Computational fluid dynamic modeling of gas flow characteristics of the high-power CW CO_2 laser

To increase the photoelectronic conversion efficiency of the single discharge tube and to meet the requirements of the laser cutting system, optimization of the discharge tube structure and gas flow field is necessary. We present a computational fluid dynamic model to predict the gas flow characteristics of high-power fast-axial flow CO2 laser. A set of differential equations is used to describe the operation of the laser. Gas flow characteristics, are calculated. The effects of gas velocity and turbulence intensity on discharge stability are studied. Computational results are compared with experimental values, and a good agreement is observed. The method presented and the results obtained can make the design process more efficient.

CO_(2)激光作用玻璃管的热效应

激光对单一玻璃管进行热熔封接的过程中,加工质量与玻璃管内的温度分布有密不可分的联系。在考虑表面热辐射、材料内部热传导和空气热对流的情况下,使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对CO_(2)激光作用高硼硅酸盐玻璃管的温度场进行模拟仿真,分析了温度场分布随时间的变化规律,比较了激光功率、激光光斑半径和旋转速度对玻璃管温度分布的影响。仿真结果表明,激光功率越大,光斑半径越小,玻璃管旋转速度越低,玻璃管温度越高。根据仿真结果,选择合适的加工参数能够达到高硼硅酸盐玻璃管进行激光加工的工艺要求,此项研究为后续玻璃管激光热熔封接的工艺参数选择提供了重要理论依据。

微小型高功率CO_2气体激光器的新进展

简要介绍了 CO2 气体激光器、波导 CO2 激光器件微小型化的现状 ,着重介绍了自己研制的全金属环状波导管 CO2 激光器件 .该器件按增益体积整体缩放 ,扩散冷却型新技术、新概念 .并指出 ,该新技术、新概念将是今后气体 CO2 激光器微小型高功率化的最有效途径之一 .

钻杆接头表面高功率CO_2激光硬化行为的研究

利用正交试验法研究了高功率ＣＯ２激光工艺参数对钻杆接头表面硬化效果的影响，利用显微硬度计测定了硬化层硬度的分布规律及组织特征，采用计算机回归处理分析得出了Ｐ、Ｄ、Ｖ、Ｅ对硬化层面积大小因子ｈ·ｂ影响的表达式。

高功率CO_2激光器输出窗热效应的研究

高功率CO2 激光器输出窗不可避免地要吸收谐振腔的激光能量 ,在其内部产生非均匀温度场的分布 ,并引起输出窗发生热形变。输出窗的热效应改变了CO2 激光器谐振腔的品质因数 ,影响激光器的稳定性和输出光束的质量。对于输出窗准确的温度场和热形变场研究是解决热透镜效应的关键。利用半解析方法对CO2 激光器在TEM0 0 工作模式下 ,输出窗的温度场及热形变量场进行研究。研究方法和所得结论具有普适性 ,可以应用到其它具有轴对称性热模型产生的温度场、热形变分析工作中。

高功率CO_2激光器高反膜红外耦合窗热形变的半解析方法的研究

为了有效地解决高功率CO2 激光器高反膜红外耦合窗吸收谐振腔内激光能量产生热效应问题 ,通过对红外耦合窗镀膜参数和工作特性分析 ,建立了红外耦合窗热模型。基于热传导方程和边界条件 ,利用半解析热分析方法得出当CO2 激光器具有理想的TEMoo模式输出时红外耦合窗的温度场和热形变的计算表达式 ,同时对影响红外耦合窗温度场分布的各种因素进行了讨论。研究结果与以往将谐振腔内振荡激光做均匀光强处理作了对比 ,不仅热模型更符合激光器系统 ,而且计算出温度场分布也更加准确。研究方法和结论还可以应用到其它具有轴对称性激光束模式产生的温度场。

高功率CO_2激光器谐振开关变换型电源的计算仿真

研究了高功率ＣＯ２激光器用零电流开关准谐振开关电源，讨论了电源的工作原理和电路结构，进行了激光电源的计算仿真研究，得到了谐振电路的工作波形，通过谐振开关方式与ＰＷＭ硬开关方式的比较，论述了零电流开关准谐振变换器的技术特点及优势。

大功率CO_2激光器脉冲电源研究

本文论述了直流高压与高频脉冲电源相叠加 ,构成高频、高压脉冲电源 ,并使其对CO2 激光器进行放电实验 。

连续CO_2激光制备ZrO_2快离子导体研究

本文报导了一种制备ＺｒＯ＿２高温快离子导体的新方法，使用连续ＣＯ＿２激光束在非平衡条件下熔凝ＣａＯ及ＭｇＯ稳定的ＺｒＯ＿２快离子导体，激光作用时间只有几分钟。在室温至１０００℃的范围内测量了样品的电导率，其结果与国外用常规方法制得的同类快离子导体的研究结果相当。

CO_(2)激光与LEEP术治疗适龄期女性宫颈高级别鳞状上皮内病变的临床疗效及妊娠结局

目的比较CO_(2)激光与宫颈环形电切(loop electrosurgical excision procedure,LEEP)术治疗适龄期女性宫颈高级别鳞状上皮内病变的临床疗效及妊娠结局。方法回顾性分析2019年1月至2021年12月在复旦大学附属妇产科医院就诊的适龄期女性(20~34岁)的临床资料。所有患者阴道镜检查转化区(transformation zone,TZ)为1型/2型,阴道镜活检病理诊断为宫颈高级别鳞状上皮内病变(high-grade squamous intraepithelial lesion,HSIL),根据医师建议及患者意愿,接受激光或LEEP治疗。评估两种手术的有效性,比较术后细胞学、人乳头瘤病毒(human papilloma virus,HPV)结果、阴道镜病理;随访术后妊娠率、妊娠并发症和妊娠结局。结果共纳入566例患者,其中233例接受激光消融治疗(激光组),333例接受LEEP治疗(LEEP组)。两组患者术前细胞学、HPV结果、宫颈管长度的差异无统计学意义。术后6个月,激光组有91.5%的患者细胞学正常,而LEEP组有86.9%的患者细胞学正常。两组的组织学治愈率均为91.5%,HPV转阴率均为74.6%。两组细胞学、HPV结果和阴道镜病理均无显著差异。术后激光组的宫颈管显著长于LEEP组[(29.09±3.15)mm vs(.27.05±3.84)mm,P<0.001]。两组术后妊娠率、妊娠结局差异无统计学意义。结论对于TZ1型或2型、有生育要求的宫颈HSIL患者,CO_(2)激光消融和LEEP两种手术的临床疗效及妊娠结局均无明显差异,但LEEP术后组织标本送检病理可减少浸润癌的漏诊。

采用热电探测器对CO_2激光快速探测的新方法

针对大功率CO2 激光光束光斑质量诊断仪对大功率激光截面强度分布测量的要求 ,设计了一种新的光热电转换电路 ,得到了高增益的快速光热电转换 ,响应时间比常规方法短一个量级。满足了对大功率激光功率分布的检测。

二氧化碳激光联合干扰素治疗宫颈低级别上皮内病变伴高危型人乳头瘤病毒感染患者的效果探究

目的探讨二氧化碳激光联合干扰素治疗宫颈低级别上皮内病变伴高危型人乳头瘤病毒(HPV)感染患者的效果。方法选取50例宫颈低级别上皮内病变伴高危型HPV感染的患者,按随机数字表法分为对照组和研究组,各25例。对照组应用干扰素治疗,研究组在干扰素基础上开展二氧化碳激光治疗。对比两组疗效、症状消退时间、炎性因子、症状评分、生活质量评分。结果研究组总有效率96.00%比对照组的64.00%高(P<0.05)。研究组白带增多、腰骶酸痛、下腹隐痛消退时间分别为(4.12±0.76)、(3.29±0.81)、(4.37±0.89)d,均比对照组的(5.30±0.93)、(4.32±0.97)、(5.64±1.02)d短(P<0.05)。治疗后,两组白细胞计数、中性粒细胞比率、C反应蛋白、白细胞介素-6对比于治疗前均明显降低,且研究组白细胞计数(6.41±1.73)×10^(9)/L、中性粒细胞比率(59.83±3.31)%、C反应蛋白(5.89±1.06)mg/L、白细胞介素-6(21.83±2.17)pg/ml均比对照组的(8.85±2.20)×10^(9)/L、(64.72±3.96)%、(7.02±1.27)mg/L、(25.49±2.76)pg/ml低(P<0.05)。治疗后,两组白带增多、腰骶酸痛、下腹隐痛评分相比于治疗前均明显降低,且研究组白带增多评分(1.17±0.39)分、腰骶酸痛评分(1.06±0.31)分、下腹隐痛评分(1.16±0.40)分均比对照组的(1.58±0.43)、(1.52±0.48)、(1.61±0.45)分低(P<0.05)。治疗后,两组生理、心理、环境、社会关系评分与治疗前相比均显著增高,且研究组各项评分较对照组高(P<0.05)。结论对宫颈低级别上皮内病变伴高危型HPV感染患者治疗时,将干扰素与二氧化碳激光联合应用可起到加快症状缓解、减轻炎症反应的作用,疗效显著,有助于改善患者的生活质量。

CO_(2)激光联合中医药在宫颈LSIL合并HR-HPV感染治疗中的应用

目的探讨CO_(2)激光联合中医药在宫颈低级别鳞状上皮内病变(LSIL)合并高危人乳头瘤病毒(HRHPV)感染治疗中的应用效果。方法选取2020年1月至2022年12月河池市人民医院收治的宫颈LSIL合并HR-HPV感染患者150例,依据随机数表法将其分为药物组、激光组和联合组,每组各50例。三组治疗结束后随访3个月,随访结束后返院复查,比较三组治疗前、随访结束时的HR-HPV病毒载量、P16和Ki-67阳性率;比较三组宫颈刮片细胞学检查(TCT)结果、HPV转阴率、不良反应发生情况。结果随访结束时,三组HRHPV病毒载量低于治疗前,且联合组低于激光组和药物组,激光组低于药物组,差异有统计学意义(P<0.05)。联合组宫颈TCT转为正常或炎症占比、HR-HPV转阴率均高于激光组和药物组,差异有统计学意义(P<0.05)。随访结束时,三组P16和Ki-67阳性率低于治疗前,且联合组低于激光组和药物组,差异有统计学意义(P<0.05)。三组不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论在宫颈LSIL合并HR-HPV感染治愈率、HR-HPV及P16、Ki-67转阴率方面,联合治疗效果更好。

UV+CO_(2)复合激光微盲孔加工工艺研究

UV激光为紫外短波光源,CO_(2)激光为红外长波光源,两者作用于玻纤、树脂等材料的激光能量被吸收率均较高,但作用于铜的激光能量被吸收率则有极大差异。在高频产品领域微盲孔加工中,由于高频材料填充物种类繁多(PTFE、陶瓷、碳氢化合物等),传统CO_(2)激光钻孔机目前无法达到理想加工效果,普遍存在微盲孔品质不良、加工效率低及生产成本较高等问题。文章通过研究传统CO_(2)激光钻孔和复合激光钻孔的差异,寻找更先进、适用性更强的印制电路板微盲孔加工工艺.

重组干扰素α-2b联合CO_(2)激光气化治疗宫颈低级别上皮内病变伴HR-HPV感染患者的临床效果及对HPV转阴率的影响

目的分析重组干扰素α-2b联合CO_(2)激光气化治疗宫颈低级别上皮内病变伴高危型人乳头瘤病毒(HR-HPV)感染的临床效果。方法选取宫颈低级别上皮内病变伴HR-HPV感染患者80例,采用随机数表法分为对照组及研究组,每组40例。对照组采用重组干扰素α-2b治疗,研究组采用重组干扰素α-2b联合CO_(2)激光气化治疗。比较两组患者的治疗效果。结果研究组治疗总有效率为90.00%,高于对照组的72.50%(P<0.05)。研究组治疗3、6个月的HPV转阴率均高于对照组(P<0.05)。两组不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论采用重组干扰素α-2b联合CO_(2)激光气化治疗宫颈低级别上皮内病变伴HR-HPV感染患者,可提高疗效及HPV转阴率。

3μm铜箔CO_(2)激光直接烧靶工艺研究

为满足印制电路板(PCB)线路等级需求,需要采用改进型半加成工艺(mSAP)并使用3μm及以下的附载体极薄铜箔。采用3μmmSAP工艺时,激光钻孔加工使用开窗流程。为保证对位精度,高精度曝光时抓取内层靶标来对位。利用CO_(2)激光加工的积热效应,验证了3μm铜箔CO_(2)激光直接烧靶的可行性,其中烧蚀靶标的激光叠孔设计和激光加工参数是影响烧靶效果的关键因子。通过研究输出了最优的叠孔设计方案和最适合的激光加工参数。结果表明,采用CO_(2)激光直接烧靶加工,凹点靶标和凸点靶标都可以100%满足高精度曝光抓取靶标的需求。

Na_(2)高振动态与CO_(2)间碰撞转移概率分布的实验测量

受激发射泵浦激发Na_(2)至Na_(2)(ν″=30,J″=11)和Na_(2)(ν″=45,J″=11)。Na_(2)(ν″)与CO_(2)碰撞,研究了CO_(2)(00~00)的全态可分辨转动分布及不同的Na_(2)振动能对碰撞猝灭动力学的影响。光学吸收法测量Na_(2)(ν″)与CO_(2)碰撞后的弛豫过程,在一次碰撞的条件下,确定了ν″,ν″-1及ν″-2各振动能级上的转动态分布,而高于ν″的振动能级没有观察到,从而得到碰撞过程中Na_(2)转动能的改变。在碰撞发生1μs后,测量CO_(2)低J态的瞬时线轮廓,利用双Guass函数拟合,得到两个Doppler增宽轮廓,一个是存在于J态粒子的Doppler半宽,一个是被碰撞出J态粒子的Doppler半宽。从存在于J态的Doppler半宽,得到在Na_(2)(ν″)/CO_(2)碰撞中质心平移速度,从而确定平均平移能的增加〈ΔE_(rel)〉。Na_(2)(ν″)振动能的增加与CO_(2)平动能的增加有很大关系,Na_(2)振动能增加35%,而平动能增加56%。从CO_(2)的其他转动态碰到J态的出现速率系数k^(J)_(app)由测量碰撞前和碰撞1μs后的泛频激光感应荧光强度得到总的出现速度系数k_(app)=Σ_(J)k_(app)^(J)=(6.6±1.5)×10^(-10)cm^(3)·molecule^(-1)·s^(-1)[对Na_(2)(ν″=30)]和(5.9±1.3)×10^(-10) cm^(3)·molecule^(-1)·s^(-1)[对Na_(2)(ν″=45)]。因此Na_(2)(ν″)/CO_(2)的碰撞频率对Na_(2)的振动能不是很敏感的。取k_(app)作为参考速率系数,得到了全部能量转移概率分布P(ΔE),这里的ΔE包括了CO_(2)转动能和平动能的变化以及Na_(2)转动能的变化,对于Na_(2)分子振动能的较小增加,会引起P(ΔE)曲线的迅速增宽,在ΔE>500 cm^(-1)以后,Na_(2)(ν″=30)/CO_(2)的P(ΔE)曲线移到了Na_(2)(ν″=45)/CO_(2)的P(ΔE)曲线的下面。P(ΔE)对ΔE在0~3 000 cm^(-1)之间的数值积分给出〈ΔE〉_(trans)=590 cm^(-1)[对Na_(2)(ν″=30)],而对Na_(2)(ν″=45)则给出〈ΔE〉_(trans)=880 cm^(-1)。

二氧化碳激光联合干扰素治疗宫颈低级别上皮内病变伴HR-HPV感染患者的临床效果

目的 探究二氧化碳(CO_(2))激光联合干扰素治疗对宫颈低级别上皮内病变(LSIL)伴高危型人乳头瘤病毒(HR-HPV)感染患者的效果。方法 纳入2020年9月至2021年7月就诊于安徽医科大学附属妇幼保健院的LSIL伴HR-HPV感染的患者183例。采用随机数表法分为三组,分别为CO_(2)激光治疗组(61例)、干扰素治疗组(61例)、联合治疗组(61例)。比较三组患者一个疗程结束后第3、6、12个月宫颈HR-HPV的转阴率及LSIL的治愈率。结果 联合治疗组治疗结束后第3、6、12个月宫颈HR-HPV转阴率(77.05%、88.52%、91.80%)均高于CO_(2)激光治疗组(37.70%、65.57%、73.77%)及干扰素治疗组(21.31%、45.90%、54.10%)(P <0.05)。联合治疗组治疗结束后第3、6、12个月宫颈LSIL治愈率(78.69%、90.16%、93.44%)均高于CO_(2)激光治疗组(52.46%、65.57%、78.69%)及干扰素治疗组(29.51%、45.90%、57.38%)(P <0.05)。结论 在LSIL治愈率及HR-HPV转阴率效果方面,CO_(2)激光比干扰素效果好,但两者联合效果更佳。

超脉冲CO_(2)点阵激光治疗外阴白色病变的临床疗效分析

目的探讨超脉冲CO_(2)点阵激光治疗外阴白色病变的可行性和有效性。方法选择2021年1月至2022年1月于我院宫颈疾病诊治中心就诊的外阴白色病变患者60例,经阴道镜下外阴活组织病理学检查排除恶性病变,按不同病理类型分层分别采用随机数字表法均衡分配至超脉冲CO_(2)点阵激光治疗组和高强度聚焦超声治疗组,每组30例,观察两组患者治疗期间及治疗后症状、体征的变化,并对两种治疗方案的效果进行对比分析。结果超脉冲CO_(2)点阵激光和高强度聚焦超声两种治疗方式均能有效治疗外阴白色病变,且激光治疗组治愈率(53.3%vs.16.7%)和总有效率(96.7%vs.90.0%)均显著优于超声治疗组(P<0.05)。激光治疗组患者在术中无明显不良反应,术后无须特殊处理;超声治疗组在术中出现5例烫伤,治疗区皮肤出现水泡、疼痛明显,治疗后局部水肿明显、消退速度较慢,另有7例患者出现皮下结节。结论超脉冲CO_(2)点阵激光技术治疗外阴白色病变具有创面损伤小、疗效确切、术后并发症少、治疗安全等优点,不影响正常工作和生活,值得临床上推广应用。

小容量燃煤S-CO_(2)发电系统热力学构建路径分析

超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环具有灵活、紧凑的特点,小容量燃煤S-CO_(2)电厂可作为分布式能源系统的调节电源。该文以小容量燃煤S-CO_(2)发电系统热力学构建为目标,从循环结构和主汽温压参数的选择出发,提出以下系统构建路径:1)结合燃煤热源特点,从系统高效和技术经济性出发选取循环结构;2)通过主汽压力对循环热效率的敏感性分析,选取最优压力;3)从材料高温强度的角度出发,避免S-CO_(2)锅炉受热面超温过热,进而在材料边界条件下,选取主汽温度。基于此路径,提出更适合于燃煤热源的三压缩末级部分压缩循环(tri-compressions with last-stage partial compression,PTC),并且增加一次再热(reheating,RH)措施,推荐PTC+RH为小容量机组基本循环,选取25MPa/605℃为小容量机组主汽温压参数,最终完成了50MW耦合锅炉模型的燃煤S-CO_(2)系统设计,系统发电效率达到41.15%。该研究结果对小容量S-CO_(2)系统构建具有一定指导意义。