The application of laser reflective tomography in near-field measurements of ultrasonic transducers

With Laser Reflective Tomography（LRT）,the near fields of ultrasonic transducers were measured and analyzed.The principle of LRT measurement of ultrasonic field distribution was introduced and an experimental system was set up.Acoustic pressure of a multiple element piston transducer was measured by using of a laser vibrometer.Its distribution in amplitude and phase was obtained.The acoustic pressure in the same region was measured with a needle hydrophone to validate the LRT method.Furthermore,through reconstruction of acoustic fields,it indicated that LRT method is suitable for predicting the distribution on transducers＇surface and conditions of active elements.     

大模场面积光子晶体光纤激光器展宽脉冲锁模域的束缚态运转

实验研究了大模面积光子晶体光纤飞秒激光器在近零色散点展宽脉冲锁模的束缚态运转.获得了双脉冲束缚态锁模,以及脉冲间隔不相等的多脉冲束缚态锁模,实验发现束缚态的子脉冲间距具有随机性.通过建立光纤锁模激光器的数值模型,分析了激光器束缚态锁模建立的动力学过程,在一定抽运强度下,激光器存在多个稳态,或者单脉冲运转,或者子脉冲间隔不相等的束缚态运转,这取决于锁模建立阶段半导体可饱和吸收镜(SESAM)对噪声信号的随机提取.并提出了抑制束缚态的方法,模拟得出此项技术可直接获得的最大单脉冲能量为19.6 nJ,考虑到40%左右的压缩损耗,可得到压缩至76 fs的最短脉冲,单脉冲能量为11.8 nJ.数值模拟结果能很好的与实验相符合.     

扫描环形光斑激光束优化研究

激光束的形状和能量分布限定了激光的应用范围,为满足不同的激光加工需要,必须对激光束进行变换。针对实验室用CO2激光器在热处理方面的应用,提出了激光扫描环形光斑光束优化法。基于温度场叠加原理建立了扫描环形光斑温度场的数学模型,模拟其温度场,可得到其温度分布特性;通过实验研究,分析了聚焦光斑与扫描环形光斑在激光淬火中对材料的热作用效果。结果表明,扫描环形光斑能改善激光热处理硬化层分布。理论和实验研究表明,激光扫描环形光斑技术可以实现激光热处理光束的优化,有一定的应用前景。     

合成孔径激光成像雷达(Ⅴ):成像分辨率和天线孔径函数

基于合成孔径激光成像雷达(SAIL)二维数据收集方程和成像算法,研究了圆形孔径和矩形孔径光学望远镜天线的方位向成像分辨率,导出了点扩展函数的解析表达式,分析了理想成像点尺寸及其光学足迹中心偏离、相位二次项匹配滤波失匹、空间采样宽度、采样周期等的影响;也研究了距离向成像分辨率并分析了非线性啁啾补偿等的影响.对于各种影响因素都给出了数学判据,特别是发现了矩形孔径的光学望远镜可以产生适合于SAIL扫描方式的矩形光学足趾并消除方位向分辨率不均匀降低,可以设计最佳的矩形孔径的尺度分别控制光学足趾在方位向及其垂直方向上的尺度,得到大扫描宽度和高方位向分辨率;也发现了目标外差延时必须尽量小以克服非线性啁啾和初始光频不稳定性相位误差.     

激光激发水中产生超声波的实验研究

采用压电陶瓷水听器研究了Nd：YAG脉冲激光激发水中产生瞬态超声波的特性,给出了声压信号随距离的变化关系。研究结果表明：用激光产生水下声波是完全可行的。当观测点与光击穿区的距离r远大于柱体长度时,垂直于光传播方向的激光瞬态超声波幅值与r成反比;当观测点与光击穿区的距离r很小时,垂直于光传播方向的声压幅值与产成反比。此外,当激光入射角度发生变化,超声脉冲的幅值也随之发生变化,其幅值在激光束垂直入射的时候最大。     

绝缘衬底上硅表面载流子的超快动力学研究

利用800 nm波长的飞秒抽运探测技术测量r具有不同单晶硅薄膜厚度的绝缘衬底上硅(SOI)皮秒瞬态反射率变化,并通过基于受激载流子密度和温度变化过程建立的反射率模型讨论了SOI表面载流子的超快动力学过程.研究表明,表面复合速度(SRV)是影响载流子动力学响应的主要因素,且薄膜厚度越小表面复合速度就越大,对应的表面态密度可达到1013cm-2 .对于较小的SRV,受激载流子的超快响应决定了瞬念反射率变化;而对于较大的SRV,晶格温升对瞬态反射率变化的贞献变得显著,使得反射率在更短的时间内恢复并超过初始值.     

气体吸收光谱数据处理的实验教学设计

大学专业课程设计是工科专业重要的课程,是在掌握基本理论知识后的进一步深入探究,也是培养更高水平人才质量的关键。随着时代的发展,大学专业实验的内容也需要与时俱进。把激光光谱气体测量引入光电专业实验中,针对学生对知识掌握的情况,合理设计学习型和探究型实验。通过实验系统的搭建,让同学们能够直观立体的感受激光光谱测量技术这门课程,锻炼操作动手能力。鼓励学生将之前课程学到的各种软件,用于实验数据的处理,实现从课本学习到实际应用的过渡。     

基于科研思维与创新能力培养的太阳能电池实验教学设计

当前高等教育的主要战略目标是培养一批具有科研创新能力的人才,因此对本科生进行科研思维和创新能力培养具有重要意义。针对微电子与集成电路专业理论性强以及知识更新速度快的特点,笔者设计了一套基于科研思维与创新能力培养的太阳能光伏电池特性测定综合实验,深入研究不同的光照强度以及光伏电池的连接方式对太阳能光伏电池主要性能参数的影响。该综合实验内容层次递进,注重培养学生从不同角度研究问题的科学思维与创新能力。学生通过对实验结果的数据处理、分析与讨论,促进了各知识点的融会贯通,培养学生分析问题与解决问题的能力,为参与科学研究活动奠定基础。     

脉冲高功率离子二极管的动力学模拟

基于等离子体的爆炸发射模型,利用自洽的2.5维的胞中粒子（PIC）模拟程序MAGIC模拟了平板型磁绝缘离子二极管中电子和质子的动力学特性。给出了电压为300kV,外加磁场为2倍临界磁场情况下的二极管特性,阴阳极间隙中带电粒子的空间和相空间分布,以及净电荷密度分布和电场分布,结果表明,引出束流密度比单离子Child-Langmuir公式计算的结果大5倍;外加磁场导致在阴极附近形成虚阴极。空间电荷使得阴阳极间隙中电场扰动和增强。     

连续激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片的透射特性研究

分析了连续激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片引起透射特性的变化。在室温条件下,用波长0.632 8μm激光作为探测光束,测量了1.06μm连续激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片温升引起薄膜折射率的改变,导致探测光束通过干涉滤光片后透过率的热致非线性变化。在光斑直径0.75mm条件下,测量了不同功率激光辐照ZnSe/MgF2/K9滤光片引起温升随时间的变化。在激光功率30W,辐照时间2.52s条件下,实验观测到ZnSe/MgF2/K9滤光片薄膜破坏温度约为90℃,辐照时间10s时干涉滤光片形成的薄膜龟裂形貌。