铜蒸气激光器计算机辅助设计

在已有的各种输出功率、激励条件参数和实际模拟程序基础上 ,对铜蒸气激光器计算机辅助设计进行改进 ,获得了适合于宽广参数条件下的模拟程序及实用曲线组。可在一定的激光输出功率条件下确定器件的激活体积 ;当口径选定后 ,可得铜蒸气激光器对应的电功率输入密度、激励电场。

溴化亚铜激光放电管充氢及隔环结构温度场分析

给出了充氢及隔环结构CuBr激光放电管温度场的数学模型,获得了气体温度场径向分布解析表达式,分析了充氢及隔环结构的温度分布特点,明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导的关系。

隔环结构的Ne-H_2-CuBr激光放电管气体温度径向分布

针对溴化亚铜激光器中放电管径向温度不均匀现象,在工程设计中同时采用隔环结构放电管设计方案和溴化亚铜激光放电管充氢方案。对隔环结构及隔环结构同时充氢的CuB r激光放电管温度场进行了分析。利用简化的热流耗散泊松方程,给出了激光放电管内温度场分布的数学模型,获得了激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式,明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系,得到了与实验一致的结果,为该类激光器的实用化提供了理论分析依据。

放电管温度效应与He-Ca^+复合激光功率输出分析

为使输出波长为373.7/370.6 nm的Ca^+复合激光能达到实际应用的水平,对Ca^+复合激光放电管温度场进行了分析,通过求解热流耗散泊松方程,获得了Ca^+复合激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式,明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系,分析了放电管温度场分布与输出功率的关系,指出径向温度分布不均匀是导致输出功率受限的主要原因之一,其结果与实验一致,为该类激光器的实用化研究提供了理论分析结论。

溴化亚铜激光放电管径向声波共振现象研究

为解决大功率溴化亚铜激光放电管中声共振造成的输出功率不稳定问题,通过数值分析的方法给出了溴化亚铜激光放电管内径向声波振动的数学模型,并获得了激光放电管内声波径向驻波分布的解析表达式,分析了放电频率与激光管固有频率的关系,明确了声共振是导致激光介质重新分布并对输出功率产生影响的原因。由此得出结论:寻求一个在声共振本征基频附近的放电频率,并且能够使激光器稳定工作,是提高激光输出功率及提高激光器效率的一种有效手段。

金属蒸气激光管中温度径向分布的计算

考虑了辐射、传导和对流传热,在改变输入功率、环境温度、管外空气对流、不锈钢套管内表面光洁度、冷却水温度和保温层厚度的情况下,计算两种不同结构的金属蒸气激光管内径向温度的分布。结果表明,减薄Al_2O_3纤维的厚度,适当缩小管子的直径,对放电管的温度影响不大。此外,提高不锈钢套管内表面的光洁度,有利于温度的升高。

飞秒激光烧蚀CuZr非晶合金机理与烧蚀区结构分析

采用结合双温模型的分子动力学的方法,数值模拟了脉宽100 fs,能量密度为40~200 m J/cm^2的飞秒激光与CuZr非晶合金的相互作用过程。低能量密度下,靶材的烧蚀机制主要表现为机械破碎;高能量密度下,热机械蚀除和相爆炸共同存在于靶材的烧蚀过程,随着能量密度的增加,相爆炸成为主要蚀除机制。利用径向分布函数分析了CuZr非晶合金结构的无序性,分析结果表明,激光能量密度由80 m J/cm^2增加到120 m J/cm^2时,飞秒激光与靶材相互作用过程中,材料内部的原子保持着无序状态,材料未发生明显晶化。

LD泵浦碱金属蒸气激光器中弛豫与猝灭的产热分析

介绍了一个结合速率方程、泵浦光功率和输出激光功率的轴向微分方程以及温度的径向微分方程的碱金属蒸气激光器的物理模型.在充分考虑泵浦光和激光光斑半径的轴向分布以及它们光强的径向分布的基础上,模型再现了实验测量得到的有激光输出与无激光输出情况下蒸气池内的峰值温度,对应50 W、220 W和370 W的泵浦光,在有激光输出情况下的峰值温度分别为346℃、480℃和696℃;在没有激光输出条件下的峰值温度分别为321℃、414℃和609℃,总体温度曲线与实验一致.模型计算所得的猝灭的产热量在有激光输出时占总产热量的85%左右,在无激光输出时则占95%以上,这是因为猝灭涉及的跃迁能级的能级差较大,且所占热源区域较宽,能在更大的范围内产生热量,因此猝灭在温度计算中非常重要,不可忽略.

隔环结构CuBr激光放电管温度场分析

提出了隔环式ＣｕＢｒ激光放电管温度场的简单数学模型， 获得了气体温度场径向分布的解析表达式，

铜激光放电管内气体温度径向分布的研究

给出了铜蒸气激光器放电管内气体温度径向分布的解析表达式，明确了温度分布与输入电功率以及缓冲气体热传导的关系。实验结果与理论模型的一致进一步表明控制输入电功率的意义。

带轴向温控仪的金属蒸气激光管径向温度场分析

对带轴向温控仪的金属蒸气激光放电管,建立了描述放电管径向温度场的简单数学模型。给出了由热辐射和热传导引起的径向温度变化的解析表达式,计算分析了轴向温控仪对激光管管壁温度和径向温度分布的作用机制。结果表明轴向温控仪可在一定范围内独立调节放电管管壁温度和减小激光管的径向温度梯度,可有效提高激光器运转效率和稳定性。

铜蒸气激光器的绝热结构对有效增益区的影响

讨论了放电口径在６ｃｍ以上的１００Ｗ铜蒸气激光器绝热结构对管壁温度分布的影响，从而对其有效增益区长度的影响。

90°束转动环形非稳腔设计与输出特性分析

讨论了UR90(Unstable ring resonator with 90°beam rotation)环形非稳腔参量设计方法,给出了腔的同轴调整的有效方法,当系统的放大率M为1.21与1.3时,在铜蒸气激光器上获得了良好的输出远场强度分布,通过一注入系统成功地抑制了UR90腔的反向模,并保持其偏振态不变。

收集板对金属原子二维平面蒸发的影响

为了分析原子法激光同位素分离工程 (AVL IS)分离器中加入精料收集板对原子蒸气密度、速度和温度等物理特性的影响 ,采用直接模拟蒙特卡罗 DSMC (direct-simulation Monte Carlo)方法模拟了铀原子二维平面蒸发动力学过程 ,着重研究了 Knudsen数 K n变化和收集板温度变化对蒸气物理特性的影响。模拟结果表明 :收集板中间 ,蒸气密度增加 ,速度下降 ,温度上升 ;蒸气的 K n越小 ,蒸气的速度越高 ,相对温度越低 ;收集板的温度越高 ,蒸气纵向速度越低 ,温度越高 。

铜蒸气激光振荡器与放大器输出光束的远场分布

实验测量了望远镜腔铜蒸气激光荡振器输出光束在不同条件下的远场分布及其瞬态过程,测量出振荡器、放大器间的延时对放大器输出远场分布的影响。用腔的几何光学近似解释了远场分布的形成。

Ne-H_2-CuBr激光放电管温度场分析

给出了充氢CuBr激光放电管温度场的数学模型,获得了气体温度场径向分布解析式,给出了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导的关系。

Sr^+复合激光放电管气体温度场与输出功率的限制

为了使输出波长为430.5 nm的Sr+复合激光能达到实际应用的水平,对Sr+复合激光放电管温度场进行了分析;利用热流耗散泊松方程,给出Sr+复合激光放电管内温度场分布的数学模型,获得了Sr+复合激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式,明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系,分析了温度分布与输出功率的关系。指出径向温度分布不均匀是导致输出功率受限的主要原因。其结果与实验一致,对该类激光器的实用化研究提供了富有启发性的理论分析。