片状放大器热恢复研究

 给出了神光III主放大器单元4×2×3片状放大器的热恢复研究。利用集总热容模型研究了氙灯、隔板玻璃、钕玻璃片的热恢复过程,并利用三维瞬态热传输有限元模型对钕玻璃片的三维空间温度随时间的变化过程作了详细的分析。初步的研究结果表明,通过优化的冷却方案,可以在装置预定的运行周期内将激光工作介质钕玻璃片内的温度梯度和总体平均温度冷却到可以接受的水平。     

用于氙灯阵列的渐开线翼面反射器

 用光线追踪法分析反射翼几何形状对氙灯反射器光传输效率的影响。提出一种新的反射器几何构型——仿渐开线型,其外形与标准渐开线相似,但翼展宽度短于标准渐开线反射器。用蒙特卡罗法模拟氙灯光能量在激光泵浦腔内的反射和吸收过程,计算结果显示：在合理选择反射翼的几何修正系数前提下,“仿渐开线型”反射器的光传输效率优于“短翼渐开线型”的光传输效率。在腔长、灯内径等设计约束条件受限的条件下,采用“仿渐开线”设计方法,能够最大限度地增大氙灯阵列输出的总泵浦能量。     

高功率激光放大器片腔洁净度实验研究

 在氙灯放电泵浦过程中,放大器片腔内材料在高强度氙灯光辐照下,存在显著的热解过程,产生大量的微米级悬浮粒子。在两种实验条件下对粒子数进行了测量：一是放大器氙灯泵浦结束之后悬浮粒子的自然消散过程;二是氙灯泵浦结束之后利用大气流量的超纯氮气冲洗片腔之后的粒子数测量。研究结果表明,正常情况下,氙灯泵浦结束后片腔洁净度达到了10~50万级气溶胶的水平(在粒子直径Φ 0.5 μm的水平上)。利用大气流量的超纯N₂气冲洗片腔能够在短时间内显著地提高片腔的洁净度。     

人造岗石废渣合成甲酸钙晶体的工艺研究

以人造岗石废渣为原料,采用中和法合成甲酸钙晶体,分析人造岗石废渣与甲酸的投料量质量比、反应时间、搅拌速度、反应温度对人造岗石废渣利用率的影响,采用扫描电子显微镜、XRD、红外光谱仪进行表征.结果表明,人造岗石废渣合成甲酸钙的最佳工艺条件为:人造岗石废渣与甲酸的投料量质量比为1.0:1.3、反应温度为50℃、搅拌速度为430 r/min、反应时间为50 min、滴加硫化物沉淀剂的体积为0.15 mL,此时铁离子的去除率为98.77;.对产物甲酸钙采用络合滴定和氧化还原滴定法计算得到甲酸钙的收率为94.20;.结果说明:人造岗石废渣呈现不规则的形状,表面较为光滑;产物呈现八面体的形状,团聚,平均粒径为1μm,说明合成的产物按照一定的晶型逐渐生长成型,结合红外光谱和能谱分析为甲酸钙晶体.     

激光诱导HF酸刻蚀后熔石英后表面划痕的损伤行为研究

用光学显微镜和原子力显微镜记录HF酸刻蚀后熔石英元件后表面划痕的形貌结构,并利用单脉冲激光对其进行辐照测试,以研究不同结构参数划痕的激光损伤特性.实验结果表明,由于HF酸的腐蚀钝化作用,划痕结构横向截面呈余弦形分布;其初始损伤阈值并非由单一的划痕宽度或深度参数决定,而是与其横向剖面结构的宽深比值密切相关;通过实验得到了二者之间的关系曲线,并采用时域有限差分算法对不同结构参数划痕附近光场分布进行理论模拟,理论场计算得到的增强结果与实验值符合得很好.     

CO_2激光预处理参数对石英基片表面粗糙度的影响

为研究CO2激光预处理参数对熔石英基片表面粗糙度的影响,采用频率为100 Hz,光斑面积为1 mm2的CO2激光对理想的熔石英基片进行辐照处理,根据处理后基片表面微观形貌特征将修复程度分别定义为轻度、中度和重度修复,并对3种修复程度下基片的表面粗糙度值进行了统计。研究了不同脉冲作用时间和不同占空比(激光功率)的激光束单点单次辐照基片后的表面粗糙度。结果表明:石英基片的表面粗糙度均方根值和处理造成的凹陷深度均随脉冲作用时间和功率的增加逐渐变大;均方根值的增幅逐渐增加,凹陷深度的增幅逐渐减小。     

激光诱导光学材料后表面损伤的数值模拟

 采用3维时域有限差分方法和完全匹配吸收层,模拟了长方体缺陷在熔石英前后表面时对入射激光为TM波的调制作用,绘出了截面上的电场强度分布及最大电场强度随熔石英深度变化的曲线,并进行了比较和分析。结果表明：缺陷在前表面上时,后表面附近的最大电场强度2.522 41 V/m大于缺陷附近的1958 83 V/m;缺陷在后表面上时,材料中的最大电场强度为2.799 38 V/m,且出现在后表面附近。无论该缺陷在前表面还是在后表面,最大电场强度都是出现在后表面附近,表明光学材料的后表面在一定程度上更容易被损伤。     

40-60GPa冲击加载下蓝宝石发光机理研究

利用轻气炮平面波加载技术结合多通道辐射高温计技术以及瞬态光谱技术,在40-60GPa压力区间同时获得了蓝宝石冲击发光的时间分辨光谱和连续波长分布光谱．结果表明,在该压缩区间蓝宝石发光光谱的波长分布具有普朗克灰体分布特征,是一种典型的热辐射现象．辐射色温与该压力区间蓝宝石熔化温度接近,支持剪切带发光观点,认为剪切带的形成可能与蓝宝石单晶的位错和缺陷有关．对冲击压缩蓝宝石的剪切带发光温度接近熔化温度的观点,用一维塑性流的热方程给出了合理的解释．     

熔石英表面损伤修复点的损伤概率

针对3个光斑尺寸的CO2激光辐照尺寸小于400 m损伤点后得到的修复点,从4个方面对损伤修复点经355 nm激光辐照后的损伤概率分别进行研究。结果表明,根据修复光斑尺寸或损伤点尺寸分别讨论修复点的损伤概率,更能反映修复点的抗激光损伤能力。通过分别讨论可以看出,采用小光斑CO2激光辐照损伤点或者修复尺寸小于200 m的损伤点,修复成功率超过90%。同时,可以通过损伤修复点的激光损伤阈值都服从正态分布的规律来预测修复点的损伤概率。     

激光钝化对熔石英修复后损伤性能影响的实验研究

采用10.6 μupm 的 CO₂激光, 对单次激光脉冲辐照修复熔石英存在的烧蚀采用大光斑钝化去除. 经过辐照修复的区域置于前表面测试初始损伤阈值, 结果表明调制造成的损伤得到了一定程度的抑制; 辐照区域置于后表面修复后 熔石英的初始损伤阈值超过了基底的初始损伤阈值. 实验观察到了应力分布外扩, 同时明显减弱. 对损伤增长的测试说明, 经过激光熔融辐照后的损伤点, 当应力释放以后, 损伤扩展初期表现出指数增长趋势, 后期随着辐照次数的增加, 损伤增长不再明显, 并且趋于恒定值.