单脉冲飞秒激光作用下晶态GeSb2Te4相变薄膜的非晶化过程

利用飞秒激光的抽运探测技术，研究了单脉冲飞秒激光作用下GeSb2Te4相变薄膜的非晶化过程，测量了相变薄膜的时间分辨光学显微图。所研究的系统为多层薄膜结构100 nm ZnS-SiO2/ 35 nm GeSb2Te4 /120 nm ZnS-SiO2/0.6 mm ，飞秒激光的脉冲宽度为108 fs，波长为800 nm。实验发现相变薄膜从晶态至非晶态的相转变过程可以在 2.6 ns内完成。讨论了相变薄膜的厚度对系统的热传递、快速凝固过程的影响，分析了相关热过程和热效应，解释了抽运探测实验数据，并探讨了单脉冲飞秒激光诱导相变薄膜非晶化的机制。     

截面折变非对称型长周期光栅高温应变特性

研究了基于高频CO_2激光脉冲单侧写入的截面折变非对称型长周期光纤光栅(LPFG)高温特性及其在高温环境中的轴向应变特性。理论和实验表明在200～1000℃之间长周期光纤光栅的谐振峰漂移呈线性趋势;同时,在高温环境中其谐振峰随轴向应变也呈线性漂移,且不同谐振峰的温度和应变灵敏度也不同。利用这种新型长周期光纤光栅独特的高温应变特性可用一根光纤光栅实现对高温和应变的同时测量。     

低强度激光辐照对蝗虫活性的影响

为研究低强度激光辐照对蝗虫活动能力的影响,以减少农药的使用量和降低农药的浓度,选择大功率连续型近红外半导体二极管激光器,针对3龄至4龄期东亚飞蝗蝻虫头部位置,在距离激光发光面4cm处,进行2s和4s的辐照试验,分别观察比较辐照前后蝗虫的活性和活性降低程度．试验结果表明,辐照前,蝗虫具有较高的活性,辐照后蝗虫的活性降低,并逐渐趋于一致性;辐照时间越长,蝗虫的活性降低程度越高。说明低强度近红外激光辐照蝗虫头部位置能明显抑制其活动能力。     

激光辐照光学材料热力效应的解析计算和损伤评估

光学元件的损伤是高功率激光技术发展的一个瓶颈，为此以连续CO2激光辐照K9玻璃为例，研究了连续激光辐照光学材料的热力损伤机理。通过积分变换方法，求解热传导和热弹性力学方程组，由此得到激光辐照引起的温度场和热应力场的瞬态分布。研究中发现在高斯光束作用下，热扩散长度的概念不再适用，因此通过曲线拟合方法，推导出最大热应力的位置与辐照时间的关系，并由此计算出材料的损伤阈值。由于K9玻璃的应力损伤阈值小于熔融损伤阈值，因此当激光作用引起的环向热应力大于材料的抗拉强度时，材料发生永久性损伤，损伤形态为拉伸解理。将理论模型的相关结论与实验结果相对比，两者吻合得很好。     

离焦量对等离子体冲击波力学效应的影响

为研究激光等离子体冲击波力学效应受入射激光及环境因素的影响,利用波长1．06μm,脉冲能量320 mJ,脉宽10 ns的Nd;YAG激光作用在Al靶上,研究了冲量耦合系数(C_m)和离焦量(Z)之间的关系。实验发现在1．01×10~5 Pa情况下,初始时C_m随Z增大而增大,到Z=-12 mm附近达到最大值;而后C_m随Z增大而减小。在4000 Pa时,C_m随Z的变化关系与1．01×10~5 Pa时相似,但峰值位置后移。离焦量不同时,由于作用激光的功率密度不同而影响等离子体屏蔽效果;光斑大小不同将影响稀疏波作用,且离焦量正负不同时激光等离子体冲击波对靶的作用机制也明显不同,这些因素决定了离焦量对等离子体冲击波力学效应的影响。     

液晶显示玻璃基板激光切割热应力场的有限元仿真

激光切割玻璃基板是一个复杂的激光与材料相互作用的过程。为了掌握切割过程中热应力场的动态分布,提高切割质量,提出了一种热应力场的仿真方法。在有限元软件Ansys环境下,建立了三维液晶显示玻璃基板激光切割热应力场的有限元分析模型。采用间接法方式对温度场和热应力场进行耦合;通过APDL参数化编程语言,实现了对激光移动热源及射流冲击换热模型的仿真。仿真结果表明:在切割过程中,激光照射区内表现为压应力,压应力最大值出现在热源中心处;在激光光斑前、后一段距离内及冷却点附近均表现为拉应力。增大冷却效果及减小冷却点与激光光斑间的距离,均可增大拉应力δy的值。     

基于TDLAS的非均匀流场温度分布的测量

基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）温度测量技术,使用多条谱线能够实现非均匀流场的气体温度分布的测量,主要有剖面拟合和温度离散两种方法。对剖面拟合方法进行理论分析和仿真,并且假设电炉上方0.5 cm处的温度分布为二次函数ax2+bx+c,采用剖面拟合方法进行测量,与热电偶测量的温度进行对比,温度最大波动为49 K。     

低能量激光照射对S180腹水瘤小鼠外周血免疫细胞数量影响的研究

本试验系统地研究了低能量氮氦光照射对S180腹水瘤小鼠外周血免疫细胞数量的影响。应用7.33、11.00、14.67、22.00和29.33j/cm^2五种照射剂量，对接种S180纤维肉瘤细胞的BALB/c小鼠做内眼角照射，连续照射6天。在接种肿瘤细胞后第4、8和第12d，分别对5只小鼠进行断尾采血，对外周血细胞进行分类计数。结果表明：接种肿瘤后第4天，所有低能激光照射组白细胞、淋巴细胞、中性幼稚细胞数量均出现显著升高，其中尤以29.33j/cm^2组最为明显；但此后该组淋巴细胞及中性幼稚细胞数量开始明显下降，而7.33-22.00j/cm^2组则持续上升至12天时才出现下降趋势。相对而言，29.33j/cm^2组与肿瘤对照组变化具有相似性，其核右移出现的时间较早，程度也最为严重，而其它四个LELI组则较为轻微。     

新型光纤激光雷达的结构理论分析与作用距离计算

为了改善当前激光雷达存在的对振动敏感,体积庞大,对人眼不安全等问题,综合国内外激光雷达研究现状的基础上.给出了一种新型光纤激光雷达的结构.该雷达利用光纤激光器作为光源,光路中大量采用了光纤器件,使得系统体积大大减小.采用相干探测的原理,根据激光雷达作用距离方程,给出了信噪比与光纤激光雷达作用距离的关系.根据所选的器件参数,通过理论计算,在探测概率为0.9,虚警概率小于10-4的情况下,得到了2 km的最大作用距离.所设计的光纤激光雷达体积小,结构紧凑、新颖,具有良好的探测能力.     

Progress in CdZnTe substrate producibility and critical drivers of IRFPA yield originating with CdZnTe substrates

With the goal of maximizing the yield of infrared focal plane arrays (IRFPAs), Santa Barbara Research Center’s (SBRC) Infrared Materials Producibility Program (IRMP) has focused on assessing and improving the quality, yield, and throughput of CdZnTe substrates. A baseline detector lot was fabricated to identify the critical drivers of IRFPA yield coming from the substrates and to evaluate the quality and yield of the current vendor base for CdZnTe substrates. Substrate induced defects and impurities that can potentially affect device performance and operability were carefully mapped out in detail on 44 × 67 mm² size substrates, received from IRMP substrate vendors as well as SBRC. This paper will report on the correlations found between this substrate characterization data base and the IRFPA level defect distributions. Key results from these correlation studies are: (1) extended defects found on the substrates with the Nakagawa etch correlated well with responsivity reduction in the final IRFPA; (2) cross-hatch patterns that were evident in the responsivity map correlated well with similar features seen by x-ray topography on LPE double layers; and (3) a possible correlation of device performance (leakage current at 78K) with copper and lithium impurities in the substrate. Recent initiatives toward improving the quality and yield of the substrate growth process have focused on improving purity in the pre-growth charge preparation, modification of growth parameters to reduce defects and scaling up of the vertical Bridgman growth process from its current 67 mm diameter boule size to 92 mm diameter boules. Promising initial results from the large diameter boule growth process will be shown. The 92 mm diameter CdZnTe boule (6 kg charge) shows two predominant single crystal grains encompassing 75% of boule volume. Defect characterization of boules grown under baseline and modified conditions is discussed.