分离式放大器结构参量对热效应的影响分析

对激光二极管端面抽运矩形分离式放大器引起的热效应进行研究,建立符合实际的Cr,Yb∶YAG/Yb∶YAG复合结构热传导模型.对分离式放大器结构中不同增益介质与包层结构下放大器内部温度场变化进行了分析,定量计算了对应材料内部的温度分布,并给出了出射端面波前相位分布随温度变化的情况.研究表明:在较薄的包层厚度和较小的厚度比下,介质端面温升更高,热效应加重;相对较厚的包层和较大的厚度比可使放大器的热效应明显减弱.该结果为降低复合结构激光放大器热效应提供了理论指导.     

CERNOX温度计自热效应

研究了CERNOX温度计在液氦温区不同激励电流下因自热效应导致的测温偏差情况,建立了基于有限空间自然对流散热模型来解释自热效应,通过该模型可以预测温度传感器在给定激励电流下的温度示数。为了验证模型的准确性,设计并完成了4.2 K温区不同激励电流下CERNOX温度计的测温实验,实验结果与理论预测符合较好,同时表明如果激励电流选择不当,温度计的自热效应会对测温结果产生较大偏差,并可能对温度传感器造成损坏。     

激光合束光学系统气体热效应影响分析

为了分析激光合束光学系统的成像质量,本文研究了激光合束光学系统的热耦合效应。借助光学设计软件建立激光合束系统模型,基于传热学理论,根据光学系统结构及流场条件参数建立气体流体模型。根据光线追迹法编写用户自定义函数,通过数值模拟定量研究了介质气体热效应引起的波像差系数。仿真分析了气体热效应在不同时间下对激光合束光学系统的影响。结果表明,受重力影响激光合束系统热效应的旋转对称性变得不再明显,随着温度升高呈现分层变化,且非均匀热效应以低阶像差为主。将波像差系数导入光学设计软件,可实现复杂光场与热场耦合传函的定量分析,波像差劣化0.3λ,传递函数下降0.1。     

薄片激光器热效应及其对输出功率的影响

建立了光强分布为高斯型的抽运光端面单程抽运时薄片激光器的温度模型, 实验测量了不同抽运功率下薄片介质表面的 温度分布、温度随时间的变化特性以及介质表面的温度差. 采用Hartmann法测量了薄片介质的热焦距. 考虑热焦距随抽运功率的变化, 基于四能级系统薄片激光器的速率方程组, 建立了薄片激光器热效应对输出功率影响的物理模型, 薄片激光器输入-输出功率曲线与实际相符. 所得结果对薄片激光器的设计和优化具有一定的指导意义.     

有限温度下非拓扑孤子模型的双圈有效势

在双圈水平计算了非拓扑孤子袋模型在有限温度和密度下的有效势，并分析了热效应对真空结构的影响．     

Ⅰ层厚度对限幅器热损伤效应的影响

基于器件物理模拟分析法研究PIN限幅器二极管的微波脉冲热效应,利用Sentaurus-TCAD仿真器建立了PIN二极管二维多物理场仿真模型,研究了在5.3,7.5,9.4 GHz的微波脉冲作用下,不同Ⅰ层厚度的二极管模型的峰值温度变化。仿真结果表明:Ⅰ层厚度对PIN二极管微波脉冲热效应的影响分两个阶段,拐点前厚度增加,峰值温度提高,拐点后厚度增加峰值温度降低;一定范围内微波脉冲频率的变化对拐点影响不明显。     

激光热效应对PPLN晶体倍频效率的影响

从准相位失配关系出发,研究了PPLN晶体倍频效率与温度的关系,针对温度对折射率与极化周期的影响,分析了激光热效应对准相位匹配系统谐波转换过程的影响。采用有限元分析法计算了PPLN材料内部温度分布状况,并对热效应影响下晶体内部倍频效率变化情况进行了计算。计算结果表明:在不同基频光功率密度下,在倍频过程中晶体温度及通光方向截面折射率的分布不同,在倍频晶体出射面倍频效率的分布也不同;随基频光功率密度增大,晶体整体温度与折射率增大,出射端面倍频效率分布随基频光功率密度变化而变化;与理想条件倍频系统相比,激光热效应对晶体倍频效率有一定的影响。     

微波处理对模型焦脱除NO特性的影响

运用自制的微波电加热反应系统,进行了不同微波功率、温度和试验方式对模型焦脱除NO反应性能的影响研究。结果表明:一定程度的微波改性可以促进模型焦吸收NO;NO还原率随微波功率的增大先增大后减小;常温下改性时间为90s时,存在最佳改性功率480 W,该功率改性的模型焦NO还原率最高;常温下改性模型焦的NO还原率普遍高于同功率下的800℃改性模型焦的NO还原率.对部分模型焦进行压汞分析和XPS分析,结果表明,微波处理改变了模型焦的孔隙结构和表面官能团,比表面积和孔容积的增大以及表面含氧官能团的减少有利于NO的吸收。微波热效应和非热效应共同作用影响模型焦还原NO过程。恒温800℃下间歇施加微波方式的NO还原提高率远低于程序升温式。     

双面阶梯埋氧层部分SOI高压器件新结构

提出了双面阶梯埋氧层部分绝缘硅(silicon on insulator,SIO)高压器件新结构. 双面阶梯埋氧层的附加电场对表面电场的调制作用使表面电场达到近似理想的均匀分布, 耗尽层通过源极下硅窗口进一步向硅衬底扩展, 使埋氧层中纵向电场高达常规SOI结构的两倍, 且缓解了常规SOI结构的自热效应. 建立了漂移区电场的二维解析模型, 获得了器件结构参数间的优化关系. 结果表明, 在导通电阻相近的情况下, 双面阶梯埋氧层部分SOI结构击穿电压较常规SOI器件提高58％, 温度降低10—30K. 关键词： 双面阶梯 埋氧层 调制 自热效应     

在有限温度下手征孤子的消失与手征相变

本文探讨了手征孤子模型的高温行为,计算并分析了热效应对手征孤子解及Fermion对凝聚的影响,提出了关于退禁闭相变温度低于手征相变温度的一种可能的物理机制.     

YAG物理特性参量对LD泵浦固体激光器热效应的影响

针对LDA三角均布侧泵结构激光棒,采用有限元方法,在YAG介质热传导率和热膨胀系数的温度无关和相关条件下,比较分析了激光介质的温度和热应力分布.数值模拟结果表明,考虑YAG介质特性参量的温度相关性时介质的热效应将变得更加严重,并且泵浦越强,YAG特性参量的温度相关性对热效应的作用越明显.因此在设计激光器,特别是大功率激光器时应对激光介质物性参量的温度相关性加以考虑.     

低温光学系统的研制

低温光学系统对于在空间探测微弱红外目标有重要的意义。无热效应的光学系统设计保证光学系统的像质不受温度变化的影响。有限元分析方法的结构优化设计,在确保光学性能的前提下使系统的重量达到最轻。特殊的制造工艺充分消除零件内部应力。低温检测的结果表明,光学系统的温度从室温降到100K的低温,在温度变化185K的条件下,系统波面误差几乎没有变化,光学系统都能达到衍射极限的成像质量。     

AlGaN/GaN 高速电子迁移率晶体管器件电流坍塌效应与界面热阻和温度的研究

本文系统研究了AlGaN/GaN基高速电子迁移率晶体管器件界面热阻和工作温度对器件在高功率下的电流坍塌效应的影响规律.研究发现低漏极电压下热电子是导致负微分输出电导的重要因素,器件工作温度变高会使负微分输出电导减小.高漏极电压下自加热效应是导致电流坍塌的一个重要因素.随着界面热阻的增加,器件跨导降低,阈值电压增大.同时,由于工作环境温度的增高,器件随之温度增高,载流子迁移率会显著降低. 最终这两种因素会引起AlGaN/GaN基高速电子迁移率晶体管器件显著的电流坍塌效应,从而降低了器件整体性能. 关键词： AlGaN/GaN HEMT 器件 热电子效应 自加热效应 电流坍塌效应     

高功率梯度掺杂增益光纤温度特性理论研究

在高功率光纤激光器中, 增益光纤的热效应是限制激光功率进一步提高的重要因素之一. 为了降低增益光纤的最高温度, 提出了一种通过改变增益光纤的掺杂浓度分布, 分散光纤激光的热效应, 从而提高激光输出功率的方法. 基于速率方程模型和热传导模型, 在光纤激光放大器输出功率大致相当的情况下, 对几种不同掺杂方式下增益光纤中的热分布和放大器的输出功率进行了数值模拟. 研究结果表明: 增益光纤的梯度掺杂可以优化光纤中的温度分布并提高光纤熔接点的稳定性; 同时兼具提高输出光束的光束质量、抑制光纤中非线性效应和模式不稳定的效果, 是提高光纤激光放大器输出功率切实可行的办法. 研究结果可以为高功率光纤激光器中增益光纤的设计提供一定的参考.     

氮化硅α，β和γ相的解析状态方程和热物理性质

对固体通用状态方程考虑热效应的Einstein模型进行修正，提出一种利用参考温度下的实验数据计算绝对零度下物质参数的方法，并用于Baonza方程以考虑热效应.结果表明，对于Baonza方程，零温下的参数可以解析地求解出来，常用的热物理量也可以推出解析表达式.将得出的公式用于研究氮化硅α，β和γ相的热物理性质.通过对文献的分析确定了这三种相的方程参数，计算的体积随压强变化和热膨胀系数随温度变化的结果与实验数据符合很好.     

哈斯勒合金Ni50Mn35In15的马氏体相变及其磁热效应

利用电弧炉熔炼了Ni₅₀Mn₃₅In₁₅多晶样品,根据磁性测量对其马氏体相变和磁热效应进行了系统研究.结果表明,随着温度的降低,样品在室温附近先后发生了二级磁相变与一级结构相变特征的马氏体相变,导致它的磁化强度产生突变. 同时通过低温下的磁滞回线的测量发现样品存在交换偏置行为,表明低温下马氏体相中铁磁和反铁磁共存. 此外,根据Maxwell方程,计算了样品在马氏体相变温度附近的磁熵变,当温度为309K,磁场改变5 T时,样品的磁熵变可达22.3J/kgK. 关键词： 哈斯勒合金 50Mn₃₅In₁₅')" href="#">Ni₅₀Mn₃₅In₁₅ 马氏体相变 磁热效应     

单脉冲飞秒激光烧蚀炸药过程的热效应研究

飞秒激光能够在极短时间内烧蚀炸药产生高温高压等离子体。可以利用飞秒激光对含能材料或含能元器件进行精密加工。深入认识飞秒激光烧蚀炸药过程中,炸药内部的热效应是发展飞秒激光加工炸药技术的基础。建立了单脉冲飞秒激光烧蚀炸药过程的流固耦合计算模型,考虑了在高温高压等离子体和炸药自热反应的共同作用下,炸药内部的热效应。对飞秒激光烧蚀TNT炸药过程进行了流体力学数值模拟。计算结果表明:TNT炸药中未烧蚀区域产生了热效应,峰值温度高于TNT炸药的点火温度,但由于炸药内热效应区域极小,高温持续时间极短,因此炸药内温度迅速下降,没有发生点火现象。     

电流驱动磁化翻转中的热效应

从理论上研究了电流驱动磁开关中的热效应,在Neel-Brown弛豫时间理论和Li等的有效温度的工作基础上作了改进.在对称系综模型的Landau-Lifshitz-Gilbert和Fokker-Planck方程的基础上,分析了电流驱动磁动力学开关过程和电流引起磁势能的变化,提出一个新的电流感应磁势垒降低模型.新模型是非线性的,与Li等的有效温度模型不同.在此模型的基础上,讨论了开关临界电流对温度、开关时间的依赖关系,理论与实验相符合.对电流引起的样品温升的实验曲线进行了修正,实验结果与文中的非线性势垒降低模 关键词： 热效应 自旋传输矩 Neel-Brown弛豫时间 Fokker-Planck方程     

热电发电机驱动热电制冷机联合系统最优性能

用非平衡热力学与有限时间热力学相结合的方法,考虑装置内部的Seebeck效应、Peltier效应、焦耳热效应、傅立叶效应及装置与热源间传热损失,建立了牛顿传热规律下热电发电机驱动热电制冷机联合系统的有限时间热力学模型,得到装置制冷率和制冷系数的解析式.在装置热电单元总数和换热器总换热面积一定的条件下,优化热电单元和换热面积的分配,获得装置的最大制冷率和制冷系数,并着重分析了热电发电机高温热源温度和热电制冷机制冷空间温度对装置最优性能的影响.结果表明,优化可以有效地提高装置制冷率和制冷系数,增大装置极限制冷温差,拓宽装置工作范围.     

一种准确测量热敏电阻温度特性的方法

热敏电阻具有显著的内热效应,是测量热敏电阻温度特性的一个难点.本文介绍一种考虑内热效应,准确测量热敏电阻温度特性的方法,可作为大学物理的一个研究型的实验课题.