高阶微穿孔型超材料低频宽带吸声机理

针对现有低频噪声控制的迫切需要,提出了一种高阶微穿孔型超材料结构,解释了其低频宽带吸声机理,并设计了新型的高阶微穿孔型低频宽带吸声超材料,在300~3 000 Hz的频率范围内表现出连续优异的吸声特性。设计了单个单元的吸声结构,通过在传统的微穿孔超材料内部增加穿孔板的方式,激发高阶特性,对比发现,高阶微穿孔型超材料实现了对高阶峰值的灵活调整。使用理论公式和有限元仿真,建立单元结构的计算模型计算单元的吸声系数,对结构进行吸声机理分析,同时分析了典型结构参数对于吸声特性的影响规律;在此基础上,通过单元间的严格耦合,设计了一种9单元宽带吸声结构,并进行实验验证。实验结果表明,该材料总体厚度为106.1 mm,在300~3 000 Hz的频率范围内获得了连续优异的带宽,平均吸声系数达到90%以上。该结构具有亚波长厚度的低频宽带吸声特性,在汽车、飞机、轮船等噪声环境中,具有广阔的减震降噪的工程应用前景。

1064nm超短激光脉冲的锁模获取与特性分析

为了获得1064 nm皮秒级的超短激光脉冲,探究其波形和功率特征以及泵浦功率和腔长对锁模特性的影响,使用SESAM(半导体可饱和吸收镜)设计相应的W型折叠腔实验系统进行分析,获得了重复频率为92.25 MHz的稳定锁模脉冲。实验结果表明,在腔长不变时,若泵浦功率过低,则锁模不会启动,若泵浦功率过高,则会观察到调Q不稳定及多脉冲现象,且在产生锁模效应的泵浦功率范围内,锁模脉冲的平均功率大小和泵浦功率大小是呈正相关的;在泵浦功率大小一定时,锁模脉冲的波形对折叠腔腔长的变化极为敏感,不足1 mm的腔长变化都会使波形出现较大的抖动,只有在一个极小的范围内才会出现稳定的梳状波。

X波段MEMS硅腔折叠基片集成波导环行器芯片

通信系统向小型化、高性能、集成化的快速发展对射频组件的体积和电性能提出了苛刻的要求。设计了一种X波段硅腔折叠基片集成波导(FSIW)环行器芯片。当基片集成波导(SIW)工作于主模时,将中央的对称面等效为虚拟磁壁,沿着窄边对电磁场进行多次折叠,形成FSIW。以该技术作为设计思路,提高空间利用率,实现了FSIW整体结构的小型化。将FSIW的优势融入环行器中心结设计,使设计的环行器芯片具有高功率容量、低插入损耗、体积小、质量轻的优点。基于微电子机械系统(MEMS)工艺,以高阻硅为衬底材料,制备了该硅腔FSIW环行器芯片,芯片整体尺寸为6.5 mm×6 mm×2.5 mm,工作频率为8.5~11.5 GHz,回波损耗>18.5 dB,带内插入损耗<0.4 dB,隔离度>20 dB。

LD端面泵浦折叠腔Nd:YVO4/LBO激光器

对端面泵浦Nd∶YVO4 构成的四镜Z型折叠腔结构进行了理论研究 ,合理调整谐振腔的参量关系 ,使谐振腔能够适应不同泵浦功率下激光晶体热焦距的变化 ,同时所设计的折叠腔还具有腔参量调整灵活等特点 以LBO晶体为倍频晶体 ,采用Ⅰ类角度调节位相匹配技术 ,在双端泵浦光功率为 2 6W时 ,成功地获得了 4W稳定的连续绿光输出 Nd∶YVO4 /LBO绿光激光器输出为 4W时的稳定性为 1.3% ,其光 光转换效率达到 13%

双端抽运双Nd:YVO_4连续绿光激光器

为了提高半导体激光器抽运的全固态激光器的输出功率与光-光转换效率,设计并使用了双端抽运双Nd∶YVO4绿光激光器。通过激光晶体温度场特性的研究以及依据光束的传输矩阵,分析了双激光晶体热透镜效应对于谐振腔稳定性的影响,设计了双端抽运双激光晶体折叠腔。在双端抽运双Nd∶YVO4绿光激光器系统中,LBO晶体采用了Ⅰ类非临界相位匹配腔内倍频方式,当抽运光功率为26.56W时,获得了5.5 W的稳定连续绿光输出,其光-光转换效率为20.7%。结果同时表明,在谐振腔内插入双激光增益介质,不仅可以提高激光器的光-光转换效率,而且两个激光晶体热透镜效应相互作用的结果可以增强谐振腔的稳定性。

折叠腔内腔倍频激光器中基频与谐波相对相位对输出功率的影响

对折叠腔内倍频激光器基频与谐波的相对相位对倍频光输出功率的影响进行了理论分析 ,并在实验上采用全固体化 L D泵浦 Nd:YVO4 +KTP折叠腔内腔倍频激光器 ,利用光楔的色散作用调节腔内基频与谐波的相对相位 ,得到了倍频光输出随基频与谐波相对相位呈余弦函数平方的变化 ,验证了理论结果 ,为消除大功率激光器中相对相位的影响 ,提高输出功率提供了一种简单实用的方法 .

喉腔的解剖学研究

本文选用喉标本50例(男、女各半),对喉腔进行了测量和研究。测量并对照了喉腔入口周径、前后径及横径;喉腔各部的高度及有关径线;前庭襞和声襞的长、宽、厚度。还测量了声带前连合的位置及其至甲状软骨上、下缘和环状软骨上缘的距离,并结合临床应用进行了讨论。

高重频电光调QNd∶YAP红光激光器

研制了一台基于Nd∶YAP晶体线偏振激光输出特性而省略起偏器方式的电光调Q高重频Nd∶YAP红光激光器.通过对Nd∶YAP晶体的热透镜焦距的实验测量,优化设计了三镜折叠腔的各个参量,采用LN晶体电光调Q、KTP晶体Ⅱ类匹配腔内倍频,最终获得670nm红光输出.在重复频率1000Hz、抽运电流75A时,获得了峰值功率28.3kW、脉宽76ns的偏振红光输出,倍频效率为37.1%.

固体激光高重复率电光Q开关研究

对光学晶体的电光效应进行了深入地分析,应用谐振腔原理研制出折叠循环腔式高重复率电光开关。在电光晶体上施加小振幅的调制电压,可获得高重复率窄脉冲光信号,调制频率可达到60～100 MHz。这种电光开关可应用于电光Q开关、电光调制器、计数器等。

一种石墨烯波导褶皱激发表面等离子体激元的设计（英文）

设计了褶皱石墨烯波导结构激发表面等离子体激元,通过设计周期阵列结构实现了表面等离子体激元传播损耗的补偿.理论分析了周期阵列结构的表面等离子体激元传播模型和补偿损耗的方式,结果表明褶皱衍射激发表面等离子体激元波导不仅能够激发表面等离子体激元,还能利用表面等离子体激元波矢关系实现器件参数控制,周期阵列增益全程补偿损耗的方式可以显著增加表面等离子体激元的传播距离.数值分析结果进一步表明:该结构具备了保持亚波长尺寸的强局域化优势;周期阵列增益全程补偿可以显著提高纳米腔中的电场强度,降低传输损耗;波导结构的粒子反转水平较高,自发辐射噪声的扰动较低.设计的石墨烯波导器件可以为微纳光学集成、光子传感和测量等领域提供理想的亚波长光子器件.

端面抽运四镜折叠腔Nd:YVO_4激光器的研究

基于传输矩阵理论,针对端面抽运的z型折叠腔Nd∶YVO4固体激光器的谐振腔设计进行了数值模拟,详细分析了腔内各参量对谐振腔稳定性的影响.由模拟结果推断,z型腔激光器具有两个稳区,并且稳区的范围可通过谐振腔各分臂的臂长来调节.利用相同的光学元件在不同的稳区范围设计了两种热稳腔,指出了长短腔型各自的利弊.实验考察了输出功率随腔长改变的变化情况,在不同腔长下的不同稳区分别获得了稳定的1342nm激光输出,谐振腔稳区范围的变化规律与理论计算基本符合.

二维轴对称折迭组合腔输出光束分析

用矩阵理论对二维轴对称折迭组合腔产生的高斯光束通过平面输出镜后的情形做了分析。并对接收屏上的光强分布做了数值计算和模拟。所得结果用于医疗是有实用价值的。

全固态高功率连续单横模Nd:YVO_4/LBO绿光激光器

报道了激光二极管泵浦的高功率连续单横模绿光激光器。考虑到激光晶体因吸收泵浦光而产生的热透镜效应,我们选择低掺杂浓度Nd:YVO4激光晶体,设计了V字型热不灵敏折叠式驻波谐振腔,利用I类非临界相位匹配LBO非线性晶体,当泵浦功率为23 W时,得到7 W单横模532 nm绿光输出功率,光-光转化效率为33%,长期功率稳定性优于1.6%(自由运转3小时)。

二维轴对称-折叠组合腔CO_2激光器近场失调分析

为了研究小角度失调对二维轴对称-折叠组合腔CO2激光器输出光束的近场分布的影响,在利用矩阵理论确定平凹谐振腔和凹-平-凹谐振腔失调后的光轴的基础上,采用光束并和思想,对输出光束进行了理论分析和模拟。取得的数据表明,小角度失调对4 cm以内的近场强度影响不大,光强仍具有高斯状分布;对4 cm以外的近场强度影响较大,光强分布轮廓发生相应的变形,且随着失调角度变大而变大。研究结果表明,在4 cm以内的近场具有实用价值。

改性KTP晶体、三镜折叠腔内倍频研究

本文利用改性ＫＴＰ晶体，进行了纯连续激光倍频实验。根据光束传输矩阵，用计算机数值法计算了三镜折叠腔不同谐振腔参数所对应的稳定区，对Ｎｄ：ＹＡＧ／ＫＴＰ进行腔内倍频，实验获得了３－５Ｗ 纯连续绿色激光输出。其实验结果与理论计算值基本相符。

7.13W全固态1319nm宏微脉冲激光器

研制了一台高效率全固态平均功率7.13 W的1 319 nm宏微脉冲激光器。激光器采用热稳Z形折叠腔,增益模块采用自行研制的准连续15个二极管芯片环形泵浦的Nd:YAG模块,采用主动声光锁模器作为锁模元件,并在腔内插入倍频KTP晶体对激光器的输出尖峰进行抑制。为了获得稳定的锁模状态,对激光器腔长进行了精确设计和调节。当激光器腔长与锁模器驱动频率匹配时,获取了宏脉冲重复频率400 Hz、脉宽约190μs,微脉冲重复频率95.6 MHz、脉宽小于1.0 ns的1 319 nm激光脉冲。

Nd∶YVO_4/KTP全固化倍频激光器的研究

介绍了两种腔型结构不同的Nd∶YVO4 /KTP全固化倍频绿光激光器 ,对腔结构参数进行了优化计算 ;在相同的实验条件下 ,对这两种腔的输出和稳定性等特性进行了比较和深入分析 ,在此基础上得出结论 ,提出改进措施。该折叠腔方案已进入产品化阶段。

LD抽运的折叠腔Nd∶YVO_4/KTP倍频红光激光器

对LD端面抽运的Nd∶YVO4/KTP腔内倍频激光器的三镜折叠腔结构进行优化设计,研究了总腔长、输入镜曲率半径和Nd∶YVO4和KTP晶体的热效应对激光谐振腔的稳定区域、Nd∶YVO4晶体内基模光束半径的影响。实验结果表明:该方法所得出的结论与理论相吻合。在实验中比较了折叠腔不同折叠角度的红光输出功率,并获得了最佳折叠角度为25°,其有效倍频效率为10.8%。最后使用基频光的偏振特性与KTP的相位匹配之间的关系对实验结果进行理论解释。

小型折叠腔自由振荡TEA CO_2激光器实验研究

分析了TEA CO2激光器和差分吸收雷达的工作原理,研制了一种新型双通道放电激励折叠腔TEA CO2激光器。详细分析了折叠腔TEA CO2激光器的结构及其设计特点。对影响气体快放电过程的各种因素,如储能电容与峰值电容的比值、工作气压、充放电电感及输入电压的范围等进行了实验研究,确定了充放电谐振回路的最佳参数,实现了双通道的稳定辉光放电。对激光器输出能量与激励电压、混合气体工作气压等参数的关系进行了实验研究,得到最大输出能量约为722mJ。

考虑软土结构性损伤的柱形孔扩张理论分析

采用考虑结构性损伤的四折线应变软化模型,针对管桩沉桩过程中产生的挤土效应,得出改进的柱形孔扩张理论解,并与已有模型进行对比分析,结果表明,简化的四折线模型与软土的典型压缩曲线最为接近,提出了四折线模型中各直线段和相应参数的确定方法。采用Mohr-Coulomb屈服准则和相关联流动法则,提出了桩周不同区域内土体的应力、应变计算公式,给出了极限软化半径、极限破坏半径和极限扩张压力的计算方法。结合工程实例,通过对比分析发现,四折线模型的位移计算值与实测值最为接近,能更好地符合管桩挤土效应的实际情况。