强激光束辐照下窗口材料热力效应数值模拟

基于三维瞬态热传导方程和弹性应力-应变方程,研究了空心环形强激光束(波长1.315μm)辐照下白宝石窗口温度、变形和应力的分布规律;研究了空心矩形强激光束(波长3.8μm)辐照下氟玻璃窗口温度、变形和应力的分布规律。采用三维有限元模型,数值模拟了强激光在窗口材料中产生的热和力学效应,为强激光窗口元件的选择以及热效应对光束质量影响的评估提供了参考。计算中,激光能量吸收采用体吸收,并考虑了光强分布的空间梯度以及光强在窗口内的衰减。     

某高压电连接器的失效分析

针对某型号高压电连接器在电压冲击试验中的失效现象,进行失效分析.分析手段包括X 射线检查、内部检查和金相分析等.检测发现该元件存在多芯导线压接损伤、剥线损伤等缺陷.根据该高压电连接器的失效模式和各项检测结果,分析得出了其失效机理.最后,在元件设计、工艺控制、质量监控方面提出了改进建议.建议实施后该元件通过了各项检测,质量可靠性得到了提升.     

长脉冲激光辐照单晶硅的热损伤

为探究毫秒脉冲激光辐照单晶硅的热损伤规律和机理,利用高精度点温仪和光谱反演系统对毫秒脉冲激光辐照单晶硅的温度进行测量。分析温度演化过程,研究毫秒脉冲激光对单晶硅热损伤全过程的温度状态和对应的损伤结构形态。研究表明:脉冲宽度固定时,激光诱导的单晶硅的峰值温度随能量密度的增加而增加;当脉冲宽度在1.5~3.0 ms之间时,温度随脉冲宽度的增加而降减小。温度上升曲线在熔点(1 687 K)附近时出现拐点,反射系数由0.33增加为0.72。在气化和凝固阶段,出现气化和固化平台期。单晶硅热致解理损伤先于热致熔蚀损伤,在低能量密度激光作用条件下,应力损伤占主导地位,而在大能量密度条件下,热损伤效应占主导地位。损伤深度与能量密度成正比,随脉冲个数增加迅速增加。     

高重复频率脉冲激光辐照光学薄膜的温升实验

光学薄膜是激光系统中最易损坏的薄弱环节.在高重复频率脉冲激光辐照下,光学薄膜表面温度急剧上升,导致膜层应力、结构发生变化,最后出现宏观的灾难性损伤.从实验上研究了重复频率10kHz脉冲激光辐照下光学薄膜元件的温度变化,分析了影响薄膜温度变化的众多因素.结果表明,在激光光斑确定的情况下,薄膜的温升主要取决于激光功率密度,其次是膜系最外层高折射率层的驻波场峰值,最后是膜系的吸收率及镀膜材料.     

激光铬钼合金化的热疲劳性能研究

本文讨论了45~#钢表面激光铬钼合金化层的热疲劳性能。试验表明铬钼合金化层比45~#钢及热作工具钢有较好的热疲劳性能,并分析了合金化层热疲劳裂纹萌生的机理。     

斜程大气传输激光束的平均光强与短期光束扩展

基于广义惠更斯-菲涅耳原理、修正von Karman 湍谱、贝塞耳权重函数的高斯函数近似和误差小于4%的波结构函数平方近似,研究得出了包含湍流尺度影响的湍流大气中传输高斯光束的平均光强新关系和包含湍流外尺度影响的光束短期扩展因子。研究了高斯光束等效半径与传输距离、初始光束束径和光波波长间的关系,结果表明,在给定折射率结构参量和传输距离情况下,存在极小短期光束扩展对应的特征初始束径和特征光波波长。     

单个脉冲作用下熔融石英的温度和热应力研究

理论研究单个激光脉冲作用光学材料的温度和热应力分布模型,根据脉冲特征,分别建立适用于短脉冲和长脉冲的温度分布模型;进一步建立单个脉冲作用下的热应力模型。以熔融石英为例数值计算和分析了单个脉冲作用下的温度和热应力分布。研究结果表明,如果只求解单脉冲结束时的温度分布,长脉冲和短脉冲模型计算结果一致。单个激光脉冲辐照熔融石英,材料温度升高,如果温度达到材料融化或汽化温度,将导致材料的熔融汽化破坏,另一方面,在焦点区域温升不均匀,将导致热应力产生,如果热应力达到材料的力学破坏阈值,将诱导材料的热应力损伤。     

激光热处理宽带光斑的研究

本文研究了激光热处理光斑形状对宽带硬化性能的影响,给出了千瓦级和万瓦级激光宽带光源方案。     

激光脉冲对钢材热处理的计算

将激光作用对象视为热物性参数为常量的均匀介质,介绍材料在激光脉冲列作用下温度场的解析计算方法。基于研究结果及钢材马氏体相变模型,提出一种,激光脉冲列对钢材表面相变硬化处理时硬化带尺寸的计算方法,并通过激光热处理实验对计算方法的可行性作出证明。     

红外激光辐照探测器材料温升的数值计算

采用数值方法,考虑自由载流子吸收、单光子光致电离吸收和双光子光致电离吸收等激光吸收机制以及材料的光学、热学性质对温度和载流子密度的依赖性,通过求解能量输运方程以及温度扩散方程,研究了探测器材料受连续波红外激光辐照时的温升过程,讨论了材料的温升与入射激光波长、功率和辐照时间的关系,并给出了材料内温度的瞬态分布     

多波长飞秒激光损伤可见光滤光片的实验及机理

针对飞秒激光作用光学该实验条件下薄膜过程中损伤阈值与激光波长的关系问题,利用近红外波段波长可调谐的高重频飞秒脉冲激光,对可见光滤光片光谱通带的过渡区域进行了背向损伤实验,测量了不同波长下的平均功率密度损伤阈值,并从飞秒激光作用的雪崩电离过程出发,推导并计算了该阈值与薄膜干涉场分布的关系,理论结果较好的预测了不同波长下平均功率密度损伤阈值的发展趋势.研究表明,该实验条件下薄膜的飞秒激光损伤是整体行为,同一样品中,干涉场分布的平均值越高即膜层中瞬时驻留的激光能量越大时,相应损伤阈值越低.     

新型双波长激光器热学特性研究

制备了一种新型双波长和单波长隧道再生半导体激光器,测试了两种激光器在25~105℃温度范围内的P-I特性曲线,对比分析了两种激光器输出光功率、阈值电流、斜率效率随温度的变化。测试结果表明,新型双波长隧道再生激光器有高输出功率、高斜率效率以及双激射波长等优点;高掺杂隧道结的引入以及双有源区的器件结构导致其热特性略差于单波长半导体激光器。     

用激光模拟等离子体破裂热脉冲研究石墨材料的热负荷特性

报道使用脉冲激光束来模拟等离子体破裂产生的热负荷对面对等离子体壁材料石墨的热负荷影响的实验研究方法和结果。     

采用光学介质变温控制的固态激光器热效应补偿方法

提出了一种采用环状光束照射RG850动态补偿固态激光器热效应的新方法.研究中采用MATLAB和ANSYS理论分析了侧向泵浦的Nd:YAG晶体的热致波前畸变,以及热效应补偿片RG850的温场、折射率和波前分布;重点仿真研究了RG850在不同温度分布时对系统热效应的补偿效果.实验结果表明:该方法在单模和多模两种情况下都能较...     

半导体激光联合电针、中频电治疗及护理颞下颌关节紊乱综合症的疗效观察

目的:观察半导体激光联合电针及中频电治疗颞下颌关节紊乱综合征的效果。方法:将56例符合诊断标准的颞下颌关节紊乱综合征患者分为观察组和对照组,各28例,对照组使用中频电治疗,观察组在对照组治疗的基础上加用半导体激光和电针治疗,两组采用相同护理措施,10d后进行疗效比较。结果:对照组治愈10例,显效3例,好转7例,无效8例,总有效率71.4%;观察组治愈19例,显效5例,好转2例,无效2例,总有效率92.9%;观察组临床疗效明显优于对照组(P0.05)。结论:半导体激光联合电针、中频电治疗及护理颞颌关节紊乱综合征临床疗效显著,具有消炎,止痛,改善颞颌关节和恢复咀嚼肌功能的作用,且优于单纯中频电治疗。     

强激光辐照下生物组织的瞬态温度场研究

研究生物组织在强激光作用下的瞬态温度分布,探讨强激光作用下生物组织的热传输规律,采用数值方法中的有限差分法求解热传导方程,得出了生物组织纵切面上温度的时空分布图、生物组织轴向温度按指数规律降低及径向上温度按偶次方幂函数规律变化,根据纵切面上温度时空分布图估算出热损伤深度,当激光功率密度分别为175W／cm^2和298W／cm^2时,热损伤深度分别为0．28mm和0．24mm,其值与相关实验值较好地符合。     

芳纶纤维复合材料激光烧蚀损伤形貌研究

通过不同功率的激光辐照芳纶纤维复合材料烧蚀实验回收样品的微观分析,得到在不同的激光参数下,芳纶纤维增强树脂基体复合材料的热损伤形态和损伤物理化学过程。结果表明,热损伤的关键在于化学变化,焦化和炭化使树脂和纤维剧烈收缩,收缩所产生的应力促使性能变坏的复合材料损伤。     

激光辐照40~#Cr钢的腐蚀电化学特性与腐蚀疲劳性能的研究

用对比的方法研究了不同激光辐照工艺对40~#Cr钢耐蚀性和腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,激光相变硬化处理的耐蚀性优于激光表面重熔处理的试样的耐蚀性。经激光表面辐照处理后,其腐蚀疲劳寿命也显著提高。结合光镜和SEM分析了材料的耐蚀机理和腐蚀疲劳断裂的特征与机制。     

激光辐照对长波HgCdTe光导探测器电学参数的影响

对长波HgCdTe光导探测器进行了低于其永久损伤阈值的变功率激光辐照 ,测量辐照前后器件的电阻 温度特性 ,用电阻 温度特性研究材料参数的方法对实验结果进行拟合 ,结果表明辐照后HgCdTe探测器件的组分变大 ,并由此计算得到探测器性能突变后 ,器件的电子迁移率与电子浓度均有一定程度减小。认为这可能是由于激光辐照的热效应使N型HgCdTe光导器件的表面及体内均产生的一定的变化所致