新型流体激光技术探索研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong480
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前广泛应用的全固态激光器由于固有的“热问题”而制约了其向更高能量/功率,更高光束质量和更高效率方向发展。改进和发展“热管理”技术成为热点研究课题。对此,本文系统地调研了体块型固体激光、溶液型液体激光和浸没式液冷、分布式增益的“液体”激光中的热管理技术,分析评估了各自的长处和局限性,提出了“流体激光”——可流动的固体激光技术的理念,旨在探索一种兼有体块型固体激光优点和液体激光流动性优势的新构型激光技术。  论文探索研究两种类型的流体激光实现途径:其一是纳米分散型体制,即将固体激光介质分解为微观尺度的纳米粉体,均匀分散到特种溶液中,配制成宏观上透明且易流动的流体激光介质。其二是将固体激光介质分解为宏观尺度(mm量级)的固体颗粒,浸没在特定的折射率匹配液中,匹配液可快速循环流动,实现高效的浸没式液冷功能。两种技术途径的研究取得显著进展,创新性研究成果已被Opt.Communications等学术刊物接收,SCI收录论文2篇,EI收录1篇,申请受理发明专利1项。  本文主要研究内容和创新点有:  一、首次提出浸没式液冷、分布式增益的“固体微球阵列”新构形,进行概念设计、数值模拟、微球和匹配液制备,成功完成了演示验证试验,取得突破性进展。研究成果在国际学术会议报告、Optics Communications等SCI学术刊物发表、申请并受理发明专利一项。  1、概念设计和数值模拟  基于FLUENT6.3.26软件,建立了激光器增益区流场的热-流-固耦合模型,研究了微球尺度、排布方式、微球层数、匹配液流速和泵浦频率等因素对温度场,流场等关键参数的影响,完成LD泵浦钕玻璃微球阵列激光构形的概念设计。  2、选择并制备了适用的匹配液(兼冷却液),以1,2二溴乙烷和1,1,2,2四溴乙烷混合配比,折射率可在1.539-1.637间精确调控。对溶液的化学耐溶性和光化学稳定性作了细致的实验研究。  3、提出并实现了折射率“预置”和冷却液温控组合的动态平衡技术,实现了动态工作条件下折射率匹配的最佳化,形成发明专利。动态折射率匹配技术,也适用于采用液体浸没式冷却的其它构形激光器。  4、构建双层4mm钕玻璃微球阵列激光器,实现了107mJ/1Hz的稳定可靠运转,验证了动态折射率匹配及热管理措施的有效性,展示了流体激光技术路线的可行性。  二、在成功制备Nd2O3纳米分散材料基础上,进一步研究制备了两种新型增益介质的纳米粉体,研究了不同结构有机修饰剂对纳米颗粒荧光特性的影响,发现并证实了苯环结构修饰剂相较于直链烃结构修饰剂具有更好的荧光性能,为进一步发展指明了方向,研究成果在Journal of Rare Earths上发表(SCI收录)。
其他文献
近些年来新型“敏捷”对地观测小卫星已成为各国争相研究的热点,“敏捷小卫星”讲究快捷、灵活、高效的对特定目标成像,能根据需求不断进行姿态控制,前后摆、左右摆、快速摆、准
汽车工业作为我国国民经济发展的重要支柱产业,即将步入持续快速发展时期。汽车电子技术的飞速发展和对汽车技术进步的影响有目共睹,正成为支持汽车工业发展的相对独立的新兴
晶体的双折射特性源于晶体分子和晶胞的各向异性,事实上在一定尺度范围内具有各向异性微结构的薄膜也可以产生双折射现象。雕塑薄膜是一种新型的、具有各向异性微结构的纳米薄
提高我国汽车的燃油经济性,可以节约石油资源,减少公路运输的成本,减少汽车的排放污染,意义重大。然而,我国在用车到综合性能检测站进行燃油经济性检测时,采用传统的检测方法时遇到
浮动车技术是近年来发展和应用最为迅速的智能交通技术之一,其利用在路网上正常行驶的车辆以一定间隔向数据中心发送定位数据,而数据中心则对数据进行收集、分析和处理,并得到实
“三个代表”重要思想是以发展这一主题来贯穿的。代表中国先进生产力的发展要求是发展问题,代表中国先进文化的前进方向是发展问题,代表中国最广大人民的根本利益是发展问
一是理顺组织关系,加强教育管理。坚持就地、就近原则,把企业下岗或另谋职业且在城区居住的党员全部转入所在社区党组织。同时,不断健全完善社区党支部活动管理制度。二是加
受激拉曼散射是限制宽谱光纤激光器输出功率提升的主要因素之一。使用多波长激光作为种子进行放大,可以提高光纤激光器的高阶拉曼阈值,实现功率的进一步提升。复合腔结构混合增
用于惯性约束聚变(ICF)的高功率激光驱动装置是一个大型的超精密光学系统,光束传输距离长,涉及的光学元件多。振动作为主要的动态误差,通过光学元件会使光束产生平移、角漂或旋
本文提出了一种快速制备微纳尺度金阵列结构的新方法—无墨水接触印刷技术。通过设计一种新型的巯基-烯弹性印章,将印刷官能团与弹性印章相结合,从而基于巯基-金反应与接触印刷