采用波长为1070 nm的连续激光对亚音速切向空气流下玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）的穿孔效应进行了研究。通过实验研究了功率密度（848~1556 W/cm2）和切向气流流速（0~1个马赫数）对穿孔形貌、穿孔点温度和穿孔时间的影响。结果表明：切向气流流速为0.5个马赫数（Ma）时靶材穿孔时间随功率密度的增加而减小，最大减小了46%；功率密度为848 W/cm2时穿孔时间随气流流速的增加呈先减小后增加的规律，与无气流（0 Ma）时相比，最大仅减小8%。激光功率密度的增加加速了热解气体的产生，使得孔隙压力升高，促进了靶材的剥蚀。切向空气流对作用过程的影响主要包括：降低树脂基体热解所产生的残炭含量，进而改变靶材吸收方式；产生切向剪切力，加速靶材的力学剥蚀；加速对流换热，降低靶材表面温度。当切向气流速度较小（≤0.4 Ma）时，切向气流的作用主要是促进树脂热解，降低残炭含量，转变靶材吸收方式；当切向空气流速较大（0.8~1.0 Ma）时，气流的冷却作用表现得较为明显。
激光光学 激光损伤 连续激光 玻璃纤维增强树脂基复合材料 切向空气流 穿孔效应 中国激光
2023, 50(14): 1401002
1 南京理工大学 理学院, 江苏 南京 210094
2 南京理工大学 先进固体激光工业和信息化部重点实验室, 江苏 南京 210094
利用毫秒激光损伤测试平台, 通过改变焦距和聚焦位置, 研究了K9玻璃前后表面附近的损伤概率和损伤形貌。结果表明, 焦平面位于前表面时以热熔损伤为主, 焦平面位于后表面时则以应力损伤为主, 且尺寸明显大于前表面。建立二维热力学模型并对温度场和热应力场进行计算, 结果显示, 径向应力和环向应力是导致材料产生应力损伤的主要因素。激光辐照过程中在前表面产生的燃烧波能够增强激光能量耦合效率, 是材料前表面产生熔融损伤的原因之一。此外, 实验发现,焦距较短时, 损伤概率随焦平面与样品表面距离的增大迅速下降, 焦距较长时, 易在样品前后表面同时产生损伤, 这与透镜的焦深有关。
激光损伤 毫秒激光 K9玻璃 焦距 laser damage millisecond laser K9 glass focal length 红外与激光工程
2019, 48(8): 0805005
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
2 College of Mechanical Engineering, Huaian Vocational College of Information Technology, Huaian 223003, China
3 State Key Laboratory of High-Efficiency Power Conversion, Shanghai Institute of Space Power-Sources, Shanghai 200245, China
The photoelectric properties of In0.3Ga0.7As solar cells applied in laser wireless power transmission (LWPT) were studied when they were irradiated by 1070 nm continuous wave (CW) laser of various intensities. The influences of laser intensity on solar cell parameters extracted by the pollination algorithm were analyzed quantitatively. Results show that the conversion efficiency of the cell rose to the maximum and then decreased rapidly in the laser intensity range of 50–900 mW/cm2. With higher energy laser irradiation, the rise of ideality factor and reverse saturation current would lead to the degradation of voltage at the maximum power point, which was the main reason for the decrease of conversion efficiency. The results provide the basis for choosing the appropriate input energy in the case of different transmission systems.
160.6000 Semiconductor materials Chinese Optics Letters
2019, 17(3): 031601
1 安徽工业大学数理科学与工程学院, 安徽 马鞍山 243032
2 南京理工大学理学院, 江苏 南京 210094
光学玻璃表面裂纹是改变自身光场, 影响抗激光损伤能力的重要因素之一。研究熔融石英玻璃表面裂纹诱导激光损伤的增强效应, 基于光场传播理论和有限元方法, 讨论微裂纹对入射光场的调制作用, 对熔石英表面裂纹周围的光场分布进行数值模拟; 探讨了熔石英入射表面与出射表面裂纹引起的光强增强效应, 给出径向裂纹周围光场的分布; 定量研究光场调制的光强增强因子和裂纹结构参数(裂纹角度、裂纹宽度以及裂纹深度)的关系, 为场致损伤提供理论参考。
玻璃 表面裂纹 光场 glass surface cracks optical field
