干燥激光净化能量密度阈值研究

论述了干燥激光净化的物理机制，应用力学平衡条件求出干燥激光净化时粒子逸出表面的脱附力以及单脉冲情况下干燥激光净化的辐照能量密度阈值，讨论了能量密度阈值随温度的变化规律．结果表明：干燥激光净化的能量密度阈值随温度升高而减小．     

激光净化能量密度阈值的相轨道研究

建立了激光清洗的物理模型，探讨了激光辐照下基底表面和吸附粒子位置随时间的变化规律，作出粒子运动的相轨道，从相轨道角度对激光净化能量密度阈值进行研究．激光清洗Al基底上的Fe粒子，本文对激光清洗Al基底上的Fe粒子所计算的能量密度阈值比用其它方法得到的结果更与实验值接近．     

激光烧蚀制备纳米Si晶粒的激光能量密度阈值

在10 Pa的Ar环境气氛下,采用脉冲激光烧蚀方法在玻璃或单晶Si(111)衬底上制备了纳米Si晶薄膜. 为了确定能够形成纳米Si晶粒的激光能量密度阈值,在0.40～1.05 J/cm2内实验研究了激光能量密度对纳米Si晶粒形成的影响. 扫描电子显微镜(SEM)测量证实,随着激光能量密度的减小,所形成的纳米Si晶粒数目逐渐减少. 当激光能量密度低于0.43 J/cm2时,衬底表面不再有纳米Si晶粒形成. 从激光烧蚀动力学角度出发,对实验结果进行了定性分析.     

铝合金激光熔覆的最佳能量密度选择

铝合金密度小、熔点低、为了把较高熔点的耐磨合金层熔覆到其表面上，而又不让界面上的熔铝上浮以损害涂层强度，激光重熔的能量密度选择十分重要，这里用一系列能量密度进行了重熔试验，对其重熔层的性能，组织，成份及表面状况进行测试和分析，研究了铝合金基体上熔覆Ｎｉ－Ｃｒ层时激光能量密度对熔覆层质量的影响。     

激光能量密度分布的测量方法

提出一种用于激光能量密度分布测量与分析的方法, 首先采用图像处理方法对激光光斑图像进行检测处理, 再对激光光斑波面进行拟合, 并采用伪彩色对激光能量分布进行三维显示. 采用Zernike多项式对波前进行拟合和重构, 讨论了拟合采样点的布设方法, 并用激光能量密度测试精度平均误差较小的同心放射状采样点布局方案. 采用伪彩色算法对二维光斑图像进行三维模型显示, 反映光斑不同区域能量分布的相对 大小和位置. 实验结果表明, 该方法基本满足激光能量密度分布检测的要求.     

不同能量密度对脉冲激光沉积纳米硅晶粒尺寸的影响

在室温条件下保持Ar环境气体压强不变,采用脉冲激光沉积(PLD)技术,通过改变激光能量密度,在与烧蚀羽辉轴线垂直放置的衬底上沉积了一系列纳米硅晶薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼(Raman)散射光谱对样品进行特性分析.结果表明,在能量密度为2～4J/cm2时,衬底上沉积的纳米硅晶粒尺寸和面密度基本不变.结合纳米晶粒成核生长动力学,对结果进行了定性解释.     

强激光高能量密度物理的若干进展和展望

随着大能量高功率激光和短脉冲超强激光技术的发展,人们可以在单位时间、单位空间内实现极高的能量密度,产生一系列原本只存在于天体或者核爆中的极端物理条件．对这种高能量密度条件下的物质规律的研究不仅极大地拓宽了物理学的研究领域,而且促进了不同学科之间的交叉与融合．本文将首先简单介绍强激光驱动的高能量密度实验室天体物理方面的几个进展,之后对下一代极端相对论激光物理的发展和影响进行展望．     

激光场强分布对类金刚石薄膜激光损伤阈值的影响

采用非平衡磁控溅射技术,在双面抛光的硅基底上沉积了DLC薄膜,基于ISO11254-1损伤测试平台对DLC薄膜进行了损伤阈值测试;计算了DLC薄膜激光场强及温度场分布,对比了激光场强与损伤阈值的关系。计算结果显示:薄膜表面激光场强增大,DLC薄膜的激光损伤阈值变低;激光场强相等时,随着薄膜厚度增加,激光损伤阈值变小。分析认为:薄膜表面激光场强增大后,激光与DLC薄膜相互作用,产生的等离子体加剧薄膜对激光能量的吸收并产生热累积,激光场强诱导sp3杂化向sp2杂化转变,致使DLC薄膜发生石墨化,从而影响了DLC薄膜的激光损伤阈值。     

线型对激光忔值的影响

本文从五维的激光方程组出发,详细地讨论了线型对第一激光阈值与第二激光阈值的影响。对两种特殊情况也进行了讨论,得出了若干有趣的结果。     

激光清洗技术的初步研究和应用

激光清洗技术与其他清洗方法（化学清洗、超声波清洗等）相比,具有保证清洗对象无损、清洗效果好、精细、无污染等优点,正在被广泛的研究和应用.根据去除原理的不同,激光清洗技术被分类为干式激光清洗、湿式激光清洗和激光等离子体冲击波等方法.本文介绍了本单位项目组对激光清洗技术的初步研究和应用.     

激光致等离子体及其对激光加工的影响

论述了激光致等离子体机理和激光致等离子体在光束一工件能量耦合过程中的作用。对等离子体振荡与逆韧致副射吸收作了物理讨论，导出了等离子振荡频率和吸收系数公式。     

纳秒脉冲激光对钕铁硼材料表面清洗试验研究

利用激光清洗技术对钕铁硼材料进行清洗试验,探究不同激光功率对钕铁硼材料清洗效果的影响。通过扫描电子显微镜(scanning etectron microscope, SEM)和X射线能谱仪(energy dispersive spectroscopy, EDS)分析清洗后钕铁硼材料表面形貌及元素组成成分;利用白光干涉仪检测清洗后钕铁硼材料表面的粗糙度。结果表明,清洗后钕铁硼材料的表面粗糙度随着激光功率的增大先增大后减小随后又增大;激光功率较小时,钕铁硼材料表面存在烧蚀划痕和残留的腐蚀坑,表面C、O元素不能有效去除,清洗效果不佳;在激光功率为12 W,清洗后的材料表面光洁平整,无C、O元素,表面晶相组织完整清晰无破坏,说明此时激光清洗效果最佳;当激光功率更大时,超过材料的损伤阈值,表面出现微裂纹和细小的孔洞,说明清洗效果变差。     

电场对脉冲激光沉积纳米Si晶粒尺寸和面密度分布的影响

为了研究外加电场对脉冲激光沉积纳米Si晶粒的影响,采用XeCl准分子激光器,烧蚀高阻抗单晶Si靶,在10 Pa氩气环境下,调整外加电压的强度,沉积制备了一系列Si薄膜.X线衍射(XRD)谱仪、拉曼(Raman)谱、扫描电子显微镜(SEM)图像均显示纳米Si晶粒已经形成,随着靶衬间距的增加,所形成的纳米Si晶粒的平均尺寸...     

分散剂对基础油中纳米二硫化钼颗粒分散与润滑性能的影响研究

采用激光粒度分析仪和纳米摩擦试验机分别考察了6种分散剂对基础油中纳米二硫化钼(MoS_2)颗粒的分散稳定性和油品的减摩性能,并采用红外光谱(FTIR)分析了分散剂与MoS_2纳米颗粒的接枝作用机理.试验结果表明,氨丙基三甲氧基硅烷(ATS)和山梨醇油酸酯(SPAN 80)分散剂因含有极性较强的官能团,与MoS_2接枝后能够形成牢固的化学键,不仅表现出突出的分散稳定效果,而且能大幅降低纳米MoS_2基础油的摩擦系数,而其他4种分散剂中的官能团极性较弱,与MoS_2纳米颗粒的化学键合作用较弱,容易在摩擦外力作用下破坏,导致油品的摩擦系数增加.     

单束激光势阱中的瑞利粒子

用瑞利散射理论导出了强聚焦TEM_∞高斯光束中球状和椭球状粒子的受力公式,指出了吸收对俘获瑞利球、椭球、圆柱和圆片状粒子的重要影响及可俘获的条件,并讨论各种非球粒子在偏振和非偏振光束中的取向。     

电极参数对电凝并式空气净化装置净化颗粒物的影响

研究了一种新型高压高频(HV-HF)电凝并式空气净化系统,进行了电极参数的变化对该电凝并装置净化颗粒物效果的实验研究。实验结果表明:电凝并装置存在最佳的交直流电压之间的匹配。最佳匹配值为直流电压12kV,交流电压440V。粒径小于1μm的颗粒物,其净化效果受电极参数的影响较明显,粒径大于1μm的颗粒物,在不同的电极参数下净化效果差别不大。     

物料状态对旋风分离清选系统清选性能的影响

利用自制清选系统试验台,以喂入量和含杂率为试验因素,研究了物料状态对旋风分离清选系统清选性能的影响。试验结果表明,当籽粒喂入量不大于0.20 kg/s和含杂率不大于30%时,清洁率可大于98%,损失率亦不大于0.3%,为微型小麦联合收割机清选系统的设计提供了参考依据。     

结构和运动参数对微型联合收割机清选性能的影响

以微型联合收割机用旋风分离器型清选系统为研究对象,运用回归分析的方法建立了该清选系统的数学模型,优化确定了其最佳结构和运动参数,分析了各参数对籽粒清洁率和清选损失率的影响,并进行了该清选系统对喂入量和含杂率的适应性试验研究.结果表明,吸杂风机和扬谷轮转速对籽粒清洁率影响较大,而对清选损失率影响较小,筒深和吸杂管长度对清选损失率有较大影响,而对籽粒清洁率影响较小,在最佳参数下,清选系统的适应性较好.     

脉冲激光场中金微粒表面温度的探究

激光照射纳米微粒法是基因转染的一种,其中涉及到的细胞成活率和基因转染率与纳米粒子的光热效应密切相关,且最终依赖于结合体表面所达到的温度.该文作为基因转染的前期工作,旨在能够方便地计算出脉冲激光照射下金粒子的表面温度,设计出激光照射靶的最佳参数,理论上提高转染效率.这里以脉冲激光与金粒子相互作用为研究对象,基于热传导方程,将粒子的吸热过程按照4个距离参数(R,δ,χfτ,χAuτ)进行分割,并在每个加热区域分析出了表面温度的数学表达式.结果表明在激光功率密度为5×1011 W/cm2,波长为532nm时,表面温度分析法得到的关于表面温度随金粒子半径变化的曲线趋势与米氏理论数值解析得到的趋势相同,数据点基本吻合.且在3种不同的脉冲持续时间下(30ns,30ps,30fs)都得到了证明.另外,表面温度随金粒子半径和脉冲宽度变化的密度图还显示出了获得最大温度的参数关系式R=2χfτ.因此,依据加热区域的划分,利用表面温度分析的方法可以简便、准确地获得金粒子在激光参数下的表面温度,在理论上设计出了激光与金纳米粒子结合的最佳参数.