基于谐振的光压测量

在扭秤的基础上,提出结合机械共振、光杠杆和电磁阻尼的光压测量方法.在大气环境中,测量激光对镜片作用的平行分力,忽略垂直镜片的分力,从而将光压与辐射效应错开,无需真空处理.采用调制光驱动扭秤,使其发生共振,并通过测量扭秤的振动幅度,得到光压的大小.实验结果表明:采用该方法测得激光器在45°入射、功率为70 mW时,产生光压为4.2×10~(-5) Pa.对共振曲线进行频谱分析及光压测量值评估,证实实验结果可靠.     

基于光压原理的大功率激光功率测量北大核心CSCD

大功率激光功率测量常用量热法,但溯源复杂。介绍了具有较高测量精度的基于光压原理的大功率激光功率测量方法,设计了利用1/10^(5)精度天平大功率激光测量实验,测试了基于GaAs半导体材料制作的反射镜的反射率及损伤阈值,确定了基于GaAs半导体材料反射镜的相关性能。得到了普通实验室条件下的功率测量重复性及线性,验证了1/10^(5)精度天平用于大功率激光测量的可行性。通过实验结果结合理论计算,得出利用1/10^(5)精度天平的光压测量功率的测量上限可以达到3×10^(4)W以上。     

光压的演示

在实验中发现光压而且第一次测量光压的是列别捷夫．但是，光压在通常实验条件下只有10－‘～10-7N／m2，光压的测量是很困难的．由于激光器的亮度高、方向性好和单色性好等特点，给光压测量带来了高强度的光源．我们曾经在1990年申报了国家教委的科研项目“光压观测仪”，于1994年完成并通过了国家教委组织的鉴定．这套仪器可以方便的测出光压的大小和光压力与输入光能量之间的关系，以及由光压产主的波形．在这套仪器中采用的光源是YAG固体脉冲激光器，波形显示用的是存储示波器，考虑到这些仪器在许多院校尚不普及，我们在前面工作的基…     

基于金属线路板的新型大功率LED及其光电特性研究

设计、制作了基于金属线路板和板上芯片技术的大功率白光LED,对其光电特性进行了实验测量,输入电流达到800 mA,对应的输入功率3.3 W,大功率LED的输出光通量才达到饱和.输入电流达到900 mA,对应的输入功率3.8 W,大功率LED电流—电压特性仍未表现出饱和特性.实验结果表明,采用金属线路板和板上芯片技术可以得到良好的散热特性,大大提高LED的输入功率.同时还测量了光谱分布、光通量、色坐标随电流的变化情况,对其中的变化规律进行了理论分析.     

平面薄膜靶激光等离子体消融参量的测量

报道了使用1ns脉冲宽度钕玻璃大功率激光以P偏振及S偏振方式辐照倾斜的平面聚脂薄膜靶,用离子法测量比质量消融率、消融压力及流体动力学转换效率等参量的实验结果。靶面激光辐照强度为2×10~(12)W·cm~(-2)～1×10~(14)W·cm~(-2)。比较了实验和理论给出的定标规律。初步讨论了P偏振及S偏振两种入射情况下,消融参数及薄膜靶背面收集到的离子信号波形的差异。     

横流CWCO2激光器电子密度的研究

用Langmuir静电探针测量5kW横流CO_2激光器放电等离子体,根据P.R.Smy流动等离子体厚鞘理论进行分析,表明在工作气压力为42Torr、放电电流为10～20A的情况下,电子密度约为(1.7～3.1)x10~(11)cm~(-3)的范围内,并沿流向成非均匀分布,其极大值出现在距阳极板上游边沿3cm处.电子的连续性方程给实验结果以解释,理论与实验较好地符合.     

弱磁场下法拉第效应的实验研究及可能应用讨论

利用了四频环形激光对磁场的高度敏感性测量了Tb玻璃(磁场范围0.8×10~(-5)T(Tesla)～10~(-9)T,ZF_2玻璃(0.21×10~(-4)T～1.89×10~(-4)T的费尔德常数(Verdet constant).在本实验精度范围内,得到了该常数大小和强磁场下的值一致.以此实验结果为基础,简要地讨论了用置于环形激光中的法拉第磁光材料感测地磁场的构思和发展前景.     

毛细管放电激励软x射线激光的产生时间

利用x射线二极管(XRD)，实验上测量了毛细管放电激励下类氖氩469nm软x射线激光的尖 峰信号. 改变毛细管的充气气压和主脉冲放电电流，研究了激光尖峰的产生时间随实验参数 的变化情况. 实验结果表明，激光产生于主脉冲电流波形的前沿，此时的主脉冲电流是其峰 值的65%—75%. 增加毛细管充气气压或者减小主脉冲峰值电流，激光的产生时间将会稍有延 迟. 同时改变毛细管充气气压时，激光尖峰信号在42Pa存在最大值. 关键词： 毛细管放电 软x射线激光 激光产生时间     

Ca_3NbGa_3Si_2O_(14)晶体的介电和压电特性

利用Y切和 (yxl) 30°切两种样品测量了Ca3NbGa3Si2 O1 4晶体的介电、压电和部分弹性参数 .计算了 (yxl)θ切型相关压电常数随切角的变化 .与La3Ga5SiO1 4晶体相比 ,Ca3NbGa3Si2 O1 4晶体具有更优良的压电性能 ,其压电常数d1 1=7 93× 10 - 1 2 C N ,d1 4=- 5 88× 10 - 1 2 C N .     

线状聚焦激光与金属作用的离子速度分布

本文报道了利用法拉第筒飞行时间法进行的离子测量.通过比较高功率激光线状聚焦和点状聚焦在平面金属靶上产生的离子发射特性,总结出离子速度分布和激光辐照密度的定标规律,以及离子速度分布的空间各向异性.实验是在上海光机所钕玻璃激光装置上进行的,激光束的波长为1.06μm,脉宽为300ps,辐照密度为10~(12)～10~(14)W/cm~2.     

水中介质阻挡放电空气等离子体的放电特性

利用针-板式介质阻挡放电电极结构,直接在水中产生了空气等离子体,并对其进行了电气参量和等离子体参量诊断.实验结果表明:位移电流在总电流中占据的比重非常小,有效功率、气体温度、电子密度随峰值电压的增大几乎线性地增大.当峰值电压从12kV增大到15kV时,有效功率最大值约30W,气体温度从728K增大到了843K,电子密度从5.05×10~(14) cm~(-3)增大到9.33×10~(14) cm~(-3).另外,空气等离子体中存在H_α~*,H_β~*,O~*,OH~*,N_2~*以及N_2~+等多种活性粒子.     

激光模拟瞬态剂量率闩锁效应电流特征机制研究

互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺集成电路由于寄生的PNPN结构使其可能会受到闩锁效应的影响,在全局辐照下由瞬态剂量率效应诱发的闩锁具有独特的性能.本文利用激光模拟瞬态剂量率效应装置,针对体硅CMOS工艺解串器FIN1218MTDX,进行瞬态剂量率闩锁效应的实验研究,探究其闩锁阈值和闩锁电流特征.实验获得了该器件在3.3 V工作电压时的瞬态剂量率闩锁阈值光功率密度为(8.5±1.2)×10~4 W/cm~2;并发现在工作电压3.3和3.6 V,光功率密度1.9×10~6—1.6×10~7W/cm~2的辐照下,闩锁电流发生了明显的降低,即出现了闩锁电流的"窗口现象"基于闩锁等效电路模型,利用多路径闩锁机制,构建HSPICE模型对激光实验暴露出的瞬态剂量率闩锁特征进行了机理分析.结果表明:激光实验中闩锁电流波动是由于多路径闩锁机制所致,其会在特定电路结构中促使器件的闩锁路径发生切换,从而诱发这一现象.     

氮离子可见区新的激光跃迁

R.A.McFarlane[1]以空气放电获得六条氮离子激光谱线 ; Heard和 Peterson[2]用汞-氮放电在可见光蓝-绿区获得氮离子激光谱线; Cheo和Cooper[3]用脉冲放电方式获得氮离子激光谱线.本文以纯氮为工作物质,采用在脉冲放电回路中串入电感,拉长放电脉宽,适当降低放电峰值电流的技术,获得五条氮一次电离态的激光新谱线:其波长分别为 648.2,464.1,462.1,460.7,460.1毫微米.并对 NII 648.2毫微米谱线,研究了其激光强度与气压的关系,进行了电流及激光脉冲波形测量.激光脉宽比电流脉宽大得多,激光产生于放电余辉中,为复合激光. 本文用脉冲轴向放电…     

基于双LED光源积分球的硅探测器宽动态范围响应线性定标

介绍了一种硅探测器宽动态范围线性测量系统,系统以光通量叠加为基础,通过时间逻辑控制LED点亮、熄灭和采集数据,在2.2×10-6~0.57A的LED注入电流调节范围内,标定了硅探测器响应电流在3.92×10-11~10-2 A范围内近9个量级的线性。实验结果表明,硅探测器在9个量级的动态范围内测量时探测器非线性引入的误差可达0.23%,通过非线性修正因子对其测量值进行修正很有必要,并给出了非线性修正因子,其数值范围为1~1.0023。分析了测量结果的测量不确定度,列出影响系统测量精度的因素,并定量分析了LED光源的光谱漂移对系统测量精度的影响。给出了线性测量系统的相对合成不确定度,硅探测器响应电流范围分别为39.2pA~0.326nA、0.326~81.6nA、81.6nA~20.4μA、20.4μA~10.2 mA时的测量不确定度分别为0.269%、0.0116%、0.00536%和0.00320%。结果表明该系统可以用于高精度硅探测器的宽动态范围响应线性定标。     

利用类铜离子谱线诊断银等离子体电子密度

测量了激光加热块状银靶产生的等离子体XUV光谱.计算了T_e分别为65eV,86eV和130eV时,AgXIX4s-4P,4P-4d,4d-4f7条谱线在不同电子密度时的强度.根据AgXIX4d~2D_(s/2~-)4f~2F_(r/2)和4P~2P_(3/2)-4d~2D_(s/2)两条谱线的强度比,推导了激光银等离子体电子密度.当入射激光功率密度W为6×10~(12)W/cm~2时,银等离子体电子密度N_e=1×10~(20)/cm~3. 关键词：     

激光引信可调高频窄脉冲驱动电源设计

针对激光近炸引信周向探测系统中高发射频率和高精度的难点问题,设计了激光引信可调高频窄脉冲驱动电源.通过对激光引信周向探测系统的介绍以及激光驱动电源放电回路建模与理论分析,应用FPGA中PLL锁相环及相移倍频法提高计时时钟频率,实现可调高频脉冲触发信号,并经过高速整形电路与衰减电路控制信号幅值.运用场效应晶体管驱动器加速MOSFET管的导通,在电路中产生瞬时大电流.加工制作PCB板进行实验验证,实验结果表明:脉冲激光发射频率在0~30kHz可调,脉冲上升沿时间为10ns,脉宽20~40ns可调,激光峰值功率达到69.8 W.本设计可为激光近炸引信脉冲驱动电源设计提供参考.     

Ca3NbGa3Si2O14晶体的介电和压电特性

利用Y切和(yxl)30°切两种样品测量了Ca3NbGa3Si2O14晶体的介电、压 电和部分弹性参数.计算了(yxl)θ切型相关压电常数随切角的变化.与La3Ga5SiO14晶体相比，Ca3NbGa3Si2O14晶体具有更优良的压电性能，其压电常数 d11=7.93×10-12C/N，d14=-5.88×10-12C/N. 关键词： Ca3NbGa3Si2O14晶体 介电常数 压电常数     

微空心阴极放电推力器性能研究

微空心阴极放电推力器是一种新颖的电热式微推力器,利用纳卫星提供的1~10 W的功率可提高微推进装置的性能。为了预示该推力器的性能,结合实验中测量的气体温度值和火箭发动机原理,初步计算得出微放电推力器的推力范围为几十至上千μN,以氩气为工质比冲量级为600~1 000 N.s/kg,以氦气为工质比冲量级为3 000 N.s/kg。研究结果表明,微空心阴极放电较小的尺寸结构与强烈并可控的气体加热相结合,可以开发应用在电热式微放电推进中,作为微小卫星,尤其是纳卫星和皮卫星的动力系统。     

激光反射镜薄膜散射的测量

本文介绍在可见光区内对激光反射镜进行光谱散射测量的方法和测量的一些结果.对测量误差进行了分析,并采取了一些相应措施,估计测量的相对误差约为±15%,即对1×10~(-3)量级的散射率,测量的绝对偏差约为±1.5×10~(-4).测量结果与理论计算和实际情形基本吻合.结果表明,目前21层λ/4 TiO_2-SiO_2硬膜激光反射镜的散射率一般在5×10~(-4)～2×10~(-3)范围,起伏较大,反射率的高低主要受散射损耗限制.     

基于气体放电等离子体射流源的模拟离子引出实验平台物理特性

离子引出过程是原子蒸气激光同位素分离中非常重要的物理过程之一,而其中关键的等离子体参数(等离子体初始密度和电子温度等)均会对离子引出特性产生影响.基于千赫兹电源驱动的氩气高压交流放电等离子体射流源,建立了离子引出模拟实验平台-2015 (IEX-2015),开发了用于诊断氩等离子体参数的"碰撞-辐射"模型,对等离子体射流区的电子温度和电子数密度等关键参数进行了测量.结果表明,电源输入功率和驱动频率以及工作气体流量均会对等离子体射流区的电子温度和数密度产生影响;在真空腔压强为10~(-2)Pa量级下,射流区电子数密度和电子温度的可调参数范围分别为10~9—10~(11)cm~(-3)和1.7—2.8 e V,这与实际离子引出过程中的等离子体参数范围相近.在此基础上,开展了不同引出电压、极板间距和电子数密度条件下初步的离子引出实验,所得到的离子引出电流变化规律亦与实际原子蒸气激光同位素分离中的离子引出特性定性一致.上述研究结果验证了在IEX-2015上开展离子引出模拟实验的可行性,为后续深入开展离子引出特性的实验研究准备了良好的条件.