连续激光辐照半导体材料的温度场

根据连续激光加热靶材的实际情况,建立了连续激光辐照半导体材料的一维物理模型。采用数值计算方法——有限差分隐格式法,利用matlab软件数值模拟了连续激光辐照半导体材料的温升过程,分析了激光参数和辐照时间对半导体材料温升的影响。结果表明：靶材温升区域主要集中在激光辐照区,靶材的温升随着激光功率密度和辐照时间的增加而升高．     

自旋对受强激光辐照壳体的防护作用

为了研究自旋对受强激光辐照壳体的防护作用,在研究激光与材料相互作用的基础上,采用ANSYS有限单元方对旋转状态壳体受激光辐照作用进行分析。同时分析了旋转频率对受激光辐照作用下壳体温度场和应力场的影响,经分析计算得到壳体的温度场和应力场。结果表明,激光作用下旋转壳体的温升和应力增长远低于静止状态,旋转对于受激光辐照的壳体有防护作用。     

强激光辐照下硅材料的温度分布研究

激光辐照光电系统极易造成光电探测器件的干扰或破坏。为此研究了连续强激光对半导体材料的辐照效应,应用积分变换的方法,建立了平顶型的连续激光辐照硅材料的二维非稳态温度分布模型。研究发现：圆形平顶激光辐照硅材料靶,激光作用区域内的温度由光斑中心向四周逐渐降低,在作用区域边缘处温度变化比较明显;不同辐照时间下对应的靶材前表面温度的整体分布情况是大致相同的;在一定的激光功率密度和辐照时间条件下,材料靶表面的温升和靶材半径负相关。     

用载能离子束辐照技术制备的激光晶体光波导

激光晶体是重要的激光增益介质．光波导结构是集成光子学的基本元件之一．利用载能离子柬辐照技术,可以在激光晶体材料中制备光波导结构,进而实现微型的波导激光．本文综述了载能离子辐照技术制备激光晶体光波导的基本原理与方法,以及离子束对晶体波导微荧光性能的影响,介绍了晶体波导激光的最新研究进展．最后,展望了离子辐照激光晶体光波导研究的未来发展方向．     

激光—核辐射诱变小麦后代的生物学效应研究

本试验采用 He—Ne 激光和 N_2激光辐照“汉源小麦”等四个材料的干种子,采用随机区组设计,重复3次,利用生物统计学方法,从个体水平上连续两年考查了激光——核辐射诱变小麦 L_1和 L_2两代的单株籽粒产量等57个性状的变异,结果表明:辐照材料不同,激光——核辐射诱变后代的变异程度不同,差异明显:He—Ne 激光和 N_2激光诱变后代的变异随剂量增加而加大;激光种类不同,后代变异差异不大;不同激光——核辐射诱变处理后代的变异大小顺序是:激光与~(60)C_0—γ复合诱变>~(60)C_0—γ处理>激光处理。     

激光辐照移动平板温度场分布的有限元分析

基于热传导理论,采用有限元方法建立激光辐照无限长移动平板表面激发瞬态温度场的三维模型,用以研究移动平板上下表面瞬态温度场.考虑板材料的热物理参数依赖于温度、板表面的热辐射及对流等因素,计算了上述因素及移动速度对温度场的影响,并进一步讨论了激光半径对温度场的影响.数值结果表明:激光辐照移动平板后,在材料中将产生准稳态温度...     

Nd:YAG倍频激光辐照对白菜种子萌发及幼苗叶绿素的影响

利用波长为532nm的Nd:YAG倍频激光对白菜种子胚进行辐照处理,发现2～20mW/mm2功率密度激光,辐照1～5min均会对白菜种子的发芽率、白菜幼苗的功能叶片面积及叶绿素含量、白菜幼苗的游离氨基酸含量产生影响.激光辐照可影响白菜种子萌发和幼苗的生长发育.其中,14mW/mm2激光辐照1min(辐照剂量为2.8J)的处理效果最佳,种子发芽率、功能叶片面积和叶绿素含量增加幅度分别为17.0%,13.3%,10.5%.激光对游离氨基酸的影响表现为剂量效应,0.4～2.8J激光辐照干扰了白菜机体的正常代谢,3.6～20J的辐照可使机体代谢遭到破坏;激光辐照导致叶绿素生物合成过程中酶的活性发生变化可能是叶绿素含量增加的主要因素.     

CFRP激光切割过程中HAZ扩展研究

激光切割CFRP由于具有无磨损、无接触的特点,显示出了很大的应用潜力.然而,由于组成材料(即聚合物基体和碳纤维)的物理和热性能存在显著差异,激光加工过程中产生的热损伤一直阻碍着CFRP在工业规模上的应用.介绍了激光加工CFRP的优势,并以激光切割CFRP时热影响区(heat-affected zone,HAZ)产生和扩展的机理为基础,对影响HAZ扩展的因素和研究进展进行了综述.最后提出,在实际的激光光源中,工艺参数是相互依赖的,对于加工工艺的参数优化和仿真值得深入研究.并对未来提高激光加工效率,进而广泛应用于工业领域做出了展望.     

TEA CO2脉冲激光辐照光导型HgCdTe探测器研究

在恒压偏置条件下,采用脉冲横向激励大气压CO2激光器对响应波长为8～12μs的PC型红外HgCdTe探测器进行辐照,分析了不同能量密度激光辐照下探测器的输出波形和干扰区时间长度.实验结果表明:探测器输出信号与激光能量密度密切相关;当辐照能量密度ρ<0.012 5J/mm2,激光脉冲到达光敏面时探测器输出信号急剧下降,激光辐照结束探测器立即恢复到无光照状态;当0.012 5≤ρ≤96.725 0J/mm2时,探测器的输出畸变会持续几μs后开始上升,随着能量密度增大,持续时间和畸变区的积分面积略有增大;当ρ>102.174J/mm2时,探测器的输出会出现多次振荡;当激光辐照能量密度为284.000J/mm2时,探测器信号发生畸变的时间达144μs左右.     

紫外激光辐照RDX含能材料烧蚀特性研究

为了探究含能材料在紫外激光辐照下的烧蚀特点及规律，采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及微粒计数器等表征手段，分别对不同质量、不同厚度的黑索今(research department explosive, RDX)含能材料在紫外激光(波长为355 nm)辐照下的烧蚀尺寸、烧蚀形貌以及冲击波引起的材料喷溅等特性进行表征与统计。研究结果表明，随着入射激光能量密度的不断增大，含能材料的横向烧蚀面积和纵向烧蚀深度均先增大后减小，且最终烧蚀面积保持在光斑面积大小，烧蚀深度保持在60 μm左右;对于激光烧蚀诱导的含能材料微粒喷溅，中尺寸的微粒数量呈现先增多后减少的趋势，而大尺寸的微粒数量却一直减少。与大光斑激光辐照相比较，在相同能量密度下，小光斑辐照时的横向烧蚀面积更小，烧蚀致微粒喷溅的作用更强。     

长脉冲激光与硅材料相互作用的温度场

采用Matlab软件数值模拟了长脉冲高斯激光辐照硅材料的径向与全场温度场分布,分析了激光能量与辐照时间对硅材料温升的影响。模拟结果表明:靶材温升区域主要集中在激光半径的辐照区域,并且温升区域随激光能量和辐照时间的增大而扩大,随着径向与轴向方向的延伸,温升逐渐减小。     

小鼠肝肿瘤激光间质热疗损伤区域MRI研究

为了更好地选择用于治疗肝肿瘤的激光间质热疗剂量,通过体外培养肝肿瘤细胞H22,建立小鼠皮下移植肝肿瘤模型,采用4组功率（1.2/1.4/1.9/2.1 W）激光在相同加热时间（600 s）下进行肿瘤激光热疗,并于术前、术后进行磁共振扫描,观察小鼠肝肿瘤经热疗后的损伤区域磁共振成像（MRI）的变化情况.结果表明：激光热疗过程中肿瘤组织加热中心的温度随加热时间的延长而上升,且激光功率越大,温度上升幅度越大;4组功率热疗后,肿瘤内部均呈现明显的凝固坏死区域,肿瘤内部损伤区域大小和位置在MRI图中清晰可辨,与周围未发生损伤的组织边界明显;1.2/1.4/1.9 W组损伤区域较小,2.1 W组损伤区域明显较其他3组大.研究发现：不同激光功率下激光间质热疗对小鼠肝肿瘤均有治疗效果,2.1 W组效果明显;MRI对热疗损伤区域的变化情况有理想的评估价值.     

CO_2激光辐照强化钢表面的机理

利用连续多模输出的圆形CO_2 激光束对钢进行连续、大面积辐照表面强化处理,得到了厚度均匀的表面层硬化带。它与未经激光处理的钢表面层相比,显微组织发生了明显的改变,晶粒显著细化,硬度大幅度提高,缺陷密度剧增。进行对比疲劳试验的结果表明,经激光处理的试样,其疲劳区内移,疲劳寿命大大提高。     

静态磁光记录温度场的模拟

讨论磁光静态记录过程中单层膜与多层膜在激光照射微区内温度场的分布,导出多层膜在激光照射下温度变化的解析表达式。由此模拟出局域瞬态温度场,在理论上确定了TbFeCo记录材料的成畴大小和形状。这对磁光薄膜宽温化、表面温度特性和磁光记录畴表面形貌分析等具有重要的实际意义。     

磁光静态记录温度场的分布及计算

讨论了磁光静态记录过程中单层膜与多层膜在激光照射微区内温度场的分布，导出多层膜在激光照射下温度变化的解析表达式，由此模拟出局域瞬态温度场，在理论上确定了ＴｂＦｅＣｏ记录材料的成畴大小和形状，这对磁光薄膜宽温化、表面温度特性和磁光记录畴表面形貌分析等具有实际意义     

激光切割顶针自动回避

在加工零件轮廓图形显示的基础上，采用区域分析的方法，通过逐段分析加工零件的ＮＣ代码，求出加工零件轮廓可避开顶针保护区的范围，以“最小偏移”原则修改ＮＣ代码，从而使零件轮廓避开顶针保护区，起到保证加工质量和保护顶针的作用．     

超快激光切割金属材料中快速相变的数值模拟

采用二维双温度模型对多脉冲激光照射金薄板的相变传热情况进行研究，通过等效比热容方法确定固液界面的位置并研究了激光参数对传热过程的影响。结果表明，当激光垂直照射金薄板时，表面整体温度不断上升，而在脉冲间隔时间内略有下降，但温度的峰值相比激光作用的中心有延迟。随着激光的移动，激光照射点处的温度会出现一个峰值，之后会回落。激光作用时间内热影响区的横向变化比纵向大，移动光源向内部的热传递占主要作用，脉冲间隔时间内，热影响区的纵向变化比横向大，金薄板内部导热占主要作用。随着激光的照射，熔化状态横向不断增加的同时，熔化的深度也在不断增加。提高入射脉冲激光能量，会导致熔化的时间提前且熔化深度增加。     

脉冲激光烧蚀氩晶体颗粒的分子动力学模拟

采用分子动力学方法对氩晶体颗粒在皮秒脉冲激光照射下内部发生的传热过程以及相变现象进行模拟研究.通过记录氩原子速度和原子位置随时间的变化情况分析了颗粒内热量的传递过程,并计算了单位体积内氩原子数目的空间分布情况以及随时间的变化规律,从而分析了颗粒内部的相变过程.研究结果表明:当激光强度较低时,晶体内部仅仅发生传热过程而没有熔化发生,加入的激光能量随时间由外向内传递;当激光强度增加到足够晶体熔化的时候会发生相变,此时固液相态之间并没有明显的界面,而是存在一个纳米级别的过渡区域;当照射的激光强度增加时,过渡区域的移动速度和移动深度都将增加.     

SrCl2-H3B03-H2O体系中H3BO3介稳区性质的研究

利用激光法对SrCl₂-H₃B0₃-H₂O体系中硼酸结晶介稳区性质进行研究,得出了介稳区宽度、成核级数和溶解度性质,同时给出了该体系中硼酸的成核速率和溶解度方程,对介稳区规律给出了较为合理的理论解释。本文通过对SrCl₂-H₃B0₃-H₂O体系中H₃B0₃的介稳区性质的研究认为：该混合体系中的SrCl₂的存在会导致一个最宽介稳区产生,有利于实际生产的控制;成核级数的计算证明少量SrCl₂ 的存在不会干扰生产控制,不需要刻意去除;混合体系中SrCl₂的加入会降低硼酸的溶解度,且随着SrCl₂的浓度增加,硼酸溶解度降低的幅度增大。