强激光与粒子束
2021, 33(8): 081002
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 四川大学 原子核科学技术研究所, 成都 610064
为满足中国加速器驱动的次临界系统(C-ADS)对于可靠性的要求, 计划采用基于螺线管的电磁垂直输运方案, 将经过质子束辐照后下落的散裂靶颗粒球再次输运至初始高度。基于解析方法对颗粒流垂直输运装置进行了分析和设计, 通过基于螺线管散热、径轴向颗粒流聚散焦效应和互感损耗等方面的考虑, 得到了适合于垂直输运颗粒流的螺线管驱动方式和螺线管构型及排布。利用基于本文解析方法的模拟程序, 对不同输运管道内径、不同螺线管驱动电流和不同螺线管构型和排布下的颗粒流垂直输运装置进行了模拟, 并从中筛选出了该装置的优化设计。模拟表明, 采用该优化设计的输运装置可将质量流量为19.6 kg/s的颗粒流垂直输运至40 m高度, 并满足颗粒球出口速度足够大的要求。
颗粒流 垂直输运 解析方法 螺线管 磁场 granular flow vertical transport analytic method solenoid magnetic field 强激光与粒子束
2018, 30(12): 126001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了快速评估水下激光通信系统的最大通信距离,提出了一种半解析的方法。对于给定的水下光学信道,仅仅需要进行两次仿真就可以获得系统的最大通信距离。即使系统参数改变,也不再需要进行额外仿真。根据水下光学信道参数,通过简单的数学运算获得了两个参考距离。并针对每个参考距离各进行了一次仿真。最后根据理论分析和仿真结果,推导出了最大通信距离的计算公式。为了验证该计算方法的有效性,将计算结果与实验结果进行了对比。对比结果表明两者吻合得很好,故所提出的半解析方法的有效性得以证实。
光通信 水下激光通信 半解析方法 最大通信距离 蒙特卡罗法
1 四川师范大学物理学院, 四川 成都 610068
2 四川大学物理科学与技术学院, 四川 成都 610064
3 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
以受光阑限制的高斯光束在大气湍流中传输为例,用仿真程序数值模拟方法和实验方法对用Rytov相位结构函数二次近似和复高斯函数展开法得到的解析结果(如光强分布、二阶矩束宽、桶中功率和β参数)进行了比较验证。研究表明,解析结果与数值模拟结果和实验结果基本吻合。此外,对用不同研究方法所得结果的差异给出了合理的解释。
大气光学 解析方法 数值模拟方法 实验方法 Rytov相位结构函数二次近似 复高斯函数展开法 光学学报
2011, 31(12): 1201002
1 中国科学院,电子学研究所,北京,100080
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
对于在速调管中广泛使用的重入式谐振腔以及内部无漂移管的盒形腔,在忽略漂移管壁厚的前提下,导出了能够准确求解其谐振频率的本征方程,并在此基础上进一步计算了腔体的特性阻抗和固有品质因数.针对具体算例的应用表明,由解析式确定的腔体特性参数与SUPERFISH的数值结果具有很好的一致性.
高功率微波 速调管 重入式谐振腔 特性参数 解析方法
1 西安建筑科技大学 理学院,陕西 西安 710055
2 西北大学 光子学与光子技术研究所 光电子省级重点开放实验室,陕西 西安 710069
3 黄河集团有限公司,陕西 西安 710043
在全固态激光器中使用了复合结构的激光晶体,通过端面泵浦复合晶体工作特点分析,提出了矩形截面复合晶体热分析模型。在热模型中,考虑了复合晶体具有轴向加热、周边恒温,耦合后的泵浦光束具有高斯分布的特点。利用热传导方程,得出了YVO4-Nd:YVO4复合晶体内部温度场及端面热形变的一般解析表达式。研究结果表明,若用输出功率为20 W的激光二极管端面泵浦YVO4-Nd:YVO4复合晶体(其中复合晶体中YVO4晶体长为2 mm,Nd:YVO4晶体长为6 mm,钕离子掺杂质量分数为0.5%),泵浦光斑为0.2 mm时,复合晶体内最大温升为324.5℃,泵浦端面具有3.61 mm的热形变量。在相同泵浦条件下,采用复合晶体替代Nd:YVO4晶体,可将其最大温升降低23.4%,这对于消弱激光晶体热效应的影响,解决激光二极管端面泵浦激光晶体引起的非均匀温升以及热折裂问题,提高激光器性能有着重要的意义。
激光二极管 YVO4-Nd:YVO4复合晶体 解析方法 热效应 diode laser YVO4-Nd:YVO4 composite cryst analytical solution thermal effect
1 西安建筑科技大学,理学院,西安,710055
2 西北大学,光子学与光子技术研究所,西安,710069
3 西安交通大学,电子与信息工程学院,西安,710049
高功率CO2激光器输出窗不可避免地要吸收谐振腔的激光能量,在其内部产生非均匀温度场的分布,并引起输出窗发生热形变.输出窗的热效应改变了CO2激光器谐振腔的品质因数,影响激光器的稳定性和输出光束的质量.对于输出窗准确的温度场和热形变场研究是解决热透镜效应的关键.利用半解析方法对CO2激光器在TEM00工作模式下,输出窗的温度场及热形变量场进行研究.研究方法和所得结论具有普适性,可以应用到其它具有轴对称性热模型产生的温度场、热形变分析工作中.
高功率CO2激光器 输出窗 热效应 半解析方法