端泵Nd：YAG高功率复合棒三维热应力分布的计算模拟

采用有限差分方法分析模拟了高功率端泵Nd:YAG复合棒的三维热应力分布,并与不合端帽的情况作了对比.研究了非对称泵浦、端帽厚度、冷却边界条件、激光介质尺寸和材料特性等参数对三维热应力分布的影响.计算结果表明:采用复合棒结构能够改善介质的热分布,减小介质表面的张应力(由无端帽时的136 MPa减少到8.6 MPa),因此这种结构允许激光器获得大功率的激光输出.数值计算结果与Anasys软件模拟的结果一致,与已知实验结果定性相符.文中采用的有限差分方法避免了超大型矩阵运算,提高了计算精度和运算速度,对高功率固体激光器的优化设计有实际价值.     

纳秒激光去除铝板表面漆膜热力学过程分析

为了研究并分析纳秒脉冲激光去除金属表面漆膜的机理,采用1064nm的纳秒激光对涂有漆膜的铝板样品进行了单脉冲辐照实验。依据热传导理论分别模拟出作用过程中漆膜以及铝板表层的温度分布,计算出漆膜与铝板界面处由于铝板基底热膨胀而产生的分离力,并分析了等离子体冲击波对去除漆膜的影响。结果表明,纳秒激光去除漆膜时力的作用为主导,其中热膨胀产生的分离力为漆膜的去除提供必要条件,漆膜对激光等离子体的约束最终导致其自身断裂和剥落。采用热力学理论对纳秒激光去除金属表面漆膜机理进行分析是可行的。     

无后向反射镜的SBSYAG激光器实验研究

对无后向反射镜SBS调Q的YAG激光器做了实验研究。在对透镜焦距、池子长度、聚焦位置优化后,当重复频率分别为1Hz和5Hz时,得到了稳定的高质量激光输出。     

光楔列阵线聚焦系统的研制

报道七单元光楔列阵线聚焦系统的设计原理和焦线特性的测试结果。     

非相干瞬态谱的实验研究

通过进行多次电爆炸金属丝实验,进行比对研究,并对采集到的铝丝和铜丝电爆炸的非相干光谱及发光能量进行的研究发现,对于同种金属丝,注入能量的速率决定了电爆炸的剧烈程度以及电爆炸过程中的中间产物,同时也决定了电爆炸的光谱特性;通过对不同电压下相同铝丝电爆炸采集的能量分析得到,随着注入能量的速率增加,光谱的强度越大,而且充电电压存在一个阈值,低于此阈值,爆炸将不能充分进行。     

非圆对称光束M2因子矩阵的实验研究

M2因子的计算和测量与所采用的坐标系有关,所以对光斑为非圆对称的光束进行M2因子测量时,若选取的实验室坐标系不同或者是在非完全相同的实验条件下进行的测量,测量所得的M2因子并不唯一,这给实际应用中光束质量的评价带来了不便.为更方便地进行光束质量的评价,使得不同的实验室坐标系下测量所得M2因子统一,引入了两个交叉项来表征待测光束光斑主轴与实验室坐标系的位置关系,定义了M2因子矩阵.同时研究了M2因子矩阵的测量原理和方法,搭建了M2因子矩阵测试系统,实验研究了非圆对称光束的束宽以及M2因子随坐标系旋转的变化规律,测出了M2因子矩阵.     

采用啁啾光纤光栅补偿带啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输的色散

利用啁啾光纤光栅,对带啁啾的超高斯脉冲的色散补偿特性进行了理论分析和数值模拟。数值模拟结果表明,光脉冲在普通单模光纤中传输了一定距离后,由于色散的作用,脉冲发生展宽,超高斯脉冲比高斯脉冲展得更宽。若初始脉冲含有啁啾,展宽后的脉冲还出现小调制。用啁啾光纤光栅进行色散补偿后,高斯型脉冲能够较好的恢复初始脉冲形状,带啁啾的超高斯脉冲的脉宽可恢复到接近初始脉冲的宽度,但脉冲形状发生了畸变,并出现了旁瓣,脉冲峰值功率与超高斯脉冲阶数和啁啾参数有关。     

纳米级铝包覆光波导耦合特性研究

为了研究10nm级铝包覆光波导特征参量对其耦合情况的影响,理论模拟了不同金属层折射率和厚度、不同导波层折射率和厚度情况下的衰减全反射谱,分析了特征参量对耦合情况的影响。通过实验验证了金属层折射率和厚度对其耦合情况的影响,发现纳米级铝膜的复介电常数发生了很大的变化。结果表明,导波层厚度影响激发导模的数目,但对耦合深度影响不大;导波层折射率同时影响激发导模的数目和耦合深度;耦合层金属膜厚度不影响激发导模的模数,但对耦合深度的影响很大;对于相同的耦合层金属膜厚度,金属折射率不同,耦合情况大不相同。研究结果为基于双面金属包覆光波导的脉冲展宽器的制作和设计过程提供了参考。     

低风速离网型风力发电机的叶片设计

根据内蒙古四子王旗某地2007年逐月平均风速表选取设计风速为6 m/s,根据某型号300 W交流永磁发电机的输出功率特性,利用Matlab编写的叶片优化设计程序,设计了300 W水平轴风力发电机叶片.通过风轮与发电机的匹配,调整叶片参数,使之在小风时具有较高的风能利用系数,提高风力机的效率,在大风时具有较低的风能利用系数,从而达到大风时限速保护的目的.