超材料吸波结构的电磁-热能转换研究

设计了一种由金属-介质-金属组成的超材料吸波结构,仿真得到在2.433 GHz处吸收率达到0.99,能量损耗分析表明电磁波能量主要由介质损耗消耗,转化为热能。进一步仿真分析该吸波结构在2.433 GHz,且功率密度为0.086 W·cm^(-2)的电磁波作用下的温度分布,表明温度最高达到55℃。最后通过实验证实,并结合热电模块,实现电磁-热能-电能转换。该研究可用于温度控制和能量无线传输等。

关于脉冲激光辐照靶材作用机理的研究

脉冲激光辐照靶材作用机理的研究在激光加工等领域具有重要的科学意义和应用潜力。为了直观体现脉冲制式强激光对靶材的破坏优势,考虑靶材本身、入射激光因素对激光辐照靶材的破坏作用的影响,利用有限容积法对激光辐照靶材的作用过程进行模拟,重点研究了脉冲激光与靶材相互作用的机理,建立了数学模型,得到了三种不同形式的脉冲激光辐照靶材的温度场及作用过程。实验结果表明,脉冲激光辐照靶材可分为升温、熔孔和熔孔深径比增加三个阶段,且重复频率脉冲激光对靶材的破坏效果大于间歇脉冲激光。

脉冲激光辐照靶材破坏效果最优条件研究

为解析脉冲激光对靶材的破坏效果与激光各参数之间的关系,提出了一种基于数值计算方法的仿真模拟方案,开发了一套脉冲激光辐照靶材的热-力效应数值仿真软件。采用对照法,分别对激光功率、激光能量、激光光斑大小、脉冲宽度和间歇时间等五个参量进行控制,对比不同参数条件下激光破坏靶材的效果,讨论并得出了优化脉冲激光破坏靶材的方法。仿真结果表明,激光能量和功率密度与破坏效果之间是非线性关系,随着二者的增加,对破坏效果的边际加强效果减弱;随着间歇时间的增加,破坏效果先增大后减小。对于确定的靶体目标,通过增加脉冲激光的输出能量和功率密度,减小光斑半径,调整脉冲间歇时间,可以使得脉冲激光辐照靶材的破坏效果达到最佳。