强激光反射镜膜层损伤理论研究

从热传导方程出发，利用格林函数法给出了多膜层温度分布以及损伤阈值解析函数表达式，并以Si/SiO2膜系为例，在激光波长为1.315μm情况下，计算了硅镜膜层度分布，激光损伤阈值随光照时间变化的关系曲线，结果表明：激光照射镜面中心处的温度明显高于其他区域，当强激光辐射时间小于0.5s时，损伤阈值与激光辐照时间密切相关，大于等于0．5s后损伤阈值随光照时间的增加而渐渐降低。     

铝靶表面及附近空气光学击穿研究

该文分析了调Q激光引诱铝靶表面及附近空气光学击穿的物理机理,并利用马赫干涉仪和光学延迟装置探测了在这一过程中产生的等离子体和冲击波,获得了序列多幅的等离子体及冲击波产生和发展的马赫干涉图,并讨论了靶表面空气击穿的起因。     

飞秒激光切割金属的表面粗糙度

为提高激光切割金属的表面质量,用不同工艺参数的飞秒激光单次切割厚度为100μm的铜箔,并采用弱激光表面修复加工方法,取单次切割后最低粗糙度约为694 nm的表面进行弱激光再扫描修复。研究结果表明:高能量飞秒激光切割金属存在热效应,扫描电镜显示表面有颗粒氧化物,实验得到再扫描修复加工的优化工艺参数为:再扫描进给深度为10μm,速度为100μm/s,单脉冲能量为50~100μJ。在最优条件下,再扫描1次的表面粗糙度达220~250 nm,再扫描3次的表面粗糙度小于130 nm。该方法能有效提高飞秒激光切割金属的表面质量。     

激光等离子体干涉条纹的图像处理方法研究

为了研究激光等离子体内部电子密度的分布,采用计算机图像处理方法对激光等离子体干涉条纹进行处理。利用Mach-Zehnder干涉仪采集激光等离子体干涉图。对得到的激光等离子体干涉条纹进行滤波和锐化预处理,然后利用二值化和细化等方法对降噪后的激光等离子体干涉图进行处理,得到等离子体干涉条纹的细化图。最后对细化后的干涉条纹偏移量进行Abel逆变换,得到激光等离子体电子密度径向分布。     

调Q-YAG激光在水中自聚焦过程研究

用光学干涉探测方向和阴影法,借助光延迟装置,在同一台YAG调Q激光器上研究了1.06μm激光在水中引起自聚焦的过程.首次获得了多幅时间序列分辨的Mach-Zchnder干涉图和阴影图.观察并解释了自聚焦过程中一系列现象,并由实验论证了运动焦点理论模型.     

飞秒激光中超热电子束的传输特性

为了探索超热电子束的传输特性,利用光学CCD相机在靶背法线方向测量了光学渡越辐射(OTR)积分成像图案.实验在100 TW掺钛蓝宝石激光器上进行,飞秒激光与固体靶作用后,靶表面发光信号由空间分辨装置聚焦成像并引到CCD狭缝上.在厚度为100μm的Ta靶背表面观测到渡越辐射(TR)光斑呈现较平滑的圆形结构,而且中心亮度高于周围,这显然包含了非相干与相干渡越辐射的成分,与理论模拟结果比较接近;在复合靶10μm Ta+20μm Cu+1μm Ta背表面观测到TR光斑虽然也呈现大致的圆形结构,但光斑极不均匀,中间有很明显的光斑分裂,大约有两个分离的光斑出现.所有这些现象反映了超热电子束的传输特性.     

第一类热滞蛋白HPLC-6热滞活性的研究

应用二维刚性粒子流体模型计算了第一类热滞蛋白溶液中HPLC-6分子在冰晶表面吸附的覆盖度,得到了覆盖度与溶液浓度的关系.应用拉普拉斯方程计算了由冰晶表面吸附的HPLC-6分子影响使冰晶表面曲率发生变化而产生的附加压强,并根据一级Gibbs-Thomson方程得到了相应浓度下由此附加压强造成的热滞温度,理论计算结果与实验结果符合较好.     

舒适性方程的简化计算

为简化舒适性方程的计算过程,提出室内空气综合温度的概念,在线性化服装热阻的基础上,绘制了室温及平均辐射温度与室内综合温度的关系图.依据室内空气综合温度与PMV的单值性对应关系,绘制了室内空气综合温度与PPD的关系图.当相对湿度为50％、风速为0.2 m/s时,测得围护结构表面辐射温度及室内空气温度,即可快速确定室内舒适...     

丢番图方程x~3±1=3qPy~2的整数解

设P=∏r+i(s∈Z),ri≡-1 mod 6(1≤i≤s)为彼此不相同的奇素数,q≡1 mod 6为奇素数,关于丢番i=1图方程x3±1=3qPy2的整数解目前只有部分结果.运用Pell方程的解的性质、同余式、递归序列等讨论了丢番图方程x3±1=3q Py2的整数解的情况,从而推进了该类丢番图方程的研究.     

激光烧蚀靶材蒸发波模型的气体动力学与冲量耦合系数计算

本论文在Krokhin蒸发波模型气体动力学方程组的基础上,考虑了固体靶的熔解热以及沉积在液体层中的能量,通过迭带计算求解了激光烧蚀Al、Cu、Si、Ge样品材料时蒸发波的温度、压强、出射速度以及密度等气体动力学参量;利用改进的Pirri模型,计算了短脉冲激光与靶材料相互作用过程中的冲量耦合系数,讨论了样品尺寸以及光斑大小对于冲量耦合系数的影响.     

双空泡溃灭及空化噪声的建模

空泡溃灭时会产生很大的瞬时压强,造成流体机械装置的空蚀破坏并产生噪声和剧烈振动。为研究双空泡溃灭及溃灭时声辐射的规律,忽略流体的压缩性,建立了双空泡的运动方程。在L igh th ill方程基础上建立了双空泡溃灭时流体中的声辐射模型,并进行了数值计算。计算结果表明:随着空泡间距的减小,空泡溃灭的最小半径减小,溃灭时间延长,空泡辐射声压增大,说明空泡间的相互作用使空泡的溃灭过程变缓并使空泡辐射的噪声增强。     

背景气体中激光Al等离子体演化的干涉诊断研究

利用自主搭建的马赫-曾德尔激光干涉诊断系统研究了空气压强在1 atm和0.1 atm以及氩气在1 atm下纳秒脉冲激光烧蚀产生Al等离子体的冲击波膨胀和电子密度演化.从测量的干涉图中提取了等离子体冲击波的膨胀轮廓,诊断了等离子体的电子密度.研究结果表明,在空气背景气压为0.1 atm时,等离子体冲击波轮廓和速度都较大;而压强在1 atm时,氩气环境中等离子体冲击波的膨胀速率和轮廓均较小.空气环境在0.1 atm下,冲击波的横向膨胀速度在50 ns时达到了约3.4 km·s^-1,但随着延迟时间的增加快速衰减,5μs后,3种情况下的冲击波均接近声速.此外,空气环境0.1 atm下等离子体空间区域较大,整体电子密度较低;而氩气环境在1 atm下,等离子体空间区域较小,整体的电子密度较高,在300 ns时核心区域电子密度达到了10¹⁸ cm^-3.结果进一步显示了背景气压对等离子体膨胀约束具有主导作用,而压强相同时,氩气环境对等离子体的约束要强于空气环境.     

硅光电池功率计

我们用硅光电池试制了激光功率计,见图1。用于0.5μ～1.1μ激光功率的测量,可测功率范围是0.1mW～100mW,测量误差小于10%。硅光电池输出特性之一是它的短路电流与入射光强成正比,而且其短路电流的温度系数较小,在20℃时,仅为2μA/℃,即变化率为0.1%/℃,室温变化±20℃引进的误差为2%。硅光电池的另一输出特性是开路电压与入射光强的对数成正比,但开路电压的温度系数很大,在20℃时约为3mV/℃,即变化率为0.8%/℃,室温变化±20℃引     

远场激光烧蚀钛靶表面的冲击波压强分布特性

基于高功率激光正支共焦非稳定谐振腔的特点,利用快速傅里叶变换,得到空心光束激光光场的远场分布,分析了远距离输送激光能量产生的激光烧蚀力学行为的演化过程.利用有限元法,数值仿真了烧蚀冲击波压强的时空演化过程,得到了烧蚀冲击波在ns激光脉冲照射下的空间压强分布随时间的变化关系.当激光谐振腔初始输出单脉冲激光能量为500 J,脉冲宽度为10 ns,脉冲关闭后延迟时间分别为80 ns,160 ns和240ns时,烧蚀表面产生的最大压强分别达到2.10 GPa,1.75 GPa和1.36 GPa.     

超热电子渡越辐射与高能质子发射的比较研究

在超短超强激光-固体靶相互作用过程中,通过对超热电子输运产生的渡越辐射光斑与高能质子发射的空间分布图案进行比较,渡越辐射光斑与高能质子发射的空间分布图案非常相似,都呈圆盘状．通过对渡越辐射光强随靶厚度的关系曲线、超热电子输运能量沉积随靶厚度的关系曲线以及文献中已有的高能质子能量随靶厚度的关系曲线进行比较,3条曲线的形状也非常相似,都在10μm靶厚度处存在转折点．分析表明,超热电子输运产生的渡越辐射与高能质子发射存在一定的内在联系,而这个联系就是超热电子输运而产生的静电场。     

后混合水射流喷丸喷头外流连续相数值模拟

为研究后混合水射流喷丸喷头外流场的运动特性,应用FLUENT软件对后混合水射流喷丸喷头外流场连续相进行了数值模拟。根据射流的湍动特性,连续相采用三维不可压缩稳态雷诺时均N-S方程,湍流模型采用标准k-ε模型。分析喷丸压力和靶距对外流连续相轴向速度和轴向动压强的影响。结果表明,外流连续相水的轴向速度和轴向动压强具有显著对称性,最大轴向速度和轴向动压强均出现在射流轴线上。其值随喷丸压力的增加而增大,随喷丸靶距的增加而减小。当喷丸压力为350 MPa、喷丸靶距为50 mm时,最大轴向速度为22.0 m/s,最大轴向动压强为0.24 MPa。该研究为外流离散相弹丸运动状态的分析奠定了基础。     

利用超强激光脉冲与平板等离子体相互作用产生超热电子

随着超强脉冲激光技术的不断发鼹,利用超强激光脉冲与平板等离子体相互作用产生超热电子的研究,在激光惯性约束中的“快点火”,医学中的射线治疗和台式激光加速器等领域广泛应用．木文用二维粒子模拟方法研究了超强短波脉冲激光与平扳等离子体薄靶相互作用中产生的超热电子．以研究结果表明,在平板等离子体薄靶后表面所产生的超热电子,角分布较小,定向性好,能获得很高的能量。     

激光产生的硫等离子体2s—2p光谱及分析模拟

利用双脉冲激光等离子体光谱技术测量了激光作用于高纯度硫靶产生的16~24nm波段的发射光谱,分析发现谱线主要来自Sq+(q=7,8,9,10)离子的2s—2p跃迁.基于稳态碰撞辐射模型和激发态离子数布局满足归一化玻尔兹曼分布的假设,计算了不同离化态硫离子在不同等离子体温度和电子密度下的布居数,在不同电子温度下模拟了等离子体光谱,并通过与实验光谱比较确定了等离子体参数.     

硅通孔润湿性能影响因素的模拟仿真

使用Fluent流场仿真软件模拟了电镀液对硅通孔(TSV)的浸润过程,讨论了TSV深宽比、电镀液流速、电镀液表面张力、接触角以及压强等因素对TSV浸润过程的影响.通过对比仿真寻找出能在电镀之前使电镀液完全浸润TSV所有表面的预润湿处理方法,以防止因润湿不彻底在TSV底部形成气泡而导致的有空洞电镀填充.通过仿真发现,电镀液表面张力越小,电镀液与待电镀样片表面的接触角越小,浸润过程中电镀液的流速越慢,浸润所处环境的压强越低,则越有利于电镀液对TSV的浸润;且流速为0.002 m/s时即可对深宽比低于或等于130μm:30μn的TSV实现完全浸润;浸润环境压强低于3 000 Pa时即可在流速为0.05 m/s时对深宽比为150μm:50μm的TSV基本实现完全浸润.当TSV结构的深宽比大于2的时候,没有经过预润湿而直接放入电镀液的TSV结构很难实现无空洞电镀填充.     

一类循环网络的平均距离

图G的平均距离μ(G)定义为:图G中所有点对(有序点对)距离的平均,如果G为无向图,μ(G)=∑u,v∈Vd(u,v)/(n2);如果G为有向图μ(G)=∑u,v∈V×Vd(u,v)/n(n-1).对于一类重要的网络--循环网络,设G(N;s1,s2…,sk)和G(N;±s1,±s2…,±sk)分别为有向循环网络及无向循环网络,得到了循环网络G(N;1,2,…,k)及G(N;±1,±2,…,±k)的平均距离.