液氮冷却硅晶体单色器的研究

第三代同步辐射光源给光束线设计带来的关键问题之一是高热负载．本文讨论了采用液氮冷却硅晶体单色器的原理、实验装置以及测试结果．     

液氮冷却劳厄晶体单色器的热力耦合研究

针对高能同步辐射光源工程材料线站研制的劳厄晶体单色器上受光压弯晶体光学元件,利用有限元方法模拟计算了具有各向异性和低温材料非线性的硅晶体的压弯面形和热变形,计算结果显示硅晶体精确三维点云体载荷的最高温低于面吸收并且体吸收的热变形呈现出非对称性,同时精确给出了压弯和热变形导致晶体变形数据,为束线后续衍射动力学追迹模拟评估对光斑性能的影响提供更加真实可靠的保证。     

实验室EXAFS测量中单色器晶体二级衍射的应用

本文研究了实验室EXAFS测量中,应用单色器晶体二级衍射的有关问题,当测定的能量范围内,X射线连续谱上存在杂质发射线时,将导致测定吸收谱精细结构的畸变,研究了对这种谱线畸变进行修正的方法,并对采用晶面二级衍射测定时,EXAFS谱振幅降低的情况下如何求得正确的结构参数进行了讨论。 关键词：     

双晶单色器弧矢聚焦晶体面形有限元分析

简要介绍了弧矢聚焦双晶单色器的基本原理、聚焦晶体的压弯以及鞍形形变的抑制,提出了柔性铰链弧矢聚焦晶体压弯机构,对弧矢聚焦晶体衍射面的子午形变和弧矢弯曲面形进行了有限元分析;用光学追踪程序SHADOW得出了弧矢聚焦晶体衍射面面形对单色器的光通量和分辨率的影响。     

SSRF弧矢聚焦双晶单色器

弧矢聚焦双晶单色器采用分离武运动机构设计实现了双晶体多维自由度的独立调节,可工作在固定光束出口高度和可变光束出口高度两种模式.其中聚焦晶体压弯和双晶体方位调节采用了3种不同的柔性铰链机构,单色器第一晶体的冷却采用了轴心馈入直接水冷却机构.研制完成的装置经测试,晶体方位角徽调精度好于O.5"聚焦光斑水平弥散小于25%.     

液氮冷却硅晶体单色器的流固耦合传热研究

液氮冷却硅晶体单色器是一个流固耦合传热系统,涉及固体部件之间的传热和计算流体力学(CFD)问题。硅晶体和无氧铜之间发生热传导,无氧铜和液氮之间进行对流换热。确定上述流固耦合传热系统的内部边界条件成为该系统研究的难点。因此,采用热流固三场耦合分析方法将液氮-无氧铜-硅晶体作为一个整体进行研究,计算时只定义系统的外部边界条件。该冷却结构设计考虑了硅晶体和无氧铜之间的接触热阻和液氮在冷却通道内的流动,因而模拟结果与实际状况更加接近,且此液氮间接冷却硅晶体单色器结构能够承受870W的热负荷将用于北京先进光源。     

低温下硅晶体与无氧铜接触热阻实验方法的数值模拟研究

硅晶体与无氧铜界面之间的接触热阻影响第三代同步辐射光源中承受高热负荷的硅晶体单色器冷却结构性能优化设计。实际测量固体界面处接触热阻时,温度传感器安装方式和加热功率均影响实验准确性。文中利用数值模拟方法从这两方面对接触热阻计算偏差进行分析。结果表明,焊接或粘贴方式安装温度传感器使测温更加接近真实情况,并且测量接触热阻越小,加热功率可调范围越小,对测量仪器精度要求越高,进而对实际测量方法的选择有现实指导意义。     

复合全息透镜用作单色器

本文提出了用一个双复合重铬酸明胶全息透镜作单色器,计算并测量了此全息透镜的光谱半宽度,实验结果表明此新型单色器的可行性。     

Johann单色器能量分辨率分析

Johann单色器是一种广泛应用的X光单色器,对其能量分辨率已有若干工作进行过分析.对此问题进行了进一步的分析,改进了已有的工作.将计算结果和已有公式的计算结果同时与SHADOW追迹结果进行比较,理论计算与追迹结果有更好地吻合,同时适用范围更大.     

Simulation of Thermal Distortion of DCM Crystal Indirectly Cooled by LN2

The simulation result of thermal distortion of DCM crystal indirectly cooled by liquid nitrogen(LN₂) at Shanghai synchrotron radiation facility (SSRF) has been reported. The source is U27 undulator. The maximum of power density at 24m is 60W/mm². We give the correlation of the slope error of crystal surface vs. Bragg angle, the convection film coefficient, the bulk temperature of LN₂ and total power absorbed by the first crystal, respectively. The slope error is less than 3 arcsec when the Bragg angle is less than 30°, the thickness of crystal is larger than 30mm, the current of storage ring is up to 400mA and cooled by 78K LN₂.     

液晶-金属光子晶体波导的光学特性

运用时域有限差分方法分析了二维液晶-金属光子晶体波导的光学特性。二维正方晶格金属光子晶体波导位于两个电极之间,其背景介质为液晶。通过在电极上施加不同电压,电场诱导液晶取向以改变液晶的折射指数从而改变光子晶体的带隙结构。数值计算结果表明:通过外界电场控制所填充的向列相液晶的方向可以对这种金属光子晶体波导的光学特性进行调节,该波导可用于制作光子晶体光开关等光学器件。     

LED的COB封装热仿真设计

通过对COB封装中常用的陶瓷基板和金属基板这两类不同的基板材料进行有限元热仿真模拟,获得各自芯片到基板的仿真热阻,再使用红外热成像仪得到两种基板各自的表面温度分布情况并计算出实际热阻。仿真热阻与实际热阻的一致性表明了所采用的仿真计算方法的可用性。利用有限元仿真对COB封装的热管理方案进行了优化分析。研究表明:相对于金属基板,陶瓷基板由于无绝缘层这一散热瓶颈,其芯片到基板的热阻值约为金属基板封装方案的1/2;而且陶瓷基板有着更大的热管理优化空间,能更好地满足大功率LED封装的散热需要。     

光泵浦双反射带半导体激光器的热效应有限元分析

给出了808 nm/980 nm双反射带布拉格反射镜的反射谱线,建立了光泵浦双反射带半导体激光器件的热学模型及其内部热载荷分布形式,运用有限元分析方法,详细分析了双反射带光泵浦半导体激光器件的热学特性。结果表明,对于激射光反射率为99.96%的单反射带和双反射带布拉格反射镜结构的垂直外腔面发射半导体激光器件,前者的散热性能较好,而后者的最大温升明显低于前者。本文的分析结果可为半导体激光器件的结构优化和实验研究提供理论参考。     

双包层色散平坦光子晶体光纤的数值模拟与分析

光纤色散会使脉冲展宽,从而导致误码,在通信网中这是必须避免的一个问题.运用有限元法,在考虑石英基质材料色散的前提下,数值模拟了呈圆形排列的双包层光子晶体光纤的场分布、基模有效折射率和色散特性.结果表明,小空气孔间距和直径不变时,大空气孔与第一圈小孔的的间距和大空气孔的直径对色散曲线的走向起决定性作用.如同某些色散补偿光...     

Design of Two 8-Channel Optical Demultiplexers Using 2D Photonic Crystal Homogeneous Ring Resonators

ABSTRACT

Ring resonators have always been referred to as a highly flexible structure for designing optical devices. In this paper, we have designed and evaluated two 8-channel optical demultiplexers using photonic crystal ring resonators. The purpose of this study is to investigate the flexibility of this type of resonator for designing and manufacturing optical devices based on photonic crystals. To the extent that we have investigated the literature, there is no report so far on such a study. For this purpose, two structures with the same structural parameters, but only with a difference in the type of lattice constant (square or triangular) are used. Both structures have a common photonic band gap within a proper range for telecommunication applications used in wavelength-division multiplexing (WDM) systems. Both designed structures have an average crosstalk of ?26 dB. For the demultiplexer structure with a square lattice constant, the quality factor and the transmission coefficient are 3,046 and 93.7% respectively, and its channel spacing is 1.97 nm. For the structure with a triangular lattice constant, the quality factor and the transmission coefficient are 1577.7 and 94.5%, respectively and its channel spacing is equal to 4 nm. To obtain the photonic band gap of the structures, the plane wave expansion (PWE) method is used and the output spectrum of the structures is obtained using the finite-difference time-domain (FDTD) method. The good results obtained in this study is through designing and simulating optical demultiplexer structures only by creating a change in the type of lattice constant used. This undoubtedly justifies the high flexibility of ring resonators, when used in the design of optical devices, as well as their suitability for the use in WDM systems     

DCM荧光增强C3H6O 受激拉曼散射（SRS）的增益特性研究

报道荧光染料DCM对丙酮SRS的高效放大, 研究了DCM中Stokes波的增益特性. 改变DCM乙醇溶 液浓度，变化进入DCM的Stokes光强度以及抽运激光功率，测量并分析了Stokes波增益与上 述条件的关系. 研究结果发现，当DCM浓度为 2×10^-4mol/L时，Stokes波 获得最大功 率增益达到57；抽运激光功率增加或进入DCM的Stokes信号增强时Stokes波输出增强，但 过强的Stokes 信号将导致增益饱和. 关键词： 受激拉曼散射 荧光增强Stokes波 丙酮 DCM     

新型聚合物分散液晶相位光栅的制备

把具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合 ,注入表面经过取向处理的液晶盒中。以紫外灯为光源 ,通过光掩膜法 ,使混合物在光场的引发下发生相分离 ,形成液晶 /聚合物相位光栅。由于相分离后液晶在取向膜的作用下沿液晶盒面方向旋转 180° ,克服了传统液晶光栅器件对入射光偏振方向的依赖 ,提高了光的有效利用率。采用光学显微镜和He Ne激光器进行测试 ,结果表明所制样品具有较好的栅结构 ,其衍射效率不受入射光偏振方向的影响且具有电场可调性。该光栅制作方法简便 ,驱动电压低 ,在光通信器件、衍射光学、投影显示、光开关等领域有广泛的应用前景     

高功率半导体激光器陶瓷封装散热性能研究

为实现半导体激光器单管的高功率输出,研究了使用氮化铝和碳化硅两种陶瓷材料制成的三明治型过渡热沉的散热性能。首先使用有限元分析方法计算,然后利用光谱法测量激光器的工作热阻。数值计算和实验测量结果均显示,碳化硅制成的过渡热沉所封装器件的工作热阻更低,散热效果更好。此外,实验进一步测试了器件的光电特性,结果表明碳化硅陶瓷制成的过渡热沉封装器件的电光转换效率更高、输出功率更大。915 nm附近单管器件在注入电流15 A时的输出功率为16.3 W,最高电光转换效率达到了68.3%。     

液晶光阀工作特性的测量与分析

用简便易行的方法对液晶光阀（LCLV）的工作特性曲线作了测量，包括光阀在正像、反转像和微分像状态读出光强与写入光强的响应曲线，以及不同写入光照度下液晶层透过率与工作电压的关系曲线。对所得结果的分析揭示了这方面以前未曾深入研究的液晶光阀非线性转换的特性。由此为光阀的很多新用途提供了坚实的实验基础，指出了进一步探索的方向。