被动调Q固体激光器上转换效应的数值模拟

在主动调Q固体激光器上转换效应(ETU)理论的基础上,给出了包含上转换效应项的被动调Q固体激光系统的耦合速率方程组。采用变步长龙格-库塔数值方法,针对Nd∶YAG激光晶体和Cr4 ∶YAG可饱和吸收体,对上转换效应对输出脉冲参数的影响进行了数值分析。在低抽运功率条件下,上转换效应对输出脉冲的能量和峰值功率影响较大;在高抽运功率条件下,上转换效应对平均输出功率影响较大。在抽运功率逐渐增加的过程中,上转换效应对输出脉冲能量和峰值功率的影响逐渐减弱,对输出激光的脉冲宽度(FWHM)和重复频率的影响则可以被忽略。数值计算结果与实验所得结果基本一致。     

长脉冲激光辐照下金属材料靶熔融和汽化过程的模拟计算

基于包含相变过程的热传导方程,采用显热容法,对ms脉冲激光辐照下,金属靶材的温升、液化及汽化的全过程进行了数值模拟.分别考查了不同激光强度辐照条件下,不同深度处材料体内的温度、固-液界面和液-汽界面的位置和速度等随时间的变化规律.在保证计算精度的同时,本方法具有简单快速的特点.     

基于激光传感信号的动态环境目标智能识别研究

由于利用原有方法自动识别复杂环境运动目标时,图像存在的噪声会导致误识别率较高,因此,提出一种基于机器视觉的复杂环境运动目标自动识别方法.通过高斯混合建模方法检测复杂环境下的运动目标,具体步骤为确定高斯混合模型的实际初始参数,更新高斯混合模型的对应参数,最后对各高斯函数的实际权值实施归一化处理.基于机器视觉中的局部二值模型提取复杂环境下的运动目标特征,根据提取的运动目标特征,通过三帧差法选取并比较三帧相邻的复杂环境图像,然后两两作差并实施二值化,以及执行逻辑"与"运算,实现复杂环境下运动目标特征的识别.通过将基于机器视觉的复杂环境运动目标自动识别方法与原有方法进行性能对比实验,证明该方法的误识别率低于两种原有方法,实现了运动目标识别性能的提升,对于监控系统的发展有很大意义.     

高功率飞秒激光与透明介质的相互作用及其应用

随着飞秒(fs.10-15s)激光近些年来得到迅速发展,飞秒激光已广泛应用于物理、化学反应的动力学过程分析.利用飞秒激光的热效应可以忽略的特点进行超精细加工.利用飞秒激光与透明材料的非线性相互作用,可以实现材料内部有空间选择性的三维光功能微结构.文章重点介绍了飞秒激光与透明介质相互作用的原理,以及在三维超高密度光存储、三锥光功能微结构等方面及应用,国内外相关领域的最新进展,并展望了应用前景.     

超短脉冲激光与介质薄膜相互作用的解析研究

在对速率方程求解的基础上,得到了超短脉冲激光辐照下介质表面电子密度演化的解析表达式;并导出了脉冲通量密度与破坏脉宽阈值的解析关系式;得到了介质损伤阈值与脉宽之间的关系;并考查了初始电子密度对损伤阈值的影响.     

重频激光辐照半导体损伤的有限元分析

在考虑到材料热力学参数随温度变化的前提下,以热传导方程和热弹方程为基础,采用有限元分析算法,考查了200ns脉宽、1064nm波长重频激光辐照下,半导体材料InSb体内的温升和热应力分布,分析了由温升效应所致该材料的损伤破坏类型,探讨了热熔融损伤和热应力损伤阈值随光斑尺寸、脉宽、重复率、脉冲次数等的变化规律。     

飞秒激光辐照下金属薄膜材料的热力响应

考虑到金属材料热导率、弛豫时间、电子-晶格耦合系数等热力学参数随温度非线性变化因素的影响,运用具有人工粘性和自适应步长的有限差分算法,数值求解了飞秒激光辐照金属薄膜的超快热弹性模型,分析了飞秒激光辐照200nm铜膜时温度场和应力场的变化规律。结果表明：电子热导率和电子-晶格耦合系数对温度场变化有较大影响;在超快加热早期,热电子崩力在金属薄膜表面附近迅速达到峰值,后期急剧减小的热电子崩力和逐渐增大的晶格温度梯度共同决定了薄膜体系中应力场的变化。     

大气湍流对激光通信系统影响的数值模拟

从大气湍流对激光传输的影响出发,在Rytov和Tartaskii理论模型的基础上,得到激光通信系统的信噪比(SNR)、误码率(BER)和光强起伏之间的关系,并对信噪比和误码率在不同湍流强度、不同波长下随传输距离的变化进行了数值模拟。结果表明：大气湍流对系统误码率和信噪比均有明显的影响,且对误码率的影响超过信噪比占主要地位,在不同湍流强度下,误码率随着湍流强度的增加起初以指数形式迅速增长,最后趋于同一值,传输的最大距离有显著的变化,使用长波长的激光可以增加信号传播的有效距离,提高激光的通信质量。     

介质多层膜的热吸收

根据薄膜光学基本理论,利用一级近似数学方法,给出S,P偏振态平行光在两弱吸收介质边界反射率及透射率的简单表达式,并依此研究了弱吸收介质单层膜及多层膜的热吸收。结果表明,单一膜层的热吸收率,在膜层参数确定的条件下,不仅取决于此膜层材料的消光系数,而且取决于相邻膜层的消光系数。     

射频激励板条波导CO2激光器远场空间压缩单峰输出模式的研究

从研究射频激励板条波导CO₂激光器远场压窄单峰的理论成因出发,根据实验现象,通过理论分析和数值计算得出宽波导平平腔自再现模,这种自再现模式与无波导壁时不同,其近场具有复杂分布,理论分析表明求出这种模式的远场是压窄单峰强度分布,实验结果证实了这种模式的存在.