用于高速摄影的脉冲光源——闪光仪简介

高速摄影闪光仪是某些高速摄影测试过程中配备的一种专用设备,起到外加光源的作用。它能代替炸药平面透镜作为外加光源。本文将介绍一种能与高速相机配套的脉冲光源装置－－高速摄影闪光仪。     

腹腔镜照明系统的研究

20世纪90年代初期,电视腹腔镜的出现,低创伤外科(MIS)得到迅速的发展,MIS的关键是医生利用电视腹腔镜观察电视屏进行手术操作,手术后只留下很小的伤口,恢复时间快,节省医疗费用,深受广大患者的欢迎。1987年法国Mamret首先使用电视腹腔镜技术做了第一例胆囊切除手术,后逐渐扩展到了50多种。其范围涉及到肝、胆、胃,肠、腹部外科、妇科和泌尿科。随着国内开展的电视腹腔镜手术技术已趋成熟,低创伤外科(MIS)手术的普及率会越来越高。作为医用内窥镜的一个组成部分,照明光源有着特殊的意义,在手术时,必须有良好的光源照亮物体才可以其成像。因而光源的好坏直接影响到物体的成像质量,而有较高的成像质量是内窥镜应用时的关键。     

模拟退火算法优化设计钕玻璃放大器氙灯抽运

氙灯提供的有效抽运能量决定了钕玻璃中反转粒子的数目。针对氙灯供能的要求,建立了氙灯放电回路与氙灯辐射数值模型。将数值模拟结果与实验结果进行了比对,提出了利用模拟退火算法求解最优抽运状态的电路参数的方法,并模拟计算不同电路参数下氙灯的工作状态。定义了两个更实用的评价参数:有效辐射效率和有效输出光谱效率,用于筛选最佳的抽运能量和进灯功率。计算结果表明,在氙灯参数与工作电压一定的条件下,通过利用模拟退火算法可以快速优化放电回路中的电容、电感参数,以选择最佳的进灯能量,避免抽运带内有效能量份额因光谱蓝移而降低,同时可保证氙灯的使用寿命。     

医用高功率CTH:YAG脉冲激光器的研究

为了提高Cr,Tm,Ho∶YAG激光器的输出功率对CTH∶YAG准三能级能量转移特性进行了分析,优化了谐振腔的腔长及腔镜的曲率半径,采用了高漫反射陶瓷聚光腔.结果表明,有效抽运光谱带的反射率高达95％,在冷却水温为19 ℃,抽运能量为159 J时,获得最大单脉冲输出能量5.11 J,斜率效率5.6%.     

氙灯泵浦新型晶体Nd：S—FAP的激光特性

测量了新型晶体Ｎｄ：Ｓ－ＦＡＰ，（Ｎｄ；Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｆ）的非偏振光吸收光谱，它具有宽的有效吸收带，在５７５ｎｍ和８０４．５ｎｍ处有二个强的吸收峰，采用微型氙灯泵浦实现了自由运转和染料片调Ｑ运转。激光输出波长为１．０５９μｍ，自由运转的阈值能量仅为１５０ｍＪ，斜效率为１．２５％，调Ｑ输出的峰值功率密度为１０ＭＷ／ｃｍ＾２，测量了发射光谱及不同腔长，不同染料片小信号透射率情况下的输出能量，脉冲宽     

氪灯发光总功率和氙灯发光总能量检测设备

根据氪灯、氙灯发光的工作原理,介绍了氪灯发光总功率和氙灯发光总能量检测系统。该系统可以对氪灯发光总功率和氙灯发光总能量进行批量检验,使用户能在相关激光产品的生产和装配过程中对其进行质量控制,从而提高了激光产品的合格率,缩短了生产时间。在连续氪灯和脉冲氙灯的入厂检验中,氪灯发光总功率和氙灯发光总能量是需要检测的主要技术指标。新型氪灯、氙灯性能综合检测系统是通过采用积分球、功率计以及能量计来检测氪灯的发光总功率和氙灯的发光总能量的。设备由:积分球、功率计、能量计、氪灯和氙灯支架及冷却系统、氪灯和氙灯电源等五部分组成。     

光辐射对丙烯酸聚氨酯涂层防腐保护性能的影响

以氙灯为光源,对丙烯酸聚氨酯涂层/碳钢体系进行人工加速老化实验,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、光学显微镜和光泽仪对老化的涂层进行分析表征,用盐雾实验测试涂层老化后的防腐性能,初步探讨了光辐射对涂层保护性能的影响.结果表明,不同老化周期的体系在盐雾实验后,表面涂层的保护状态均基本完好,但膜下金属腐蚀程度随老化时间的增加而加剧.其原因是:光辐射使涂层中C—N键断裂,且随老化时间的延长,涂层表面粗糙程度增加,光泽度下降;涂层化学结构及表面状态的变化加速了腐蚀介质在涂层中的渗透,从而导致膜下金属腐蚀加重.     

可用于高速摄影脉冲氙灯的研究

为了研究储能电容初始电压、电极间距、充气压及灯管内径等条件对脉冲氙灯电流脉冲和发光脉冲的影响,在电极间距100~300mm、充气压13.33~53.32kPa、灯管内径6~12mm、储能电容初始电压1.75~4.25kV的条件下,分别测量了脉冲氙灯的电流脉冲和发光脉冲的变化状况。测量得到脉冲氙灯的电流脉冲宽度和发光脉冲宽度均在15~45μs之间。对比发现:储能电容初始电压较高有助于获得高峰值、窄脉宽且滞后时间短的电流脉冲;具有较高充气压或较长电极间距的脉冲氙灯其电流脉冲与发光脉冲的峰值较小、脉冲宽度较大,且发光脉冲滞后时间较长;较粗灯管内径虽然可以增加电流脉冲的峰值,但电流脉冲的宽度被增宽,发光脉冲峰值减小,发光脉冲宽度展宽,且延长了发光脉冲的滞后时间.     

双氙灯光源积分球日照计校准系统

为解决旋转热释电日照计(RPSDR)室外校准易受环境影响、重复性差、效率低等问题,提出了一种以双氙灯光源积分球系统校准RPSDR的室内校准方法。根据RPSDR的组成、结构和测量原理,利用太阳模拟、积分球环境模拟等技术,设计了以氙灯太阳模拟器输出直接辐射、以穹顶氙灯模拟散射辐射的双光源积分球日照计校准系统,提出了积分球结构参数,分析了氙灯光源的辐照度分布和光谱修正,建立了在室内进行日照阈值校准、在室外进行日照时数验证的综合性RPSDR校准方法。经测试,校准系统的有效辐照面内的辐照度均匀性含中心点时为2.5%,不含中心点时为1.6%,有效辐照面内每小时的阈值点辐照度稳定性为0.68%,光源匹配AM1.5 A级太阳光谱能量分布;对一台RPSDR进行室内阈值校准和室外日照时数比对实验,结果验证了经系统校准后的RPSDR测量的日照时数与直接辐射表测量的日照时数参考值的相对误差不超过1%,绝对误差不超过0.26 h,满足气象行业日照时数的观测要求。     

大功率脉冲氙灯的放电研究

利用转镜式高速摄影机分幅摄影技术,对脉冲氙灯放电中的沟道扩展和熄灭过程进行了摄影和分析.放电时沟道扩展速度很快,呈树枝状,沟道熄灭过程长于扩展过程,且呈斑状.同时研究了预电离放电对沟道扩展和熄灭过程的影响,当预电离存在时,脉冲氙灯放电的沟道扩展的时间要长.结果表明,预电离有利于放电沟道的形成,提高氙灯的发光效率,且有助于减小主放电能量对管壁材料的冲击.