HCN(氰化氢)亚毫米波激光器的研制

我们研制的小型HCN(氰化氢)激光器,可作为实验室用亚毫米波讯号源,能长时间稳定工作,需要工作气体少.实验中已观察到波长为337μm 及311μm 的激光谱线,最佳输出功率可达4.5mw.     

CuCl激光器脉冲激励电源的研究

采用均衡分频的方法以降低每个氢闸流管的工作频率，使闸流管工作稳定，寿命延长，同时采取双向交替激励电路，减少放电管窗片污染，延长放电管寿命，减轻放电管阴极电晕现象，提高激光输出功率。制成体积较小、成本较低、实用可靠的ＣｕＣｌ激光器脉冲激励电源。     

1.7～1.9 μm波段氟化物光纤拉曼激光器的理论研究

文章数值分析了基于氟化物光纤的级联拉曼脉冲光纤激光器;利用分步傅里叶法,分析了输出端耦合比、泵浦功率和光纤长度对激光器输出功率和转换效率的影响;并对激光输出进行波长调谐分析,从理论上为实现1.7～1.9μm波段的波长可调谐拉曼脉冲光纤激光器提供了依据。研究结果表明:利用1.55μm波段的泵浦源,通过一阶和二阶拉曼散射过程,该激光器能产生覆盖1.7～1.9μm波段的激光输出;该激光器模型输出端的最佳反射率约为10%;在泵浦功率约为52.893 W的情况下,最佳光纤长度在10～15 m之间;经过优化,获得最大平均输出功率为33.782 W,最高转换效率为68.2%。     

基于PPLT晶体的瓦级中红外光参量振荡器研究

采用脉冲电场畴反转技术制备了长40mm、厚1mm、周期为28.6μm的钽酸锂超晶格（PPLT）晶体。利用工作波长在1.064μm的Nd：YAG激光器作为抽运光源,未镀膜的PPLT晶体作为非线性工作介质,实现了一台输出信号光波长在1.48gm、闲频光波长在3.8gm的光参量振荡器.在抽运功率为20w,调Q频率为5.1KHz时得到3W的信号光功率输出,中红外光功率大于1.2W,波长调谐范围超过200nm。进一步优化光参量振荡器元件参数,红外激光输出功率还能有较大提高。     

射频磁控溅射工艺参数对掺钨氧化铟锡透明导电薄膜性能的影响

ITO薄膜是目前应用最为广泛的透明导电薄膜,通过在ITO中掺杂其他金属可以进一步改善ITO薄膜的光学和电学性能。本文采用射频(RF)磁控溅射法制备了掺钨氧化铟锡(ITO∶W)透明导电薄膜,研究了薄膜厚度、表面形貌、晶体结构以及光学和电学性能与各溅射参数之间的关系。当溅射功率大于40 W时,制备的ITO∶W薄膜为方铁锰矿结构的多晶薄膜,此时薄膜表面光滑平整而且具有良好的结晶性。在基板温度320℃、溅射功率80 W、溅射时间15 min、工作气压0.6 Pa条件下得到了光学和电学性能优良的ITO∶W薄膜,其方块电阻为10.5Ω/、电阻率为4.41×10^-4Ω·cm,对应的载流子浓度为2.23×10²⁰ cm^-3、迁移率为27.3 cm²·V^-1·s^-1、可见光(400～700 nm)范围内平均透射率为90.97%。此外,本研究还发现通过调节基板温度影响氧元素的状态可以改变ITO∶W薄膜的电学性能。     

高重复率LD泵浦电光调Q全固态1064nm激光器的实验研究

立足激光器小型化和产品化考虑,研制了一台高重复率电光调Q全固态1 064 nm激光器.以连续LD端面泵浦Nd:YAG,在输入电流为24 A(此时的泵浦功率约为17 W)、重复率为1 kHz时,获得了0.278 W的1 064 nm的激光输出,单脉冲能量为0.28 mJ,脉宽16 ns.     

LD端面泵浦Nd∶YAG/LBO蓝光激光器热效应分析

采用平凹腔,实现LD端面泵浦Nd∶YAG/LBO全固态蓝光激光器.在泵光功率为7.33W时,得到最大蓝光输出87.6mW,倍频光转换效率为1.2%,斜效率为2.6%.通过求解Possion热传导方程,得出了Nd∶YAG内部温度场分布.     

二极管泵浦Nd:GdVO_4/PPLN连续波绿光激光器的研究

报道了一种二极管泵浦Nd:GdVO4晶体连续波激光器。采用简单、结构紧凑的平-平腔设计,在8W的注入功率下,获得3.1W的1.064μm近红外连续波激光输出,斜效率为45%。腔外放入PPLN晶体,当基波1.06μm连续波功率为3W时,得到了26mW连续波532nm单模绿光输出。     

离子注入材料改性用强流金属离子源

为满足离子注入材料改性研究和实际应用的需要。研制了一个金属蒸汽真空弧(简称MEVVA)离子源.这是一新型离子源种,它利用阴极和阳极间的真空弧放电原理由阴极表面直接产生高密度金属等离子体,经一多孔三电极系统引出得到强流金属离子束.该源脉冲工作方式,已引出Al,Ti,Fe,Cu,Mo和W等离子,脉冲离子束流强度为0.6～1.26A,Ti的平均束流强度已达10mA.引出束流大小与源的工作参数、引出结构和电压以及阴极材料有关。该源没有气体负载,工作真空度为3×10~(-4)Pa。     

二极管泵浦Nd:GdVO4/PPLN连续波绿光激光器的研究

报道了一种二极管泵浦Nd：GdVO4晶体连续波激光器。采用简单、结构紧凑的平-平腔设计,在8W的注入功率下,获得3.1w的1.064μm近红外连续波激光输出,斜效率为45％。腔外放入PPLN晶体,当基波1.06μm连续波功率为3W时,得到了26mW连续波532nm单模绿光输出。     

微生物燃料电池同步去除硫化物及产电的对比研究

对比研究空气阴极单室与双室微生物燃料电池(MFC)在去除硫化物及产电性能。当硫化物浓度为100mg/L,共基质葡萄糖浓度为812 mg/L时,单室和双室MFC的最大开路电压分别达897.2 m V和821.7 m V,最大输出功率分别为340.0 m W/m~2和273.8 m W/m~2,库仑效率分别为5.6%和10.7%,单室MFC表现出更好的电能输出,而双室MFC的能量转化效率更高。单室MFC运行72小时后,含硫化物废水中的硫化物去除率为75.4%。含硫化物废水中的有机质也可以得到同步去除,TOC的去除率为17.8%。上述结果表明利用MFC去除硫化物并同步产电是可行的,阴极是系统的主要限制因素。     

2kW TE CO_2激光器放电等离子化学过程的四极质谱研究

用四极质谱定量分析方法观察了2kW TE CO_2激光器放电过程等离子化学现象.在16mA/cm~2电流密度条件下,CO_2分解量为初始注入量的20%,停止放电后基本恢复.系统达到均匀平稳约需半小时.CO_2的分解使输出功率约下降1.5%.输出功率随工作气体温度上升里线性下降趋势,下降速度约为38W/℃.未明显见到有害的NO_x生成.     

掺镱(Yb3+)双包层光纤激光器实验研究

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、散热方便、结构紧凑等优点,是高功率激光器领域的研究热点。本文设计了温控、水冷系统使半导体激光二极管泵浦源稳定在工作波长。通过设计的包层泵浦功率剥除器,有效地剥离了未被掺镱(Yb3+)双包层光纤吸收的泵浦光。采用20 W的半导体二极管激光器作为泵浦源,5 m长掺镱(Yb3+)双包层光纤作为增益介质,光纤光栅作为腔镜,在泵浦功率为19 W时,获得10.42 W的激光输出,激光波长1 062 nm,光-光转换效率约54.8%。     

1.5μm连续内腔单共振光学参量振荡器运转特性的实验研究

通过内腔单共振光学参量振荡器(SRO),获得了连续单频的1.5μm激光光源.实验采用PPLN晶体为非线性晶体,通过优化设计Nd:YVO4激光器的参数和SRO腔的参数,在LD泵浦功率为18W时,获得了300mW的连续单频1.5μm激光输出.实验与理论相结合,详细分析了SRO的运转特性,并提出了进一步优化SRO的方法.     

螺旋型天线螺旋波等离子体特性研究

为提高等离子体密度和工质气体电离率,本文采用螺旋天线产生的螺旋波激励Ar等离子体,并利用射频补偿Langmuir探针分析了等离子体的离子密度和电子温度特征.试验结果表明,气压增加的同时,随着功率的升高,螺旋波等离子体出现放电模式转换,提前进入螺旋波放电模式.在1.0 Pa压强下,当射频功率达到400 W时,等离子体进入螺旋波放电模式,此时扩展区域的等离子体密度超过1×10¹⁸ m^-3.电子密度在放电管中心区域最高,并沿径向逐渐降低.本文的研究结果将为大体积H₂螺旋波等离子体提供依据和经验.     

直接膜沉积制备高性能增强型质子交换膜燃料电池膜电极

质子交换膜燃料电池膜电极的性能直接决定燃料电池的输出性能,超薄质子交换膜的使用可以有效提升燃料电池峰值功率。该文将静电纺丝与直接膜沉积技术相结合,制备聚芳醚砜材料并纺丝成为纳米纤维覆于气体扩散电极上,作为薄膜增强层,再以商业全氟磺酸树脂分散液直接沉积成膜制得阴极和阳极。复合薄层膜厚度约为13μm,氢空电池的峰值功率密度为1.18 W/cm~2,与厚度相近的商业Nafion~? NC700膜的峰值功率密度0.96 W/cm~2相比,提高了23%。通过对膜电极进行综合优化,在氢氧条件下电池峰值功率密度可达3.55 W/cm~2,且阴极湿度降低对电池影响不大。利用聚芳醚砜纳米纤维作为增强层制备超薄膜电极具有优异性能,在低湿度条件下亦有高性能输出,具有广泛应用前景。     

基于金纳米棒可饱和吸收体的Nd:YSAG被动调Q激光器

以新型金纳米材料为可饱和吸收体,研究了LD端面泵浦的Nd:YSAG被动调Q激光器的激光输出特性。实验中通过调整金纳米棒的长径比等参数,成功地将金纳米棒材料由表面等离子体共振引起的非线性吸收峰调控到Nd:YSAG激光的输出波长1 062 nm处,并成功获得了稳定的被动调Q激光输出,在泵浦功率为4.9 W时,激光器的平均输出功率为14 m W,此时,激光脉冲宽度为944.1 ns,重复频率100.1 k Hz。实验结果表明,金纳米材料在脉冲激光领域具有良好的应用前景。     

利用SiCl4/Ar/H2气体ICP干法刻蚀GaAs材料

利用SiCl4/Ar/H2气体的电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀GaAs材料,研究反应气体流量、样品室压力、源功率RF1和RF2等参数对刻蚀速率的影响.结果表明:在反应气体SiCl4,Ar和H2的流量分别为2,4,1mL.min-1,样品室压力为0.400Pa,RF1和RF2的功率分别为120,500 W的最佳优化参数下,得到的刻蚀速率为486nm.min-1,且同时满足垂直而光滑的台面.利用该优化后的配方刻蚀GaAs衬底10min后,得到大面积的光滑表面,其粗糙度为0.20nm.     

对靶磁控溅射FeCoN薄膜的结构与磁性

利用改进后的对靶磁控溅射系统,  以N₂/Ar混合气体为溅射气体,  在未加热的Si(111)衬底上沉积FeCoN薄膜.  采用X射线衍射仪(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)、 扫描电子显微镜(SEM)和超导量子干涉仪(SQUID)研究不同Co靶溅射功率对FeCoN薄膜样品的结构、 形貌和磁性性能的影响.  结果表明: 固定Fe靶功率为160 W(电流I=0.4 A),  当Co靶功率为2.4 W(I=0.04 A)时,  薄膜由Co溶入ε-Fe₃N中形成的ε-(Fe,Co)₃N化合物相构成; 当Co靶功率为58 W(I=0.2 A)时,  获得了Fe₃N/Co₃N化合物相,  薄膜的饱和磁化强度(M_s)为151.47 A·m²/kg,  矫顽力(H_c)为3.68 kA/m; 当Co靶功率为11.9 W(I=0.07 A)时,  制备出具有高饱和磁化强度的α″-(Fe,Co)₁₆N₂化合物相,  薄膜的M_s=265.08 A·m²/kg,  H_c=8.24 kA/m.       

LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器

研究激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YAG三镜复合腔激光器的1 064,946 nm双波长激光连续运转.在满足双波长激光振荡阈值相等的条件下,考虑Nd∶YAG晶体的热透镜效应,数值计算1 064,946 nm两个子腔的腔长、输出镜透过率之间的关系.结果表明,当Nd∶YAG晶体中抽运光,1 064,946 nm激光的光束半径达到合理匹配时,两个子腔的输出镜透过率之间有确定的关系.选取合适的复合腔结构参数,当抽运功率为9 W时,可同时获得1.1 W的1 064 nm激光,以及500 mW的946 nm激光输出.