脉冲激光辐照 TiO2材料损伤的数值计算

构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的二维轴对称模型及热源模型,通过求解热传导方程计算了材料表面沿径向和纵向及材料表面中心的温度场分布.采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics分析了1064 nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料TiO2的温度场分布.分析单光子吸收与自由载流子吸收对材料温升的影响.结果表明,对于波长为1064 nm的脉冲激光辐照TiO2,当激光的峰值功率密度达到108W/cm2时,自由载流子吸收的作用已不可忽视.计算温度场时,应同时考虑两种吸收.     

基于飞秒瞬态反射技术的单晶硅薄膜超快动力学研究

以飞秒激光放大器作为光源,利用瞬态反射实验技术研究了厚度为1000 nm的单晶硅薄膜瞬态反射率变化过程.实验系统采用激光脉宽为120 fs,泵浦光波长为400 nm,探测光波长为800 nm.实验结果表明:随着泵浦光照射到样品表面后,样品表面的反射率变化在百飞秒内迅速增加到峰值,之后伴随着数皮秒的弛豫过程反射率的变化速率逐渐放缓.利用双e指数函数拟合出不同激光脉冲作用下反射率变化的快弛豫时间.并建立了TTM-Drude模型,分析了飞秒激光与单晶硅薄膜表面相互作用后电子温度和晶格温度的变化过程,得到不同脉冲能量作用下电子-晶格温度变化曲线,并分析了快弛豫过程中发生的物理过程.     

ZnO纳米树叶的可控生长及发光动力学

对用化学气象沉积法制备的ZnO纳米树叶进行了简单的控制生长及变温光致发光研究．实验表明,低温光致发光由中性施主束缚激子（D^0,X）和导带自由电子向受主能级的跃迁（FA）组成．D^0,X的强度随温度的升高迅速下降,发生热淬灭．最后热离化为自由激子（XA）,成为占主导地位的峰．受主能级可能是N替代0形成的受主缺陷能级．受主能级可能是N替代0形成了N0受主缺陷能级．     

泵浦光参量变化对激光等离子体烧蚀压力的影响

采用非平衡的辐射流体力学模型系统地研究了长脉冲弱激光与平面碳靶相互作用的物理过程,包括激光在等离子体中的传播和吸收,等离子体的流体力学发展和热力学状态等.考虑的方程有:等离子体流体力学方程组,激光吸收方程,非局域热动平衡电离下电子占据概率的速率方程组,电子离子的能量守恒方程组和光子的能量输运方程(三温方程组),以及描述物质状态的方程等.对于流体力学方程组,采用Von Newman显式格式进行求解.对于三温方程的求解必须采用隐式格式,所以采用整体线性化迭代格式迭代求解.     

激光熔覆层的宏观检测

<正>激光熔覆是利用具有高能密度的激光束作为热源,使某种相近或具有特殊性能的材料熔覆在基体材料的表面,与基材相互熔合,形成与基材成分和性能相近或完全不同的合金熔覆层。这项技术在设备零部件的修复以及表面材料改性过程中具有十分重要的作用。激光熔覆技术具有能量集中、熔覆过程中加热和冷却速度极快、热     

Zn1-xSrxS:Cu薄膜电致发光特性的研究

首先我们制备了结构为：ITO／SiO2／ZnS:Cu／SiO2／Al的薄膜电致发光器件,其电致发光为绿色的宽带发射．然后将发光材料换成Zn1-xSrxS：Cu,制备同样结构的薄膜电致发光器件．结果发现电致发光光谱由原来的550nm单个峰的宽带发射变成了双峰发射．峰值位置分别为430nm和530nm左右,而且随Sr浓度的变化而不同．该体系Cu离子的蓝光发射主要是由于Sr的掺入使ZnS基质的禁带变宽以及蓝色发光中心能级上的电子不易被离化到导带所致．     

非均匀光纤中色散特性的研究

本文研究在非均匀光纤传输系统中,周期性材料色散扰动对光脉冲的影响,并且建立了正弦型均匀扰动模型．利用傅立叶变换法,分别推导了非均匀光纤传输系统中,二阶色散系数受周期性扰动时,无啁啾高斯型光脉冲受二阶色散;二阶和三阶色散共同决定群速度色散效应时,脉冲传输的解析表达式．并在理论上阐述了波形变化．波形显示:对于无啁啾的高斯光脉冲,当扰动程度和扰动周期很大时,二阶色散使脉冲在开始阶段有一个窄化过程,脉冲峰值变高,脉宽被明显压缩;对于二阶和三阶共同作用时,脉冲不仅产生拖尾震荡结构,而且脉冲的震荡沿上翘.当扰动程度和扰动周期很大时,在开始阶段脉冲被压缩,波形发生变化．本文的研究对光纤周期性色散材料对光脉冲的影响有重要的意义．     

飞秒激光作用下单晶硅表面载流子的超快动力学研究

利用飞秒激光泵浦-探测技术研究单晶硅在不同脉冲能量作用下的瞬态反射率变化,进而分析单晶硅表面载流子的超快动力学过程。实验所用飞秒激光脉冲宽度为120 fs,泵浦光和探测光波长分别为400和800 nm。研究结果表明:飞秒激光作用后,单晶硅表面反射率变化迅速达到峰值,然后经历一个快弛豫过程和一个慢弛豫过程。快弛豫过程包括载流子-载流子散射和载流子-光学声子散射,慢弛豫过程包括载流子复合过程和扩散过程。利用双e指数模型对实验结果进行拟合,求出双e指数系数C及快弛豫时间τf。通过实验数据对比分析发现,泵浦光脉冲能量越大,快弛豫时间越长,所占的比例越大。     

含蜡原油析蜡点确定的新方法及其应用

析蜡点是表征原油析蜡过程的一个重要参数。原油析蜡后,介质对激光能量的吸收能力发生改变,因此可以依据激光透过介质后能量的衰减变化来确定析蜡点。根据这一特性,笔者开发出一套石蜡沉积激光检测仪,并测试了H2井不同压力下的析蜡温度。结果表明:随着压力降低,原油析蜡点先降低后升高,转折点为饱和压力点。在饱和压力点以下,析蜡温度随压力下降而升高,压力越低析蜡温度上升越快,饱和压力点以上的情况与之相反。     

衬底温度对激光脉冲沉积氧化锌薄膜结构及发光性能的影响

在单晶硅衬底上用激光脉冲沉积方法制备了氧化锌薄膜,研究了衬底温度对薄膜结构、形貌和发光性能的影响．     

用10.6μm红外激光辐照在硅中掺入铝和锑制备大面积p-n结的研究

用脉冲高能红外激光(波长10.6μm),在N型和P型单晶硅中分别掺入铝和锑,制备了最大面积可达φ20mm的p-n结.激光掺杂存在一个阈值能量密度.掺杂浓度和深度的分布与预热温度和杂质镀层厚度有关.并对p-n结的伏安特性,扩散层薄层电阻和光生电压进行了测试.     

单片机在激光脉冲能量测量与控制中的应用

本文介绍了在激光加工中,采用单片机构成激光脉冲能量的测量与控制系统。该系统采用光电探测器对激光脉冲能量实时测量,由单片机系统进行实时数据采集与数据处理,对激光器进行实时控制,实验表明,该系统可提高激光脉冲能量的稳定性和精度。     

n维自由电子气体的讨论

本文讨论了n维自由电子气体。计算了它的态密度。得到了零点能量和费米能量的表达式;得到了低温下系统的能量和化学势以及高温下的物态方程的近似表达式。由此可以直接得出n=1、2、3时的明确结果。     

有机介质中陷阱产生的等温电流研究

考虑现有测量方法难以区分电子陷阱和空穴陷阶的困难,该文提出表面电位模型,实现了对电子陷阱能级密度和空穴陷阱能级密度分布的测量,发展了J.G.Simmons的等温电流理论.在此基础上提出一种比较实验法,研究强电场作用下介质中产生新陷阱的动力学过程.结果表明在一定时间下,介质中新陷阱密度的产生与强电场的指数关系成正比,而在一定强电场下与作用时间成正比.     

细陶瓷棒的脉冲热流波动传播行为

用脉冲激光模拟微小圆柱陶瓷棒的脉冲内热源情形,实验研究了脉冲内热源对圆柱陶瓷端面温度场变化施加的影响.实验发现,陶瓷棒端面存在温度波动等非傅里叶导热现象.并且用存在内热源项的双曲导热控制方程和热量波动传播理论解释并定性地模拟了这种非傅里叶导热过程,得到了热流波动传播的实验证据.实验与理论计算结果表明,热弛豫时间τ对微小空间尺度下非均质材料的急速传热过程起着主导作用.     

Zigzag电极Armchair边缘石墨烯纳米带电子输运研究

利用基于密度泛函的非平衡格林函数方法,对Zigzag电极Armchair边缘的石墨烯纳米带的电子输运、态密度和V-I特性进行了理论计算,研究发现这一结构的纳米石墨烯带具有明显的半导体特征,其态密度与电子传输谱间具有较好的对应关系,电子传输谱与电子入射能量密切相关,并显现能级量子化和电子输运过程中的库仑阻塞特性.     

用Nd:YAP激光器诱导蒸气沉积硅薄膜

在室温条件下用脉冲Nd:YAP激光器将光束聚焦在硅片上,使硅原子蒸气在不同基板上沉积成膜.激光器脉宽为300~400微秒,长脉冲经一级放大后在1.075μm波段的能量为每个脉冲8焦尔.蒸发池子用一台机械泵抽到真空度1×1^-2乇,用石英或玻璃作窗口.沉积的薄膜具有银灰色光泽.用X射线衍射和金相显微分析法证明所获得的是多晶硅薄膜.     

Kerr透镜锁模的谐振腔中脉冲参数的数值模拟

解决了由克尔透镜锁模的飞秒脉冲固体激光的时空模型中脉冲参数的相互关系.根据随时间变化的脉冲的形状和KLM飞秒脉冲激光对于谐振腔中的空间光束参数建立了时空往返模型.     

光纤SPW传感器用于温度测试的研究

光纤SPW传感器通过表面等离子体波共振来工作.在SPW传感器表层存在一层电子气,当环境温度升高,电子气的浓度将会增加,且其本身的动能加大,这将导致电子气团的共振频率发生变化.通过实验建立了共振波长和环境温度的关系,并对误差进行了分析,从而进一步扩展了光纤SPW传感器的用途.     

荷载引起的温度应变对火灾后钢筋混凝土轴压构件的影响

受约束的和自由的钢筋混凝土构件在经历升温和降温的变化后其构件的应变化是不同的，这种变化称为荷载引起的温度应变（LITS），在升温阶段LITS随温度升高而增大，而且应力强度比越高，LITS越大，在降温阶段，LITS却保持不变，因此，由于存在LITS，如果混凝土构件在较高的应力水平下遭受火灾，火灾后混凝土构件会开裂或爆裂，为了研究LITS对高温后混凝土构件的影响，研究了轴压柱升降温后的应变变化，并讨论了影响LITS和混凝土爆裂的原因，分析表明，LITS对混凝土构件高温后的爆裂影响很大。