气孔对透明陶瓷激光输出性能的影响

定量分析气孔大小和气孔率对陶瓷激光输出性能的影响,建立了气孔分布模型并结合Mie散射和固体激光技术相关理论,讨论气孔散射对陶瓷激光透过率和输出性能的影响。结果表明,气孔率对激光陶瓷的透过率和斜率效率有着决定性的影响。在给定的气孔尺寸分布下,气孔率越高,陶瓷透过率和激光斜率效率越低;在给定的气孔率下,气孔中心尺寸越大,陶瓷样品的透过率和激光斜率效率越低。减小气孔尺寸至0.3 m以下能有效提高激光斜率效率。气孔越大,激光阈值随气孔率增大而上升越快,越不利于实现激光输出。在实际工作中,改进和控制工艺减小气孔尺寸对提高陶瓷的输出性能同样有着重要意义。     

透明陶瓷透光性能的影响因素

研究了影响激光透明陶瓷透光性能的主要因素,讨论了陶瓷内部气孔和杂质颗粒等散射粒子、晶界结构中晶界折射率与晶粒折射率的差异以及晶界表面粗糙度等因素对陶瓷透光性能的影响,并定量分析了激光陶瓷透过率随气孔尺寸、气孔率、晶粒相对晶界折射率以及晶界表面粗糙度的变化关系。结果表明： 陶瓷的透过率随着气孔率的减小而增大,但透过率随气孔尺寸的增大而呈现出周期性振荡,且当气孔尺寸与入射光波长可比拟时,陶瓷的透过率会明显降低;在晶界结构中,晶界的折射率与晶粒的折射率相差越小,陶瓷的透过率就越高;晶界表面粗糙度越大,透过率越低。然而,晶界折射率不同于晶粒折射率,这使得其陶瓷透过率降低的程度比对晶界表面粗糙度的影响明显得多。在陶瓷制备过程中,需要重点排除尺寸与入射波长可比拟的气孔, 以抑制晶界结构中第二相的产生。     

透明陶瓷透光性能的影响因素

 研究了影响激光透明陶瓷透光性能的主要因素,讨论了陶瓷内部气孔和杂质颗粒等散射粒子、晶界结构中晶界折射率与晶粒折射率的差异以及晶界表面粗糙度等因素对陶瓷透光性能的影响,并定量分析了激光陶瓷透过率随气孔尺寸、气孔率、晶粒相对晶界折射率以及晶界表面粗糙度的变化关系。结果表明： 陶瓷的透过率随着气孔率的减小而增大,但透过率随气孔尺寸的增大而呈现出周期性振荡,且当气孔尺寸与入射光波长可比拟时,陶瓷的透过率会明显降低;在晶界结构中,晶界的折射率与晶粒的折射率相差越小,陶瓷的透过率就越高;晶界表面粗糙度越大,透过率越低。然而,晶界折射率不同于晶粒折射率,这使得其陶瓷透过率降低的程度比对晶界表面粗糙度的影响明显得多。在陶瓷制备过程中,需要重点排除尺寸与入射波长可比拟的气孔, 以抑制晶界结构中第二相的产生。     

透明激光陶瓷散射损耗分析

为了定量分析激光陶瓷中散射损耗对其透过率的影响,通过建立气孔尺寸分布模型,引入第二相体积比概念,并结合Mie散射、瑞利散射和全散射积分等理论,讨论了激光陶瓷中气孔、晶界第二相和表面粗糙度等引起的散射损耗对激光陶瓷透光性能的影响。研究结果表明：气孔率的大小将明显影响陶瓷透过率,且气孔尺寸分布决定了透过率包络的变化趋势;晶界和表面散射对透过率的影响主要集中在短波长处;在气孔率较低情况下,晶界第二相的存在是导致短波长处透过率急剧降低的主要因素。     

透明激光陶瓷散射损耗分析

 为了定量分析激光陶瓷中散射损耗对其透过率的影响,通过建立气孔尺寸分布模型,引入第二相体积比概念,并结合Mie散射、瑞利散射和全散射积分等理论,讨论了激光陶瓷中气孔、晶界第二相和表面粗糙度等引起的散射损耗对激光陶瓷透光性能的影响。研究结果表明：气孔率的大小将明显影响陶瓷透过率,且气孔尺寸分布决定了透过率包络的变化趋势;晶界和表面散射对透过率的影响主要集中在短波长处;在气孔率较低情况下,晶界第二相的存在是导致短波长处透过率急剧降低的主要因素。     

气孔率对陶瓷激光器性能影响及控制方法

透明激光陶瓷以其特有的优越性能,有望继单晶材料后成为新型高功率固体激光器的工作材料.制备高光学质量、高激光效率,高输出功率的透明陶瓷是目前的研究重点和热点.烧结而成的多晶陶瓷存在一定量的晶界以及气孔缺陷.文章介绍了气孔率与陶瓷激光器性能的关系及控制陶瓷材料气孔率的最新研究进展.研究发现,气孔率对激光陶瓷的散射系数、透过...     

透明陶瓷激光器的研究进展

1透明陶瓷激光器的发展简况 1964年--Hatch等首次报道了用真空热压烧结法制备的Dy:CaF2陶瓷的激光研究,其激光器在液氮温度下实现了激光振荡,振荡阈值与单晶近似.     

超短激光照射下颗粒的散射效应

对两个纳米颗粒受超短激光照射时表面吸收光强的分布情况进行了研究。基于米散射理论和蒙特卡罗方法建立程序来模拟和追踪光子的运动轨迹,米散射理论主要用于确定光子的散射方向,运用兰贝特定律和解析解对模拟结果进行验证。通过对比材料为金和黑体时双颗粒的光强分布发现,颗粒的散射和激光照射宽度的增加会使颗粒相邻处的光强增大,颗粒底部的光强主要取决于颗粒的反照率大小以及散射光强的分布情况。     

超短激光照射下颗粒的散射效应

对两个纳米颗粒受超短激光照射时表面吸收光强的分布情况进行了研究。基于米散射理论和蒙特卡罗方法建立程序来模拟和追踪光子的运动轨迹,米散射理论主要用于确定光子的散射方向,运用兰贝特定律和解析解对模拟结果进行验证。通过对比材料为金和黑体时双颗粒的光强分布发现,颗粒的散射和激光照射宽度的增加会使颗粒相邻处的光强增大,颗粒底部的光强主要取决于颗粒的反照率大小以及散射光强的分布情况。     

激光熔覆中球形粒子对激光散射强度的研究

为了研究同轴激光熔覆过程中球形粉末粒子和激光的相互作用,为激光熔覆中激光器和粒子的选择提供一定的理论依据,在进行了一定假设的前提下,应用米氏(Mie)散射理论建立了激光被球形粉末粒子散射的物理模型,应用Mathematica数学软件绘制出了在不同粒子半径和不同激光波长情况下,激光被球形粉末粒子散射后的强度分布图,并对模拟结果进行了分析.研究结果显示:金属粉末粒子的半径和激光的波长是影响激光散射强度分布的重要因素.结果表明:当光学常数q≤30的时候,散射光强在偏离传播方向20.以外还有一个次极大值,且次极大值占总散射光强比例较大,不利于熔池的形成;当光学常数q≥30的时候,散射后的光强主要集中在偏离传播方向5.～6.的小范围内,且在此范围内的散射强度很高,有利于提高激光熔覆效率.     

Gamma-ray irradiation effects on distributed-feedback laser diodes

Since laser diodes are increasingly used in harsh environments, the effect of irradiation on their performance attracts a lot of attention. We perform experiments for investigating the irradiation effects on laser diodes with distributed feedback operating at 1550 nm output wavelength with 2 mW output power. The radiation source is Co⁶⁰ gamma ray with a dose rate of 0.5 Gy/s and the dose range within 10² – 8 ∙ 10³ Gy. We study experimentally the threshold current, slope efficiency, and spectrum versus the variations in total dose. The results show that the threshold current increases exponentially and the slope efficiency decreases with increase in total dose. In addition, some sharp peaks appear in the spectrum at small driving current, and the spectrum broadens when the driving current increases and, meanwhile, the peak blue shift is observed. The spectrum can be recovered after annealing for 12 hours and when a greater driving current is applied.     

Improving the accuracy of laser particle sizer with Mie scattering theory

Using the classical Mie scattering theory and Fraunhofer diffraction theory,adetailed analysis of the differences of the light energy distribution falling on the multi-elementconcentric photo-detector of a diffraction based laser particle sizer is given.Numerical calcula-tions and computer simulation are carried out. Experimental studies are also made with latexspheres as Standard Reference Material.Our research shows that when the classical Mie scat-tering theory is used,the accuracy of the particle sizer can be essentially improved not only inthe small size range,but also for large paticles.At the same time the time needed for data re-duction in both cases is almost the same.     

衍射散射式颗粒粒度测量法的研究新进展

介绍了衍射散射式颗粒粒度测量法的基本光路结构和理论模型,讨论了决定其性能优劣的重要指标--测量下限,对影响测量下限向小粒径范围延伸的参数进行了分析.继而介绍了近年来国内外主要粒度仪品牌在光学结构和散射理论模型方面所做的改进,阐述了它们的工作原理和性能特点.最后对衍射散射式颗粒粒度测量法的发展前景做出了展望,从修正理论模...     

Different influences of u-InGaN upper waveguide on the performance of GaN-based blue and green laser diodes

Performances of blue and green laser diodes(LDs) with different u-InGaN upper waveguides(UWGs) are investigated theoretically by using LASTIP. It is found that the slope efficiency(SE) of blue LD decreases due to great optical loss when the indium content of u-InGaN UWG is more than 0.02, although its leakage current decreases obviously. Meanwhile the SE of the green LD increases when the indium content of u-InGaN UWG is varied from 0 to 0.05, which is attributed to the reduction of leakage current and the small increase of optical loss. Therefore, a new blue LD structure with In_(0.05) Ga_(0.95)N lower waveguide(LWG) is designed to reduce the optical loss, and its slope efficiency is improved significantly.     

Nanoparticle size characterization by laser light scattering

Spherical semiconductor nanoparticles (ZnS) were specially fabricated by an inexpensive chemical route. The scattering profile of the nanoparticles was investigated by laser light scattering technique. A beam of polarized light from a diode laser (λ ₀ ≈ 630 nm) was allowed to fall on the nanospheres embedded in flexible host matrix Polyvinyl Alcohol (PVA). The light scattered from the samples were detected by means of analyzer mounted photodiode array from 10° to 170° in steps of 1°. Signals from the detectors were interfaced with a high resolution data acquisition system and the whole experiment was carried out in differential mode. Size of the nanoparticles was obtained by using Mie theory and verified by T-matrix approach. The results obtained agree with the XRD and TEM results.      

光纤环形腔激光器输出特性的研究

对由不同长度的掺饵光纤、不同分光比的耦合器构成的光纤环形腔激光器的输出特性进行了实验研究。通过理论与实验分析,得出了激光器的输出功率、斜率效率与掺铒光纤的长度、耦合器的分光比有关,而且存在最佳值的结论。     

透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用进展

综述了近年来,特别是近两年来国内外透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用情况,重点对我国的透明Nd:YAG激光陶瓷研究近况进行了分析,指出了透明Nd:YAG激光陶瓷是目前陶瓷研究的热点。提出了透明Nd:YAG激光陶瓷研究中尚存在的问题和我国在此领域中与国外研究的巨大差距。分析指出:我国研究透明Nd:YAG激光陶瓷的各个院所之间,应该强强联合,优势互补,对该领域的理论和制备工艺进行更为深入的研究。