钕玻璃放大器氙灯泵浦的优化设计

建立了氙灯辐射光谱，求银感容（ＬＣ）供电网络电路和研究泵浦动力学过程中粒子数反转的模拟计算程序，并根据国内外的实验和计算结果进行了校核。氙灯单位侧面积上的输入功率光电流密度能更好描述氙灯的工作特性，计算结果还表明，当单位侧面积上的输入功率增加时氙灯的光谱效率下降，在似稳态条件下当输入功经不变时，不同直径的氙灯在泵浦区区域内的辐射光谱和光谱效率几乎不变，电流密度条件下当输入功率不变时，不同直径的氙灯     

模拟退火算法优化设计钕玻璃放大器氙灯抽运

氙灯提供的有效抽运能量决定了钕玻璃中反转粒子的数目。针对氙灯供能的要求,建立了氙灯放电回路与氙灯辐射数值模型。将数值模拟结果与实验结果进行了比对,提出了利用模拟退火算法求解最优抽运状态的电路参数的方法,并模拟计算不同电路参数下氙灯的工作状态。定义了两个更实用的评价参数:有效辐射效率和有效输出光谱效率,用于筛选最佳的抽运能量和进灯功率。计算结果表明,在氙灯参数与工作电压一定的条件下,通过利用模拟退火算法可以快速优化放电回路中的电容、电感参数,以选择最佳的进灯能量,避免抽运带内有效能量份额因光谱蓝移而降低,同时可保证氙灯的使用寿命。     

多段式钕玻璃板条激光放大器小信号增益系数和储能效率的实验研究

 用阈值法和行波放大法对我们自行设计、加工的新型多段式钕玻璃板条激光放大器的小信号增益系数和储能效率作了测量，结果表明，放大器储能效率可达3.84%，比常规放大器更高；此外，还具有向高功率、高光束质量发展的潜在优点。     

多段式钕玻璃板条激光放大器小信号增益系数和储能效率的实验研究

用阈值法和行波放大法对我们自行设计、加工的新型多段式钕玻璃板条激光放大器的小信号增益系数和储能效率作了测量,结果表明,放大器储能效率可达3.84%,比常规放大器更高;此外,还具有向高功率、高光束质量发展的潜在优点。     

多灯泵浦椭圆腔棒状放大器的效率设计

通过细致的数值计算和理论分析，系统在阐述了在放大介质和泵浦灯口径一定的情况下，光腔膜层反射率，泵浦灯数，椭圆结构参数，水管结构参数对泵浦效率的影响，并着重分析了当激活介质离开椭圆焦点靠近泵浦灯时放大器泵浦效率的变化。这结果对多灯泵浦椭圆腔棒状放大器设计有重要参考价值。     

低温高压液态空气储能系统分析北大核心

压缩空气储能是一种极具潜力的大规模储能技术,传统的压缩空气储能技术存在储能密度低、储存容积大等缺点,应用推广受到很大限制。液态空气储能技术是一种新兴的压缩空气储能技术,相比于传统压缩空气储能技术,能量储存密度显著提高。因此,基于低温空气液化原理,提出一种液态空气储能系统,其核心热力学过程为将空气降温液化后以高压状态存储,通过节流后的空气实现冷量回收,使得系统不需引入额外冷量。对该系统进行热力学分析和参数优化,结果表明系统效率可达50%以上。     

组合式钕玻璃片状激光放大器增益性能的动态模拟

用随时间变化的氙灯辐射光谱模型,建立了组合式钕玻璃片状激光放大器动态增益特性的模拟程序,实现了从氙灯放电到引出激光的全过程动态模拟,可用于片状激光放大器的优化设计.研究了:1)放大器在不同的抽运条件下水平方向的增益均匀性,当氙灯爆炸系数比较高时,自发辐射放大优先使片的边缘产生消抽运作用,增益分布变得不均匀,通光口径的中央处增益较大;2)片厚度和掺杂浓度对增益性能的影响,在相同的抽运条件下,储能通量由片厚度与掺杂浓度的乘积决定,给出了储能通量和小信号增益随片厚度与掺杂浓度的乘积的变化关系 关键词： 钕玻璃激光放大器 储能密度 增益特性     

组合式片状激光放大器钕玻璃片参数的优化设计

运用随时间变化的氙灯辐射光谱模型,建立了组合式钕玻璃片状激光放大器动态增益特性的模拟程序,实现了从氙灯放电到引出激光的全过程动态模拟。研究了钕玻璃片的两个重要参数厚度和掺杂浓度对增益性能的影响。在相同的泵浦强度下,储能通量由片厚度与掺杂浓度的乘积N0D决定,在N0D相同时得到相同的小信号增益。当N0D比较小时,N0D增加1倍时储能通量增加1.25倍,相应的单片放大器增益提高5.5%,对于7片长的放大器链,总的小信号增益将提高45%;当N0D比较大时,储能通量趋于饱和。     

组合式片状激光放大器钕玻璃片参数的优化设计

 运用随时间变化的氙灯辐射光谱模型,建立了组合式钕玻璃片状激光放大器动态增益特性的模拟程序,实现了从氙灯放电到引出激光的全过程动态模拟。研究了钕玻璃片的两个重要参数厚度和掺杂浓度对增益性能的影响。在相同的泵浦强度下,储能通量由片厚度与掺杂浓度的乘积N₀D决定,在N₀D相同时得到相同的小信号增益。当N₀D比较小时,N₀D增加1倍时储能通量增加1.25倍,相应的单片放大器增益提高5.5%,对于7片长的放大器链,总的小信号增益将提高45%;当N₀D比较大时,储能通量趋于饱和。     

微型压缩空气储能系统释能过程分析EI北大核心CSCD

本文以活塞式单阀膨胀机作为微型压缩空气储能系统(CAES)的释能单元,设计得到微型CAES及单阀膨胀机的基本结构与运行参数。并对该储能系统进行理论分析与仿真研究,研究不同释能方案以及不同储气室保温条件对微型CAES系统释能特性的影响。计算结果表明,选用合理的释能方案以及散热良好的储气罐,可以使微型CAES系统获得最佳的释能效率,微型CAES系统的储能效率最高可达70%。     

重力储能放能效率探究

为了顺应未来能源“低碳”、“绿色”发展趋势,搭建实验装置探究重力储、放能及影响其效率的相关因素。实验结果表明,重力储、放能效率在一定重物质量、供电电压大小下存在最佳峰值。实验装置结构简单,易于搭建,适合对重力储能放能展开研究。     

CVL横向泵浦的染料激光放大器中泵浦光纵向分布对效应的影响

本文建立了一套较为全面地描述铜蒸汽蒸光器横向泵浦的染料激光放大器中各种效应的速率方程。首次计算、分析了泵浦光纵向分布在不同输入信号下对转换效率的影响，并且讨论了所得结果对于设计和改进染料激光放大器的理论指导意义。     

多段阵列式钕玻璃放大器泵浦腔的光线追迹分析

采用光线追迹和蒙特卡罗法以及实验拟合数据，建立了多段钕玻璃放大器闪光灯泵浦腔的数值计算模型，模拟结果表明，光传输效率，储能密度分布和泵浦均匀性与泵浦腔几何形成有关，提出了一种新泵浦腔构形，它具有效率高，均匀性好和造价不很优点，本文所得结果对大尺寸多段阵列式钕玻璃的大器的设计有参考价值。     

多段式钕玻璃板条激光放大器小信号增益系数和储能效率的实验研究

用阈值法和行波放大法对我们自行设计、加工的新型多段式钕玻璃板条激光放大器的小信号增益系数和储能效率作了测量，结果表明，放大器储能效率可达３．８４％，比常规放大器更高；此外，还具有向高功率。     

2.14kW级联泵浦光纤放大器

利用大模场掺镱光纤搭建了1018nm高功率光纤激光器,获得了476 W的最高输出功率。利用6台高亮度1018nm光纤激光器泵浦掺镱光纤,搭建了全光纤结构的级联泵浦光纤放大器,实现了2.14kW的最高输出功率,输出功率随泵浦功率线性增长,整体斜率效率为86.9%,M2因子为1.9。     

2.14 kW级联泵浦光纤放大器

利用大模场掺镱光纤搭建了1018 nm高功率光纤激光器,获得了476 W的最高输出功率。利用6台高亮度1018 nm光纤激光器泵浦掺镱光纤,搭建了全光纤结构的级联泵浦光纤放大器,实现了2.14 kW的最高输出功率,输出功率随泵浦功率线性增长,整体斜率效率为86.9%,M2因子为1.9。     

激光器泵浦的波导染料放大器的研究

本文对波导染料自发辐射放大器进行了理论和实验研究。利用矩形波导模型求出波导模式、放大自发辐射阈值、放大自发辐射的近场及远场光强分布。实验获得放大自发辐射的远场光斑图样与理论计算比较基本一致,并对放大自发辐射输出特性进行研究。     

S波段多注相对论速调管放大器长时间运行研究北大核心CSCD

为了实现高功率微波源低磁场及长时间稳定运行,开展了S波段GW级多注相对论速调管放大器(RKA)的理论模拟设计与实验研究。首先,采用一维大信号非线性理论软件优化设计了S波段4腔多注RKA,找到了器件工作的最佳参数:采用电压550 kV、束流4.7 kA的14注RKA,获得功率1.1 GW、效率43%的输出微波。随后,采用粒子模拟软件对理论设计的束波互作用参数进行了验证,获得了输出功率992 MW,器件效率为37%。最后,根据模拟参数开展了器件重频长时间运行实验研究。采用紧凑同轴Marx功率源驱动S波段四腔多注RKA,在电压530 kV、束流5.4 kA、重频20 Hz、运行时间1 s、引导磁场强度0.39 T、注入微波功率1.7 kW的条件下,获得了功率934 MW、脉宽69 ns的输出微波,束波转换效率33%。在器件重频20 Hz、运行时间10 min条件下,坚实了平均功率889 MW、平均脉宽42 ns的输出微波。该研究结果为S波段RKA的低磁场和长时间运行打下了的技术基础。     

电容储能型重频强流电子加速器控制系统北大核心CSCD

针对电容储能型重频强流电子加速器对自动控制的要求,研制了一套基于LabVIEW和PIC单片机的远程触发控制系统。本系统用普通的数据采集卡和单片机硬件实现了复杂的电路控制和时序控制,具有信号采集、调用表格数据、控制晶闸管触发等功能,以实现储能电容对变压器原边电容的稳定谐振充电。将该控制系统应用在重频强流电子加速器平台,重复频率运行时,能够保持原边电容充电的一致性和稳定性,系统长时间运行可靠、稳定、抗干扰能力强。     

钕玻璃片状激光放大器自发辐射放大特性的研究

编制了一套用蒙特卡罗方法计算钕玻璃片状放大器内自发辐射放大(ASE)的模拟计算程序,考虑了光线在两大表面不同入射角对反射率的影响.计算了包边吸收的ASE能量沿周边的分布,以便于对放大器热畸变特性的研究;以及片的横向尺寸对储能密度的影响. 关键词：