激光腔与具有温度梯度介质的匹配分析

分别讨论了工作中激光晶体热效应引起的横向各向异性折射率线性和非线性分布对光传输的影响，研究了对称腔的稳定性条件，给出了对称腔的稳定性条件公式。     

光偏转法测量各向异性材料热扩散率的理论探讨

在理论上分析了各向异性材料的光热效应,给出各向异性样品在吸在吸收光谱辐射后的温度场分布,建立了各向异性样品的热扩散率的光偏转法测量的理论模型。     

LD端面泵浦激光晶体热效应分析

针对二极管激光器端面泵浦Nd:YVO晶体工作特点,提出矩形各向异性激光晶体热模型.在晶体周边冷却,两通光面绝热情况下,通过求解泊松热传导方程,得出了矩形截面Nd:YVO4激光晶体的温度分布,进而求解Nd:YVO4激光晶体端面热膨胀量.研究结果表明,在泵浦功率为18W时,激光晶体泵浦面最高升温344.4K,最大热形变量2.85μm.对激光晶体温度场分布和端面热形变的研究,为解决晶体热效应提供了理论基础.     

生物软组织在脉冲激光作用下二维温升的数值模拟

为研究激光作用于生物组织的热效应,基于激光与生物组织的相互作用机理,在考虑生物组织特性的基础上,建立了高斯脉冲激光作用于皮肤的有限元模型,分析了脉冲激光辐照皮肤组织时所产生的热效应,为精确预测激光诱发的组织热响应的研究提供了一种手段。     

脉冲泵浦对准三能级Nd:YAG激光晶体热效应的影响

对热效应影响严重的准三能级系统激光晶体采用脉冲激光泵浦,在泊松方程中引入矩形方波函数,考虑晶体侧面与冷却液之间的对流传热,以及晶体端面与外界的热传导,建立圆柱形Nd:YAG晶体的热传导模型和边界条件,采用有限元差分方法,求解变形后的泊松方程,得到激光晶体内温度的建立过程和临界稳定温度场分布。结果表明,采用脉冲泵浦方式能大大降低晶体内部的温度,有效减小晶体内部的热效应,为准三能级和三能级系统激光晶体的热效应研究提供了参考。     

氦氖激光照射对绵羊局部皮温的影响

<正> 利用氦氖激光(He—Ne激光)治疗家畜疾病,在国内兽医界已经十分广泛。激光对活组织所具有的热效应,光化学效应,电磁场效应和压强效应是其治疗疾病的基础。有报导认为:He—Ne激光的治疗机理是以热效应为主,压强效应,光化学效应次之。为验证这一结论,笔者进行了本次初步实验。     

高功率双包层光纤激光器温度分布的数值分析

对高功率光纤激光器热效应问题进行了理论研究,在分析热效应产生原因的基础上,建立了一套双包层光纤激光器稳态温度分布模型,数值模拟了光纤轴向和径向的温度分布,得出了不同的光纤长度、截面半径和制冷条件下光纤端面中心温度随激光输出功率的变化关系.结果表明,单根光纤在输出千瓦级激光情况下对光纤端面附近区域沿轴向制冷将显著降低热效应的影响.     

利用双温模型理论分析飞秒激光烧蚀金过程

为了了解飞秒激光脉冲烧蚀金过程中的电子温度和晶格温度变化。利用显式有限差分法对飞秒激光脉冲烧蚀金的过程中电子和晶格的温度场进行一维数值计算。理论研究了不同激光脉宽和电声耦合系数对金属表层电子和晶格温度的影响,同时还研究了双脉冲激光烧蚀金过程中电子和晶格温度的变化。得出激光脉冲越短,加工热效应越小,多脉冲具有热累积效应。因此,为了实现飞秒激光冷加工,应该采用单个超短脉冲降低热效应。     

光热效应机理与医学应用

介绍了激光与生物组织相互作用的基本内容，详细分析和讨论了激光与生物热作用效应与医学应用以及激光生物组织热作用过程和机理，并对热效应作了定量描述．     

偶氮聚合物的光致各向异性研究

研究了一种偶氮聚合物的光致各向异性,在泵浦光作用下,样品薄膜的面内有序度可以达到0.53,光致双折射在室温下可以达到10-2量级.泵浦光强对样品的各向异性有较大影响,特别是光致双折射,泵浦光强过高引起的热效应可以破坏已有的分子排序,导致双折射信号的降低.在存储应用中,为了最大限度地利用材料的各向异性,需要选择合适的泵浦光强和泵浦作用时间.     

热容激光器侧泵介质的热效应特征

推导了热容工作模式下侧面抽运板条激光介质温度分布的解析表达式，并模拟了其温度和相应的应力分布．与常规运转的介质的温度和应力分布进行了比较，定量分析了热容运转模式的优越性．结果表明，一般而言，常规运转情况下，应力断裂极限是限制功率进一步增大的主要原因，而在热容运转模式下，限制因素是上能级温度．模拟表明，相同抽运情况下，热容运转模式下的热透镜长度远比常规运转模式下长．在热容运转模式下，介质温度随时间线性增加，中心与表面的温度差几乎不随时间改变．     

激光焊接温度场解析计算

提出了一种激光焊接温度场的解析计算方法,将激光作用下形成的小孔区域作为均匀吸收介质,导出介质热源的功率分布三维解析式,以及由该热源引起的无限大薄板的温度场分布解析式。计算和实验验证该解析式的正确性,理论计算和实验结果符合较好,当小孔深度为零时,介质热源即为表面热源,所得到的解析式与其它热传导焊理论解析式一致。     

强激光作用下单晶硅的热畸变特性研究

高功率激光已经广泛应用于核聚变、激光加工、激光化学以及材料处理等领域.在强激光的辐照下,由于大量光子进入材料体内被吸收,局部蓄热,因而形成较大的温度场梯度.考虑到有限厚介质的表面热对流,利用格林函数方法理论计算了硅基板的三维温度分布和热变形,给出了硅基板温度分布和热变形跟基片半径和厚度的关系表示式以及关系曲线图.计算结果表明:温升不仅与介质的吸收系数密切相关,而且与对流换热系数有关.在激光照射的初始阶段,基片热变形量迅速增加;其后,随着激光照射时间的增加,热变形增加量逐步变缓.     

潜热对激光涂敷过程中温度场的影响

应用自编子程序与通用软件ABAQUSTM联机模拟计算了考虑潜热影响的激光涂敷过程温度场的变化.为定量地考察潜热的影响,使用了考虑潜热及不考虑潜热两种分析模型.计算结果表明,在激光涂敷过程的温度场分析中,潜热的影响不是总可以忽略的,其误差取决于材料在物相转变时交界面温差的范围及材料熔解体积的大小.考虑潜热的有限元模型分析结果和忽略潜热的计算结果比较,前者显示出较低的最高温度、较小的熔池范围和较窄的热影响域.另外,在移动热源作用下潜热的影响比固定热源更为突出.与实验结果比较,证明考虑潜热的计算模型会得出更精确的结果.     

锆基非晶合金激光微织构处理及摩擦磨损性能

研发了一种基于纳秒激光表面微织构的功能化表面制备工艺.此工艺将激光表面加工与低温热处理相结合,先使用一定工艺窗口下的激光加工过程实现非晶合金表面微观形貌的织构化,再使用低温热处理过程调控激光织构非晶合金的表面能/表面化学.研究结果表明:激光加工与低温热处理共同作用下制备的非晶合金表面展现出了表面微纳结构与表面化学的改变,从而实现了超亲水向超疏水特性的转变.同时,微摩擦实验结果表明激光织构化超疏水表面可以在润滑介质的帮助下有效提升其抗摩擦磨损性能.     

多孔介质内泡沫稳定性定量评价实验

为了克服常规泡沫稳定性评价方法难以模拟高温高压多孔介质环境的不足,基于激光探测技术,根据激光透过不同衰变阶段泡沫时的透射性能差异,首次提出了一种高温高压条件下定量评价多孔介质内泡沫稳定性的实验方法。此外,为验证激光法评价结果的准确性,同时开展了泡沫粒径微观可视化实验,研究了压力、温度、多孔介质对泡沫稳定性的影响及其机理。研究发现,相同条件下,较无多孔介质,泡沫在多孔介质中的稳定性更好,且在高压条件下,多孔介质更有利于稳泡。原因是压力升高,孔隙受压缩其水力半径减小,空气与表活剂疏水链的分子间作用力增强,二者均会导致泡沫粒径减小,稳定性增强;升高同样温度,多孔介质中泡沫稳定性下降的幅度更大。是由于多孔介质中的固态颗粒导热系数比纯泡沫更高,单位时间内辐射出的热量更多,加剧了气泡膨胀及液膜排液,使泡沫粒径增大,稳定性降低。     

NdFeB永磁材料激光辐照效应研究

对NdFeB永磁材料经激光辐照的材料性能、组织结构的变化进行了实验研究和分析．结果表明,辐照区包括熔凝层和热影响区;激光辐照影响的主要因素是热效应和冲击力学效应。     

影响激光传输因素分析

系统分析了激光在大气中传输时在击穿阈值以内,由于大气汽溶胶的吸收、散射、大气湍流、大气热晕等线性非线性问题对光束控制系统的影响,为激光系统提供指导.     

对流冷却下板状激光介质热效应的三维模拟

高热负荷固体激光介质的热效应是制约激光器功率提高的严重障碍。以不均匀换热系数模型为基础,研究了具有非均匀内热源的侧面双向抽运板状激光介质在强制对流冷却下的耦合换热问题。结果表明:忽视对流换热系数的非均匀性将导致介质温度场和热应力场计算结果偏低;在平均导热系数取值基准下,介质热物性的温度依存性对其温度分布影响不大。与一维理想模型(均匀换热系数、常物性)的结果不同,采用三维模型并考虑入口段效应时,介质最大应力随R eyno lds数的增大而减小,而对介质膨胀系数的非线性作用不敏感,采用平均膨胀系数即可满足要求。     

干涉滤光片双稳器件的热光动力学分析

基于ZnSe全电介质干涉滤光片光双稳器件结构的模型,采用数值方法分析了介质层具有线性吸收与热光效应时,干涉滤光片受到纳秒量级脉宽的光脉冲作用后,其介质内部吸收层吸收光能引起的介质层的光学性质变化,导致滤光片透过率变化的动力学过程.其结果对提高器件的开关速度,降低阈值功率都具有积极意义.