Two localized CO2 laser treatment methods for mitigation of UV damage growth in fused silica

Two methods：high-power,short-time,single-shot irradiation（Method A） and low-power,long-time,multi-shot irradiation（Method B） are investigated to mitigate the UV damage growth in fused silica by using a 10.6-μm CO2 laser.To verify the mitigation effect of the two methods,the laser induced damage thresholds（LIDTs） of the mitigated sites are tested with a 355-nm,6.4-ns Nd：YAG laser,and the light modulation of the mitigation sites are tested with a 351-nm continuous Nd：YLF laser.The mitigated damaged sites treated with the two methods have almost the same LIDTs,which can recover to the level of pristine material.Compared with Method A,Method B produces mitigated sites with low crater depth and weak light modulation.In addition,there is no raised rim or re-deposited debris formed around the crater edge for Method B.Theoretical calculation is utilized to evaluate the central temperature of the CO2 laser beam irradiated zone and the radius of the crater.It is indicated that the calculated results are consistent with the experimental results.     

TRIUMF resonant ionization laser ion source

The range of isotopes available at the TRIUMF Isotope Separator Accelerator (ISAC) facility has been greatly enhanced by adding a Resonance Ionization Laser Ion Source (RILIS). A large wavelength range is accessible with the fundamental, second and third harmonic generation of titanium-sapphire laser light. In addition a dedicated laser is available for non-resonant laser ionization. The first on-line beam ⁶²Ga was delivered in Dec. 2004. In general RILIS improves the intensity, purity and emittance of ion beams. ⁶²Ga and ²⁶Al and Be beams have been delivered so far on-line. This work was financed by TRIUMF which is federally funded via a contribution agreement through the National Research Council of Canada.     

激光等离子体的电子温度对Thomson散射离子声波双峰的影响

通过对不同激光条件产生的等离子体进行Thomson散射实验诊断，发现在距靶面为150 μm的临界密度面内，离子声波双峰强度出现明显的不对称性，而且强峰的位置发生了转移：当等离子体的电子温度较高时，强峰出现在短波方向；当等离子体电子温度较低时，强峰出现在长波方向.光的拉曼散射效应对应地解释了离子声波的双峰结构、双峰强度不对称性及强峰出现的位置.建立了光的拉曼散射与电子的Thomson散射的对应关系.     

Numerical simulation of end-pumped CW Nd^3＋：GdVO4 laser at 1063 nm

A theoretical model to simulate an end-pumped CW Nd^3＋：GdVO4 laser at 1063 nm is presented. Its essence is to use the propagation equations to demonstrate the spatial evolutions of the pump and the laser powers in the cavity, hence it is applicable to both low and high gain lasers. The simulation results obtained by this model are in good agreement with the experimental observations reported in the literature for a Ti：sapphlre-pumped Nd^3＋：GdVO4 laser. Moreover, some parameters, such as the reflectivity of output coupler, the spot size of laser beam and the crystal length, are discussed with a view to optimizing the laser performance.     

横向划痕对光场调制的近场模拟

熔石英亚表面划痕对入射激光的近场调制是导致光学元件低阈值损伤的主要因素之一. 用三维时域有限差分方法研究了连续横向划痕的近场分布, 对比了尖锐截面与光滑截面场调制的差异, 着重探讨了光场调制与划痕宽深比R的关系. 研究表明: 酸蚀后的光滑截面有助于减弱近场调制, 这类划痕的R>10.0时调制较弱且相互接近, R<5.0时调制显著增强. 当R取1---3时, 亚表面的调制达最大值, 最大电场幅值为入射波幅值的4.3倍. 当R取1.0---3.5时, 缺陷附近有80%以上取样点的最大电场幅值超过入射波幅值的2倍. 随着深度的增大, 强场区具有明显的"趋肤效应": 位于划痕正下方的强场区首先往左右两侧移动, 然后移向抛物口界面以及水平界面, 同时衍生出的多条增强线诱导整个亚表面层的光场增强.     

DAC加载下材料高压声速的激光超声测量技术

 设计并建立了可测量金刚石压砧（DAC）加载下材料高压声速的激光超声系统。该系统采用脉宽为6.3 ns的调Q激光器作为超声波激发光源,使用光纤位移干涉仪和速度干涉仪混合系统进行超声位移探测,不需要借助其它任何参数即可直接测量样品的高压声速和原位厚度。利用该系统,测量了2.6 GPa压力下铜样品的高压纵波声速和原位厚度,并给出了测量结果。     

Nd: YAG激光烧蚀裂解加工技术模拟分析与实验研究

激光裂解技术能够极大改善发动机缸体主轴承座的加工质量并显著提高加工效率. 为探寻Nd:YAG激光烧蚀球墨铸铁材料裂解槽的裂解性能, 本文基于有限元法成功构建了发动机缸体主轴承座激光裂解加工过程仿真模型, 针对QT500-7球墨铸铁主轴承座的裂解参数进行了仿真分析. 研究结果表明: 在影响裂解质量的三个裂解槽几何参数中, 槽深较张角及曲率半径对裂解载荷的影响效应更为明显; 裂解载荷随槽深的增加而迅速降低, 随槽张角和曲率半径的增加而升高; QT500-7球墨铸铁发动机缸体主轴承座激光裂解加工优化参数应为裂解槽深选为0.5 mm, 裂解槽张角选为60^o, 裂解槽半径选为0.2 mm. 有限元模拟分析结果得到了单向拉伸实验结果的验证. 本工作通过ABAQUS仿真模拟及大量裂解载荷试验确立了裂解槽几何形状的优化参数, 为显著降低裂解载荷和优化裂解工艺提供了数值参考, 有利于实现发动机缸体加工的快速发展, 从而促进汽车工业实现绿色制造.     

飞秒激光高精细加工柴油机喷油嘴倒锥孔法

利用飞秒激光加工热效应小、高精细、对材料无选择性等特点,针对柴油发动机高压共轨系统中关键零件——喷油嘴偶件喷油孔的加工需求,设计了一种利用三光楔扫描的飞秒激光加工装置,并进行了喷油嘴倒锥孔加工工艺研究.采用微孔三座标测量机(测量准确度1.2μm)对倒锥孔尺寸准确度进行检测,通过喷油嘴高压液体流量试验台(测量准确度±0.1%)对批量制孔后的油嘴进行了流量测试,结果表明:所设计装置加工的油嘴性能可以满足欧V排放法规的应用要求,对提升汽车制造业水平及柴油车排放标准具有重要意义.     

基于室温脉冲量子级联激光器的NO气体检测中的光谱处理方法研究

报导了采用基于室温脉冲量子级联激光器的脉内光谱检测技术,利用中心波长为1904 cm^-1的量子级联激光器,在实验室对NO气体样品进行检测的研究结果. 针对单线直接吸收光谱反演算法进行了研究,介绍了基线拟合的最小二乘算法以获取其吸光度,根据HITRAN数据库中相应吸收谱线的吸收线强,采用扫描积分实现了气体浓度的反演,避免了标气标定造成的误差及污染;通过拟合残差分析得到了系统的检测限,达到34×10^-6 m. 关键词： 量子级联激光器 中红外 多项式拟合 扫描积分     

离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用

在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行整体模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。