镜的模型。利用COMSOL Multiphysics软件对环形光束辐照腔镜进行了仿真计算。最后,给出了缺陷大小、功率密度和腔镜表面温度的关系,分析了吸附层对腔镜熔融损伤的影响。计算结果表明:腔镜表面污染物大小不变时,激光辐照的功率密度越大,温度增长越快,薄膜表面越容易出现熔融损伤;腔镜表面污染物半径达到2.3mm时,腔镜薄膜即可出现熔融损伤。另外,吸附层吸收系数增加1%,腔镜最高温度增加约210K。本文所得结论可为分析腔镜损伤原因和制定腔镜更换依据提供参考。     

变频驱动液压定量泵输出特性实验研究

介绍了变频驱动液压定量泵的工作原理及结构:并对开环变频驱动液压定量泵和闭环变频驱动液压定量泵的输出 特性进行了实验研究。实验结果表明:1)开环变频驱动液压定量泵的输出响应速度较慢,机械特性较差,只适合于流量不需 要精确控制、动态响应不高的中低压场合;2)闭环变频驱动液压定量泵的输出响应速度快,机械特性好,带负载能力强,适 合于控制精度要求较高的场合。     

调制与非调制的半导体激光器典型稳频方法对比分析

针对半导体激光器稳频技术中的饱和吸收法、塞曼调制法、基于原子二向色性的激光器锁定(DAVLL)法和去除多普勒背景的二向色性锁定(DFDL)法4种典型稳频方法进行了稳定性、操作性、抗干扰能力等方面的对比分析,概括了调制和非调制稳频方法的优缺点,为相关实验选择合适的稳频方法提供依据。     

镜面热变形及吹气流场对光束的联合影响

采用热弹性力学模型、可压缩流体力学模型和标量波动方程,通过数值模拟定量研究了激光系统中高功率密度光束在弹性支撑反射镜上的热沉积造成的镜面热变形以及镜面变形对光束的影响;同时分析了抑制热晕的对称多孔吹气方式在不同吹气速度下通道流场对光束的影响。然后,通过空间顺序耦合得到了两者对光束的联合影响。实验结果显示:在中心固定的弹性支撑条件下,反射镜的镜面变形有效作用面比较平滑,主要表现为镜面总体倾斜导致光束在远场产生的轻微角度偏转基本可忽略或可预调校正,吹气流场在较低吹速下对光束的影响也基本可以忽略;但在较高流速下,流场由于密度非均匀分布加剧,对光束的影响十分严重;二者耦合后对光束的联合影响基本与单独影响一致。     

Theoretical, numerical and experimental study on synchronization of three identical exciters in a vibrating system

The theory on synchronization of two exciters is more widely used in engineering, while that of more than two exciters is less considered. So it is of great significant to investigate synchronization of three exciters. Firstly by introducing the average method of modified small parameters, the dimensionless coupling equations(DCE) of three exciters are derived, which convert the problem of synchronization into that of existence and stability of zero solutions for the DCE and lead to the construction on criterions of synchronization and stability in the simplified form for three exciters. Then the synchronization criterion is discussed numerically, as well as the abilities of synchronization and stability, some results thereof indicate that the synchronization ability increases with the increase of the coupling moment among three exciters, but decreases with that of their phase differences. Finally, an experiment on synchronization with three exciters is carried out. Through the comparison and analysis of experimental data on phase differences among three exciters, responses of system, and phases of three exciters recorded by high-speed camera, the parameters of system satisfying the above two criterions can ensure the synchronous and stable operation of three exciters. As a result, the average method of modified small parameters can be used as a theoretical apparatus studying reasonably the synchronization mechanism of three exciters, it is also proved to be useful and feasible by numeric and experiment. The present research lays the foundation and guidance for the establishment of synchronization theory system with multi-exciter and engineering design.     

基于Icepak软件的变频器的散热优化设计

变频器在热环境下,内部温度过高会影响正常工作。在建立变频器模型的基础上,采用专业的电子设备热分析软件对变频器进行热分析,提出了对其散热结构形式改进的措施。利用Icepak的优化功能和仿真结果,得到了优化方案。从而有效降低了变频器机器内温度,保证了机器稳定可靠工作。     

基于DAVLL技术的半导体激光器稳频装置设计

分析了二向色性原子蒸气激光频率锁定(dichroic atomic vapor laser lock,DAVLL)技术稳定激光器频率的原理,并采用DFB894.6nm半导体激光器和Cs原子气室搭建稳频实验装置。实验测量了不同磁场条件下的DAVLL光谱,发现Cs原子D1线的DAVLL光谱零值点处的斜率随磁场强度增加而增大,但谱线零点斜率不随磁场变化。根据半导体激光器锁频原理设计制作了驱动电路,测试结果表明,该稳频装置的短时频率稳定度达16 MHz。