离轴抛物面镜对超短激光脉冲紧聚焦特性的研究

为了研究超短激光脉冲光束质量对焦斑的影响,采用经典的几何模型进行了理论模拟分析,并实验研究了离轴90°抛物面镜的飞秒激光光束的紧聚焦特性。由理论分析和实验结果可知,当入射失准角为3mrad时,将从空间上使焦斑峰值功率密度减半,失准角的存在将引起到达靶面的激光脉冲的时间展宽从而降低焦斑峰值功率密度;利用3TW钛宝石飞秒激光系统,通过f/1离轴90°抛物面镜对激光束进行紧聚焦,得到最佳焦斑尺寸为5.6μm×5.4μm,对应于3mJ和96mJ的飞秒脉冲激光光束的焦斑峰值功率密度分别为3.83×1017W/cm2和1.23×1019W/cm2。结果表明,该研究为开展激光与固体、气体、团簇等物质相互作用的相关实验提供了重要的参考。

基于PSD方法的点焊轨道客车车体随机振动疲劳寿命分析

首先利用SIMPACK动力学软件得到车体二系簧处的加速度功率谱(PSD),在ANSYS中对车体二系簧座进行激励加载,利用模态叠加法对车体进行随机振动分析,得到客车车体的1σ应力分布;而后利用高斯三区间法和Miner线性累积损伤定律,对车体结构的疲劳寿命进行分析。分析结果表明,在达到车辆五级修程前,车体底架枕梁和边梁连接处、侧墙窗角立柱与蒙皮连接处及车顶空调安装梁与波纹板连接处为车体疲劳寿命薄弱位置。

焦斑形态精细化设计及其性能分析

对实现焦斑形态控制的衍射光学器件进行了精细化设计 ,模拟计算结果表明 ,可同时满足洞口附近旁瓣光强峰值不超过主瓣平均光强的 0 .0 1 % ,且主瓣顶部不均匀性小于 1 0 %。选取不同的采样间隔对比说明了精细化设计相对于传统设计 ,能真实准确地获得焦斑形态的性能参数。最后 ,采用功率谱密度 (PSD)方法初步分析了器件几何结构与焦斑性能 。

焦平面探测器测试系统有源低通滤波器设计

低漂移、低噪声的直流偏置电压是红外焦平面探测器测试系统的重要组成部分。根据探测器测试系统的具体需求,设计出一种七阶无漂移全极点有源低通滤波器。对电路的交流仿真结果表明所设计的滤波器满足设计要求,能有效抑制工频与高频噪声干扰;对滤波器的衰减特性和传输特性进行Monte-Carlo分析,得出此滤波器元件具有统计灵敏度低的优点;最后就电阻元件对输出信号噪声的影响进行分析,得到了各电阻对输出信号的噪声影响和输出信号的总噪声功率谱密度曲线。

激光功率密度对超声信号特性影响的研究

在激光超声检测实验中，所采集到的超声信号幅度一般都较小，除了对采集到的信号做去噪处理外还可以通过改变相关因素来提高信号幅度，进而提高实验的检测精度。在宋燕星等人的理论分析基础上，根据实验室搭建好的激光超声检测实验平台，主要研究了通过改变光斑大小从而改变激光功率密度的情况下对激光超声信号特性的影响，并在其基础上进一步研究了不同大小的光斑对应的超声信号频谱特性，同时对超声信号的频谱分量进行统计，实验得出，激光功率密度的改变不仅能影响到激发机制，还影响着激光超声信号的频谱成分。

激光波前功率谱密度与焦斑旁瓣的关系

基于波前功率谱密度(PSD)的定义,分析了采用功率谱密度方法研究中频波前畸变与焦斑旁瓣关系的可行性。由于任意形状的波前畸变都可以由不同空间频率的正弦函数叠加组成,以正弦函数波前为例进行功率谱密度分析和远场分析。分析表明,当中频波前畸变的幅度满足一定条件时,远场二级以上的衍射非常低,可以忽略不计,此时波前功率谱密度与焦斑旁瓣具有非常好的相似性,并且这种相似性仅与中频波前畸变的幅度有关,与空间频率无关。最后还用数值模拟的方法验证了这个结论对叠加后的结果仍然成立。研究结果可以用于设计满足惯性约束聚变(ICF)驱动器打靶对焦斑旁瓣要求的光学元件中频段波前畸变指标。

光谱色散和分布式相位板联用对靶面辐照均匀性的改善

通过对分布式相位板和光谱色散匀滑技术联用的模拟计算,分析了联用实验中焦斑的变化,论证了非设计采样点光强的不可控性对焦斑匀滑质量的损害。模拟结果证实了光谱色散匀滑技术对色散方向上的焦斑均匀性的改善,焦斑不均匀性由58.30%降为19.50%。通过分析焦斑不均匀性与光谱色散匀滑积分时间的关系,发现5~6个光谱色散匀滑调制周期时得到最优匀滑效果。对焦斑频谱的分析显示,光谱色散匀滑技术可以有效抑制由非设计采样点光强引入的高频成分,26.3μm内的光强调制被平滑,同时很好地保持了由分布式相位板决定的焦斑低频包络,在实验与模拟中均得到很好验证。为进一步的分布式相位板与光谱色散匀滑技术联用设计提供了理论依据。