多棒串接固体激光器谐振腔的研究

运用矩阵光学的方法对多棒串接固体激光器的谐振腔参数及其在平平腔时的热稳条件进行了研究，并计算了六棒串接平平腔固体激光器的稳定区.结果证明：多棒串接固体激光器的稳定区和非稳区相互间隔，在平平腔总腔长、激光棒数量n和棒间距L一定的条件下，当采用对称结构时(L₁=L₂)，则谐振腔的每段稳定区均达到最大；且只要 平平腔满足L₁=L₂=L/2以及热焦距f在大于某个下限值f_m时，稳定性条件01< 关键词： 多棒串接固体激光器 稳定区 热稳条件     

多增益段串接的液体激光系统特性研究

液体激光系统在抑制热畸变方面具有突出优势,能实现长时间稳定的高能激光输出.在液体激光系统中,常规双侧抽运的激光增益分布呈现边缘很强、中间较弱的特点,难以获得单横模激光输出,限制了光束质量.介绍了一种多增益段串接的液体激光系统,其抽运方式介于侧面抽运和端面抽运之间,然后对其增益分布和激光能量传输效率进行了数值模拟.数值模拟表明多增益段串接的液体激光系统能产生近似于高斯型增益分布,激光光束质量很高;同时该多增益段串接的液体激光系统的腔内传输损耗较小,激光能量转换效率可达30%以上.     

双棒串接Nd∶YAG激光器对称型谐振腔的分析

采用矩阵光学的方法对双棒串接Nd∶YAG激光器对称型谐振腔进行研究。结果表明:谐振腔内棒的位置直接影响腔的稳定范围和模体积;每一个热焦距f对应有两个稳定区间,当f<360mm时,值较小的稳定区间范围较宽;当f>360mm时,值较大的稳定区间范围较宽,在这两种情况下,均为值较大的稳定区间对应的模体积较大,而且模体积和输出功率随棒主平面与反射镜间距离的增大而增大。     

双棒串接Nd:YAG激光器的稳区分析和实验研究

用传输矩阵法理论分析了在含热致双折射补偿和不含热致双折射补偿两种情况下,r偏振和偏振对双棒串接激光器谐振腔稳区的影响.选用低掺杂浓度的Nd:YAG棒,实验上用含90°石英旋光片的双棒对称平行平面短腔获得了最佳实验结果.1 064 nm激光最高输出功率达482.3 W,对应光-光转换效率为40.2%.     

双棒串接Nd∶YAG激光器的稳区分析和实验研究

用传输矩阵法理论分析了在含热致双折射补偿和不含热致双折射补偿两种情况下,r偏振和Ф偏振对双棒串接激光器谐振腔稳区的影响.选用低掺杂浓度的Nd∶YAG棒,实验上用含90°石英旋光片的双棒对称平行平面短腔获得了最佳实验结果.1064nm激光最高输出功率达482.3W,对应光-光转换效率为40.2%.     

双棒串接Nd∶YAG激光器的稳区分析和实验研究

用传输矩阵法理论分析了在含热致双折射补偿和不含热致双折射补偿两种情况下,r偏振和偏振对双棒串接激光器谐振腔稳区的影响.选用低掺杂浓度的Nd∶YAG棒,实验上用含90°石英旋光片的双棒对称平行平面短腔获得了最佳实验结果.1 064 nm激光最高输出功率达482.3 W,对应光-光转换效率为40.2％.     

高平均功率六棒串接脉冲Nd:YAG激光器

报道了一种腔内六棒串接的脉冲Nd:YAG激光器。采用44矩阵对晶体棒失调角度对谐振腔光轴的影响进行了理论分析,给出了六棒串接脉冲激光器中晶体棒失调角度的允许范围。在串接实验中,谐振腔采用对称平平腔结构,通过调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内,实现了六棒串接脉冲Nd:YAG激光器。在输入电功率86 kW,占空比17%时,获得了平均功率3 018 W的脉冲激光输出,峰值功率17.75 kW,最高单脉冲能量为66 J,光束参数乘积为26.3 mmmrad,电光转换效率3.5%,长时间工作不稳定性小于2%。     

高平均功率六棒串接脉冲Nd:YAG激光器

报道了一种腔内六棒串接的脉冲Nd:YAG激光器。采用44矩阵对晶体棒失调角度对谐振腔光轴的影响进行了理论分析,给出了六棒串接脉冲激光器中晶体棒失调角度的允许范围。在串接实验中,谐振腔采用对称平平腔结构,通过调整每根晶体棒的失调角度到允许范围内,实现了六棒串接脉冲Nd:YAG激光器。在输入电功率86 kW,占空比17%时,获得了平均功率3 018 W的脉冲激光输出,峰值功率17.75 kW,最高单脉冲能量为66 J,光束参数乘积为26.3 mmmrad,电光转换效率3.5%,长时间工作不稳定性小于2%。     

四棒串接连续灯泵浦Nd:YAG大功率激光器

 报道了一种符合工业应用的四棒谐振腔连续Nd:YAG激光器。实验中采用对称放置方式四棒串接谐振腔得到2 105 W的平均功率输出，光束参数积24 mm·mrad，系统总光电转换效率达到3.5%。还对影响激光器工作的因素进行了理论分析。     

Nd:YAG板状激光器的理论和实验研究

本文对Nd:YAG板状激光器进行了理论和实验研究。给出了板状介质在重复率泵浦和连续泵浦情况下的温度分布和应力状态的解析解,对板的热效应进行了分析与讨论。并用一块9×30×70mm~3的Nd:YAG板状材料,对其热效应进行了测量与分析。实现了“之”字形光路板状激光器的高重复率运转,在50Hz时,输出能量约600mJ,平均功率30W。     

苯系物Cu_3金属配合物的结构与性质的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G(d,p)基组水平上计算研究了Cu_3团簇与甲苯、二甲苯、三甲苯分子作用的各种异构体结构和频率,比较各异构体间的能量关系,得到最稳定的几何构型.通过分析Cu_3和苯系列化合物作用的结合能和前线轨道等性质,从而了解该类配合物的作用机理.     

kW级全光纤激光器理论与实验研究

基于主振荡功率放大结构设计了kW级全光纤激光器,对激光器的功率分布及输出、弯曲选模以及冷却条件下增益光纤的热分布进行了数值模拟分析。搭建了所设计的全光纤激光器,在注入总泵浦功率1436W时,实验获得了1060W高功率连续激光输出,光光转换效率73.8%,光束质量因子小于1.6。初步分析了导致激光器实验输出与理论设计二者偏差的原因。     

kW级全光纤激光器理论与实验研究

基于主振荡功率放大结构设计了kW级全光纤激光器,对激光器的功率分布及输出、弯曲选模以及冷却条件下增益光纤的热分布进行了数值模拟分析。搭建了所设计的全光纤激光器,在注入总泵浦功率1436 W时,实验获得了1060 W高功率连续激光输出,光光转换效率73.8%,光束质量因子小于1.6。初步分析了导致激光器实验输出与理论设计二者偏差的原因。     

板条固体激光器的三维瞬态热分布

本文建立了有限几何尺寸板条激光介质的三维温度分布模型.在普遍情况下,推导出温度分布的解析式.由此便于分析板条温度分布和泵浦参数、激光介质等的依赖关系.借助计算机进行的数值计算,证实了理论结果.     

Measuring laser divergence

A standard method of measuring the divergence is to measure the beam diameter in the focal plane of a lens based on the proposition that the beam diameter is equal to the focal length of the lens multiplied by the incident beam divergence. The proof of the proposition is relatively easy by geometric optics. Proof of the proposition for a laser beam provides insight into the application of the mode matching formulae. The mode matching formulae provide a ready means of choosing a lens to match one mode to another where the data for both modes is known. The results obtained here allow ready application to the more general case of calculating the output mode for a known input mode and a given focal length.     

一种新型光学微腔的理论分析

应用波动光学理论,分析了一种新型锥顶柱状光学微腔的本征模式,得到了谐振腔的谐振波长表达式.在谐振波长1550 nm附近进行了设计与仿真优化,优化结果显示新型谐振腔与传统平行腔相比,在腔长为4512.5 nm,直径为3134.4 nm时,其品质因数可以提高22.4%,达到了49928.5,同时谐振腔的有效模式体积减小了47.8%.     

多弹簧串联系统能量计算

在弹簧质量不能忽略的情况下,推导了n个弹簧串联系统的动能和弹性势能具体表达式,结果表明:n个串联弹簧系统的动能与每个弹簧自身质量、劲度系数密切相关;系统的弹性势能由n个串联弹簧的等效劲度系数和串联弹簧的总伸长量决定.     

非轻质弹簧串联系统能量分析

在弹簧质量不能忽略的情况下,讨论了串联弹簧振子系统动能和弹性势能表达式,结果表明：串联弹簧的动能不仅与两弹簧自身的质量m1、m2有关,还与各弹簧的劲度系数k1、k2密切相关;串联弹簧的弹性势能只由各弹簧劲度系数和串联弹簧的总伸长量决定。     

A method for extracting human gait series from accelerometer signals based on the ensemble empirical mode decomposition

In this paper,the ensemble empirical mode decomposition(EEMD) is applied to analyse accelerometer signals collected during normal human walking.First,the self-adaptive feature of EEMD is utilised to decompose the accelerometer signals,thus sifting out several intrinsic mode functions(IMFs) at disparate scales.Then,gait series can be extracted through peak detection from the eigen IMF that best represents gait rhythmicity.Compared with the method based on the empirical mode decomposition(EMD),the EEMD-based method has the following advantages:it remarkably improves the detection rate of peak values hidden in the original accelerometer signal,even when the signal is severely contaminated by the intermittent noises;this method effectively prevents the phenomenon of mode mixing found in the process of EMD.And a reasonable selection of parameters for the stop-filtering criteria can improve the calculation speed of the EEMD-based method.Meanwhile,the endpoint effect can be suppressed by using the auto regressive and moving average model to extend a short-time series in dual directions.The results suggest that EEMD is a powerful tool for extraction of gait rhythmicity and it also provides valuable clues for extracting eigen rhythm of other physiological signals.