激光与PIN光电探测器相互作用的响应度研究

通过比较短路电流的方法,标定了探测器对He-Ne激光的响应度。用Nd∶YAG激光辐照PIN光电探测器,通过测量激光辐照后探测器对He-Ne激光的短路电流,获得了探测器响应度变化与辐照激光功率密度的关系。从实验数据可知,探测器被功率密度低于7.6×105 W/cm2的Nd∶YAG激光辐照后,不会发生损伤,激光辐照后,探测器对He-Ne激光的响应度不发生改变;当Nd∶YAG激光的功率密度超过9.6×105 W/cm2时,激光辐照后,探测器对He-Ne激光辐照的响应度开始下降,PN结遭到破坏是探测器响应度下降的根本原因,扫描电镜的结果与我们的分析相一致。     

强激光辐照硅光电探测器的损伤判别研究

光电探测器的激光损伤阈值是激光与物质相互作用的一个重要研究内容.论文在概述激光诱导光学元件损伤判断方法的基础上,研究了强激光辐照下,探测器响应度变化与被损伤程度的关系,提出了根据响应度变化判断探测器损伤程度的观点,实验研究证实了这种方法的合理性和可行性.     

长脉冲激光能量时空分布对金属热作用的影响

为研究激光能量的时空分布对金属基体材料热作用效果的影响,建立了空间轴对称有限元计算模型.在平均功率相等和考虑吸收率随温度变化的前提下,分别模拟了平均功率相等的连续激光和长脉冲激光(脉宽为1 ms,脉冲频率分别为25、50、100和250 Hz)与Al板作用过程中气化前的热作用,并利用热焓法处理了固-液相变过程,对比了能量的时空分布不同的激光热作用效果的影响.结果表明:由于基体材料的吸收率同温度之间相互促进的关系,在上述前提下,热作用效果随重复频率的减小显著增加,并且金属吸收率的温度相关性对温升过程庞大影响.     

强激光毁伤过程的热辐射谱测量

以热辐射谱的温度反演为例,介绍了光谱技术在强激光毁伤过程中的应用。利用自制的高速光谱测量系统,实时采集了毁伤过程中的辐射光谱,基于普朗克黑体辐射原理,反演了毁伤区的温度,并应用主成分回归算法,计算得到了毁伤区的温度分布,实现了强激光辐照靶材过程中瞬态温度和温度分布的测量。光谱测量区在200～1 000 nm时,所对应的温度反演为700～6 000℃。     

大学物理混合教学中“课程思政”的探索与融入

根据“立德树人,全课程育人”的根本要求,各所高校在培育大学生科学素养、传播专业知识的同时,同样应当将“开展课程思政”作为不可或缺的一环.本文从实验教学、理论教学及线上教学的维度,对大学物理教学中思想政治教育的融入进行了研究.旨在培养学生对民族使命的责任感,进而有效实现教学的育德功能.     

3种吸收率模型的金属激光加热数值研究比较

为了比较单一常数吸收率模型、固态和液态吸收率分别为常数的组合吸收率模型以及温度相关吸收率模型对于数值结果的影响,分别采用这3种吸收率模型建立了空间轴对称有限元计算模型,模拟了激光加热铝板的过程,对比了不同吸收率模型下的计算结果,讨论了这几种吸收率模型的优劣和适用范围.结果表明,对于固态和液态均明显存在的加热过程,固态和液态阶段分别为不同常数的组合吸收率模型能得到与使用吸收率温度相关模型很相似的结果,而使用单一的常数吸收率模型与之相比则差别较大;对于加热区域为单一物态的加热过程,使用单一常数吸收率模型与使用吸收率温度相关模型的计算结果有一定的差别,但差别不大.     

高能激光与光电二极管热作用过程的温度分布

采用脉宽为毫秒的高能脉冲激光与PIN结光电二极管进行相互作用,建立了包含热源项的导热方程,并考虑了热物性参数随温度变化的情况.利用有限元方法计算了材料到达熔点前材料轴向和径向温度随时问和位置的变化规律,同时对相关物理过程进行了讨论.进而研究了热物性参量的变化对材料开始熔化时间的影响.结果表明,热传导将直接影响着整个相互作用过程,而材料热物性参数的变化亦将影响材料的熔化时间.     

新工科背景下地方特色高校基于混合教学模式的光学人才培养

从未来产业和未来经济发展角度,探讨了光学对国家发展的重要意义,以及国家对创新型光学人才的迫切需求.作为以光学为特色的地方高校,为国家培养光学人才是高校的重要职责.重点论述了在大学物理教学中,采用混合教学模式,进行特色光学人才的培养,这对地方特色高校人才的培养具有借鉴意义.     

ns激光辐照硅光电探测器的损伤阈值

以He-Ne激光作为参考光,采用反射光能量法,测量了ns激光辐照硅光电探测器的损伤阈值,并测量了不同功率密度的强激光辐照下探测器对参考光的反射率.实验结果表明,ns激光辐照硅光电探测器的损伤阈值为4.1×106W/cm2,在探测器被强激光损伤的初期阶段,探测器对参考光的反射率下降很快,继续增加入射激光的能量,探测器对参考光的反射率下降趋于平缓.     

水雾包裹沙尘颗粒核壳结构的散射特性研究

基于离散偶极子近似法(DDA),对水雾包裹沙尘颗粒的核壳结构光学特性进行研究,计算了长短轴比例为2∶1的椭球形粒子的核壳结构内、外层厚度及散射角度变化对光散射特性的影响。结果表明,内核大小不变,外层厚度由1.2 μm增大到4.8 μm,核壳双层颗粒散射系数和消光系数由3.4和3.43降低到2.543和2.545,且散射相对强度也明显增大。外层厚度不变,内核厚度由0.6 μm增加到2.4 μm,散射系数和消光系数由3.105和3.111变化为2.76和2.9;可见外层厚度对核壳双层颗粒散射特性的影响更大,这是由于散射光主要与外层物质相互作用引起的。散射相对强度随波长的增加而降低,随核壳结构尺度的增加呈现递增的规律。该结果对大气中气溶胶和水雾共同作用时的散射特性,激光在其中的传输特性等研究有参考价值。