单掺铥固体激光器热效应研究进展与理论分析

随着中红外2μm波段固体激光器在工业、医学、军事和科学研究等领域中的不断扩展,其研究的重要性越来越明显。单掺铥固体激光器的输出波长恰好处于2μm附近,因此成为人们研究的热点方向,但单掺铥晶体由于发射截面小,上转换、重吸收效应严重等原因导致其热效应明显,严重影响了激光器的输出性能,使激光器的发展受到严重限制。因此研究激光晶体中的热效应对激光器性能的提升具有重要意义。本文综述了自研究热效应以来国内外基于各种基质的单掺铥固体激光器的热效应的研究成果,同时对固体激光器热透镜效应的热传导理论以及对热透镜效应的发生环境和形成条件有影响的因素进行阐述和分析。最后针对分析过程中所涉及的热功率密度,光强等参数进行讨论,为热透镜效应的热焦距计算和测量奠定了良好的理论基础。

Dy^(3+)/Tb^(3+)单掺硼酸盐玻璃陶瓷的高效可见荧光发射

实验采用高温熔融-退火法分别合成了Tb^(3+)掺杂和Dy^(3+)掺杂的稀土硼酸盐玻璃陶瓷材料。XRD晶相分析表明,所制备的样品为非晶态玻璃陶瓷物质;SEM形貌分析表明,样品表面十分致密,无明显的结晶状物质;光谱特性试验结果表明,在紫外激发下,Tb^(3+)和Dy^(3+)单掺在这种新型硼酸盐玻璃陶瓷中分别发出了强烈的绿色和明亮的黄白光。该类材料在可见显示器件方面具有广阔的应用前景,可用于开发新型彩色光源、荧光显示器件、紫外传感器和可调谐可见光激光器。

Er^(3+)单掺与Er^(3+)/Yb^(3+)双掺杂Bi_2O_3-GeO_2-B_2O_3-ZnO玻璃的光谱研究

用高温融熔法制备了Er3+单掺与Er3+/Yb3+双掺杂的(60-x)Bi2O3-xGeO2-30B2O3-10ZnO(x=5,10,20,30)系统玻璃。用差热曲线(DTA)研究了该玻璃系统的热稳定性。结果表明,GeO2的掺入,使得玻璃的软化温度与结晶起始温度的差增加,玻璃的稳定性与料性增加。测定了玻璃的吸收光谱。应用McCumber理论计算了Er3+离子的受激发射截面及Er3+离子4I13/2-4I15/2发射光谱的荧光半高宽。从吸收光谱特性出发,应用J-O理论计算了玻璃中Er3+离子的强度参数(Ω2,Ω4,Ω6),Er3+离子的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命。在970 nm波长的激发下,研究了样品在红外波段的荧光光谱。Yb2O3的掺入,大幅度地提高了970 nm波长的抽运效率以及在1.54μm波段的发光强度。

单掺与混掺纤维活性粉末混凝土抗拉强度试验

为了研究单掺纤维和混掺纤维对活性粉末混凝土抗压强度和轴向抗拉强度的影响规律,采用多因素对照试验的方法设计了4组配合比,并将混凝土试件在标准养护条件下养护14d和28d后,进行抗压强度和轴向抗拉强度试验,用来评定掺纤维的活性粉末混凝土的抗裂能力。试验结果表明:单掺聚丙乙烯纤维在一定程度上可降低活性粉末混凝土强度;而单掺钢纤维可提高活性粉末混凝土强度;混掺2种纤维与单掺钢纤维对试块强度的影响不大。

Cu/Ag单掺及Cu-Ag共掺对ZnO光催化性能影响的第一性原理研究

运用第一性原理方法研究了Cu/Ag单掺及Cu-Ag共掺对ZnO稳定性、电子结构和光学性质的影响。CuZn2和CuZn1-CuZn3的形成能接近0.0 eV,CuZn1-CuZn2的形成能为负值,表明Cu较易掺杂且掺杂时有聚集的趋势。AgZn2的形成能为2.5 eV,AgZn1-AgZn2和AgZn1-AgZn3的形成能高于4.5 eV,说明高浓度的Ag掺杂在实际合成中不易出现。CuZn1-AgZn2和CuZn1-AgZn3的形成能与AgZn2的相近。CuZn2、CuZn1-CuZn2和CuZn1-CuZn3模型的Cu3d与O2p轨道有较大程度的杂化,价带顶端主要由Cu3d轨道占据。AgZn2、AgZn1-AgZn2和AgZn1-AgZn3模型的Ag4d与O2p轨道杂化较弱,价带顶端主要由O2p轨道占据。CuZn1-AgZn2和CuZn1-AgZn3模型的Cu3d与O2p轨道虽有杂化,但价带顶端主要由O2p轨道占据。Cu或Ag原子掺杂使Zn4s轨道在导带区显著向下移动,降低了模型的带隙宽度,它们对ZnO电子结构的影响主要集中在带隙附近。Cu-Ag共掺修饰ZnO电子结构的能力介于Cu和Ag单掺之间。上述掺杂模型吸收边都发生了红移,实现了ZnO对可见光的吸收,同时对3.10~3.90 eV范围内紫外光的吸收均高于纯ZnO,有效提高了ZnO的光催化效率。结合形成能分析可知,在不同类型掺杂下最有利的光催化模型分别为CuZn1-CuZn2、AgZn2和CuZn1-AgZn2。

纤维单掺和混掺对活性粉末混凝土高温力学性能影响的试验研究

为了研究纤维单掺以及纤维混杂对活性粉末混凝土耐高温性能的影响,该文通过试验研究了钢纤维(SF)、聚丙烯纤维(PPF)和混杂纤维对混凝土经高温后抗压强度、抗折强度、抗拉强度和折拉比的影响。结果表明:SF混凝土和PPF混凝土强度随温度的变化规律相似,存在一拐点温度,当温度低于拐点温度时,升高温度会使强度增大,而当温度超过拐点温度时,再升高温度反而会使强度降低;SF对高温后混凝土的抗压强度,尤其是抗折强度和抗拉强度有显著影响,且SF掺量越大混凝土耐高温性能越好;当温度高于200℃时,增大PPF掺量能改善混凝土的耐高温性能,而当温度低于200℃时增大PPF掺量反而使耐高温性能降低;纤维混杂显著提高了混凝土的耐高温性能,SF对高温后抗折强度和抗拉强度的改善效果远大于PPF。

氟化锆基质材料中单掺Yb^(3+)的上转换特性

在众多的稀土掺杂氧化物、氟化物或氟氧化物基质材料的能量上转换研究当中,Yb3+单独掺杂的能量上转换研究在国内报道的很少。这是因为,研究者们普遍都认为Yb3+只是一种良好的敏化剂,主要起能量转移作用。采用固相合成法,稀土Yb单独掺杂ZrF4基质材料,在1200℃烧结合成了粉末样品。样品用功率为几mW的半导体红外激光980nm激发,肉眼就可看到上转换的明亮的红光。在实验室用功率为几十mW的半导体红外激光980nm激发,用光谱仪测量到红、绿、蓝及紫4个波段的上转换荧光光谱,其波峰在412,478,558,671nm波长处,实验反复验证,认为上转换来自Yb3+的准能级向Yb3+基态2F72的跃迁。

单掺混凝土提高护筋性程度的研究

本文结合天津经济技术开发区的环境介质条件，对基准混凝土、单掺混凝土的的护筋性进行了量化研究。试验结果表明：单掺混凝土护筋性程度比基准混凝土提高1.5倍以上，降低水灰比能够提高混凝土护筋性程度。

马来西亚公主湾单掺矿粉大体积转换层混凝土应用研究

针对马来西亚沿海地区粉煤灰较少且质量不稳定、白天气温平均30℃以及沿海建筑物抗氯离子渗透需求高等技术难点,开展超高掺量单掺矿粉体系配合比设计实验,确定3组备选配合比。通过对备选配合比进行相关力学性能、流变性能及耐久性能实验,优选单掺65%矿粉胶凝材料配合比,其坍落度为190 mm,初、终凝时间分别为10.0 h和12.5 h,7、28 d抗压强度分别为37.5、49.8 MPa,水化温升峰值为30.1℃,干燥收缩率为221.5×10-6,28 d电通量为476 C,该配合比施工效果好,满足强度、坍落度、抗裂及抗渗性能要求。

单掺钢渣-矿渣复合水泥的流变性能

钢渣-矿渣的矿物组成中含有较多的活性胶凝组分,可作为辅助胶凝材料使用,优化水泥混凝土性能。为探讨两者对水泥工作性能的影响,并为后期两者更好的结合使用提供理论依据。分别研究了单掺钢渣和矿渣对复合水泥浆体的流动度,塑性粘度,屈服应力,流变模型及触变性的影响。结果表明,单掺钢渣-矿渣替代30%水泥使用时,可明显改善复合水泥浆体的流动度及流变性能。其中,矿渣效果最明显,新拌水泥浆体均符合修正宾汉流体模型。

回弹法检测山东地区泵送混凝土(单掺、双掺)抗压强度试验研究

山东地区已广泛使用泵送混凝土,由于泵送混凝土具有较大的坍落度,经测试发现,使用行业标准中的回弹法测强曲线进行强度测试时误差较大。针对这种现象,基于山东地区单掺(粉煤灰)和双掺(粉煤灰和矿粉)泵送混凝土抗压强度和回弹值相关关系的试验研究,进行了多种数学函数模型的拟合回归和精度、误差等回归方程效果的检验及比较,建立了山东地区回弹法检测单掺(粉煤灰)和双掺(粉煤灰和矿粉)泵送混凝土的地方测强曲线。

单掺粘土塑性混凝土在大坝防渗墙中的应用研究

单掺粘土塑性混凝土具有良好的技术性能和施工性能 ,且较大幅度地减少水泥的用量 ,降低工程造价 ,得到越来越广泛的应用。结合该类混凝土在凤亭河主坝防渗墙中的应用研究 。

水泥、粉煤灰单掺对建筑石膏性能影响

研究了水泥、粉煤灰矿物掺合料单掺对建筑石膏的强度、凝结时间、软化系数等性能的影响,结果表明,粉煤灰具有一定的缓凝作用,而水泥具有促凝作用,粉煤灰、水泥有利于提高建筑石膏的抗压软化系数,但当粉煤灰加入量超过20%(质量百分比),水泥的加入量超过9%时建筑石膏的绝干强度损失较大。

单掺粉煤灰配合比在桥梁大体积混凝土承台中的应用

采取原材料择优选择及配合比优化,单掺粉煤灰制备的某特大桥大体积混凝土承台经检验未产生裂缝,早期强度较高,对加快工程整体施工进度起到了重要作用,具有较高的经济效益和推广价值。

单掺火山灰碾压混凝土配合比试验与研究

弄另水电站所处地域没有粉煤灰·外地运输成本高。本文论述了单掺火山灰碾压混凝土的试验及应用成果,为没有粉煤灰区域的大坝建设,提供了可借鉴的经验。

单掺火山灰碾压混凝土配合比试验与研究

本文依托水电三局云南弄另项目部《碾压混凝土单掺火山灰试验研究及应用》科研项目，简单介绍了单掺火山灰碾压混凝土配合比的试验与研究，并阐述了经现场优化后的混凝土配合比试验成果。

单掺石灰石粉混凝土配合比试验配制实践

粉煤灰作为混凝土掺合料较为常见,粉煤灰、石灰石粉双掺混凝土也有不少水电项目上成功使用的案例,单掺石灰石粉作为掺合料使用较少,该文介绍了单掺石灰石粉混凝土配合比试验参数选取及主要配制过程,选取10%、20%、30%这3种掺量进行了试验,围绕混凝土及拌合物进行试验并对使用效果进行了初步反馈,可给石灰石粉混凝土使用提供参考。

单掺粉煤灰配合比在大体积底板中的应用

莲花国际是厦门住宅集团于2016年底开工的大型商品房项目,地下室总体混凝土方量约5 000 m3,设计院建议采用浇筑混凝土大体积设计。施工中华润混凝土公司对混凝土的配合比、混凝土的运输、施工部署、养护等方面采取了综合措施,有效地防止了混凝土危害裂缝的产生。

单掺火山灰碾压混凝土在弄另水电站的应用

单掺火山灰碾压混凝土坝为国内首例，通过单掺火山灰碾压混凝土在云南弄另水电站工程的成功应用。开辟了碾压混凝土掺和料除粉煤灰为单掺外其他掺和料的单掺思路，对就地取材、充分利用区域矿产资源支援边疆地区建设起到了积极作用，社会效益显著，同时具有广泛的应用前景。