半导体激光器侧向模式控制技术的研究进展

高功率半导体激光器在固体或光纤激光器泵浦、材料加工、激光雷达、空间通讯及国防等领域具有重大需求,但传统器件面临发散角大、光束质量差、亮度低的难题,限制了其直接应用。宽区半导体激光器具有输出功率和转换效率高的优点,但其侧向模式受多种物理效应的影响,高电流下激射模式数很大,导致远场宽度随电流增大迅速展宽,光束质量非常差,成为制约半导体激光亮度提高的关键瓶颈难题。因此,需要对半导体激光器的侧向模式进行控制。本文首先从半导体激光器的侧向模式影响机制出发,分析了其侧向模式特性及光场分布与器件结构的关联关系;接着,介绍了目前主要的侧向模式控制技术,通过抑制高阶模式及侧向远场展宽,实现光束质量的改善及激光亮度的提升。采用先进的侧向模式控制技术,可从芯片层次发展新型的高亮度半导体激光器,有利于拓展半导体激光器应用领域及降低应用成本,具有重要的研究意义。

组合光栅对半导体激光器的侧向模式调控作用

设计并制作了一种新型含有组合光栅结构的分布式布拉格反射(CDBR)半导体激光器。通过引入组合光栅结构,对分布式布拉格反射(DBR)激光器的高阶侧向模式进行调控,提升了高阶侧向模式的损耗,最终优化了远场光斑图案。实验制得的器件腔长为2 mm,脊波导宽度为40μm,高阶光栅周期为7μm,占空比为0.6。当注入电流为1.0 A时,组合光栅起到明显作用,远场光斑图案从DBR-激光二极管(LD)的多瓣优化到CDBR-LD的单瓣。CDBR-LD在电流为1.25 A时的饱和输出功率约为433 mW,斜率效率为0.337 W·A^(-1),注入电流为0.95 A时的光谱半峰全宽(FWHM)约为0.61 nm。

侧向旋转吸痰干预模式对老年肺心病伴COPD患者病情控制及VAP的预防效果

目的探讨侧向旋转吸痰干预模式对老年肺心病伴慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者病情控制及呼吸机相关性肺炎(VAP)的预防效果。方法选择2019年10月—2022年10月医院收治的肺心病伴COPD老年患者72例,按照组间基本特征具有可比性的原则分为对照组和观察组,每组36例。对照组予以常规护理,观察组在对照组基础上应用侧向旋转吸痰干预模式。比较两组患者的血气功能、肺功能、肺动脉收缩压(PASP)、心脏Tei指数(TI)、VAP与相关并发症预防效果。结果实施侧向旋转吸痰干预后,观察组患者动脉二氧化碳分压(PaCO_(2))低于对照组,动脉血氧分压(PaO_(2))高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV_(1))、最大通气量(MMV)均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);PASP、TI低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);VAP、并发症发生率均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论侧向旋转吸痰干预模式应用于老年肺心病伴COPD患者中,可有效改善其血气功能与肺功能,降低PASP、TI,有效控制病情,预防VAP的发生,降低相关并发症发生率。

桥梁单墩不同侧向力分布模式Pushover分析方法

Pushover分析使用一定分布模式的递增水平侧向力代表地震作用下结构惯性力的分布,分布模式的不同会直接影响Pushover分析的结果,尤其是结构高阶振型影响显著时,因此侧向力分布的选取是Pushover分析中的一个关键问题。通过选取7条强震地震波,对比了典型地震波下非线性时程分析(IDA)和采用4种不同侧向力分布模式的Pushover分析的15m、30m和60m墩的地震反应。并从总体、构件和截面三个层面对各种模式Pushover分析进行评价,分析其适用性。研究表明结构进入非线性和高阶振型影响显著时,自适应侧向力模式较其他模式Pushover分析结果更接近IDA分析结果。

凹陷区上生下储油侧向运移模式及油聚集——以松辽盆地三肇凹陷扶杨油层为例

为了研究三肇凹陷扶杨油层油成藏规律,采用油分布与源岩、断裂空间叠合研究的方法,对扶杨油层油侧向运移模式及其对油成藏与分布的控制作用进行了研究。结果表明,上覆青一段源岩生成的油向下伏扶杨油层侧向运移的模式为:断裂错断使上覆青一段源岩与下伏扶杨油层中的不同油层组对接,青一段源岩生成的油在浮力作用下侧向运移进入扶杨油层的不同油层组中;断裂错断阶数越多,青一段源岩生成的油侧向运移进入扶杨油层中油层组的层位越深,反之则越浅。青一段源岩生成的油向扶杨油层侧向运移对其油成藏与分布的控制作用主要表现在2个方面:①断裂密集带两侧的地垒构造是扶杨油层油成藏的有利部位;②扶一油层组是青一段源岩生成的油向扶杨油层侧向运移的主要层位。这一研究成果对于指导三肇凹陷扶杨油层石油勘探具有推广价值。

输电塔Pushover分析的侧向力分布模式选取研究

为有效地采用Pushover分析获得输电塔架的抗震性态指标,针对该类结构Pushover分析的侧向力分布模式选取开展了研究。首先根据塔架抗震性态指标确定侧向力分布模式合理性选取准则,然后根据规则化后的代表性地震波进行了不同地震动强度下的塔架非线性时程分析,并与4种常用侧向力分布的Pushover分析结果进行对比,进而根据塔架关键点位移和塔腿主材应力的一致性分析,对比研究了各侧向力分布模式的适用性,建议输电塔结构Pushover分析中采用多振型和倒三角两种侧向力分布模式。

扭转不规则结构水平侧向力分布模式与pushover分析

水平侧向力分布模式的施加问题是合理进行pushover分析的关键环节。对于可以简化为平面模型的结构,传统的水平侧向力分布模式表现出较好的适用性,但对于因扭转不规则而导致必须采用空间模型的结构则并不适用。为此,针对扭转不规则结构的水平侧向力分布模式问题,并基于该类结构的地震响应特征,通过引入水平侧向力调整系数和水平侧向力分配系数,提出了扭转不规则结构改进的水平侧向力分布模式。对一具有典型扭转不规则特性的空间钢框架结构分别进行改进分布模式下的pushover分析和IV类场地典型地震动作用下的弹塑性时程分析,计算结果显示:改进分布模式下的pushover分析体现出扭转效应对结构反应的影响,并在一定程度上反映出更多的结构抗震信息,验证了所提出模式的可行性,说明pushover分析法也同样适用于扭转不规则结构。

桥梁高桩承台体系推倒分析侧向力分布模式

介绍了几种常见的侧向力分布模式,并针对高桩承台体系的等效固结模型,通过改变承台质量,对几种分布模式的推倒分析曲线与非线性时程分析结果进行了比较.发现承台质量较大时,上述模式均低估了承台的惯性力作用,并且时程分析得到的体系抵抗不同地震波的能力差异较大,而上述模式对应的能力曲线却没有体现出这种不同.考虑到高桩承台体系承台惯性力较大的特点,借鉴墩顶集中力分布模式,提出了双集中力分布模式.以一飘浮体系斜拉桥的高桩承台模型为例,进行常见模式以及新模式下纵桥向的推倒分析,并将推倒分析曲线与非线性时程分析的结果进行了比较,发现新模式的结果与时程分析的结果吻合得较好.

考虑地基柔性和侧向力分布模式的桥墩推倒分析

考虑地基柔性的影响,使用SAP2000有限元程序分别建立了墩底固结和墩底六弹簧约束的桥墩模型,采用均匀加速度、第一阶振型和前三阶振型组合等3种水平侧向力加载模式分别对模型进行了推倒分析,并对比分析了不同墩高对计算结果的影响。通过对模型动力特性和推倒分析结果的对比分析表明,地基柔性不但延长了桥墩的自振周期,还对其振型和推倒曲线有着重要影响;对梁式桥梁结构进行推倒分析时不宜采用一阶模态向量分布加载模式;对于墩高较低、由第一阶振型控制的桥墩可采用均匀加速度和按一阶振型计算出的水平地震力分布模式进行推倒分析,墩高较高时,采用振型组合的加载模式更为合理。

竖向不规则结构Pushover分析的侧向荷载分布模式研究

侧向荷载分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题,尤其当高振型影响显著和结构不规则时其选取直接影响Pushover分析结果。针对竖向不规则多高层结构楼层侧向刚度突变的特点,从楼层质量、侧向刚度、振型参与系数等影响因素出发,提出了一种改进的固定侧向荷载分布模式。对四种竖向不规则形式的结构在不同侧向荷载分布模式下进行Pushover分析,并与时程分析结果进行比较,研究了不同侧向荷载分布模式Pushover分析结果的有效性和适用性。计算结果表明,采用改进的侧向荷载分布模式进行Pushover分析,不但可以找出各种竖向刚度不规则形式的结构薄弱层,而且还具有较高的精度。

适用于滞变性能退化结构体系抗震设计的新型侧向力模式

基于规范格式的抗震设计侧向力模式主要是基于弹性结构系统的动力特性获得的,这与强震下结构的非线性地震响应具有不兼容性,不能很好的预测和控制结构的地震损伤。基于强震均匀损伤的抗震理念,提出了滞变性能退化结构体系抗震设计的新型侧向力模式。建立了以峰值指向性改进I-K模型为基础的分析模型,构建了结构的均匀损伤优化设计程序,系统研究了收敛参数、地震动特性、目标延性、结构周期、阻尼比、软化刚度系数、材料延性能力、材料循环退化速度等对新型侧向力模式的影响。提出了以结构基本周期、目标延性和楼层相对高度为变量的新型侧向力模式量化表达式。结果表明,采用新型侧向力模式设计的结构,能实现结构的损伤分布均匀化,降低结构的地震响应,提高结构的抗震性能。

竖向不规则钢结构水平侧向力分布模式与Pushover分析

合理选取侧向水平力分布模式是Pushover分析中的一个关键问题。对于形状较为规则且基本振型起主要控制作用的结构,传统的水平侧向力分布模式对分析结果影响不大,得到的结构破坏方式也没有太大的差异。但是形状不规则且高阶振型影响不能忽略的结构则受水平侧向力分布模式的影响很大。针对竖向不规则多、高层结构侧向刚度突变的特点,从楼层质量、侧向刚度、振型参与系数等影响因素出发,提出了一种改进的水平侧向力分布模式。对一典型竖向不规则钢框架结构分别进行了不同侧向力分布模式下的Pushover分析,并与IV类场地典型地震波作用下的弹塑性时程分析结果进行了比较。计算结果显示,改进分布模式下的Pushover分析与时程分析结果最为接近,验证了所提模式的可行性。

断层侧向封闭模式及研究方法

在利用排替压力差研究断层侧向封闭机理的基础上，根据断层两盘岩层的接触关系，建立了断层侧向封闭模式。利用断移地层的砂泥岩比值、页岩涂抹系数和声波时差，分别研究不同地质条件下的断层侧向封闭性，实际应用表明，这些方法用于研究断层的侧向封闭性不仅行之有效，而且具有很强的针对性。

中高层框剪结构侧向力分布模式的研究

通过选取5条Ⅱ类场地地震波,对所选结构进行非线性时程分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线,按照一种侧向力分布模式对所选结构进行Pushover分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线及层间位移角,然后和时程分析进行比较,得到一种较理想的侧向力分布模式。

中高层框剪结构侧向力分布模式的研究

Pushover分析方法是逐渐得到广泛应用的评估结构抗震性能的一种简化方法,已经引入了我国新的建筑抗震设计规范。侧向力分布模式的选取是Pushover分析中的一个关键问题,它的选取直接影响Pushover分析的结果。通过选取5条II场地地震波,对所选结构进行非线性时程分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线。按照一种侧向力分布模式对所选结构进行Pushover分析得到基底剪力和顶层位移关系曲线,然后和时程分析进行比较,得到一种较理想的侧向力分布模式。

基于地震均匀损伤的钢筋混凝土框架结构新型侧向力模式

结构在强震下形成均匀损伤状态时,各楼层的层间侧向变形近似相等、损伤大小相同,结构各部位的材料性能均得到充分发挥,易于形成整体化的屈服模式和耗能机制。基于优化准则法,考虑结构的整体损伤和局部损伤大小,构建了钢筋混凝土框架结构地震均匀损伤优化设计程序;基于非线性温克尔地基梁模型(BNWF),建立了能够考虑土结构动力相互作用的钢筋混凝土框架结构分析模型。分别以5层和8层结构为例,对其进行均匀损伤优化设计和关键收敛参数分析,对比研究了优化前后结构配筋、梁柱转角和结构最大层间位移角的变化情况。基于两个均匀损伤优化设计结构的层剪力分布,以中国抗震规范的侧向力模式为基础,提出了新型抗震设计侧向力模式。

Push-over分析中侧向加载模式的研究

介绍了拟采用的四种侧向加载模式,在此基础上,采用ETABS8.4.8有限元分析软件,对两个钢筋混凝土框架结构模型,在四种不同的侧向加载模式下进行了Push-over分析比较,得出了一些有益的结论。

桥梁墩柱不同侧向分布模式下Pushover分析

非线性Pushover分析方法是一种简单有效的抗震性能评估方法。现采用多种不同的侧向力分布模式,对依托工程进行Pushover分析与研究,进而对桥梁结构的抗震性能进行评估。研究结果表明,采用不同的侧向力分布模式,对于Pushover分析结果影响较大,对桥梁结构采用Pushover分析方法进行抗震性能评估时,应根据桥梁结构的特点进行合理选用。

Pushover加载模式对圆形双柱墩地震反应的影响

为考察pushover侧向力模式对桥墩地震反应的影响,以圆形双柱墩模型为例,进行了6个地震动作用下的非线性时程分析和4种常用侧向力加载模式的pushover分析,并以时程分析结果的平均值作为对比基准。研究表明,不同侧向力加载模式计算结果存在一定差异,静力法计算结果误差最大;给定振型下的模态法误差较小,在不同轴压比下的计算结果分布规律与时程法的吻合最好;常量加速度法的误差基本介于前述两种模式之间;M-phi曲线法的误差随着轴压比的增大而变大;与时程法相比,模态法的计算结果比其它方法更为合理。

基于静力弹塑性分析方法的装配式钢结构侧向倒塌研究

为了评定兰州新区装配式钢结构的整体抗侧向倒塌能力,采用静力弹塑性分析方法对该结构进行推覆分析。首先,根据《建筑结构抗震规范》确定结构的目标位移,分别在结构侧向施加均布荷载和倒三角形荷载,逐级加载推覆,直至将结构推覆至目标位移,得到pushover曲线,该曲线反映了结构加载→屈服→倒塌的全过程;然后,在曲线上得到V u、V d、V e、Δmax、Δy的值,并根据这些值计算出结构的超强系数、延性系数、延性折减系数、反应修正系数和位移放大系数;最后,通过这些重要系数评定结构的抗侧向倒塌能力。