检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2024年第7期53卷 246-257页

作者：吴昊龙王亚民陶蒙蒙王晟李国华叶景峰吴振杰王立君西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室西安710024

利用宽带可调谐掺铥光纤激光器开展了覆盖152 kPa至932 kPa的2µm波段CO_(2)宽光谱吸收测量实验,通过将实测谱与基于HITRAN数据库计算的理论谱进行峰值匹配完成了波长定标,然后将基线表示为三次多项式并结合理论光谱数据,对原始信... 详细信息

利用宽带可调谐掺铥光纤激光器开展了覆盖152 kPa至932 kPa的2µm波段CO_(2)宽光谱吸收测量实验,通过将实测谱与基于HITRAN数据库计算的理论谱进行峰值匹配完成了波长定标,然后将基线表示为三次多项式并结合理论光谱数据,对原始信号做基线-吸收线整体拟合得到了与实验参数设置相吻合的压强、温度和CO_(2)浓度信息。其中压强计算误差低于5%,温度计算误差低于1%,实测谱与理论谱的整体残差在0.04以内。另外对比了窄带吸收谱与宽带吸收谱的吸收面积反演结果,验证了宽光谱吸收技术在高压测量环境下的可靠性,在温度、气体摩尔分数近似不变的情况下,宽带吸收谱反演的吸收面积与压强在测量范围内保持了良好的线性关系。

关键词：宽光谱吸收激光吸收光谱整体拟合 CO_(2) 2μm波段

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时间分辨动态LIBS测量方法

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 952-955页

作者：张振荣方波浪李国华叶景峰王晟西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

针对激光诱导击穿光谱(LIBS)研究对时间分辨动态光谱测量方法的需求,建立了基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法。该方法首先利用不同长度的光纤组成多通道光纤束,对瞬态LIBS信号进行差异延迟,使按照特定时间序列发射的光谱信号同步到... 详细信息

针对激光诱导击穿光谱(LIBS)研究对时间分辨动态光谱测量方法的需求,建立了基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法。该方法首先利用不同长度的光纤组成多通道光纤束,对瞬态LIBS信号进行差异延迟,使按照特定时间序列发射的光谱信号同步到达探测器,而后采用面阵ICCD相机对同步到达的多通道光谱信号进行高时间分辨探测。该方法单次测量即可获得LIBS辐射不同时刻的时间分辨光谱。为了验证基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法,研制了具有19个通道的光纤束,光纤束中包含的各个单根光纤长度呈等差数列排布,长度差设置为10 m,对应测量的时间间隔约为50 ns,单次测量记录的总时间长度近900 ns。分别基于短脉冲激光光源和标准光源,开展了系统时间响应和光谱响应特性研究,获得了系统的时间响应数据和光谱响应曲线。用YAG激光器的二倍频激光(532 nm)诱导Si产生等离子体辐射光谱,在线测量了辐射光谱的时间演化历程,获得了Si等离子体辐射过程中SiⅠ390.52 nm,SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm谱线从0~898 ns时间范围内19个时刻的光谱信息,获得了特征光谱的演化规律,验证了该测量方法的可行性。结果表明,利用该测量方法,单次测量可以获得瞬态LIBS辐射过程中19个时刻的光谱参数,具有很高的测量效率。对于实验成本较高、运行频率低的激光诱导等离子体实验研究,采用该方法可以大大降低了测量成本,有效提升等离子体时间分辨动态光谱测量能力。

关键词：激光诱导击穿光谱时间分辨瞬态辐射多通道测量光纤束

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瓦级高效率中红外全固态3.8μm连续波Fe∶ZnSe激光器

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中国激光 2023年第7期50卷 190-195页

作者：沈炎龙万颖超汪由胜李高鹏马连英柴童星陈正阁朱峰黄珂冯国斌西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

报道了瓦级高效率中红外3.8μm连续波全固态激光器。采用自行研制的波长为2.8μm的光纤激光器泵浦Fe∶ZnSe晶体,并通过液氮对晶体进行制冷,获得了中心波长为3.8μm的连续激光输出。激光器的最大输出功率为0.97 W,斜率效率达到38.6%,泵... 详细信息

报道了瓦级高效率中红外3.8μm连续波全固态激光器。采用自行研制的波长为2.8μm的光纤激光器泵浦Fe∶ZnSe晶体,并通过液氮对晶体进行制冷,获得了中心波长为3.8μm的连续激光输出。激光器的最大输出功率为0.97 W,斜率效率达到38.6%,泵浦阈值约为0.4 W。

关键词：激光器全固态激光器中红外激光 Fe∶ZnSe晶体高效率

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低抖动大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关

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高压电器 2024年第2期60卷 178-183页

作者：黄超闫文博易爱平李高鹏陈正阁汪由胜柴童星西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室西安710024

为了发展结构简单、便于维护的大功率气体火花开关,研制了大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关,该开关采用电晕放电均压方式,由9个相同的间隙构成。利用有限元分析方法对9间隙电晕均压气体火花开关的电场进行了分析,发现适合长度的电... 详细信息

为了发展结构简单、便于维护的大功率气体火花开关,研制了大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关,该开关采用电晕放电均压方式,由9个相同的间隙构成。利用有限元分析方法对9间隙电晕均压气体火花开关的电场进行了分析,发现适合长度的电晕针对开关主间隙的电场影响很小,且加载触发脉冲时可在中间间隙形成了强烈的畸变电场。在理论分析的基础上,开展了开关击穿特性研究,实验结果表明电晕均压有利于提升开关的稳定性,开关自击穿电压分散性降低,自击穿电压略微增大;同时多间隙开关实现了良好的触发导通,在工作电压60~85 kV(工作欠压比56.8%~80%)范围内,开关的击穿延时抖动均小于20 ns,当工作电压达到80 kV以上时,抖动可小于10 ns。文中设计的大气压空气电晕均压多间隙气体火花开关可用于直线脉冲变压器等脉冲功率系统,使用的基于电场模拟对电极结构进行优化的方法对设计其他类型的开关具有借鉴意义。

关键词：脉冲功率技术多间隙气体火花开关低抖动电压均压

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面向双级旋流燃烧器的10kHz滤波瑞利散射测温和CH_(2)OPLIF测量研究

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 162-170,I0101页

作者：殷盛铭费智勇李林烨王绍杰徐亮亮林阳王晟叶景峰夏溪顾明明齐飞上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室西安710024

本文开展了常压下双级径向分层旋流燃烧器内旋流火焰的二维温度场及甲醛浓度场测量研究,发展了10kHz测量频率的滤波瑞利散射测温技术.首先,借助Hencken平面火焰炉构建了滤波瑞利散射信号与温度的校准关系.基于校准后的滤波瑞利散射系统... 详细信息

本文开展了常压下双级径向分层旋流燃烧器内旋流火焰的二维温度场及甲醛浓度场测量研究,发展了10kHz测量频率的滤波瑞利散射测温技术.首先,借助Hencken平面火焰炉构建了滤波瑞利散射信号与温度的校准关系.基于校准后的滤波瑞利散射系统,获得了旋流火焰的二维温度场数据:实验分析主要聚焦于甲烷-空气混合物在不同当量比(0.65至1.05)下的温度场变化.在当量比为0.85的单旋流火焰中,观察到火焰形状由V形向M形的转变,这归因于热扩散效应与空气热传导效应的相互作用.此外,在双旋流火焰中,研究发现相同运行条件下,值班火焰与主火焰在燃烧过程中发生从融合到分层的变化.本文详细描述了双旋流火焰分层现象期间的相平均温度场分布,并与瞬时CH_(2)O分布进行了对比.

关键词：滤波瑞利散射平面激光诱导荧光双级径向分层旋流燃烧器旋流火焰温度场

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基于图像识别算法的金刚石表面飞秒激光损伤阈值自动测量方法

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光子学报 2025年第3期54卷 101-113页

作者：张大琪钟云陈涛张雨师宇斌司金海侯洵西安交通大学电子科学与工程学院电子物理与器件教育部重点实验室西北核技术研究院激光与物质相互作用国家重点实验室

针对金刚石等材料表面激光损伤阈值测量的需求，提出基于图像识别算法的飞秒激光损伤阈值自动测量方法。通过对损伤结构的显微图像灰度化、二值化、傅立叶滤波去噪结合损伤区域边界自动提取算法实现损伤结构的自动识别和其面积的自动测... 详细信息

针对金刚石等材料表面激光损伤阈值测量的需求，提出基于图像识别算法的飞秒激光损伤阈值自动测量方法。通过对损伤结构的显微图像灰度化、二值化、傅立叶滤波去噪结合损伤区域边界自动提取算法实现损伤结构的自动识别和其面积的自动测量，进一步拟合损伤面积与激光功率对数曲线然后外推获得损伤阈值。利用该方法测量出单晶金刚石50 fs飞秒激光单脉冲表面损伤阈值为3.1 J/cm2，微晶金刚石薄膜单脉冲损伤阈值为0.55 J/cm2。该方法显著提升了材料飞秒激光损伤阈值的测量效率和精度，降低了测量成本，在金刚石等硬脆材料的飞秒激光加工技术、抗激光损伤特性等研究中具有潜在的应用价值。

关键词：飞秒激光激光损伤阈值硬脆材料自动识别外推法

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喷气发动机湍流燃烧场激光定量诊断技术研究进展

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推进技术 2022年第3期43卷 1-18页

作者：刘晶儒胡志云叶景峰张振荣王晟李国华邵珺陶波方波浪冯国斌西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

燃烧流场参数的定量测量是发动机研发不可或缺的重要组成部分,以煤油为燃料的喷气发动机内流场是高温、高压的强湍流复杂燃烧场。本文针对喷气发动机燃烧流场温度、速度、组分浓度等主要参数定量测量的需求,重点介绍本实验室研发的相干... 详细信息

燃烧流场参数的定量测量是发动机研发不可或缺的重要组成部分,以煤油为燃料的喷气发动机内流场是高温、高压的强湍流复杂燃烧场。本文针对喷气发动机燃烧流场温度、速度、组分浓度等主要参数定量测量的需求,重点介绍本实验室研发的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)测温、OH示踪测速(HTV)、自发拉曼散射(SRS)测量组分浓度的实验系统及其在发动机燃烧流场诊断中的应用。具体分析定量测量的难点,提出解决方法和攻克的关键技术,给出地面试验现场测量结果和测量不确定度。

关键词：喷气发动机燃烧流场激光诊断定量测量综述

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脉冲/连续高功率激光光斑分布阵列探测器

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红外与激光工程 2022年第10期51卷 163-167页

作者：王振宝冯刚吴勇张磊方波浪王飞王平武俊杰激光与物质相互作用国家重点实验室(西北核技术研究所) 陕西西安710024

通过测量发射到远场的激光功率密度时空分布给出所需要的到靶总功率、光束质量、桶中功率、功率时间曲线等关键指标参数,是目前准确评价激光系统性能的重要技术手段。介绍了一种基于光电探测器阵列实现近红外脉冲激光功率密度时空分布... 详细信息

通过测量发射到远场的激光功率密度时空分布给出所需要的到靶总功率、光束质量、桶中功率、功率时间曲线等关键指标参数,是目前准确评价激光系统性能的重要技术手段。介绍了一种基于光电探测器阵列实现近红外脉冲激光功率密度时空分布的测量方法,可以实现900~1700 nm波长、动态范围大于2000倍的激光光斑参数测量。该阵列探测器具有测量面积大、单元一致性好、测量精度高等特点,并可同时实现脉冲和连续激光参数测试要求。给出了阵列探测器的总功率测量结果,测量值与激光器输出功率偏差在5%以内,且激光光斑分布测量结果准确可靠。该阵列探测器已在多套激光系统的参数测试中得到成功应用,可以作为响应波段内的脉冲/连续激光光斑参数测试一种有效技术方案。

关键词：激光功率密度时空分布光电探测器阵列高功率激光脉冲/连续激光

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室温下CO的近红外波段宽光谱吸收测量

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物理学报 2023年第22期72卷 180-187页

作者：王亚民吴昊龙陶蒙蒙李国华王晟叶景峰西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室西安710024 中国科学院上海光学与精密机械研究所王之江激光创新中心上海201800

CO是含碳化合物在燃烧过程中产生的一种重要中间物质,通过对CO的吸收光谱测量可以实现对燃烧过程的诊断.针对CO的测量多使用传统的单吸收线和双吸收线技术,在基于吸收光谱技术的燃烧场二维参数分布测量中,需设置大量的光束投影以满足空... 详细信息

CO是含碳化合物在燃烧过程中产生的一种重要中间物质,通过对CO的吸收光谱测量可以实现对燃烧过程的诊断.针对CO的测量多使用传统的单吸收线和双吸收线技术,在基于吸收光谱技术的燃烧场二维参数分布测量中,需设置大量的光束投影以满足空间分辨要求.宽光谱吸收技术可以在单次扫描内获得整个宽带扫描波段的吸收信息,与传统的分立谱线窄带吸收技术相比,具有非常明显的技术优势.使用宽光谱吸收技术可以大大减少光束投影数量要求,有效降低系统复杂度,改善参数反演鲁棒性,提高测量系统适用性.但是,目前针对CO的宽光谱吸收测量则鲜有报道,亟需开展相关的基础研究工作.本文利用1.5 μm波段宽带可调谐光源对室温中的CO开展了宽光谱吸收测量实验,并对不同压强下CO的吸收特性进行了对比,实验测量结果与HITRAN2016数据库相吻合.利用1565—1570 nm范围内的实测宽光谱吸收数据,通过一阶导数法对CO温度和摩尔分数进行了反演;虽然宽带吸收光谱各吸收峰强度测量值存在一定畸变,但依然得到了准确的反演结果,温度和摩尔分数反演误差均在5%以内,验证了宽光谱吸收测量的可靠性,为后续基于CO宽光谱吸收测量的燃烧流场二维层析诊断提供了技术支撑.

关键词：吸收光谱可调谐二极管激光吸收光谱技术宽光谱吸收二维层析诊断燃烧流场

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基于均匀化激光双面辐照的热力耦合测试方法研究

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红外与激光工程 2023年第1期52卷 108-115页

作者：王家伟李斌张检民冯国斌刘卫平韦成华韩永超王娜西北工业大学航空学院陕西西安710072 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

为了研究以激光为热源开展材料高温力学性能测试的可行性,建立理论模型与数值模型,分析了材料在双面均匀激光光斑加热下的表面及内部温升。结果表明,理想情况下采用均匀化激光双面辐照的加热方式可以在试件加热区域内形成较均匀的温度... 详细信息

为了研究以激光为热源开展材料高温力学性能测试的可行性,建立理论模型与数值模型,分析了材料在双面均匀激光光斑加热下的表面及内部温升。结果表明,理想情况下采用均匀化激光双面辐照的加热方式可以在试件加热区域内形成较均匀的温度场。为验证上述结论,建立了光斑匀化度达92%的激光双面辐照热力耦合测试试验平台,并基于相关测试方法获取了传统加热方式难以快速加热的CFRP层合板高温拉伸强度。结果表明,试件在激光加热中心测试区域(10 mm×10 mm)内的温度均匀性良好。试件在均匀化激光双面辐照下可被快速加热至923℃,测试区域内的最大温度波动为6.8%。文中提出的基于均匀化激光双面辐照的热力耦合测试方法相比传统测试方法具有通用性好、温升率高、测试温度高、测试效率高等一系列的优点。该研究可为进一步研制通用型材料/结构高温升率、高温力学性能试验系统提供关键技术支撑。

关键词：双面辐照均匀激光高温拉伸强度 CFRP

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