蒙特卡罗法在高功率激光系统输出能量稳定性研究中的应用

以"四程 助推"放大系统为例,运用蒙特卡罗(Monte-Carlo)法计算分析了放大过程中注入能量、放大增益及损耗单独存在随机变化和以上因素共同作用时对系统输出能量稳定性的影响.计算结果表明,系统输出能量稳定性对四程小信号增益系数和腔内光学元件透过率的随机变化相当敏感;小信号增益随机变化明显大于注入能量对输出能量稳定性的影响.同时,也说明应用蒙特卡罗方法解决随机性问题的有效性和简洁性.     

钛宝石泵浦的Yb:YAG晶体的激光性能

测量了Yb:YAG晶体的光谱特性,用Ar⁺离子泵浦钛宝石激光器作为泵浦源泵浦Yb:YAG晶体,采用平平腔设计,当输出耦合镜T_1.053μm=4.26%,泵浦功率为1410mW时,得到320mW1.053μm的高效CW激光输出,斜率效率为54%,外推阈值功率为203mW。     

双温区热扩散掺杂Fe2+∶ZnSe激光晶体的制备及激光输出性能

本文以CVD ZnSe晶片为基质材料,以FeSe粉末为掺杂物,采用双温区热扩散掺杂技术获得了尺寸为Ø22 mm×4 mm的Fe²⁺∶ZnSe激光晶体。通过二次离子质谱(SIMS)测试该晶体样品表面铁离子浓度为3.43×10¹⁸ cm^-3,并通过X射线光电子能谱(XPS)分析了晶体样品中铁元素的离子价态。采用UV/Vis/NIR分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了Fe²⁺∶ZnSe激光晶体的透过谱图。测试结果显示,在3.0 μm处出现了明显的Fe²⁺吸收峰,峰值透过率为5.5%。以波长为2.93 μm的Cr, Er∶YAG激光器为泵浦源,温度77 K时抽运尺寸10 mm×10 mm×4 mm的 Fe²⁺∶ZnSe晶体,获得了能量为191 mJ、中心波长4.04 μm的中红外激光输出,光光转换效率13.84%。     

双波长分光光度法同时测定溶液中的硝酸根和碘离子

食品和环境样品中往往同时含有硝酸根和碘离子,用紫外分光光度法直接测定硝酸根或碘离子时,二者相互干扰。为此建立了主、次波长分别为220.0、231.5 nm的等吸收点双波长紫外分光光度法测定溶液中的硝酸根和共存的碘离子。当溶液中硝酸根的浓度在0~0.12 mmol/L的范围内,碘离子的浓度在0~0.10 mmol/L的范围内时,主、次波长下的吸光度差值A220-231.5与溶液中硝酸根的浓度 呈良好线性关系,线性方程为A220-231.5 = 2.9958 0.0016（R2 = 0.99994）;其中A220 (NO3-) = 3.6099 0.0084（R2 = 0.99994）,利用吸光度的加和性：A220 (I-) = A220 - A220 (NO3-) = 10.7394 0.0029（R2 = 0.99994）,间接得到碘离子含量 。硝酸根和碘离子的平均相对标准偏差分别为0.6%、0.2%,回收率分别为99.5~102%、99.9~100%。方法简便快捷,可用于溶液中微量硝酸根和碘离子的同时测定。     

Optimal Heat Exchanger Area Distribution and Low-Temperature Heat Sink Temperature for Power Optimization of an Endoreversible Space Carnot Cycle

Using finite-time thermodynamics, a model of an endoreversible Carnot cycle for a space power plant is established in this paper. The expressions of the cycle power output and thermal efficiency are derived. Using numerical calculations and taking the cycle power output as the optimization objective, the surface area distributions of three heat exchangers are optimized, and the maximum power output is obtained when the total heat transfer area of the three heat exchangers of the whole plant is fixed. Furthermore, the double-maximum power output is obtained by optimizing the temperature of a low-temperature heat sink. Finally, the influences of fixed plant parameters on the maximum power output performance are analyzed. The results show that there is an optimal temperature of the low-temperature heat sink and a couple of optimal area distributions that allow one to obtain the double-maximum power output. The results obtained have some guidelines for the design and optimization of actual space power plants.     

一维NaYF4∶Er/Yb微米棒中上转换荧光的输运特性

稀土掺杂上转换(upconversion,UC)发光材料是一种把两个或多个长波长、低能量的近红外光子转换成一个短波长、高能量的可见或紫外光子的发光材料。由于其锐线发射、长寿命和无背底荧光等特性,在生物成像、检测与治疗、太阳能电池、药物输送和光催化等诸多领域具有极大的应用价值。目前,NaYF4∶Yb^3+/Er^3+微/纳晶体是公认的最重要的上转换发光材料之一,其相关的上转换发光机理、制备方法、光谱调制以及实际应用方面均已被科学家们进行了大量的研究。然而,荧光效率低这一严重问题一直制约着上转换发光材料实际应用的进程。另外,关于单颗粒上转换NaYF4∶Yb^3+/Er^3+微/纳晶体中荧光的产生、输运和耦合特性还不清楚。一维微/纳材料作为一种二维受限体系,为研究电子和光子的输运特性提供了一个理想模型。通过柠檬酸钠辅助的水热法合成了长径比可控的一维NaYF4∶Yb^3+/Er^3+微米棒和一维NaYF4∶Yb^3+/Er^3+@NaYF4∶Yb^3+/Tm^3+核-壳棒结构。采用激光共聚焦激发系统,在单颗粒一维NaYF4∶Yb^3+/Er^3+微米棒中,通过控制棒的长径比、激发方式和制备特殊的核-壳结构等方式,研究了荧光的产生和同步荧光图案,揭示了在一维棒结构中荧光光线的输运模式为:垂直于棒轴方向的荧光沿棒横截面的戒指形谐振腔趋肤传播和近似沿棒轴方向的荧光在棒介质中反复全反射以波导方式输运至棒端后靶向输出;在NaYF4∶Yb^3+/Er^3+@NaYF4∶Yb^3+/Tm^3+核-壳一维棒结构中,在单一波长激发下,获得了源自单颗粒的Tm^3+的蓝色和Er^3+绿色特征发射。采用点激发方式激发一维核-壳微米棒样品一端时,呈强烈蓝色荧光空间不对称的哑铃状分布,且中间出现了微弱绿色荧光,构筑出单颗粒单一波长激发下的局域色彩调制发射,并为微量稀土发光中心局域掺杂的检测提供了一种途径。在波导激发和点激发方式下,在对单颗粒一维NaYF4∶Yb^3+/Er^3+和NaYF4∶Yb^3+/Er^3+@NaYF4∶Yb^3+/Tm^3+核-壳微米棒的荧光产生和输运的调制中,实现了对离子荧光发射颜色的控制,并揭示了荧光在一维棒中传输耦合过程中,沿棒长模式荧光比沿径向模式荧光更容易传输耦合。该研究的一维棒荧光的输运和耦合特性,暗示了其在光子耦合器件、上转换波导激光以及荧光成像方面的潜在应用。     

半导体制冷在新型环路热管的应用计算

本文介绍了一种新型的主动式环路热管(ALHP).该环路热管系统采用泵代替了传统的毛细力驱动,通过控制储液罐的温度调节整个系统的压力.系统的压力决定了工作于气液两相区的蒸发器的工作温度.储液罐温度控制采用半导体冷却装置.为了使半导体冷却器能够更好的工作,文章提出了两种半导体冷却器的布置方式并对两种方案制冷能力进行比较,最后综合考虑各个因素提出了优选方案.