高功率光纤端帽实现6kW激光输出
摘要：高功率光纤端帽是kW级光纤激光器必不可少的器件，而实现光纤端帽的低损耗高强度熔接是其关键技术。由于光纤和大尺寸光纤端帽在直径上的巨大差异，二者的熔接不能通过传统熔接机实现。设计并搭建了光纤端帽熔接系统，掌握了多种尺寸的光纤端帽的熔接工艺，成功用于光纤激光器及光纤合束器的高功率输出。实验上利用单模光端帽实现了3．01 kw的激光输出，在末进行主动制冷的情况下温升为7℃／kW。利用多模光纤端帽实现了6．08 kW的激光输出，在未进行主动制冷的情况下温升为6℃／kW。2．5THz量子级联激光器的研制
摘要：基于束缚态到连续态跃迁有源区能带结构，实现了2．5 THz量子级联激光器的连续波工作。激光器的输出频率随电流可在2．45-2．47 THz之间可调，在连续波工作模式下的最高输出功率大于6．0mw，最高连续波工作温度为60 K，阈值电流密度为120 A／cm2，经Si透镜整形后的输出光斑为高斯分布。多导体传输线高频场线耦合模型的研究综述
摘要：场线耦合模型的研究是电磁兼容分析和电磁效应评估的重要组成部分。低频时，可以使用基于准TEM波近似的经典场线耦合模型来计算外场激励下的传输线沿线电流电压响应，然而，当入射波频率增加到对应波长与传输线横向尺寸可比拟时，经典模型将产生不可接受的模型误差，因而需要发展高频情况下的场线耦合模型。介绍了国内外多导体传输线高频场线耦合模型的研究进展，详细分析和比较了两个主流分支：TRI模型和TLST模型；之后简要介绍了传输线超理论TLST模型并以算例说明了该模型的准确性和有效性；最后对高频场线耦合模型的研究内容和研究目标进行了总结和展望。磁约束聚变堆次临界包层概念设计研究进展
摘要：为使磁约束聚变堆实现能量放大与氚自持，在其等离子体区周围设置次临界包层和产氚包层。采用天然铀合金燃料、轻水作冷却剂兼慢化剂，内嵌压力管式的次临界包层设计方案，通过对包层物理性能、结构概念设计、热工水力性能和安全分析，表明该方案可将聚变能量放大10倍以上，氚增殖比大于1．15，具有天然的临界安全性和良好余热安全性能。立足于近中期可利用的聚变技术，力争实现聚变能源的提前商用，为我国能源可持续发展提供一种有竞争力的技术选项。阶梯反射锥型高能激光能量计温度场控制技术
摘要：高能激光会造成吸收体材料表面的温度急剧升高甚至损坏，同时造成吸收体上长期存在较大的温度梯度，这给温度的准确测量造成了很大的难度，为解决上述问题，提出了一种阶梯状镀金反射锥和V型槽结构的吸收体，通过对镀金锥的设计将能量分配到吸收体各部分上，研究了V型槽的几种设计方法对温度场和表面温度的影响，研究表明通过对吸收体各部分的质量和V型槽的参数控制可以大幅降低吸收体各部分的温度梯度、吸收体表面温度和吸收体的平衡时间，从而提高高能激光能量计的激光损伤阈值，并降低温度准确测量难度和减少热损失，最终达到提高准确度的目的。基于KPCA的氧碘激光器出光过程监控方法
摘要：根据氧碘化学激光器运行过程基本稳定的特点，利用核主元分析（KPCA）方法监控非线性过程的优势，提出了基于KPCA的激光器出光过程监控方法。该方法通过沿时间轴方向展开激光器正常出光的历史数据，建立了激光器出光过程中各时刻的KPCA模型，并在特征空间构建T2统计量和平方预测误差统计量对激光器出光过程进行监控。仿真计算和试验表明，该方法具有可靠的监控性能，能及时、准确地发现激光器出光过程中的异常状态。弯月面涂胶均匀性改进
摘要：针对大面积衍射光学元件制作过程中对光刻胶均匀涂覆的困难，研究弯月面均匀涂胶方法。利用沟槽型弯月面涂胶机，分析影响光刻胶厚度和厚度均匀性的因素。从实验上验证了光刻胶的胶厚和涂覆扫描速率的正相关关系。分析了光刻胶的浓度、基片与涂覆器刀口间隙、供胶速率等因素对胶厚及胶厚均匀性的影响。利用非接触式的激光微位移传感器监测基片和涂覆器刀口间隙，控制此间隙的抖动小于15μm，优化系统运行的稳定性，提升了弯月面涂覆胶厚的均匀性，实现了胶厚峰谷值偏差3％和标准偏差0．5％的均匀光刻胶涂覆，能够满足脉宽压缩光栅等制作过程中对光刻胶均匀涂覆的需求。图像中近圆形对象的一种识别方法
摘要：介绍了一种利用多特征联合概率的红外图像中近圆形对象检测方法，通过计算图像中诸多小段曲线的弯拱方向来获得图像中各处存在圆的概率，并用梯度强度对这些概率进行加权，再结合对象内部为空洞的概率，共同形成对图像中近圆形对象所在位置的一个判决。经与经典的Hough变换法相比较，表现出一定的优越性。对一组不同特征的红外图像进行测试实验，均能检测出近圆形对象，表现出一定的适应性，对某些应用场景中的目标检测与识别有辅助价值。镱掺杂铝磷硅三元体系激光光纤实现3．1kW输出
摘要：影响激光光纤产品质量的因素主要包括稀土离子掺杂浓度、掺杂均匀性、数值孔径、背景损耗和基质材料等，制备方法是利用传统MCVD技术结合稀土离子掺杂工艺来完成特种石英光纤预制棒的制作，完成外形加工后拉制成合格的光纤产品。由于工艺过程复杂，技术环节众多，光纤预制棒制备技术和特种光纤拉制技术均是制备高功率激光光纤产品的关键所在。板条放大器同步泵浦的宽调谐MgO：PPLN中红外光参量振荡器
摘要：搭建了Nd：YVO4／SESAM锁模激光器，采用LDA泵浦的Innoslab对其进行功率放大，最后同步泵浦MgO：PPLN实现了宽调谐皮秒中红外光参量运转。通过改变MgO：PPLN的温度和通道，实现了信号光1415-1557 nm、闲频光3362-4290 nm范围的宽调谐输出，其中最高的光光转换效率为17．5％。同步泵浦功率为16 W，脉冲重复频率为116．9 MHz时，同时获得1．33 W的1518 nm信号光和1．26 W的3558 nm闲频光输出。自然对流情形下激光辐照液体贮箱的机理
摘要：利用激光辐照靶目标时，被辐照部位可能是液体贮箱。通过实验测量与数值模拟的紧密结合，揭示了液体处于自然对流状态时激光辐照下贮箱侧壁温升及液体速度场的演化规律。结果表明：激光辐照初期，铝板中心温升率较高；随着壁面附近液体温度的升高，光斑附近速度边界层内的最大流速增大，传热强度亦增大，导致铝板温升率降低；当铝板吸收的激光能量能够基本被水的对流带走时，铝板中心的温升率趋于零。连续泵浦准分子宽带泵浦金属激光器泵浦阈值理论研究
摘要：基于四能级受激准分子宽带泵浦碱金属激光器（XPAL）的工作机理建立了连续波半导体激光器泵浦的四能级XPAL理论模型，该模型基于速率方程，考虑泵浦光线宽与伴峰吸收线宽，采用迭代算法求解，主要用于分析半导体激光器连续泵浦四能级XPAL系统的泵浦阈值特性。讨论了温度、蒸气室长度、泵浦光线宽、输出耦合率和惰性气体粒子数密度对泵浦阈值的影响，结果表明激光器存在一个最佳温度可以使泵浦阈值达到最小，且在最佳温度附近较大范围内泵浦阈值不会有较大变化。除此之外，对蒸气室长度、输出耦合率、泵浦光线宽和惰性气体粒子数密度的分析表明，相较于惰性气体粒子数密度，其他参数的变化对泵浦阈值的影响较小。而较高的惰性气体粒子数密度可以有效提升增益介质对泵浦光的吸收从而降低阈值。基于梯度聚类离散思想的磁流变抛光自适应轨迹
摘要：针对磁流变抛光过程中抛光轨迹会引入迭代误差的问题，设计了步长和行距随光学表面梯度自适应变化的光栅线抛光轨迹。首先根据光学元件的表面误差分布，利用标准五点法获得面形各点的梯度值，再基于聚类离散思想将所有面形点根据梯度值大小进行了归类，从而得到轨迹步长和行距随面形误差变化的自适应轨迹。在自研的磁流变加工机床上进行了实验研究，将一块直径50mm的微晶玻璃，从峰谷值为65nm、均方根值为12nm收敛到峰谷值为21nm、均方根值为2．5nm，并且在加工后的表面功率谱密度曲线上没有出现明显的尖峰误差。实验结果表明，这种自适应轨迹能有效抑制中高频误差。18～88keVRoss滤片谱仪的设计和应用
摘要：以带通平响应为优化目标，通过残余响应、带外残余响应相对误差以及残余响应平整度3个参数来优化滤片的厚度，设计了一套共有7个能量通道、连续覆盖18-88keV能谱范围的Ross滤片谱仪。该谱仪能量通道宽度在2～20keV之间。多数能量通道的带外残余响应相对误差低于10％，残余响应平整度优于20％。将该谱仪应用于微聚焦x光机上的高z金属球壳高能x射线背光照相实验，结果表明：在不同的实验条件下，Ross滤片谱仪测得的能谱形状与理论模型给出的结果符合较好，测得的能谱不仅能够很好地解释背光照相图像，而且可用于根据图像反推客体的面密度。新型高时间分辨的光扫描模块偏转特性
摘要：随着惯性约束聚变研究的深人发展，对高精密诊断设备的要求越来越高，基于半导体材料的光致折射率变化这一特性，对新型高时间分辨的全光扫描技术进行了深入研究。重点介绍了影响光扫描模块偏转特性的两大关键技术，即光扫描模块的设计以及泵浦光与信号光时间同步。通过分解实验开展验证性研究，结果表明：通过前期设计制作的光扫描模块可较好地应用于实验中，在一定范围内，泵浦光功率密度越大信号光的偏转也就越大。同时，时间同步对信号光的偏转程度影响也较大，即高时间同步关系也决定了光扫描装置的时间分辨率。KDP晶体前表面修复轮廓的光强调制能力影响
摘要：在高功率激光系统中，精密微机械修复是减缓磷酸二氢钾（KDP）晶体表面缺陷增长的有效方法，使用精密微铣削机床可以加工出球面型与高斯型修复轮廓。为得到最优的修复结构参数，建立了晶体前表面球面型与高斯型修复轮廓的电磁场有限元模型，通过改变轮廓的宽度、深度等参数，对两种修复轮廓的光强调制能力进行对比研究。仿真结果表明光强调制能力主要是由修复轮廓的衍射效应及入射光在修复界面处的二次入射所引起的干涉作用共同决定；针对初始损伤点，建议采用宽深比大于5的修复轮廓，从而有效提高KDP晶体表面缺陷点的激光损伤阈值，对于宽深比大于10的修复轮廓建议选用高斯型；对宽1000μm，深20μm的两种修复表面的激光损伤实验表明，高斯型修复轮廓具有较高的抗损伤能力，实验与仿真结果相一致。工作压强对空心玻璃微球表面形貌和性能的影响
摘要：采用化学气相沉积一氧化烧结法，在不同工作压强条件下，制备了惯性约束聚变靶用空心玻璃微球（HGM）。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、VMR显微镜系统和能谱仪对HGM的表面形貌、球形度、壁厚均匀性以及成分进行了表征。分析了工作压强对HGM表面形貌、球形度、壁厚均匀性和成分的影响以及相互关系。研究表明：HGM的表面形貌随工作压强的增大而变得平滑致密，表面均方根粗糙度逐渐减小。随工作压强增大，HGM的球形度没有发生明显变化，而壁厚均匀性得到不断提高，微球中c元素浓度逐渐降低，si元素浓度不断升高，O元素浓度基本保持不变。惰性气体对HFCVD沉积金刚石气相基团的影响
摘要：发射光谱法是对等离子进行在线诊断的常用方法。在丙酮／H2、丙酮／H2／He和丙酮／H2／Ar三种体系中，对热丝化学气相沉积金刚石薄膜过程中的等离子体进行了在线测量。研究了不同体积分数的惰性气体对等离子体中各活性基团强度的影响，以及CH，H2与C2的相对强度的比值、电子温度的大小随惰性气体体积分数的变化关系。结果表明，各基团的强度随着惰性气体体积分数的增加呈现上升趋势，且加入同体积分数的氩气比加入氦气的影响更大；CH，Hβ与c2的相对强度比值、电子温度随着惰性气体体积分数的增加而呈现下降趋势，且在丙酮／Hc／At体系中要比丙酮／H2／He体系中小。
