混合掺杂Cr~(4+),Yb:YAG晶体储能特性的数值模拟

借助于Cr4+,Yb:YAG激光放大器抽运动力学模型,在浓度(原子数分数)厚度(mm)积为15%.mm、抽运功率密度为20 kW/cm2的情况下,对不同口径、不同掺杂浓度的Cr4+,Yb:YAG晶体放大器中的储能进行了模拟计算。计算表明,在不掺入Cr4+的Yb:YAG晶体中,随着Yb3+浓度的增加(横向尺寸不变)和横向尺寸的增加(浓度不变),最终获得的储能密度反而减小。但在混合掺入Cr4+后,放大器中的储能将受到Cr4+浓度的影响,在Yb3+的浓度和横向尺寸一定情况下,放大器中的最大储能随Cr4+的增加将先增加,后减小,即:在一定情况下,为了获得放大器中最大的储能,掺入的Cr4+离子浓度有一优化值,这一优化值将由Yb3+离子浓度和介质的横向尺寸确定。     

薄膜电极重频电光开关的热管理

透明导电薄膜作电极的普克尔盒电光开关是新一代重频激光驱动系统的理想单元。高重频会在电光晶体内产生热沉积,引起弹光效应,热光效应和晶体形变,使透射光束的波前产生畸变。针对能量千焦耳级,重复频率16 Hz率的激光系统,对薄膜电极普克尔盒采用液冷技术进行热管理;建立普克尔盒的热分析模型,利用有限元算法,分别研究晶体厚度和换热系数对波前畸变的影响,得到晶体厚度的最优值。并模拟了开关晶体上的温度分布、应力分布和机械形变,分析热光效应、机械形变和弹光效应对光束波前和退偏损耗的影响,结合波前畸变和退偏损耗的要求得到优化的参数。     

重频Yb:YAG水冷放大器介质热分布测量与控制

为了控制端面泵浦Yb:YAG水冷激光放大器的热效应,对介质的温度分布进行了实验测量,测量了不同口径和厚度的晶体在不同的泵浦频率下的介质表面温度分布。对介质温度分布进行了理论分析,包括泵浦分布、ASE产热等因素对温度分布的影响,得到了影响介质横向温度梯度的关键因素。研究结果表明,泵浦光相对介质的位置对温度面分布有重要影响。提出了提高泵浦填充因子、利用包边吸收ASE光线的方法抑制横向温度梯度的初步设计方案。     

低温液冷块状Yb∶YAG激光放大器

针对高功率激光的应用需求,提出一种新构型的低温激光放大器方案,采用低温液体侧面冷却三角形沟槽设计的块状Yb∶YAG晶体,抑制了介质内寄生振荡,改善了热管理效果,实现了放大器高效储能与提取,获得了能量为9.4 J、脉冲宽度为10 ns、重复频率为5 Hz、远场3.3倍衍射极限的激光输出,为后续更大能量的Yb∶YAG激光放大器设计提供了有益的参考。     

一种轻型电动无人机在输电线路巡视中的应用技术

介绍了一种电动无人机开展输电线路航巡作业技术,阐述了该种类无人机系统的组成、实际应用情况及其技术优势,并对电动无人机电网巡视作业技术做了展望.     

陇东地区油井结蜡机理及蜡沉积动力学研究

陇东地区油井井筒结蜡问题严重影响了油井的正常生产,不同于其他区块多在井筒中部结蜡的情况,LN区块在井筒深部泵口、尾管附近结蜡现象严重,大大制约了该区块油井的正常生产。文中以LN区块蜡样及原油为研究对象,通过蜡样组分、结构、碳数分布、溶蜡点及原油黏温曲线、碳数分布等的测定探索造成该区块结蜡严重的原因;并利用数学模型对该区块井筒结蜡过程进行研究,分析含水率、温度、流速等外因对油井井筒结蜡的影响。研究结果表明:造成该区块在井筒深部泵口、尾管附近结蜡的主要原因为原油中高碳数组分占比大、所结蜡为直链烷烃且碳链较长、蜡样中机械杂质及沥青质含量高;通过动力学分析表明:结蜡速率随含水率的增大而减小,随温度及流速的增大先增大后减小。     

中红外固体激光技术研究进展

波长在3～5μm波段的中红外激光由于处于大气窗口波段,同时又是众多原子及分子的吸收峰,因此在光谱学、医学、通信、遥感、环境监测及红外对抗领域有着广泛而重要的应用前景.目前,固体激光器实现中红外激光输出的途径按照工作介质划分主要包括以Fe:ZnSe晶体为代表的过渡金属掺杂硫族化合物激光器、以MgO:PPLN晶体为代表的光参量振荡器,及以ZGP晶体为代表的光参量放大器3种类型.本文分别介绍它们的技术路线及近年来的最新研究进展,讨论了高能高功率中红外固体激光器的关键技术问题,并对其发展趋势进行了展望.     

间隔掺杂低温Yb:YAG叠片放大器的热效应优化

针对高重复频率运行下低温氦气冷却的间隔掺杂Yb:YAG叠片激光放大器中热效应的问题,提出了一种多层Cr4+:YAG热管理技术,并优化设计了放大器Cr4+:YAG间隔层和包边结构以减少热效应的影响。利用三维有限元和琼斯矩阵方法,分析了不同Cr4+:YAG结构激光介质中温度和应力应变分布,并模拟计算了热致双折射退偏损耗和波前畸变。数值结果表明,通过设计两层和三层Cr4+:YAG结构,降低与增益介质相邻Cr4+:YAG中的热沉积,增益区内的横向温差可降低到1.5 K以内,光束经过整个放大器后平均退偏损耗和波前畸变可分别减少到0.5%、0.8;进一步合理地设计Cr4+:YAG的层数和吸收系数能有效消除热效应对光束质量的影响。     

热不灵敏激光谐振腔补偿特性研究

为了实现热容激光器远场可聚焦性的实时控制,采用角锥棱镜阵列作为准相位共轭反射镜对光束波前进行被动式实时补偿。详细研究了阵列角锥棱镜谐振腔的光学特性,通过优化谐振腔的构型,进行腔内滤波,抑制角锥之间的共轭模式,获得了在保持90%输出能力条件下的单模输出,中心主斑能量集中度提高了约4.5倍,远场可聚焦性与传统的平-凹腔比提高约10倍。结果表明,角锥棱镜阵列谐振腔具有热不灵敏的特性,可显著提高热容激光器的远场聚焦能力。     

低渗透非均质气藏压裂水平井产量预测研究

致密储层普遍存在非均质性以及气体在运移时存在启动压力梯度。为了准确致密气藏压裂水平井的产量综合应用当量井径、等值渗流阻力等原理,建立了考虑启动压力梯度、储层平面非均质、裂缝干扰、储层与裂缝相耦合的气藏压裂水平井非稳态产量计算模型。利用四川盆地某致密气藏水平井的资料进行了模拟结果表明在其它条件相同的情况下,启动压力梯度使压裂水平井的生产效果变差,将非均质储层处理成均质储层会导致产量明显偏高。