随着光通信设备在不同地区、不同环境下的广泛部署, 工程中出现了多起由于机房环境不合格导致的光模块硫化腐蚀失效事件, 客户对光模块在含硫环境下工作寿命预估的需求越来越强烈。文章提出了一种应用加速硫化腐蚀对光模块内部易腐蚀组件(电阻和磁珠)建立寿命预估模型的方法, 该方法以威布尔分布作为基准失效函数, 以相同环境应力或不同环境应力作为协变量, 利用电阻和磁珠加速硫化腐蚀试验的失效率数据进行模型参数估计, 对寿命预估模型进行了研究。研究结果表明, 该加速试验结果与工程失效数据吻合, 该寿命预估模型能够满足工程中光模块寿命的预估需求。
硫化腐蚀 威布尔分布 环境应力 可靠性 寿命预估模型 sulfide corrosion Weibull distribution environmental stress reliability life prediction model
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
4 复旦大学信息科学与工程学院, 上海 200082
设计了一种新型高功率直接液冷固体薄片激光器,由数十至数百片透射薄片密集堆叠构成分布式增益系统,使特种激光冷却液在增益介质间的平板微流道内流动以实现薄片直接冷却,有效解决了传统高功率固体激光器中增益介质焊接于热沉引入的热致应力、焊接面变形等问题。对该激光器的腔内损耗、腔内像差等参数进行了优化设计。分析了影响光-光转换效率的关键因素,根据像差特点给出了光束质量控制方法。将20片薄片以特别角度密集堆叠构成增益模块,利用两个增益模块在稳腔和非稳腔中均实现了功率大于9 kW的准连续波(QCW)偏振激光输出,且这一实验室光源的体积小于0.4 m
3。
激光器 高功率激光 固体激光 薄片激光器 直接液冷 中国激光
2018, 45(12): 1201004
1 西北大学文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室, 西北大学唐仲英文化遗产实验室, 陕西 西安 710069
2 陕西省文物保护研究院, 陕西 西安 710075
文物信息的提取与研究对于揭示古代遗物内涵的人类社会、 文化等历史信息有着举足轻重的作用。 一方面可以了解古代的工艺技术特征, 探寻文物制作技术起源及其发展历程; 另一方面可以进行病害调查分析, 为保护文物提供有效信息。 由于文物不可再生的珍贵性, 探索和应用现代无损分析技术进行文物研究和保护尤为重要。 该文细致梳理了目前主要在文物研究与保护中的无损分析方法及其应用现状: 用于文物内部和表面影像分析的X光照相技术、 红外成像技术、 CT技术、 多光谱成像技术和三维激光扫描技术; 用于文物表面微观形貌观察和显微结构分析的光学显微镜和电子显微镜; 用于文物化学组成分析的X射线荧光光谱和激光剥蚀等离子体质谱分析技术; 用于文物物质结构分析的微区XRD、 反射式红外光谱和显微激光拉曼光谱分析技术。 同时, 对这些无损分析技术的优势和局限性进行了初步分析, 预期随着科技研究水平的不断提高, 这些无损分析技术未来将向着小型化、 自动化和便携化的方向发展, 在文物研究和保护中有着十分广阔的应用前景。
无损分析技术 文物 影像 微观形貌 化学组成 结构组成 Nondestructive analysis Cultural relics Image Microscopic morphology Chemical component Structure composition 光谱学与光谱分析
2018, 38(7): 2026
1 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
4 衢州学院电气与信息工程学院, 浙江 衢州 324000
介绍了一种工作在准连续状态下的直接液体冷却的侧面抽运Nd∶YAG多薄片激光谐振腔, 装置中选用20片Nd∶YAG薄片作为增益介质, 由激光二极管阵列在其侧面进行抽运, 流动的硅氧烷溶液作为冷却液在其端面进行冷却, 振荡激光以布儒斯特角穿过多层薄片和冷却液实现增益。设计了层流冷却流场并通过数值模拟验证了其对来流不均匀性的耗散能力。根据之前报道的层流冷却能力测量实验建立数值模型, 模拟了流场的冷却效果, 实验结果证明了模型的置信性, 进而基于模型对激光器中薄片的热安全性进行了评估。在抽运能量为49.9 J时, 获得了15.7 J的最大脉冲能量输出, 对应光-光效率和斜率效率分别为31.4%和39.2%; 在抽运脉宽为250 μs, 重复频率为100 Hz, 平均抽运功率为5 kW时, 获得了1440 W的平均输出功率。
激光器 薄片 谐振腔 直接液体冷却 浸入式激光器
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
通过主动相位控制实现了两路固体激光器的高光束质量相干合成输出, 总输出功率达到240 W。建立了两路120 W板条激光放大器, 通过光束整形获得了高光束质量方形光斑, 并实现了高占空比光束拼接, 填充因子高于92.4%。研制了光轴一致性探测与控制系统, 采用基于压电陶瓷的快反镜实现了光轴的高精度闭环控制, 两束激光光轴一致性优于2 μrad(RMS)。设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的相位探测与控制系统, 用随机并行梯度下降算法(SPGD)锁定了两束激光的活塞相位。相位闭环后, 远场光斑峰值提高到开环状态的1.7倍, 为理想值的84%。合成光束主瓣包含67%的激光总能量, 光束质量(BQ)为1.1。
相干合成 板条激光器 填充因子 快反镜 随机并行梯度下降算法 光束质量 coherent beam combining slab lasers fill factor fast steering mirror stochastic parallel gradient descent algorithm beam quality 强激光与粒子束
2014, 26(8): 081022
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
研究了采用时间选通和共孔径方式的钠激光导星技术, 并开展了钠信标发射接收实验研究。分析了钠原子共振散射与信标激光波长的匹配关系, 介绍了钠信标激光器、距离选通装置、回光探测装置、同步控制装置等的研制工作。实验成功采集到了钠信标图像, 通过分析回光图像随信标激光波长的变化规律, 验证了波长匹配在钠激光导星中的重要性。
自适应光学 钠信标 共孔径 激光导星 adaptive optics sodium beacon common aperture laser guide star
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
建立了角锥棱镜的偏振模型, 分析了角锥棱镜对入射线偏振光的偏振态的影响, 分析表明角锥棱镜的单个入射区域存在特殊的偏振方向, 该方向的线偏振光被角锥棱镜反射后仍然是线偏振光。利用角锥棱镜的该特性设计了腔内存在线偏振光振荡的角锥棱镜激光谐振腔, 能够使用电光开关调Q, 在振动环境中具有较好的抗失调稳定性。研制了激光器样机并进行了实验, 在重复频率为10 Hz时, 输出激光单脉冲能量大于300 mJ, 光束质量因子β值在2左右, 实验结果也表明角锥棱镜的棱和顶点并不影响输出激光的光束质量。
角锥棱镜 偏振 角锥棱镜谐振腔 琼斯矩阵 cube corner prism polarization corner-cube resonator Jones matrix
中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
为了测量高功率激光传输系统中大口径高反射率元件,研制了一种镜面扫描的精密测量系统.介绍了该系统的结构及其工作原理,分析了影响系统测量精度的因素,理论上估算的测量精度为2×10-5.在直腔下对该系统的性能进行了实验测试,分析表明,系统的测量不确定度优于2.052 28×10-5,最大测量误差为3.554 04×10-5,与理论预计结果吻合较好.对大口径元件进行的多次实验扫描测试,结果显示,镀膜加工误差导致反射率分布是关于镜面中心呈旋转对称.该系统的使用大大简化了元件表面反射率分布的测量.
光学测量 反射率 光腔衰荡 测量精度 大口径 Optical measurement Reflectivity Cavity ring-down Metrical precision Large aperture 强激光与粒子束
2005, 17(11): 1601
