多波长双向抽运光纤拉曼放大器的优化设计

通过合理分析提出了便于计算多波长双向抽运光纤拉曼放大器信号及噪声功率的实用数值模型,给出求解信号和噪声功率的快速算法。在定义抽运方向度为前向抽运功率与总抽运功率值的比值后,通过对计算结果的分析发现信道平均放大自发辐射噪声功率随着抽运方向度的提高而单调递减;而信道平均双重瑞利散射噪声功率相对抽运方向度的变化曲线始终成U字形。不同的增益下存在对应的最优抽运方向度,在此抽运方向度下放大器总噪声最低。进而考虑在信号非线性失真的条件下提出了抽运方向度优化的衡量指标。优化后的多波长双向抽运方式不仅能保证对所有信道的平坦放大,而且其综合性能明显高于后向抽运方式。     

不同脉冲重复频率下抽运方式对全光纤声光调Q激光器性能的影响

在不同初始边界条件下数值求解描述全光纤声光调Q双包层光纤激光器的速率方程,得到前向抽运结构和后向抽运结构下激光器上能级粒子数在增益光纤中的分布,以及脉冲能量、平均功率、脉宽、光纤中储能与脉冲重复频率、抽运合束器对信号光透过率、抽运功率的相互关系.从谐振腔内放大自发辐射光的产生影响谐振腔损耗的角度分析仿真结果,并实验验证两种抽运方式对输出脉冲功率和脉冲宽度的影响.结果表明：不同脉冲重复频率下抽运方式会对全光纤声光调Q激光器性能产生显著影响,为获得较好的脉冲输出性能,在重复频率较低 关键词： 光纤激光器 Q')" href="#">声光调Q 抽运方式     

300 W侧面分布式抽运掺Yb全光纤放大器

采用角度磨抛的方式, 在纤芯/包层为20/400 μm双包层掺Yb光纤上制作了侧面抽运耦合器. 该耦合器对975 nm的半导体二极管抽运光的耦合效率最高可达97%, 对1080 nm信号光的泄漏比小于2%. 分析了侧面抽运耦合器的性能以及多个侧面抽运耦合器的级联分布对抽运耦合效率的影响; 同时, 在前向抽运和双向抽运方式下, 分析了级联耦合器的分布及信号光泄漏比对激光器整体效率的影响, 并进行了数值模拟. 采用自行研制的侧面抽运耦合器, 搭建了侧面耦合分布式抽运、掺Yb双包层全光纤主振荡功率放大器, 获得了波长为1080 nm、功率为303 W 的基模激光输出. 进一步增加抽运点个数, 提高抽运功率, 可获得更高的输出功率.     

激光二极管列阵侧面直接抽运方式的模拟计算和效果评估

计算模拟了激光二极管侧面直接抽运方式，讨论了抽运距离和介质吸收系数等参数对抽运均匀性的影响，并近似地给出定量结果，证明只要选取适当的抽运参数，采用侧面直接抽运方式也能获得较好的抽运性能和激光输出。     

数值模拟抽运分布对端泵激光器晶体热透镜球差的影响

为了研究端面抽运情况下,激光晶体在不同分布的抽运光抽运时热透镜球差的变化,通过对稳态热传导方程和Zernike多项式的求解,建立了热透镜球差与抽运光强度分布的模型,对模型进行了理论分析和仿真研究,并对仿真结果做了进一步理论和仿真分析.结果表明:在相同的抽运功率下,二阶超高斯分布抽运光抽运时球差最大,且随着抽运分布系数k的增大(除高斯分布外)球差逐渐减小;随着抽运功率的增加,抽运分布系数k对球差的影响逐渐加重,且不同分布系数k所产生的球差差距逐渐增大;并对二阶超高斯分布抽运光抽运得到最强激光功率的照射范围进行了理论分析和仿真分析,得知在相同抽运功率下,二阶超高斯分布抽运光得到最强激光功率的范围最宽为0.30—0.63倍高斯半径.     

室温下零声子线抽运Yb…YAG板条放大器的理论研究

对室温下零声子线(抽运波长为969 nm)抽运Yb…YAG激光器进行了理论研究,建立了969 nm抽运Yb…YAG的速率方程。在相同热负载状态下,通过数值模拟分别得到969 nm和941 nm抽运时Yb…YAG板条放大器的光-光转换效率和输出激光强度。模拟结果表明:941 nm和969 nm抽运的光-光转换效率基本相同;抽运波长为969 nm的抽运强度比941 nm提高了20%以上。     

双端抽运热容激光器温度特性分析

通过对激光二级管阵列双端抽运热容激光器晶体的分析,建立了热传导模型及边界条件.利用有限元方法模拟了晶体的温度场分布,并分别对抽运光斑直径、抽运持续时间、抽运光强和晶体端面尺寸等因素对温度场分布的影响进行了分析,得到了热容工作模式下的激光器温度特性.结果表明,晶体端面温差随抽运光斑直径的增大先增后减,存在一个极大值,并且在不同抽运光强下,出现端面温差极大点时的抽运光斑直径不变.     

二极管抽运流动无机液体激光器出光实验研究

热效应是限制高能激光输出性能的重要因素之一,液体激光体系在此方面具有特殊的优势。开展了二极管抽运无机液体激光器的流动出光实验,实现了流动状态下较长时间高重复频率的激光脉冲输出。测量了激光光谱、激光脉冲波形和单脉冲激光能量等参数,其中激光中心波长为1052.7nm,脉宽约为170μs,最大单脉冲能量约为5mJ。在抽运频率400Hz时可连续工作10min以上。但随着抽运频率上升,激光脉冲能量相应下降。结果表明,二极管抽运的无机液体激光体系在流动状态下能有效地避免热沉积,从而实现较长时间、高重复频率的激光脉冲输出,有望发展成为新型高功率、高光束质量激光体系,值得开展深入的实验研究。     

高能量脉冲光纤激光器荧光特性

高能量脉冲激光器中,高强度的抽运光注入掺杂光纤后会部分转化为荧光,导致抽运效率的降低。基于铒掺杂光纤中铒离子的能级结构,分析了高能量脉冲光纤激光器中荧光的产生机理,采用非线性薛定谔(Nonlinear Schrdinger)方程和能级跃迁模型的速率方程,建立了高能量脉冲光纤激光器中荧光和抽运光的传输模型。通过此模型进行了数值仿真研究,首次深入分析了抽运光和荧光功率沿光纤轴向分布的变化规律,研究了荧光功率、抽运效率与光纤掺杂浓度的关系,并得出了抑制荧光产生、提高抽运效率的方法。数值结果表明:在铒掺杂光纤中,荧光和抽运光分别沿光纤的轴向近似呈指数规律衰减,且荧光的衰减速度比抽运光快;当抽运光功率一定时,铒掺杂光纤在980nm激光抽运下产生的荧光功率比1480nm激光抽运下的低,且980nm激光抽运下产生荧光的阈值比1480nm的高;抽运光功率一定时,铒掺杂光纤中产生的荧光功率随其掺杂浓度的增加而增加,而抽运效率随着掺杂浓度的增加而降低;衰减系数一定时,荧光沿掺铒光纤轴向的衰减速度随增益系数的增加而增加。理论分析的结论与参考文献中的实验结果吻合得很好。因此,为有效抑制荧光产生、提高抽运效率,应选择980nm的激光作为抽运光源,并在激光器的增益一定时尽量降低光纤的掺杂浓度,或者在一定的掺杂浓度下尽量提高增益系数。     

LD抽运Nd:LuVO4微片激光器性能研究

报道了一类新型的LD端面抽运Nd:LuVO4微片激光器,讨论了在不同掺杂浓度,不同厚度和不同透过率下的激光性质,测定了在不同抽运功率下,微片最佳激光输出功率与LD抽运温度的关系.在2W抽运功率下获得923mW的1064nm激光输出,阈值为48mW,斜效率为52%.对微片制冷后斜效率提高到59%.     

土壤源热泵系统的火用成本分析

在对火用分析与经济学原理研究的基础上,利用火用成本分析方法,建立了土壤源热泵系统的(火用) 成本分析模型.以实际的建筑空调系统为背景,运用所建火用成本分析模型与能量成本分析方法,对土壤源热泵系统与风冷热泵系统进行了对比分析计算,并以空气源热泵为基础对土壤源热泵进行了敏感性分析.对土壤源热泵的实际应用具有指导意义.     

低比转速离心及旋涡冷媒泵性能预测研究

利用损失模型及计算流体力学方法对低比转速R32离心和旋涡泵性能预测进行研究,结果表明:损失模型与计算流体力学方法预测出的性能曲线吻合较好;低比转速离心泵中轮阻损失占总流动损失的80%以上,对泵性能有重要影响;旋涡泵的纵向旋涡强度随流量增大而减弱;离心泵比旋涡泵具有较宽的运行范围,在小流量情况下旋涡泵比离心泵具有较高的效率和扬程。研究工作对丰富低比转速泵流动理论与设计方法具有参考价值。     

CFD在双吸式离心泵优化设计中的应用

针对某双吸式离心泵流量和扬程达不到设计要求,效率偏低的情况,对该泵内部三维湍流进行了数值模拟,通过对泵内流场和总压变化过程的分析,找出了该泵达不到设计要求的原因,提出了切割叶轮进口以扩大进口面积的改进方案.对改进后的泵内部流场进行了数值模拟,并与改进前泵内流场数值计算结果进行对比,性能预测表明改进后的泵基本达到了设计要求.在此基础上,对改进后的泵进行了实验测试,结果表明上述改进措施是有效的,数值模拟方法为水泵的优化设计提供了有力工具.     

大功率光纤放大器分段泵浦方式下的理论分析

利用数值算法计算了掺镱双包层光纤放大器分段泵浦方式下的稳态速率方程组,分析比较了双端泵浦和多段泵浦方式下的最佳光纤长度,最高温度和效率,并采用遗传算法对分布泵浦功率的大小和每段光纤长度同时进行了优化。结果表明,通过优化,大功率分段泵浦光纤放大器获得了较为平坦的温度分布,与双端泵浦相比,大大降低了最高工作温度,斜率效率略有下降。     

基于不同泵浦波形的荧光寿命测量

该文从理论上分析了不同泵浦波形下的荧光衰减规律,提出了一种在不同泵浦波形下测量荧光寿命的新方法——双脉冲探测法,即利用探测泵浦脉冲与荧光衰减脉冲的方法测量荧光寿命。通过对样品钕玻璃及Cr:ZnSe晶体的荧光寿命测量表明:利用该方法在不同泵浦波形下能够实现可见及近红外到中红外激光介质的荧光寿命测量。因此,利用该测量方法能够方便、有效的避免通过解卷积求样品荧光寿命的繁琐过程,对测量激光介质在不同泵浦波形下的荧光寿命具有参考价值。     

XeCl激光泵浦的受激布里渊散特性的研究

报道了直接泵浦法和经光栅泵浦法激励的受激布里渊散射的时间特性并比较了两种泵浦方法的受激布里渊镜反射率。     

XaCl激光泵浦的受激布里渊散特性的研究

报道了直接泵浦法和经光栅泵浦法激励的受激布里渊散射的时间特性并比较了两种泵浦方法的受激布里渊镜反射率。     

多相泵设计方法初探

１引言由于多相泵输送的是气液两相混合介质,而且其中气或液的含量往往高于常规泵或压缩机的工作范围,所以多相泵应兼备压缩机和泵的性能,这使多相泵的设计成为一个难点。到目前为止,国外已开发研制出的多相泵主要有容积式和叶片式［１］,业已进入现场试验和工业化应用阶段,但离形成完整的设计方法还有一定距离,国内这方面的工作则刚刚起步。所以目前对于多相泵尚没有成熟的设计方法,还不能象清水泵那样,按给定的流量、扬程、转速等参数进行可靠的设计。在多相泵的设计中,人们关心的主要问题是：泵型选择、总体设计方案的确定、效…     

高功率环形激光二极管阵列重复脉冲抽运激光器中棒的瞬态温度分布

 采用光线追迹方法和有限元方法，对高功率环形激光二极管阵列（LDA）重复脉冲抽运Nd:YAG激光器中，棒的瞬态温度分布进行了详细的计算模拟，分析比较了不同抽运阶段、抽运频率及占空比的情况下棒内的瞬态温度分布。结果表明：高功率环形LDA重复脉冲抽运时，棒中心处温度随时间变化成锯齿形分布，棒内温度随抽运频率和占空比的增大而增大，最后温度随时间成周期性变化。     

变条长实验测量GaN增益时条宽的影响

研究了光学变条长实验中条的宽度对半导体激光器光增益测量的影响,提出利用光刻溅射处理样品来严格控制泵浦条的宽度,并详细研究了泵浦条宽度与样品增益及饱和长度关系。实验表明:泵浦条宽度越窄,饱和长度越长,但测得的增益系数有所减小。本文利用非平衡载流子扩散模型对此现象进行了解释。