基于平凹多通腔的非线性脉冲压缩技术

采用平凹多通腔和固体薄片组的非线性脉冲光谱展宽与压缩方案开展了100 W皮秒激光非线性脉冲压缩的研究.以多片熔融石英薄片作为非线性介质,在平凹腔中皮秒激光通过自相位调制将光谱宽度由0.24 nm展宽4.8 nm,用光栅对进行色散补偿压缩,实现压缩后的脉冲宽度为483 fs,对应压缩比为22,最终输出飞秒激光的平均功率为44.2 W.相对于常规多通腔方案,该平凹腔结构紧凑,光路稳定性好,压缩比高,非常有利于非线性光谱展宽与压缩的实现.

C-cut Tm:YAP晶体连续光特性实验研究

掺铥铝酸钇晶体(Tm:YAlO_(3),Tm:YAP)具有机械性能与热力学性能优良、发射截面大等优点,可用商用半导体激光器(laser diodes,LD)作为泵浦源,是2μm光源的理想增益介质。由于Tm:YAP晶体具有各向异性,不同切向轴向摆放下的激光输出特性有所不同。本文使用793 nm的LD作为泵浦源,研究了c向切割(c-cut)Tm:YAP晶体在激光偏振方向平行于a轴(E//a)和激光偏振方向平行于b轴(E//b)下的连续光运转输出特性以及波长调谐输出特性。研究表明:在28 W的泵浦功率下,当E//a时,Tm:YAP激光器连续光输出功率为8.66 W,斜率效率为32.1%;当E//b时,Tm:YAP激光器连续光输出功率为8.41 W,斜率效率为31.1%;在腔内以布儒斯特角插入双折射滤光片对输出激光波长进行调谐,在15 W的泵浦功率下,当E//a时,输出激光波长调谐范围为1 888.8~2 084.4 nm,调谐宽度为195.6 nm;当E//b时,输出激光波长调谐范围为1 889.6~2 043.1 nm,调谐宽度为153.5 nm。实验结果表明,c-cut Tm:YAP晶体沿a轴和b轴放置时都可以实现高功率高效率的连续光输出及宽范围的波长调谐,且E//a时和E//b时的波长调谐曲线形状近似互补,有潜力实现高功率窄脉宽的激光输出。

苹果矮化密植的优势及栽培技术

近年来,苹果矮化密植技术被广泛应用于果树种植行业中,且已经取得了良好的种植效果,对于推动农村发展做出了巨大贡献。主要以山东省某县区的苹果矮化密植技术的现状为例,分析该项技术在种植过程中的优势条件,并从前期准备、过程管理、后期维护三个方面说明栽培要点,以供相关人员参考。

可见光稀土离子掺杂固体激光器(特邀)

可见光波段激光在科研、工业、医疗以及通信领域应用广泛,可通过半导体激光器、稀土离子掺杂激光器和非线性频率变换技术产生,其中可见光稀土离子掺杂激光器近年来受到广泛关注。首先介绍了可见光波段激光的几种典型应用,然后分析了目前可以产生可见光激光的稀土离子(镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥)的发射吸收光谱和激光特性,最后综述了其中较有潜力的镨离子和铽离子在可见光固体激光器方面的最新研究进展。

Yb:CaYAlO_(4)再生放大器

阿秒科学是驱动超强超快激光往高平均功率和短脉冲宽度方向快速发展的动力之一.本文针对高重复频率阿秒光源的实际需求,开展了基于国产Yb:CaYAlO_(4)晶体的再生放大理论和实验研究.在理论研究中,根据Yb:CaYAlO_(4)晶体的热透镜计算结果,设计了热稳定性良好的模式可调再生腔;并对晶体π和σ偏振的放大输出能量和光谱进行计算.在此基础上,开展了Yb:CaYAlO_(4)晶体不同偏振性质的再生放大实验研究.在晶体π偏振的实验中,获得了平均功率16.1 W、单脉冲能量1.61 mJ、光谱中心波长1030 nm、光谱半高全宽16 nm的放大输出,压缩后的激光脉冲宽度为149 fs,压缩效率为92.1%,峰值功率大于9.5 GW.在σ偏振获得了平均功率28.7 W、单脉冲能量2.87 mJ、光谱中心波长1037 nm、光谱半高全宽11 nm的放大输出,压缩后的激光脉冲宽度为178 fs,压缩效率为91.5%,峰值功率大于14.2 GW,光束质量因子M2<1.2.以上研究结果实现了目前Yb:CaYAlO_(4)晶体最高平均功率和最大单脉冲能量的输出.针对高重复频率阿秒光源、太赫兹和光参量放大领域的应用.后续计划增加两级行波放大实现平均功率200 W、脉冲能量20 mJ、脉冲宽度小于200 fs的激光输出.

GHz重复频率亚百飞秒克尔透镜锁模Yb:CaYAlO_(4)激光器

GHz重复频率飞秒激光具有高单纵模功率和高采样速率等优点,在科学前沿和工业加工等领域具有重要的应用价值.受限于锁模原理和泵浦源的可用功率,GHz重复频率克尔透镜锁模激光器的平均输出功率通常仅为数十到百毫瓦量级,限制了其直接应用.基于此,本文报道了利用高功率单模光纤激光器泵浦的GHz重复频率高功率克尔透镜锁模飞秒激光器.通过合理的腔模设计,构建了四镜环形腔结构,使晶体中激光模式可以和整形后的泵浦光形成良好匹配,以利于软孔克尔透镜锁模的实现.在8 W的泵浦功率下,首次在Yb:CaYAlO_(4)激光器中实现了GHz重复频率的亚百飞秒高功率锁模运转,平均输出功率为2.1 W,重复频率为1.8 GHz,脉冲宽度为88 fs,对应峰值功率大于10 kW.该实验结果表明Yb:CaYAlO_(4)晶体具有产生GHz重复频率高功率飞秒激光的潜力,高功率短脉宽GHz飞秒激光器可为光学频率梳和微加工等领域提供优质光源.

酚醛树脂基烧蚀材料研究进展

酚醛树脂基烧蚀材料作为航天、军工等领域应用最广泛的烧蚀材料之一,以优异的性能及低成本、制备周期短等优点备受关注。随着航天技术的发展,为满足日益复杂化和严苛化的飞行器热防护需求,国内外均开展了大量研究工作。重点从基体、填料、增强纤维3个方面对国内外酚醛树脂基烧蚀材料的发展现状进行了综述,展望了酚醛树脂烧蚀材料未来的发展趋势并提出一些发展建议。指出应完善烧蚀材料烧蚀机理,探究不同组分多尺度协同改进及其结构一体化设计以提高材料的综合性能;优化材料制备工艺和改善材料的循环利用,实现绿色可持续发展。

椭圆叶片Savonius风力机叶轮气动性能数值计算

为提高Savonius风力机叶轮的风能转化效率,提出椭圆叶片Savonius风力机叶轮方案,并通过非定常流体动力学数值计算分析了不同尖速比下叶片扁度对叶轮的气动特性的影响。计算基于雷诺时均的N-S方程,湍流模型采用RNG k-ε模型,利用滑移网格技术模拟叶轮的转动,通过网格无关性和湍流模型验证分析验证所采用数值方法的有效性。研究结果表明:随着扁度减小,叶片最大力矩系数增加,而最小力矩系数减小;扁度为0.72的叶轮的最大平均功率系数最大(0.2650),相比常规Savonius叶轮增加5.84%。

水下航行器垂直轴海流发电装置叶轮特性的数值仿真

为了探索、解决水下航行器能源补给问题,设计了一种用于水下航行器的垂直轴海流发电装置,并利用二维非定常流体力学计算研究了不同尖速比下叶片截面翼型、叶片弦长、叶轮阻塞度等结构参数对叶轮受力和功率输出特性的影响。计算时基于了雷诺时均N-S方程,湍流模型采用重整化群的k-ε模型,计算域网格用GAMBIT软件将其划分成静止域和旋转域两部分,并通过滑移网格技术实现了静止域和旋转域的相对转动。计算结果表明:叶片厚度增加,叶轮在较小尖速比下可获得更高的扭矩峰值和捕获功率峰值;叶轮阻塞度对叶轮输出影响显著;采用NACA0015翼型的叶轮,当水流速为0.5m/s、尖速比为2、叶轮阻塞度为0.266 5、叶片弦长为150mm、叶片展长为1m时,最大平均捕获功率约为25W。该结果可为水下航行器发电装置的受力和功率输出特性研究提供参考。

可控翼混合驱动水下滑翔机运动性能研究

提出了一种可控翼混合驱动水下滑翔机的概念,借助独立控制的左右滑翔翼和螺旋桨推进器,该滑翔机能够实现高效率滑翔推进和高机动性螺旋桨推进2种推进方式,可有效解决现有水下滑翔机或推进效率低或机动性差的问题。为了研究该滑翔机的运动性能,基于Newton-Euler法建立了六自由度运动数学模型。通过求解稳态滑翔运动平衡方程,定量分析了可控翼翻转角对滑翔机滑翔性能的影响。根据六自由度动力学模型,对该滑翔机的滑翔运动和螺旋桨推进运动进行了仿真研究,仿真结果表明可控翼混合驱动水下滑翔机相比常规水下滑翔机有较高的航行性能。

全氧窑炉大碹引起的节瘤缺陷及解决方案

0引言全氧窑炉采用氧气助燃,燃烧过程中基本没有氮气的引入,使得全氧燃烧反应产物中水汽的浓度可达50%以上,窑炉内碱挥发物与高温水汽结合后形成的碱蒸气体积浓度是传统空气助燃窑炉的3~6倍,高浓度的碱蒸气对硅砖侵蚀严重形成低温共融物,不仅缩短熔窑的使用寿命,低温共融物滴落玻璃液内形成的硅质结石对生产质量造成较大影响,因此传统的硅砖大碹结构已经不适用于全氧窑炉。

一种新型垂直轴式风机叶轮的数值仿真

合理开发利用风能是缓解当前化石能源危机的一个重要途径。提出一种垂直轴式活动叶片风机叶轮的设计方案,叶轮上安装多枚直板型活动叶片,叶片在绕安装轴公转的同时绕自身安装轴自转。为探索该叶轮的工作机理,研究其自启动性能和不同旋转速度下的发电特性,采用滑移网格技术对叶轮进行二维定常和非定常数值流体计算,分析其工作环境下的压力场和速度场的基本特点。计算结果表明:该叶轮具有良好的自启动性能,其平均静态力矩系数为1.09;叶轮在速比系数时获得最大功率系数0.449,约为Savonius叶轮最大功率系数的2倍。

利用自动识别系统信息进行高频地波雷达天线阵校正

该文提出了一种利用自动识别系统(AIS)信息进行高频地波雷达天线阵校正的方法。该方法使用高信噪比的舰船目标回波信号和目标的AIS信息解算天线阵的相位误差和增益误差。该方法的校正精度高于使用非合作目标回波的盲校正算法,同时无需部署专用信标机,并可以实现随时校正。使用高频地波雷达实测数据以及相应的AIS数据对新方法的性能进行了检验,其结果证明了新方法的优势。

水下航行器海流发电装置叶轮的数值仿真

针对水下航行器航行过程中的能源补给问题,设计了一种用于水下航行器的垂直轴海流发电装置.为探索稳定海流中发电装置叶轮的受力特性和功率输出特性,利用滑移网格技术对叶轮流场进行了二维非定常数值仿真,结果与实验数据较为吻合.针对4叶片和3叶片叶轮分析了叶轮旋转速度ω和叶片翻转角θ对叶轮发电性能的影响,结果表明,3叶片叶轮最大输出功率要高于4叶片叶轮,展长为1m的3叶片叶轮在v∞=1m/s、θ=120°和ω=0.3rad/s时获得最大平均输出功率29.33W.分析了3叶片叶轮在来流v∞=1m/s下速度场的基本特点,为实际的设计安装工作提供了预测和指导.

血清神经突起因子和转化生长因子-β1对脊柱骨折合并脊髓损伤患者神经功能恢复的预测作用

目的探讨入院时血清神经突起因子、转化生长因子-β1(TGF-β1)水平对脊柱骨折合并脊髓损伤患者术后神经功能恢复情况的预测价值。方法纳入2018年2月—2019年3月收治的84例单节段脊柱骨折合并脊髓损伤患者为研究对象。采用美国脊髓损伤协会(ASIA)分级评估患者神经功能恢复情况,将术后末次随访时ASIA分级较治疗前提高者归入恢复良好组(n=50),无变化或降低者归入恢复较差组(n=34),比较2组患者入院时基线资料与实验室指标水平,采用logistic回归方法和受试者工作特征(ROC)曲线分析入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平与神经功能恢复情况的关系。结果2组性别、年龄、体质量指数(BMI)、骨折节段、脊髓损伤节段、受伤原因、骨折AO分型、脊髓损伤时间、Ogawa创伤指数等基线资料差异无统计学意义(P>0.05)。恢复较差组患者术前血清神经突起因子水平、TGF-β1水平低于恢复良好组,差异均有统计学意义(P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平低可能是脊柱骨折合并脊髓损伤患者术后神经功能恢复较差的危险因素(比值比=1.253,95%置信区间为1.130~1.389,P<0.05;比值比=1.167,95%置信区间为1.088~1.252,P<0.05);绘制ROC曲线发现,入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平单独及联合预测脊柱骨折合并脊髓损伤患者术后神经功能恢复的曲线下面积分别为0.844、0.809、0.908,两者联合应用时预测效果最佳。结论脊柱骨折合并脊髓损伤患者入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平与术后神经功能恢复情况有关,入院时血清神经突起因子、TGF-β1水平低可能预示患者术后神经功能恢复较差。

下凹式绿地处理城市初期雨水效能的试验研究

采用下凹式绿地处理系统,在不同工况条件下,对城市暴雨径流初期污染水进行截滤效果研究。试验结果表明,当水力负荷在1.150 m3/(m2·d)以下时,出水能满足城市污水再生利用要求,同时也表明充分利用土壤和植被对雨水的净化能力,把雨水引入绿化带,是有效减轻城市雨水管网输水压力的途径之一。

股骨近端防旋髓内钉与动力髋螺钉治疗股骨转子间骨折临床观察

目的探讨股骨近端防旋髓内钉(proximal femoral nail antirotation,PFNA)与动力髋螺钉(dynamic hip screw,DHS)在股骨转子间骨折治疗中的效果。方法回顾性分析67例股骨转子间骨折患者的临床资料,依据手术方式分为PFNA组(35例)和DHS组(32例)。比较2组患者的切口长度、手术时间、术中出血量、骨折愈合时间、并发症发生情况及术后髋关节功能等指标。结果PFNA组手术切口长度(6.3±0.7)cm,术中出血量(357.7±43.2)mL,骨折愈合时间(10.1±3.5)周,DHS组手术切口长度(8.7±1.6)cm,术中出血量(400.5±25.4)mL,骨折愈合时间(12.3±4.1)周,差异有统计学意义(P<0.05);PFNA组手术时间(89.6±30.2)min,DHS组手术时间(72.6±15.6)min,差异有统计学意义(P<0.05)。术后随访18个月,PFNA组患者髋关节功能较DHS组恢复好,差异有统计学意义(P<0.05)。2组患者并发症发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论与DHS相比,PFNA内固定技术有创伤小、骨折愈合时间短、术后关节功能恢复好等优势,但存在手术时间长的缺点。

基于有限元压缩方法的复合材料RVE创建

文章提出一种有限元压缩方法,可以简单、高效地创建具有较高增强体体积分数的复合材料代表性体胞单元(RVE),其具体步骤如下:(1)基于随机顺序吸附(RSA)法生成具有较低增强体体积分数的复合材料周期性RVE;(2)在周期性边界条件约束下,采用有限元方法压缩前述创建的低增强体体积分数复合材料周期性RVE,得到有限元网格格式、具有较高增强体体积分数的复合材料周期性RVE;(3)通过后处理提取得到的高增强体体积分数复合材料周期性RVE中所有增强体的位置(和取向),进而创建CAD格式的复合材料周期性RVE.采用提出的有限元压缩方法,成功创建了体积分数达50.0%的球形增强体复合材料的周期性RVE.采用最近邻距离的概率分布函数、最近邻取向角的累积概率分布函数、Ripleys-K函数和对关联函数对创建的复合材料周期性RVE中球形增强体分布规律进行了统计分析,发现创建的复合材料周期性RVE中球形增强体空间随机分布.基于创建的复合材料周期性RVE和有限元均质法预测了不同类型的球形增强体复合材料的弹性性能,并与实验测试和双夹杂模型预测的结果进行了对比,验证了创建的复合材料周期性RVE及提出的有限元压缩方法的有效性.