激光辐照光学窗口的温度场分析

为准确理解激光辐照窗口材料引起的物理效应,建立了材料表面与空气换热的三维热传导模型.利用积分变换方式进行计算,得到了温度场解析表达式.计算并仿真了三种常用光学窗口材料的温度场,理论分析了激光参数、材料参数对温度场的影响,并对比了绝热和换热条件下的温升差异.结果表明,增大辐射功率和减小光斑半径,有利于提高中心温度;材料温...     

送粉式激光熔覆过程中激光有效能量的描述

为描述激光熔覆层质量与工艺参数之间的相互关系,在研究自动送粉激光熔覆过程能量分配规律的基础上,利用金相法检测的不同工艺条件下单道熔覆层的宏观参数,定量计算了L.C.Lim提出的单位质量熔覆材料的比能和单位时间实际输入的比能两个重要参数,并系统地分析了影响因素。在激光参数恒定的条件下,单位质量熔覆材料的比能随送粉速率的增大而减小;单位时间实际输入的比能随扫描速度的增加而减小。对单位质量熔覆材料的比能随扫描速度的变化出现最小值的现象给出了合理的解释。为进一步研究熔覆层的凝固行为、显微组织与工艺参数的关系奠定了理论基础。     

送粉式激光熔覆过程中的激光能量控制

建立了送粉式激光熔覆的物理及数学模型,并利用有限元分析软件模拟了基体和激光束相互作用的温度场分布.结合数学模型和温度场分布图例讨论了熔覆过程中各个参数变化对激光功率重分配的影响,为熔覆过程中参数调整和优化提供了理论依据.     

窗口效应对高能激光光束质量影响的实验研究

选用氟化钙为窗口材料,通过实验验证了高温和应力作用下的窗口对光束质量的影响。选取一种高能激光光束质量的评价方法,对窗口效应引起的光束质量退化在实验中得到了验证。通过处理光束在远场的光斑半径,得出由于窗口的影响,光斑半径变大且增长速率较快的结论,从而证实窗口热效应对光束质量有较大影响。     

Gallium arsenide for laser window applications

The choice of a window material suitable for high power CO₂ lasers emitting at 10.6 μm is discussed. Gallium arsenide was chosen and its preparation is discussed at length. The physical, electrical and optical properties of GaAs are also discussed with particular reference to the high-resistivity form which is necessary to reduce free-carrier absorption at 10.6 μm to an acceptable level. The method used to measure the optical absorption coefficient is a calorimetric one making use of a low power CO₂ laser. The variation of the optical absorption coefficient with impurities, different dopants, resistivity, laser beam polarization and various growth parameters has been examined. It was found that GaAs could be routinely prepared with an absorption coefficient below 0.02 cm^-1 at 10.6 μm, a minimum value of 0.005 cm^-1 being the best observed. The prime cause of this absorption has not yet been established, but the need for further theoretical work is clear. The quality of the GaAs prepared makes it a prime candidate for a window material in high power CO₂ lasers and systems. This work was partially supported by the Office of Naval Research, Physics Branch, under Contract N00014-70-C-0132.     

工艺参数影响的D波段行波管盒型窗分析

由于尺寸较小,D波段行波管盒型窗对各个参数的影响较为敏感,因此使用CST软件对蓝宝石窗片的盒形窗进行优化设计。从各个工艺参数出发,对窗片金属化层的内径和厚度,以及焊料层的厚度和圆波导高度等的影响进行了软件仿真分析,得到了优化后最佳值为10GHz的带宽,即在133GHz144GHz范围内,驻波比低于1．2。最后加入整个慢波结构和衰减瓷的模型中进行计算,得到了驻波比低于1．4的结果,满足整管指标要求。     

高能激光与光电二极管热作用过程的温度分布

采用脉宽为毫秒的高能脉冲激光与PIN结光电二极管进行相互作用,建立了包含热源项的导热方程,并考虑了热物性参数随温度变化的情况.利用有限元方法计算了材料到达熔点前材料轴向和径向温度随时问和位置的变化规律,同时对相关物理过程进行了讨论.进而研究了热物性参量的变化对材料开始熔化时间的影响.结果表明,热传导将直接影响着整个相互作用过程,而材料热物性参数的变化亦将影响材料的熔化时间.     

激光直接金属沉积工艺能效的田口试验研究

为了研究金属激光直接沉积工艺过程中工艺参量对工艺能效的影响,采用自主研发的HCX60五轴激光复合制造机床开展工艺能效田口试验,并对其结果进行了信噪比分析、极差分析以及方差分析,得到激光功率、送粉量、扫描速率、提升量以及搭接率对工艺能效的影响主次关系,提出了工艺因素优化组合。结果表明,送粉量对工艺能效的影响最为显著,最佳参量组合为激光功率P=500W,送粉量f=28g/min,扫描速率v=600mm/min,提升量h=0.6mm和搭接率λ=30%。这为研究增材制造工艺参量对工艺能效的作用及影响规律提供了理论借鉴和实验基础。     

MFC窗口创建过程的研究

VC开发环境中的Win32 Application生成窗口应用程序,结构简单清晰,MFC生成窗口应用程序的过程相当复杂。为了剖析MFC生成窗口应用程序的具体过程,深入分析了MFC框架的源代码及其调用关系,结合C++面向对象技术的封装、继承、多态、编译预处理等机制,设计了一个模拟系统,用以模拟MFC生成窗口应用程序的具体过程及响应各种消息,以助于深入领会、理解、应用MFC架构,从而编写更好的应用程序。     

透射窗口型GaAs/GaAlAs掩埋异质结构激光器

本文通过耦合速率方程组,从原理上分析了扩展半导体激光器调制带宽的三个根本途径,在理论计算的基础上给出本结构激光器的具体设计方案。最后介绍了器件的制作工艺和工作特性。     

Maximum energy window with constrained spectral values

The optimum energy criterion continuous and discrete prolate spheroidal wave function windows had a profound effect on the basic understanding and practical optimization of many problems in communication theory, signal processing, and antenna theory. However, in many situations, there is interest in not only packing maximum window energy in some frequency interval, but also interest in imposing precise spectral window values and spectral nulls over some specified frequencies. We have formulated and solved such an optimization problem in an analytical sense as well as in an efficient computational sense. The problem is first expressed as a constrained maximization of a normalized quadratic form w′Aw/w′w, where A is a positive-definite matrix specified by the window energy concentration interval, w is the window weighting vector, and the constraining subspace is specified by the spectral window values and locations. This problem is then transformed to a nonconstrained maximization of a normalized quadratic form w′ PAPw/w′w, where P is a projection operator onto the orthogonal complement of the original constraining subspace. Persymmetric properties of A and PAP are used to reduce the computational complexity of the solution of the optimum window. Numerical maximization can be readily performed using the iterative power method. Specific examples are presented.     

大口径激光发射系统卷帘式窗口密封特性分析

基于600 mm口径的某激光发射系统,提出了一种卷帘覆盖压紧式密封方法,卷帘采用卷曲收放结构,通过电机驱动卷轴转动带动同步带运动,同时利用弹性拉紧机构拉紧卷帘,使卷帘在收放运动过程中一直保持紧贴密封平面来达到密封效果。通过理论分析与有限元建模仿真,对其密封特性进行了分析,得出密封平面的结构形式是影响密封性能的主要因素。通过分析比较,选取PVC作为卷帘材料。设计的结构为密封凸起平面形式,卷帘厚度为0.5 mm,结构边缘带有30倒角。对其密封特性进行有限元仿真分析,得出卷帘中心挠度为6.269 mm。在设计指标所允许的的极限载荷下卷帘所受应力远小于材料拉伸强度,不会破坏。满足密封要求。     

热锻红外激光窗口材料KCl的显微结构

卤化物,特别是KCl被认为是高功率激光窗口最佳候选材料。为了研究热锻KCl的显微结构稳定性,用化学浸蚀法显示了晶粒间界并用光学显微镜进行了观测。在KGl多晶中发现有重结晶不完全、二次再结晶、不均匀的显微结构及室温下晶粒长大等现象。     

气动激光窗口的光束传输特性

本文分析和实验研究了HAW型气动激光窗口所形成的小孔光阑效应和类透镜效应对光束传输的影响,阐明了在高功率气体激光器中使用气动激光窗口的优越性。     

激光武器控制系统研究

阐述了激光武器控制系统的概念,详细分析了激光武器与光电跟瞄设备之间控制系统的差异。研究了激光武器控制系统捕获、跟踪、瞄准以及调焦等关键技术,重点分析了其影响因素、信号流程、控制回路以及技术实现路径。指出精确跟踪是激光武器控制的核心技术环节。针对控制系统要实现聚焦光斑在三维空间动态条件下定点投射的问题,分析了为实现该目标控制相关的技术要求及可采取的技术措施。     

高功率CO2激光器的砷化镓窗口

本文研究一种减反膜的理论设计和实验制备技术,获得了适用于高功率CO2激光器,而且结构简单,制备方便的光学器件。     

电子束泵浦的KrF激光介质的动力学过程分析

通过对由Ar,Kr,F2组成的KrF准分子激光介质在电子束激励条件下激发态的形成及驰豫等动力学过程进行研究,计算得到各种激发态的泵浦及其荧光光谱。     

激光半主动制导武器半实物仿真系统能量链研究

半实物仿真技术为制导导弹提供了精确、可控和可重复的试验条件,针对激光制导武器半实物仿真系统的工作特点,重点分析了影响半实物仿真精度的激光能量链特性.研究了影响激光能量传输的主要因素,包括气象条件、目标反射系数以及弹目距离等,建立了理论模型及计算方法.结合实战条件下导引头接收到的功率密度的对比,进行了半实物仿真条件下激光...     

送粉式激光熔覆能量有效利用率分析

通过分析熔覆过程中光束、粉末和熔池间的相互作用,提出了送粉式激光熔覆能量利用率的数学模型,并结合相关参数进行了计算。结果表明,整个熔覆过程中能量有效利用率较低。该模型客观地反映了熔覆工艺参数和工艺结果的关系,为熔覆工艺参数优化,熔覆质量的预测、评定,提供了理论依据。     

Triple energy window scatter correction technique in PET

A practical triple energy window technique (TEW) is proposed, which is based on using the information in two lower energy windows and one single calibration, to estimate the scatter within the photopeak window. The technique is basically a conventional dual-window technique plus a modification factor, which can partially compensate object-distribution dependent scatters. The modification factor is a function of two lower scatter windows of both the calibration phantom and the actual object. In order to evaluate the technique, a Monte Carlo simulation program, which simulates the PENN-PET scanner geometry, was used. Different phantom activity distributions and phantom sizes were tested to simulate brain studies, including uniform and nonuniform distributions. The results indicate that the TEW technique works well for a wide range of activity distributions and object sizes. The comparisons between the TEW and dual window techniques show better quantitative accuracy for the TEW, especially for different phantom sizes. The technique is also applied to experimental data from a PENN-PET scanner to test its practicality.