生物质材料在秒量级脉冲激光加热下的导热特性研究

通过系统的实验,对常温下生物质材料在秒量级脉冲加热下的导热特性进行了研究,并且针对本实验的条件分别进行了抛物线型和双曲线型两种导热模型的数值模拟,结果发现,傅里叶模型的计算结果和实验结果非常吻合,而双曲线模型的计算结果和实验结果相差很大,这说明在本实验的条件下,在所用的生物质材料中没有发现非傅里叶现象,同时也说明某些文献所述各种生物质材料的热松弛时间为秒量级的结论还有待商榷。     

高功率短脉冲激光照射下生物组织内的热传导研究

采用响应时间为1μs的超小型薄膜铂热电阻温度计及日本YOKOGAWA DL2700高速数字示波器，对微秒量级脉冲激光照射下离体动物组织内的热传导进行了实验研究，结果发现：在激光脉宽较短时，组织内出现了非傅时叶导热现象，脉宽越短，组织厚度越薄，非傅时叶导热特征越明显，功率密度和光斑直径只影响温度上升的高低，对是否会出现非傅里叶导热没有影响。     

激光脉冲能量时空特性的试验研究

激光脉冲能量的时空特性与激光加工精度、表面质量和稳定性有直接关系。通过 探测ＪＧ－２型固体激光器脉冲能量的时空分布结构，系统地试验研究了激光脉冲能 量时空特性及其对激光强化质量的影响，用以指导激光加工和提高现有激光器加工精 度和质量水平。     

脉冲激光加热下超急速爆发沸腾现象观测

以不同体积配比的纯丙酮/乙醇混合液体为实验工质,进行了脉冲激光加热下超急速爆发沸腾的实验研究.采用快速瞬态温度检测系统测定了爆发沸腾过程中金属薄膜表面温度变化规律,采用显微放大摄影系统观测与拍摄了液体工质产生爆发沸腾时气泡生成与运动的系列照片,揭示了超急速爆发沸腾与常规沸腾的本质区别以及激光加热条件、混合工质体积配比及工质中加入纳米颗粒等因素对超急速爆发沸腾的影响规律.     

脉冲激光加热材料的温度场解析

对脉冲激光加热解析模型进行了修正，研究了对流换热和热辐射对样品温升场分布的影响；还对表面加热模型和体加热模型进行了比较，为研究材料热学特性提供了精确的理论依据．     

脉冲激光加热下材料的温度场研究

通过改变多种参数对单脉冲激光加热下材料温度场进行研究.     

脉冲激光制膜技术烧蚀阶段的热特性研究

研究了用脉冲激光制备薄膜时激光烧蚀靶材的的全过程.从能量平衡原理出发,考虑气化带走热量的影响,分阶段地建立了含有气化项与热源项的适合于不同烧蚀阶段的热流方程,给出了相应的初始条件和边界条件.以单晶硅为例,用有限差分法进行模拟计算,得到了靶材在各个阶段温度随时间以及气化速度随时间的演化规律.结果表明,靶材熔融前(0相似文献   

单脉冲激光热弹超声脉冲特性理论研究

对梯形激光脉冲入射到半无限弱吸收媒质中热弹激发的超声应力脉冲进行了理论研究,给出了媒质表面束缚和自由两种情况下的超声应力脉冲表达式及其理论曲线.分析表明,表面束缚时应力脉冲为单极性,表面自由时为双极性;应力脉冲比激光脉冲宽,其特性受激光脉冲形状的影响.     

脉冲激光烧蚀氩晶体颗粒的分子动力学模拟

采用分子动力学方法对氩晶体颗粒在皮秒脉冲激光照射下内部发生的传热过程以及相变现象进行模拟研究.通过记录氩原子速度和原子位置随时间的变化情况分析了颗粒内热量的传递过程,并计算了单位体积内氩原子数目的空间分布情况以及随时间的变化规律,从而分析了颗粒内部的相变过程.研究结果表明:当激光强度较低时,晶体内部仅仅发生传热过程而没有熔化发生,加入的激光能量随时间由外向内传递;当激光强度增加到足够晶体熔化的时候会发生相变,此时固液相态之间并没有明显的界面,而是存在一个纳米级别的过渡区域;当照射的激光强度增加时,过渡区域的移动速度和移动深度都将增加.     

高能脉冲激光作用下材料表面温度场

以激光材料处理为背景,通过在高能脉冲激光照射下材料表面温度变化的实际研究,测量了在这种高能量、短脉冲、温度变化率极大的情况下材料表面的温升速率和温度变化规律,并且结合实验条件对２种不同的导热模型进行了数值模拟。实验结果显示当激光脉冲宽度较大时,实验结果和傅立叶导热模型的计算结果很吻合。随着激光脉冲宽度的减小,实验结果逐渐偏离傅立叶导热模型,而与双曲导热模型比较接近,同时出现了“二次升温”等非常规现     

强吸收固体中激光超声脉冲的特性研究

 对梯形激光脉冲入射到半无限强吸收固体媒质中热弹激发的超声应力脉冲进行了研究.给出了媒质表面束缚和自由2种情况下的超声应力脉冲的表达式及其理论曲线,并给出了自由表面下的实验结果,都表明表面束缚时应力脉冲是单极性的,自由时是双极性的,应力脉冲增宽不大,其特性还受激光脉冲形状的影响.     

镉胁迫下生物质炭对蔬菜生长特性的影响

采用盆栽试验,研究了施用生物质炭对外加镉污染土壤上小白菜生长性状和根系耐性指数的影响。结果表明,重金属镉加入时,抑制了小白菜根系的生长,随着镉污染浓度的增加,抑制趋势显著。但随着生物质炭浓度的增加,植物根长并没有因镉污染浓度的变化而显著变化,根长生长趋于稳定。镉污染对小白菜叶的生长有胁迫作用,无论是否有重金属污染,生物质炭对小白菜株高和叶宽的指标都有不同程度的促进作用。在施加生物质炭并且受镉污染的小白菜的根系耐性指数＞1.0。     

超快脉冲激光烧蚀过程中的靶材温度分布

讨论了超快脉冲激光烧蚀靶材时的烧蚀特性及激光频率对温度分布的影响．从包含热源项的导热方程出发，详细研究了在纳秒级脉冲激光作用下单次脉冲和多次脉冲时靶材表面温度的变化规律．结果表明，用超快脉冲激光制膜可以有效地减小烧蚀期间靶材温度的大幅度波动．从而为克服传统PLD制膜技术上的制膜厚度的不均匀及大颗粒粒子的产生从理论上提供了依据。     

二束脉冲激光提高CO2分子取向的温度效应

借助于分子刚性转子模型,利用数值方法求解了CO2分子在二束脉冲激光作用下的薛定谔方程,计算了CO2分子在总强度I=1.0×1014W/cm2固定激光脉冲作用下分子取向的变化行为。研究结果表明,在不同温度下当激光总强度固定时,将一束激光脉冲分成具有同样脉冲宽度的二束脉冲,当强度比为1/3时,都可以极大地提高CO2分子的取向程度;在不同温度下,通过调整第2束脉冲宽度,可以进一步提高CO2分子的取向程度。以上结果对实验中在不同温度下提高分子取向具有指导意义。     

脉冲激光沉积技术

薄膜技术作为一种有效的手段为材料的集成和器件的制备提供了坚实的基础.本文主要介绍脉冲激光沉积技术的基本原理、特点、优点和缺点.该方法尤其适合用来生长多组分、化学结构复杂的过渡金属氧化物薄膜.     

结晶硅材料的单脉冲和多脉冲激光损伤研究

对半导体材料硅的单脉冲和多脉冲激光损伤现象进行研究,实验结果表明多脉冲激光辐照的损伤阈值比单脉冲的少,且多脉冲激光损伤阈值是与脉冲重复频率相关的,随脉冲重复频率增大而减少,说明损伤过程中累积效应的存在。根据实验结果和理论计算,我们指出热积累并不是损伤阈值降低的唯一原因,并对可能的损伤机理进行了讨论。     

脉冲激光光束质量的同步测量

目的　研究评价脉冲激光光束质量的同步测量方法 .方法　通过分析脉冲激光光束和 CCD测量系统的特点 ,提出在低重复和高重复频率情况下的多种同步测量方法 ,并通过对钇铝石榴石 ( YAG)激光光束质量的评价实验加以验证 .结果　成功地在不同脉冲频率下对 YAG脉冲激光光束质量进行了评价 ,并计算出光束质量因子的数量级为 1 0 .结论　所提出的同步测量方法用于评价脉冲激光光束质量是有效的 .     

脉冲宽度对短脉冲激光诱导材料损伤研究

多光子离化和雪崩离化是激光诱导薄膜材料损伤的主要机理,但足其各自起到的作用随激光脉宽的变化是不同的.本文基于Stuart等人的电子密度演化方程,运用数值模拟方法,研究了单脉冲激光作用下熔融石英中电子密度的演化过程;讨论了脉宽对阈值功率密度和薄膜损伤阈值的影响,脉宽对多光子离化和雪崩离化的影响.