COIL基于小信号增益系数的最佳流量配比选择

 氧碘化学激光器(COIL)的混合喷管内发生的是气体动力学、化学反应动力学以及光学等相互耦合的复杂过程，每个过程都对COIL性能有着至关重要的影响。利用3维CFD技术，通过求解层流Navier-Stokes方程与组分输运方程，结合10种组分和21个基元反应的化学反应模型，对简化后的化学氧碘激光RADICL模型在亚声速段横向射流情况下，不同的主副流流量配比对小信号增益系数的影响情况进行了比较与分析。结果证明:过高或过低的碘分子浓度均不利于产生合理的小信号增益系数;存在最佳流量配比使小信号增益系数得到显著提高且分布均匀。     

氧碘激光器小信号增益时空分布的实验研究

 首次利用一台亚音速小型连续波化学氧碘激光器做探测光源，用放大法直接测量超音速化学氧碘激光器的小信号增益系数，测得了小信号增益系数随时间和气流方向的变化。     

氧碘激光器小信号增时空分布的实验研究

首次利用一台亚音速小型连续波化学氧碘激光器的探测光源。用放大法直接测量超音速化学氧碘激光器的小信号增益系数，测得了小信号增益系数随时间和气流方向的变化。     

流量配比对Coil增益分布影响的数值研究

利用三维CFD技术,通过求解层流Navier-stokes方程与组分输运方程,对简化后的化学氧碘激光RADICL模型进行数值模拟与分析,结合10种组分和21个基元反应的化学反应模型,对COIL亚声速段横向射流情况下,不同的主副流流量配比对化学氧碘激光器性能的影响进行分析与比较.结果证明,过高或过低的碘分子浓度状态均不利于合理、可观的小信号增益系数产生.存在一个最佳流量配比范围,与之对应的工作状态下,COIL的小信号增益系数会得到显著提高.     

超音速氧碘化学激光器二维小信号增益的数值模拟

 建立了氧碘化学激光器简化的动力学模型,利用NS方程组,数值模拟了超音速氧碘化学激光器小信号增益的二维分布,所得结果随参数的变化趋势与实验结果 比较一致。     

碘喷孔位置的变化对激光性能的影响

在主、副气流流量不变的情况下,仅改变氧碘化学激光器中碘喷孔的位置,数值模拟了其混合气体流场特性和小信号增益分布等的变化.计算结果表明,碘喷孔在喷管叶片上的位置沿气流方向往下游移动,混合状况变差,光腔中小信号增益降低,输出功率减小,饱和光强沿气流方向的衰减变得平缓.     

碘喷孔位置的变化对激光性能的影响

 在主、副气流流量不变的情况下,仅改变氧碘化学激光器中碘喷孔的位置,数值模拟了其混合气体流场特性和小信号增益分布等的变化。计算结果表明,碘喷孔在喷管叶片上的位置沿气流方向往下游移动,混合状况变差,光腔中小信号增益降低,输出功率减小,饱和光强沿气流方向的衰减变得平缓。     

连续波氧碘化学激光器小信号增益的测量

描述了利用脉冲光解碘原子激光器作为探测激光器测量连续波氧碘化学激光器小信号增益的方法与装置,给出了增益的测量结果,对实验结果和误差作了简单讨论。     

化学氧碘激光器高压操作的可行性以及最佳增益区的确定

利用一简单的模型,从理论上证明了在化学氧碘激光器小信号增益存在依赖于系统总氧压力的最佳值,同时讨论了高压下工作的化学氧碘激光器的可行性,最后给出了确定化学氧碘激光器的最佳增益区的方法。     

化学氧碘激光器内流场亚跨超音速混合的大涡模拟研究

 利用大涡模拟对化学氧碘激光器内的亚跨超音速混合过程进行模拟分析，其结果表明了大涡模拟对这种低压、低密度、亚跨超音速及夹杂多种介质的化学流场的可执行性。与传统的雷诺平均仿真结果相比较，大涡模拟能掌握更多的流场细节数据，能够对混合过程进行精准地判断和分析。在此基础上，提出了碘流反向45°入流的设计方案以增强混合程度，计算表明采用此种方案在相应出光面上平均小信号增益系数提高了5%。     

Numerical analysis of spatial evolution of the small signal gain in a chemical oxygen–iodine laser operating without primary buffer gas

A chemical oxygen–iodine laser (COIL) that operates without primary buffer gas has become a new way of facilitating the compact integration of laser systems. To clarify the properties of spatial gain distribution, three-dimensional (3-D) computational fluid dynamics (CFD) technology was used to study the mixing and reactive flow in a COIL nozzle with an interleaving jet configuration in the supersonic section. The results show that the molecular iodine fraction in the secondary flow has a notable effect on the spatial distribution of the small signal gain. The rich iodine condition produces some negative gain regions along the jet trajectory, while the lean iodine condition slows down the development of the gain in the streamwise direction. It is also found that the new configuration of an interleaving jet helps form a reasonable gain field under appropriate operation conditions.     

L-band EDFA性能与增益光纤长度关系的分析

分析和模拟L_band EDFA的增益特性对其优化设计和实验有着重要的意义。基于Giles模型,数值模拟了L_band EDFA中的信号光、泵浦光和放大自发辐射(ASE)在一定泵浦功率下与铒光纤长度的关系;分析了L_band EDFA本征增益平坦的产生机理;数值模拟了小信号增益平坦特性。结果表明,在一定的泵浦功率下,如果在所选择的L_bandEDFA中铒光纤长度合适,则不需要任何平坦化处理就可以得到比较平坦的增益谱线。     

光参量啁啾脉冲放大中时间同步抖动对增益稳定性的影响

 在考虑了光参量啁啾脉冲放大中的脉冲波形、相位失配和时间同步抖动情况下，给出了计算光参量啁啾脉冲放大增益特性更为完善的三波耦合理论模型。并在1 ns的时间同步抖动情况下，对比分析了光参量放大在小信号放大及饱和放大时的增益稳定性。光参量放大的时间同步抖动对增益影响非常大,使放大信号光脉冲的增益光谱发生了明显的偏移，波形不对称和整个增益降低；并且信号光光谱越宽，光参量放大间的时间同步抖动对其增益影响越严重；但随着参量放大增益饱和的出现和加深，信号光和抽运光之间的同步时间抖动对放大信号光的输出强度影响减弱，即在饱和放大处可以获得更稳定的放大信号光输出。     

The small signal gain and the saturation intensity measurement of the nitrogen-ion laser

A series oscillator-amplifier has been fabricated and optimized in order to determine the small signal gain and the saturation intensity of the N₂⁺ amplifying medium. Two plasmas, which are composed of a mixture of helium and nitrogen gases, have been produced under pressures of 2–5 atm by applying an electrical transverse discharge. The time delay between the two plasmas has been controlled by the gas pressure. To optimize the gain, the entrance time of the oscillator's output pulse into the amplifier was synchronized with the maximum population inversion in the amplifier. The gain coefficient () was obtained from 6 to 124, by varying the intensity of the input beam at the optimum pressure. The small signal gain and the saturation intensity have been calculated as 0.04, 0.07, 0.10 cm⁻¹ and 7.77, 13.33, 19.97 (kW cm⁻²) at 1.25, 1.70, 2.20 atm, respectively. The dominant wavelength of the nitrogen-ion laser corresponding to the B²∑_u(v = 0) → X²∑_g(v′ = 1) transition, 427.8 (nm) wavelength, was used in this work.     

含负折射率介质的一维光子晶体构成的相干热辐射源的辐射特性及控制

电子清刷是微通道板生产流程中常用的除气方法,会引起微通道板其他性能参量的变化.为研究电子清刷对微通道板输出信噪比及增益的影响,根据信噪比及增益的定义讨论了微通道板性能参量的测试方法,研制了微通道板参量测试系统.应用微通道板参量测试系统对微通道板进行了电子清刷处理,测试清刷过程中不同阶段微通道板的信噪比及增益变化.实验表明:微通道板增益随清刷时间增加而降低,同时增益稳定性提高;电子清刷过程中微通道板的输出信号及噪音的变化率与微通道板增益的变化率基本相同,输出信噪比基本不变.增益变化是影响清刷过程中信号及噪音变化的主要因素,并且电子清刷对微通道板输出信噪比影响较小.     

电子清刷对微通道板增益及输出信噪比的影响

电子清刷是微通道板生产流程中常用的除气方法,会引起微通道板其他性能参量的变化.为研究电子清刷对微通道板输出信噪比及增益的影响,根据信噪比及增益的定义讨论了微通道板性能参量的测试方法,研制了微通道板参量测试系统.应用微通道板参量测试系统对微通道板进行了电子清刷处理,测试清刷过程中不同阶段微通道板的信噪比及增益变化.实验表明:微通道板增益随清刷时间增加而降低,同时增益稳定性提高;电子清刷过程中微通道板的输出信号及噪音的变化率与微通道板增益的变化率基本相同,输出信噪比基本不变.增益变化是影响清刷过程中信号及噪音变化的主要因素,并且电子清刷对微通道板输出信噪比影响较小.     

一种小型铷原子频标功率稳幅电路

传统的铷原子频标(RAFS)射频电路所采用的饱和输出的方式虽然能稳定射频信号幅度,但是无法稳定射频信号波形,导致微波功率稳定性不够理想.本文介绍了一种铷原子频标微波功率稳幅电路方案,该方案以阶跃恢复二极管(SRD)的偏置电压为参考,通过控制可变增益放大器(VGA)的增益实现自动增益控制(AGC).该方案在控制射频信号幅度的同时亦控制其波形.结果表明该方案能有效改善铷原子频标的微波信号功率的稳定性.     

An innovation based random weighting estimation mechanism for denoising fiber optic gyro drift signal

In Interferometric Fiber Optic Gyroscope (IFOG), the diminution of random noise and drift error is a critical task. These errors degrade the performance of IFOG. In this paper, a modified adaptive Kalman gain correction (AKFG) algorithm is proposed to denoise IFOG signal. The covariance matrix of innovation sequence is estimated using weighted average window method in which the weights are randomly generated in the range [0, 1]. Innovation based random weighted estimation (IRWE)-AKFG is applied to denoise the IFOG drift signal. The Kalman gain is adaptively updated using the covariance matrix of innovation sequence. The proposed algorithm is applied for denoising IFOG signal under static and dynamic environment. Allan variance method is used to analyze and quantify the stochastic errors in IFOG sensor. The performance of the proposed algorithm is compared with Conventional Kalman filter (CKF) and the simulation results reveal that the proposed algorithm is an efficient algorithm for denoising the IFOG signal.     

控制光和信号光频差对太赫兹光非对称解复用器性能的影响

讨论了半导体光放大器中的带间效应，及载流子热效应、谱烧孔效应、双光子吸收以及超快非线性折射等带内效应对半导体光放大器的动态特性的影响，讨论了两种情况：1)保持控制光波长不变而改变信号光频率，2)保持控制光和信号光频率相同而同时改变它们的频率下半导体光放大器的增益、相位动态特性以及太赫兹光非对称解复用器的开关窗口特性。数值结果表明，为了得到较为平坦而窄的开关窗口，控制光波长应与信号光波长相同，且其与半导体光放大器增益谱中心波长的差值应该大一些。