硅的等离子体形成及相变微微秒时间分辨的探测

本文利用微微秒时间分辨的反射率与透射率的变化研究0.53μm约30ps脉冲激光激发的硅的电子-空穴等离子体形成及相变中的动态性质.实验结果证实了光能可以在小于30ps的时间内转移给晶格,晶格加热、相变可以在激光作用期间完成.实验指出,Auger 复合可以限制等离子体浓度的增加.从实验结果中还推导了高激光下等离子体的一些参量.     

双折射滤光片的激光调谐

本文介绍用于染料激光调谐的组合式双折射滤光片。给出动态逐片装调方法和激光调谐实验结果。讨论了加工精度对激光调谐实验的影响。     

四程放大高功率激光驱动器动态波前模拟与实验研究

高功率激光驱动器动态波前特征及其规律是激光驱动器光束波前质量控制关键研究内容之一。以神光Ⅱ四程放大高功率激光驱动器为研究平台,使用ANSYS和Matlab对激光驱动器瞬时动态波前进行了模拟计算,并利用哈特曼波前分析仪对驱动器氙灯抽运引入的瞬时动态像差和热恢复像差进行了实验研究,得到其时空特性和变化规律。理论模拟和实验结果具有一致性,单片片状放大器动态像差峰谷(PV)值约为0.12λ(波长λ=1053nm),驱动器总体瞬时动态像差PV值约为5λ,呈"瓦片"形态。模拟计算和实验分析为神光Ⅱ四程放大高功率激光驱动器光束波前质量控制、激光发射顺利通过空间滤波器和片状放大器抽运均匀性优化等提供了重要的参考数据,提升了输出光束远场焦斑能量集中度,提高了驱动器激光发射的成功率和运行效率。     

金属箔板激光动态微拉深成形技术

设计了金属箔板激光动态微拉深实验系统,介绍了该技术的成形机理,结合实验研究了金属箔板激光动态微拉深成形的成形性能.研究结果表明,金属箔板激光动态微拉深成形技术的加工柔性、可控性更好,成形精度更高、成形质量更好,有效地抑制起皱等缺陷的产生.     

动态自发光物体体视彩虹全息图的制作方法

介绍了一种用连续激光制作动态自发光物体体视彩虹全息技术,为火焰场的温度分布及气流的浓度分布等领域的研究提供了新的实验方法.先用自制的透镜线阵照相机拍摄动态自发光物体的初级体视图,然后用连续激光照明初级体视图,透镜线阵此时不仅起到成像作用,而且起到了彩虹全息术中的狭缝作用.制作了动态自发光物体(蜡烛光)的体视彩虹全息图,并给出了实验结果.实验结果表明该方法是可行的.     

机载激光测深系统中回波信号大动态范围的偏振压缩

采用偏振检测方法 ,对机载激光测深实验系统接收到的大动态范围的水下目标反射的激光回波信号的压缩进行了实验研究。结果表明 ,偏振检测方法能压缩激光回波信号的动态范围至少达一个数量级 ,对水下的激光后向散射有较强的抑制作用 ;对探测水下目标反射的激光回波信号的影响不大。     

N_2激光泵浦混合染料双频激光及其双频调谐特性

报道用N_2激光泵浦混合染料溶液以获得双频可调谐激光输出的实验研究。考察了双频激光辐射强度随混合溶液中受体染体浓度的变化,以及双频激光波长调谐范围随混合浓度比的变化。     

偏振变换法测量固体激光器的动态热焦距

为了精确测量激光晶体的动态热焦距,提出了一种指示光偏振变换测量方法。基于几何光学成像理论,建立了热透镜动态热焦距的表达式。将准直的指示光往返两次通过具有热透镜效应的激光晶体,利用偏振变换的方法使测量光束有效的从光路中分离出来,采用CCD相机对被测光束进行探测。搭建了激光晶体的动态热焦距的实验测量装置,分别测量了端面泵浦和侧面泵浦两种工作状态激光晶体的动态热焦距,最后分析了实验测量的误差。结果表明:利用指示光偏振变换法测量激光晶体的热焦距,测量误差仅为0.8 mm,能够满足激光器谐振腔设计要求。     

粒子动态分析仪(PDA)测量湍流场时散射粒子的选择

应用激光技术测量流场时需要合适的散射粒子。本文研究了激光三维粒子动态分析仪测量湍流流场时,如何选择合适散射粒子的问题。实验结果表明,散射粒子的合理选择是保证测量精度的重要措施之一。在测量强脉冲湍流场时,应选用密度小,直径小且折射率大的粒子作为散射粒子。选择合适的粒子播散浓度。     

乙醇辅助激光烧蚀切割硅晶圆工艺

为了减小激光切割硅晶圆时的热效应,选择去离子水作为辅助液体进行激光切割实验,研究了水下切割时激光烧蚀激发气泡对硅片表面造成的不良影响。为解决水下激光切割进程中诱导气泡大面积粘结在硅片表面的问题,提出了去离子水混入乙醇溶液的实验方案,分析了水下激光切割中激光参数和乙醇浓度对切割质量的影响。实验结果表明,采用乙醇溶液作为辅助介质能明显减少粘结气泡的数量,减轻气泡破溃冲击带来的负面影响。实验采用乙醇浓度5 wt.%时切割得到的硅片比纯水中切割得到的硅表面影响区减小50%以上、切缝宽减幅约20%,有效提升了激光切割质量。     

8C2--Fluid flow measurements with a laser Doppler velocimeter

The basic principles of the laser Doppler velocimeter, a new instrument for measurement of localized flow velocities in gases and liquids, are discussed in detail. Velocity measurements are made by detecting the Doppler shift in monochromatic laser light which is scattered from small contaminant particles in the fluid. ACWgas laser serves as the light source, and the Doppler shift is detected by optical heterodyne techniques. The latest fluid flow measurements obtained with the laser Doppler velocimeter are presented.     

激光法测量湍流流场时散射粒子的选择

激光技术测速时需要有合适的粒子。本文研究了用三维粒子动态分析仪(PDA)测量湍流流场时选择合适的散射粒子的问题。试验结果和理论分析表明:(1)散射粒子的特性参数是影响测速精度的重要因素;(2)在湍流度较高的流场中测量时应尽可能选择直径小、密度低、折射率大的粒子作为散射粒子,而且粒子散播的浓度要合适。     

利用微波调制激光技术测速的实验研究

为了验证微波调制激光技术进行速度测量的可靠性,构建了一套通过微波调制激光技术测速的实验系统。利用激光作为载波,微波作为模拟调制信号对激光信号进行强度调制,光电探测器对信号光强度进行直接探测。利用射频电路,获得多普勒频移数据反演发射端和接收端相对运动速度。同时通过测量运动距离和时间计算平均运动速度,作为第三方数据,用于与微波调制激光技术测速的数据进行比较。理论分析了这套系统的原理并对其进行了实验验证。实验结果表明,利用微波调制激光技术测速的数据与第三方数据平均偏差小于2.0%,符合性好。     

基于激光多普勒测速的流场测试技术

激光多普勒测速技术,作为一种非接触式测速技术,具有测速精度高,测速范围广,空间分辨率高,不影响流场分布、可测远距离速度场等优点。因此多普勒测速技术已经在众多领域中得到广泛的应用。本文主要从理论上对激光多普勒测速技术进行分析,从实验角度阐述了激光多普勒测速技术的工作机理。并对激光多普勒测速技术在内燃机中流场测试应用的可行性进行分析,最后介绍了多普勒测速技术在内燃机流场测试中的应用和国内外发展情况。     

Laser Doppler perfusion imaging by dynamic light scattering

A laser Doppler perfusion imaging technique based on dynamic light scattering in tissue is reported. When a laser beam sequentially scans the tissue (maximal area approximately 12 cm×12 cm), moving blood cells generate Doppler components in the backscattered light. A fraction of this light is detected by a remote photodiode and converted into an electrical signal. In the signal processor, a signal proportional to the tissue perfusion at each measurement point is calculated and stored. When the scanning procedure is completed, the system generates a color-coded perfusion image on a monitor. A perfusion image is typically built up of data from 4096 measurement sites, recorded during a time period of 4 min. This image has a spatial resolution of about 2 mm. A theory for the system inherent amplification factor dependence on the distance between individual measurement points and detector is proposed and correction measures are presented. Performance results for the laser Doppler perfusion imager obtained with a flow simulator are presented. The advantages of the method are discussed     

双纵模He-Ne激光器的多普勒测速系统

为了进行高速及超高速测量,提出了一种基于双纵模He-Ne激光器的多普勒测速结构。阐述了双纵模激光多普勒测速的基本原理,设计了系统的光路结构,并运用数字滤波、数字自相关技术对多普勒信号进行处理。理论分析与实验结果表明:双纵模激光多普勒测速系统利用相邻两个纵模的拍频作为基频大大减小了比例因子,解决了系统进行高速及超高速测量的难题;数字滤波去除直流基底和部分噪声;自相关技术进一步抑制噪声,提高了信噪比,便于精确提取多普勒频率。测量了高速转盘上待测点切向运动的速度,测量结果的重复性精度优于0.8%。     

基于TDLAS测量HBr化学激光器气体温度

利用可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）,基于吸收光谱的多普勒展宽原理,对D2/NF3燃烧驱动的HBr化学激光器,进行了光腔和扩压段的气体温度测量实验研究。为了有效地测量TDLAS吸收光谱,选用了主气流中吸收系数较大的HF分子（2-0）振动谱带的R2谱线作为研究对象。实验中利用一台中心波长1 273 nm的分布反馈式（DFB）二极管激光器,搭建了一套基于直接吸收法TDLAS的HBr化学激光器气体温度测量系统。通过对HF分子的吸收谱线进行Voigt线型拟合,获得了多普勒展宽宽度,从而给出了光腔和扩压段气体温度。在进行时域频域变换时,使用了一台自由光谱范围（FSR）为1.5 GHz的F-P标准具用于频率校准。实验测量结果表明,光腔温度约为280 K,扩压段温度约为400 K。实验过程中的碰撞展宽和多普勒展宽的比值小于0.1,表明多普勒展宽为主,能够方便地用HF吸收光谱的展宽来监测光腔和扩压段的气体温度。     

激光双截面转速波动法监测转轴动态扭矩

基于激光多普勒效应和转动动力学原理,提出一种直接监测转轴动态扭矩的新方法,并建立了数学模型。通过构造光学测试系统使4束高相干激光投射到转轴轴段两截面上4点,具有多普勒频移的反射光在光电探测器上发生混频,光电流频差正比于角速度。测得相邻时刻两截面的瞬时转速,得到轴段转速波动值及两端面相对转速波动值,进而实现转轴动态扭矩的直接监测。实验验证了该方法的可行性。与传统方法相比,该方法实时性强,具有较宽的动态范围,对动态扭矩的识别值提高了5%~10%,反映了转轴扭矩波动的动态特性。     

Laser diagnostics of flames, combustion products, and sprays

Recently, numerous laser-based diagnostic methods have been developed to probe sprays and combustion processes. These diagnostic probes encompass spontaneous Raman spectroscopy, coherent Raman spectroscopy, laser fluorescence and absorption for temperature and species concentration measurements; laser Doppler velocimetry for fluid flow measurements; and particle sizing and vapor concentration in sprays by numerous optical methods. Specific examples will be presented of species concentrations and temperatures in flames. These results have been compared to theoretical calculations for these properties and in many cases show excellent agreement between experiment and theory. Moreover, the spatial resolution offered by these laser techniques allows one to determine how a flame is changed by the presence of an adjacent cooled, metal wall. Two new Raman spectroscopic methods are also described for the direct spectroscopic measurements in a flame of atomic oxygen-an important radical in flame chemistry. Finally, a two-wavelength absorption/scattering measurment is described whereby vapor concentrations inside sprays may be measured. This technique has been applied to measuring the vapor concentration in an axisymmetric n-heptane fuel spray.