633nmHe—Ne激光器输出功率的实验数值

本文叙述了633nmHe—Ne激光器工作参数的测量结果,并同上文的计算值进行了比较。结果完全一样。只有对具有几个轴向模的TFM_(oo)激光器,在选译TEM_(oo)模时,才稍微有些偏差。     

制作一米氦氖激光器的几个工艺问题

一、前言 He-Ne激光器由三个重要部分组成:一个封装激光物质(He、Ne气体)的放电毛细管,它是产生激光的心脏;激励电源为获得激光提供能源;由反射镜和稳定的机械支架组成的谐振腔,没有它就不能建立激光振荡。一般激光器希望获得TEM_(00)模的最大输出功率,同时考虑输出的稳定性。由于He-Ne激光器是多种工艺的综合结果,在不同条件下需解决的重点问题也各不相同,本文介绍制作40mW的单横模全外腔He-Ne激光器的特色,并侧重于毛细管校直工艺。     

He—Ne激光器输出功率与腔结构的关系

引言过去对气体激光器的输出功率取决于腔的结构有过多次阐明,因为多半是关系到放电管内原子的有效利用程度。例如,据B1oom~1写道长半径腔给出最大的输出功率。 Sinclain~2实验指出,对于给定的激光管,输出功率近似地随模体积的增大而成线性增加。模体积为激光腔内部的体积,在腔     

激光光斑形状及入射角对PSD位置输出影响的研究

位置敏感探测器（PSD）探测的是光斑能量的重心位置,通常利用半导体激光器作为PSD位置探测的光源。半导体激光器的光源存在衍射现象,入射角度的变化会引起光斑能量重心的变化,从而导致PSD输出特性的变化。本文通过计算得出圆光斑和＂十＂字形光斑的能量分布,光阑半径越小,光波长越长,衍射现象越明显,对PSD的输出影响越大。通过分析入射角变化对PSD输出特性的影响得出：入射光线在PSD敏感面垂直位置附近发生小角度变化时,重心的偏移会很微小,对PSD的输出特性影响较小。     

气体激光器反射镜的损失

1.前言众所周知,反射镜的特性对激光器的性能有很大的影响。特别是广泛应用的氦氖系统(激光器),由于在可见光范围内其增益小,所以输出多受到反射镜损失的限制。激光器的内部损失有衍射损失,布鲁斯特窗的透过损失。衍射损失由共振器及放电管的几何尺寸决定。至于布鲁斯特窗的问题归根结蒂     

气体压力对钛合金电火花诱导烧蚀加工的影响

氧气在电火花(EDM)诱导烧蚀加工过程中起到参与氧化放热、蚀除金属和冷却的作用。以气体压力为研究对象,通过理论推导,证明增加气体压力可提高气体流速、减小气体分子平均自由程、提高氧化扩散速度和气体蚀除力以及加速能量散失。通过测得不同气体压力下的击穿电压、击穿延时和工作电压,试验证实了气体压力对击穿电压和击穿延时有较大影响;通过建立EDM诱导烧蚀加工放电等效模型,表明工作电压变化是由电极和工件表面氧化引起的。研究了气体压力对EDM诱导烧蚀加工材料蚀除率(MRR)、相对电极损耗(REWR)和表面粗糙度的影响。结果表明:随着气体压力增大,材料蚀除率先增加后降低,电极相对损耗缓慢减小,表面粗糙度显著降低。     

螺旋波等离子体推力器放电过程的流体模拟

针对建立三维数值模型对螺旋波等离子体推力器放电进行数值模拟计算量过大的问题,使用COMSOL多物理场软件建立了二维轴对称结构,采用漂移-扩散流体模拟方法,分别改变工质气体种类、气体压强及射频功率,模拟了螺旋波等离子体放电过程,分析了不同参数条件下放电室中电子数密度、电子温度、碰撞功率损耗分布情况,结果显示,在一定条件下气体压强越大,电子数密度越高,电子温度越低,碰撞功率损耗越大,在1600～2400 W范围内,随着射频功率增大,电子数密度和碰撞功率损耗增加,电子温度变化较小,电子数密度在10~(18 ) m~(-3)左右,为螺旋波等离子体推力器的设计与实验研究提供了参考。     

电磁波在等离子体高温气体中传输特性实验研究

针对高超声速飞行器头身部形成的等离子体鞘套对通信的影响,在中国空气动力研究与发展中心的粉末激波管上开展了电磁波在等离子体高温气体中传输特性的实验研究。实验中获得了等离子体气体中的电磁波透射率、电子密度和碰撞频率。实验结果表明：X波段和Ka波段电磁波在高激波马赫数Mas=16.1、1区气体压力P1=1200Pa的激波管实验状态下产生的厚度80mm等离子体高温气体中能量衰减大于30dB,难以传输;X和Ka波段电磁波在激波马赫数Mas=15.9、1区气体压力P1=80Pa的激波管实验状态下产生的厚度80mm等离子体高温气体中能量衰减大于30dB,难以传输;X波段和Ka波段电磁波在激波马赫数Mas=10.1、1区气体压力P1=80Pa的激波管实验状态下产生的高温等离子气体中平均传输损耗较小,可以进行有效传输;Ka波段电磁波在激波马赫数Mas=8.9、1区气体压力P1=1200Pa的激波管实验状态下产生的厚度80mm等离子体气体中平均传输损耗小于1dB,可以进行有效传输。实验得到的等离子体高温气体中的电磁波透射率、电子密度和碰撞频率与理论计算值基本一致。     

关于单频气体激光共振腔最佳参数的选择问题

对于许多应用的气体激光器来说,都希望有一个振荡频率。实现单频状态振荡的简单方法[1,2],是按以下方式产生激光,即使共振腔的一个固有频率V_r的增益大于损耗。也就是要满足下列条件     

射流管伺服阀前置级压力特性

为分析射流管伺服阀射流管喷嘴高压射流区的特性,建立了射流管伺服阀前置级数学模型,得到了射流管偏移值、射流管喷嘴半径和接收孔半径对接收器压力分布、喷嘴出口流速及接收器的左右孔恢复压力的影响规律.流场分析发现射流管喷嘴的高速射流出口处容易产生旋涡,且存在环状负压效应.结果表明:高压射流状态下,射流管喷嘴半径增大,恢复压力增加;接收孔半径增大,恢复压力降低.接收孔半径与射流管喷嘴半径之比的最佳取值区间为[1.3,1.5].当射流管偏移值增大时,在偏移值增大一侧,射流管与接收孔之间的有效流体接收面积增大,射流管与接收孔之间的流体旋涡扩大,内部流场环状负压效应增加,接收孔恢复压力降低.      

管类结构自由阻尼处理

采用复刚度法和变形能法,分析了管类结构的阻尼损耗因子,该阻尼损耗因子η除了受到模量比e、厚度比δ和平均半径比-γ的影响外,还与阻尼材料的损耗因子β成正比,并以海豚直升机救生绞车支架为例,分析了自由阻尼处理前后结构的阻尼损耗因子的变化.     

节流孔数对空间热泵径向气体轴承承载特性影响分析

针对应用于空间热泵系统的径向气体轴承承载力偏小的问题,采用数值模拟的方法对不同节流孔数的径向气体轴承进行了建模仿真,分别得到了不同工质以及不同工作状态下径向气体轴承的承载性能。结果表明:低转速(n80 000 r/min)工况下,单排节流孔数大,径向气体轴承的承载性能更好;在高转速(n≥80 000 r/min)工况下,单排节流孔数小,径向气体轴承的承载性能更好;增加单排节流孔数,会增加气体轴承所需的质量流量。     

圆盘表面出气环境散射返回流TPMC模拟

针对航天器工作中的返回流污染问题,利用试验粒子Monte Carlo(Test Particle Monte Carlo,TPMC)方法对圆盘表面出气分子形成的环境散射返回流进行数值模拟,验证了计算结果与相关研究的一致性。结果表明:返回通量比随圆盘表面半径、来流气体速度、来流气体分子数密度的增加呈线性增大;随出气分子质量、来流气体攻角的增加而先增大后减小;随出气表面温度的增加而减小并渐趋于稳定;随来流气体分子质量的增加而增大并渐趋于稳定;随来流气体温度的增加而增大。同时,采用分子动理学的观点,分析了这些因素影响返回通量比的物理机制。     

稀释倍数对氦中氩标准物质不确定度的影响

基于ISO 6142配制了多瓶He中Ar标准气体,并用氦离子化气相色谱(GC-PDHID)研究了稀释倍数对氦(He)中氩(Ar)标准气体的影响。结果表明,经过不同的稀释倍数所制备的浓度为50μmol/mol的标准气体有较好的一致性和小于0.05%的不确定度。稀释倍数越小,则稀释步骤所增加的不确定度越小,但稀释次数可能因此增加;稀释倍数越大,则稀释步骤导致的不确定度增加越大,但可降低稀释次数。在同样的稀释次数下,为每次稀释分配尽可能高的稀释倍数可减小标准气体量值的不确定度。     

633nmHe—Ne激光器的输出功率

本文叙述了确定633nmHe—Ne激光器的最佳几何尺寸的方法;对于单频激光器,腔损耗和管径选择是关键性的。对于多横模激光器,存在着一个输出功率为最大时的最佳管径,特别是当腔损耗大时如此。     

前缘钝化和化学非平衡效应对斜爆震发动机进气道特性的影响

为了探究前缘钝化、化学非平衡效应对斜爆震发动机进气道的工作性能及出口温度边界层分布的影响,采用热完全气体、化学非平衡气体两种模型对不同顶板、唇口前缘钝化半径下斜爆震发动机进气道进行数值模拟,结果表明：相比基准进气道,钝化后进气道上壁面温度边界层厚度较大,下壁面温度边界层厚度较小;在化学非平衡气体模型下,顶板前缘钝化半径(R1)>2mm时进气道的顶板附近和分离区内离解反应较为明显,唇口前缘钝化半径(R2)>2mm时进气道的唇罩、唇口板附近离解反应较为明显;当钝化半径≥4mm时,两种气体模型下进气道出口总压恢复系数和静温的相对变化量绝对值大于0.5%,有必要考虑化学非平衡气体效应对进气道出口性能的影响。     

同轴非稳腔凸镜的涡流管冷却及稳定性

横向激励大气压(Transversely excited atmospheric,TEA)CO2同轴非稳腔激光器凸镜因热积累发生变形,对输出光束质量影响显著。为了改善TEA CO2同轴非稳腔激光器输出光束质量,采用涡流管低温气流冷却凸镜。应用有限元方法模拟计算了涡流管低温气流冷却对凸镜镜面热变形的影响,计算结果表明,随着激光器工作时间的延续,涡流管冷却对TEACO2同轴非稳腔激光器凸镜热积累导致的变形有较为显著的改善。实验实时监测了单脉冲平均能量18.3 J,激光器工作频率3 Hz,连续运行300 s,的光束模式。没有涡流管冷却时衍付极限信数因子β值由3.52变化到6.94,采用涡流管冷却后,β值仅由3.50变化到3.88。结果表明,涡流管冷却对提高光束质量稳定性有明显效果。     

激光聚焦点火区域流场演化的数值研究

激光聚焦点火区域形成的低密度球腔会制约吸气式高重频脉冲激光推进发动机的稳定工作。基于球形点火模型,用数值计算方法研究了等离子体的初始温度对球腔大小的影响以及球腔的演化特点。研究表明,当等离子体的能量较大时,它的初始温度对球腔大小的影响较小;球腔的密度不足环境气体密度的0.1倍,温度高达几千K,压强接近环境气体压强;球腔半径与等离子体动力学半径的比值稳定在0.29左右。通过对球腔演化规律的分析,为激光器参数的控制和聚焦系统的设计提供了一定的参考依据。     

采用微扰法测试碳泡沫的电磁参数

利用网络分析仪连接矩形谐振腔组成材料电磁参数微扰法测试系统。由谐振腔微扰理论出发,得到以托管装载小样品测试时复介电常数和复磁导率的计算公式。对碳泡沫进行电磁参数测试。结果表明,随着碳泡沫电导率的增加,其介电常数缓慢增加,电损耗先增加后减小,而磁损耗不断增加。碳泡沫具有介电常数小、电损耗大、随电导率增加而增加的非本征磁损耗,这种独特的电磁损耗特征使得碳泡沫有用作宽频带高温结构吸波材料的可能性。     

1m外腔He—Ne激光器毛细管调整技巧

在“微小光功率计量标准”中使用的是1m长外腔式He－Ne气体激光器。该激光器毛细管内径只有φ2．1～φ2．4mm，长度为1m，共有4个支撑点，要求1m长4个支撑点直线偏差很小。该激光器在长时间使用中，激光器每次点燃，实际是对激光器加热，关闭时又使激光器冷却，热膨冷缩会破坏毛细管的直度区，或腔体的变化，最终都会使激光器不出激光。由于失调而不出激光是1种常见情况，失调引起不出光可通过调整来恢复。采用同时调整毛细管4个支撑点，该方法的缺点要同时调整8个自由度，这样调整起来就要求有一定的经验，根据衍射图形的变化，作相应调整…