ZrO2光学薄膜的激光热冲击效应

计算了薄膜在高功率脉冲激光作用下截面温度场和应力分布场,分析了热冲击在光学薄膜激光损伤中的作用,并用调Q1.06um脉冲激光对ZrO2单层薄膜损伤,讨论了不同激光强度下薄膜截面温度场与应力场分布,揭示了热冲击在ZrO2单层膜损伤中的机理和过程。     

激光作用金属板材的温度场和热应力场

基于Von Mises屈服准则和弹塑性本构关系,建立了连续激光辐照金属基体材料的空间轴对称有限元模型.该模型考虑了金属材料在激光作用过程中的热学及力学性质的非线性,计算了光强为高斯分布的激光光束加热钢板时的温度场和热应力场,得到了温度场和热应力场的分布及其随时间的变化规律.通过对结果的分析,认为在激光作用前期热膨胀会造成热应力上升,而后期材料的热软化会导致塑性区域应力水平下降和其他区域应力水平增加缓慢甚至下降.有限元计算结果与已知实验结果的对比表明了有限元法的有效性.     

多脉冲激光辐照ZF2玻璃的热力效应

在建立多脉冲激光辐照ZF2玻璃物理模型的基础上,采用解析解的形式计算了高斯型连续激光照射圆柱形靶板的二维温度场以及相应的应力分布。分析了高斯光束作用时,环向热应力最大值及其作用时间的关系,指出三维时,"热扩散长度"的概念不再适合。通过数值分析给出了与特定参量相对应的拟合公式,并计算出相应的损伤阈值。对理论计算与实验结论进行了比较,验证了理论模型的合理性。     

脉冲CO_2激光巩膜切除术中激光参数优选

研究了脉冲 CO2 激光参数对组织切除和热损伤的影响 .研究了几种热作用模型 ,提出了不同模型的适用范围 ,最终给出了激光切除术中激光参数优选的原则和方法 ,并且用实验验证了按照参数优选原则所选参数的优越性     

核电水泵在热冲击下瞬态热效应的研究和分析（Ⅱ）

本文首先推导了非耦合热传导方程和拟静态热弹性运动方程的有限元求解公式；然后，根据核电水磁的结构及其性能参数，估算出了水泵不同区域处的对流换热系；最后，在进行大量的试算工作和有关数值考核计算的基础上，采用三维时变温度场、热应力和热变形场有限元分析方法，详细考察了核电停堆冷却泵在受热载冲击下各瞬时的瞬态温度场有热应力、热变形场的分布状况和变化行为，本文的研究工作初步形成了对核电水泵机组在热冲击下的瞬态     

CO_2激光穿透心室的热损伤的研究

本文借助于H.F染色和HBFP染色研究了CO_2激光穿透心室的热损伤。研究结果表明,采用专门的打孔方法在100W的连续输出功率照射0.3秒后,CO_2激光对孔璧周围的心肌造成的热损伤的最大范围为270μm     

脉冲CO2激光巩膜切除术中激光参数优选

研究了脉冲CO2激光参数对组织切除和热损伤的影响，研究了几种热作用模型，提出了不同模型的适用范围，最终给出了激光切除术中激光参数优选的原则和方法，并且用实验验证了按照参数成选原则所选参数的优越性。     

HfO2,SiO2单层光学薄膜激光预处理机理研究

ＳｉＯ2单层光学薄膜,经低于其破坏阈值的脉冲Ｎｄ3 ∶ＹＡＧ激光预处理后,薄膜的抗激光损伤阈值可达到未处理前的两倍或两倍以上[1,2],而对于ＨｆＯ2单层光学薄膜脉冲Ｎｄ3 ∶ＹＡＧ激光预处理的效果却比ＳｉＯ2薄膜有显著差异(图1所示).对于光学薄膜,激光预处理提高抗激光损伤阈值的机理已有大量研究[1,3,4,6,7],但是,还没有一个共同认可的结论.我们对这一问题也进行了理论和实验探索,得到了一些初步的结果,现报道于下.图1　单层ＨｆＯ2,ＳｉＯ2光学薄膜激光已处理和未处理效果比较1　激光破坏光学薄膜的物理过程　　要弄清楚激光预处理提…     

基于溶剂热反应快速沉积ZrO2-基激光光学薄膜

基于丙醇锆-乙酸-乙醇混合体系的溶剂热反应(423 K,10 h)合成了稳定的ZrO2-基溶胶,采用旋转镀膜技术在K9玻璃基片上制备了ZrO2-基光学薄膜。借助动态光散射、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、紫外/可见/近红外透射光谱、FilmTMTek 3000型薄膜分析仪以及强激光辐照实验对溶胶与薄膜的微观结构及光学性能进行表征。研究发现,通过与溶剂乙醇的酯化反应和与丙醇锆的配合反应,乙酸具有温和地提供反应水和降低丙醇锆水解活性的双重作用。在各工艺参数适当配置的情况下,采用该方法可以快速合成颗粒流体力学直径为10 nm~15 nm的溶胶,由此沉积的薄膜具有平整的表面、较高的折射率1.633(测试波长为632 nm)和高的激光损伤阈值34.7 J/cm2(激光波长为1 064 nm,脉冲宽度为3 ns,"R/1"测试模式)。     

单脉冲激光热弹超声脉冲特性理论研究

对梯形激光脉冲入射到半无限弱吸收媒质中热弹激发的超声应力脉冲进行了理论研究,给出了媒质表面束缚和自由两种情况下的超声应力脉冲表达式及其理论曲线.分析表明,表面束缚时应力脉冲为单极性,表面自由时为双极性;应力脉冲比激光脉冲宽,其特性受激光脉冲形状的影响.     

承受热冲击的大口径机枪枪管的热效应分析

根据热弹性理论,考虑枪管承受对流、传导和热辐射的情况,使用有限元法,计算了带有Cr镀层的某大口径机枪枪管在单个和连续热冲击下的瞬态温度及瞬态热应力,分析了其沿轴向和径向的分布规律,并评价了热冲击对于强度的影响,计算结果得到了实验数据的验证.研究表明:(1)热冲击具有明显的薄层效应;(2)热冲击引起的内膛表面温度响应和VonMises应力响应呈脉冲状;(3)热负荷产生的热应力明显高于膛压产生的应力.     

激光二极管端面泵浦激光棒热效应的解析研究

为了解决激光二极管端面泵浦激光棒引起的热效应问题，基于热传导理论，建构了热传导方程新的本征函数解，得出了激光棒内温度场与热形变场的一般解析表达式．该表达式不仅解决了由于棒内热流线径向假设造成的温场计算误差问题，而且解决了使用数值分析方法带来的计算精度不高的问题．研究结果表明，当激光二极管的泵浦功率为20W、泵浦光斑高斯半径为200μm时，掺钕离子质量分数为0．5％的钒酸钇激光棒泵浦端面具有451．2℃的最高温升和3．42μm的最大热形变量．对激光棒内等温线分布状态分析可以得出，其热流线为非径向分布．与棒内热流线径向假设计算结果对比，激光棒的最高温升值减小了30%．所得结果可以用于激光谐振腔的设计，为减小激光系统的热效应问题提供了理论依据．     

影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素

从理论和数值分析两个方面研究了影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素,得到了高能激光的功率阀值与激光束波长的平方成正比,与空气流动速度成正比,与吸收系数成反比的结论.     

高功率准分子激光沉积类金刚石膜的热稳定性

在不同温度下(200~ 800 ℃) 将高功率准分子激光溅射方法沉积的类金刚石膜进行退火实验. 利用Raman和XPS光谱分析类金刚石膜在退火过程中的化学键合结构变化. 结果表明, 类金刚石膜是由少量的sp² C键和大量的sp³ C键组成的非晶态碳膜. 在退火温度小于600 ℃范围内, 类金刚石膜的热稳 定性较好； 退火温度高于600 ℃时, 类金刚石膜中的sp³ C键逐渐向sp ² C键转变, 当退火温度升到800 ℃时, 类金刚石膜中sp³ C键含量由 退火前的大约70%下降到40%. 可见, 高温退火能导致类金刚石膜的石墨化趋势.     

大功率半导体激光器恒温系统

采用半导体制冷和风冷混合制冷的方式对大功率半导体激光器进行恒温工作控制.通过实验研究半导体激光器的工作温度保持在45℃以内,控温精度在±0.1℃的状态下稳定工作,半导体激光器输出功率达到15.28W.     

耐火材料热震结构损伤的测定

探讨了利用超声波探伤仪测定或比较耐火材料热震结构损伤的可行性 .结果表明 ,对于在实验温度范围内不发生物理化学变化的耐火材料 ,如镁尖晶石砖 ,用超声波探伤仪测定其热震结构损伤具有可行性 ;而对那些在实验温度范围内发生物理化学变化的耐火材料 ,如含钛酸铝制品 ,是不可行的 .对于含碳的制品 ,应选择适宜的超声波频率 ,才能获得较好的实验效果     

连续强激光稳态热晕效应的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,研究了强激光在大气传输过程中产生的稳态热晕效应.计算和分析了有风时稳态热晕效应对轴上光强以及远场能量分布的影响.结果表明,Nc越大,热晕效应越明显;在线性衰减、由横向风引起的散焦和扩散以及自聚焦的补偿的作用下,光束在垂直于风的方向上显著地扩展并聚焦;若不考虑衍射效应,准直光束在风的方向上聚焦,光斑横向尺寸扩展,且光斑分布呈月牙形.     

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.     

金属基陶瓷涂层的耐高温及抗热冲击性能

以自制无机胶粘剂、通过添加耐高温耐磨陶瓷骨料A12O3,WC,Si C混合后涂覆于A3钢表面制得陶瓷涂层,研究了调胶比(氧化铜与磷酸盐的配比)、骨胶比(胶粘剂与陶瓷骨料的配比)不同对金属基陶瓷涂层耐高温及抗热冲击性能的影响;并分析了金属基体与陶瓷涂层间的结合机理.结果表明:调胶比为0.5g/ml此涂层能承受1300℃以上的高温.骨胶比比为0.30:1(质量比)时,制备的陶瓷涂层抗热冲击性能最佳,能承受600~700℃的16次以上的热震试验.