碘喷孔位置的变化对激光性能的影响

在主、副气流流量不变的情况下,仅改变氧碘化学激光器中碘喷孔的位置,数值模拟了其混合气体流场特性和小信号增益分布等的变化.计算结果表明,碘喷孔在喷管叶片上的位置沿气流方向往下游移动,混合状况变差,光腔中小信号增益降低,输出功率减小,饱和光强沿气流方向的衰减变得平缓.     

用FLUENT软件计算化学氧碘激光流场

用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT,数值研究化学氧碘激光喷管形线,碘喷孔位置, 副流入口压力, O2(1Δ)初始产额,水蒸汽含量以及稀释气体对平均小信号增益系数沿流动方向分布的影响;并对大连化学物理研究所超音速化学氧碘激光的两次实验进行数值模拟,计算结果显示平均小信号增益系数与实验测试的摩尔功率趋势一致。     

氧碘激光器小信号增时空分布的实验研究

首次利用一台亚音速小型连续波化学氧碘激光器的探测光源。用放大法直接测量超音速化学氧碘激光器的小信号增益系数，测得了小信号增益系数随时间和气流方向的变化。     

氧碘激光器小信号增益时空分布的实验研究

 首次利用一台亚音速小型连续波化学氧碘激光器做探测光源，用放大法直接测量超音速化学氧碘激光器的小信号增益系数，测得了小信号增益系数随时间和气流方向的变化。     

转镜扫描测量超音速氧碘化学激光器二维增益分布

首次用二维多面体扫描镜测量了超音速氧碘化学激光器的二维增益分布，测得增益区沿气流方向较长，沿光腔高度方向靠近壁面的两侧存在明显的边界层效应，并且边界层的厚度随着远离喷管出口平面距离的增大而增加。     

转镜扫描测量超音速氧碘化学激光器二维增益分布

 首次用二维多面体扫描镜测量了超音速氧碘化学激光器的二维增益分布,测得增益区沿气流方向较长,沿光腔高度方向靠近壁面的两侧存在明显的边界层效应,并且边界层的厚度随着远离喷管出口平面距离的增大而增加。     

氮稀释气体氧碘化学激光3维喷管流动模拟

 应用改进的3维化学反应流程序，对基于RADICL装置、以氮气为稀释气体的化学氧碘激光喷管流动做了数值模拟。给出了达到合适副气流穿深的主副气流匹配条件，考虑了提高水汽流量、改变主副气流总温对增益系数的影响，比较了与以氦气为稀释气体的不同特点。结果发现：氮气作为稀释气体条件下，混合气体的流速低，静压大，在亚声速区驻留时间长，碘分子离解快，使得增益系数峰值增大，且下降快。模拟结果提示：改变喷管结构，将副气流喷孔下移，增益分布得到了改善。     

氧碘化学激光器输出功率的估算

 建立了激光在工作时的动态模型，即假设在单位时间内，激光介质的粒子数全部被泵浦到上能级。引入激光介质重复泵浦次数的概念，根据能量守恒原理，通过分析氧碘化学激光器(COIL)的传能机理，计算了沿气流方向变化的碘原子上能级的弛豫时间及沿气流方向变化的碰撞传能时间，并且计算了碘原子在出光区内被单重态氧反复泵浦的次数及相应的残余单重态氧数目，从而计算出碘原子在出光区的反复泵浦次数，修正了原计算COIL输出功率的公式。理论计算与实验结果均表明：当碘流量过低时，增益小于损耗，激光器不能起振；当增大碘流量时，激光输出功率也逐步增大，反复泵浦次数逐渐减少；当碘流量继续增大时，激光输出功率达到最大，且在一定碘流量变化范围内基本保持稳定；但随着碘流量的进一步增大，激光输出功率却逐步下降。     

连续波氟化氘/氟化氢化学激光器TRIP技术混合机理

 采用CLNST引入的扰流气注入技术对连续波氟化氘/氟化氢化学激光器进行数值模拟研究。模拟其3维流场有化学反应,但不考虑激射的情况。计算结果显示:加入扰流气后,平行注入的主副气流混合增强明显,气流混合速度明显加快,在喷管出口平面5 mm处即扩散至副喷管中心线位置,且小信号增益系数值明显增强。分析了流场结构得出:扰流气增强气流混合的主要方式在于使反应界面拉伸和扭曲,同时观察到有弱漩涡产生,但沿气流方向较快耗散掉,对流场影响较小。     

转镜扫描测量超音速氧磺化学激光器二维增益分布

首次用二维多面体扫描镜测量了超间速氧磺化学激光器的二维增益分布,测得增益区沿气流方向较长,沿光腔高度方向造近壁面的两侧存在明显的边界层效应,并且边界层的厚度随着远离喷管出口平面距离的增大而增加。     

扰流气对TRIP增益发生器影响的数值分析

 利用数值模拟方法对TRIP型喷管扰流气分别为纯氦气与添加氘气的光腔流场进行了数值模拟。结果显示：扰流气的注入显著增强了气流混合,光腔内静温静压有明显上升,谱线小信号增益系数峰值增大且位置向上游移动,但下游区域下降更迅速,很快出现强吸收区。氘气的加入在主喷管内将产生少量反应,并未对主气流产生明显影响,相对于纯氦气注入情况,谱线小信号增益系数在上游段增长更快,峰值大小基本一致。     

LD泵浦掺铥(Tm3+)光纤激光器的数值分析

首先从掺铥光纤激光器的速率方程和光传输方程出发,建立数学模型,通过Matlab软件进行数值计算,分析了泵浦光和激光沿光纤的分布以及各能级离子数的变化.在不同掺杂浓度下,研究了小信号增益与入纤泵浦功率的关系以及泵浦光和激光功率与增益介质长度的关系.在不同泵浦功率下,研究了输出功率与输出耦合镜反射率的关系.进一步对不同泵浦吸收系数,研究了斜率效率和泵浦阈值与光纤长度的关系.分析结果表明存在最佳光纤长度和最佳耦合输出透过率,使得激光输出功率达到最佳值.     

流量配比对Coil增益分布影响的数值研究

利用三维CFD技术,通过求解层流Navier-Stokes方程与组分输运方程,对简化后的化学氧碘激光RADICL模型进行数值模拟与分析,结合10种组分和21个基元反应的化学反应模型,对COIL亚声速段横向射流情况下,不同的主副流流量配比对化学氧碘激光器性能的影响进行分析与比较.结果证明,过高或过低的碘分子浓度状态均不利于合理、可观的小信号增益系数产生.存在一个最佳流量配比范围,与之对应的工作状态下,COIL的小信号增益系数会得到显著提高.     

Gain and saturation intensity parameters in a transverse-flow CO2 laser

Details of an experimental investigation of the output characteristics of the 1.2 kW cw transverse-flow, electrically excited CO₂ laser are presented. They were used for estimation of the saturation intensity and the laser cavity loss values, as they follow from the Rigrod-type model of laser operation. The saturation intensity parameter was calculated from measurements of the output power and small signal gain performed with the same experimental conditions. Measurements of the small signal gain were conducted at different points along the gas flow direction for several laser operational parameters described by gas pressure and input electrical power.     

Experimental Study on High Power and Efficiency Fiber Amplifier Module

l.IntroductionErbium-doPedfiberamp1ifier(EDFA)isattractiveinall-opticalcommunicationsys-temsduetoitSsuperiorityofhighgain,broadbandwidth,lownoiseandhighPOwer.Whenusedinhigh-sPeed,long-haulcommunicationanddistributionsystems,suchassolitoncommunication,WDM,FDM,AM-VSB,CATV,etc.,EDFAisdemandedofhighsignaloutputPowerbesidebroadbandwidth,lowdistortionandcrossta]k.ToobtainlargeoutputPowerwil1relatetomanyproblemslikethefibermaterial,pumpinglaser,fibcrcomPonent,manufacturetechnologyanddesig…     

Characteristics of the gain medium for an ejector COIL with supersonic nozzles for the driver buffer gas

The use of supersonic nozzles for the driver nitrogen in an ejector nozzle bank (ENB) for chemical-oxygen iodine laser (COIL) resulted in the elimination of the chocking effect for the primary oxygen flow and formation of a low temperature gain medium. The ENB generates a supersonic gain medium with a Mach number greater than 2.2, and a temperature less than 200 K. The potential recovered pressure was 90 Torr with a small signal gain greater than 10^-2 cm^-1. With a 5 cm gain length for this nozzle, the output power was 1.2 kW with a chemical efficiency of 23.4%. A strong decay of I(²P_1/2) emission, (concentration), along the gain medium flow was observed . PACS  42.55.Ks     

Pulse amplification characteristics of multimode fiber amplifier

Under small signal situation, the analytical expression for describing the output signal emitted from an Yb³⁺-doped fiber amplifier with a Gaussian input pulse signal is deduced, by full considering both fiber guided modes’ propagation constant and filling factor, which depend on the signal frequency. Pumped by continue wave (CW) source, the analytical expressions of the small signal gain and each guided mode's output power are obtained. Based on these analytical expressions, the various intensity distributions of output pulses amplified by the fiber amplifier with different Gaussian input pulse widths are analyzed.     

变耦合率法测量化学激光器小信号增益

为了评价化学激光器增益发生器模块的性能,采用变耦合率法对化学激光器的小信号增益系数进行了研究。实验中采用的稳定光学谐振腔由2块全反射平面镜、1块全反射凹面镜及1块输出耦合镜组成。将测量结果中存在的饱和光强、非输出损耗和小信号增益的三元拟合问题转化为二元数值问题。通过数值拟合得到了满足工程需求的数据结果,并对该结果进行了误差分析。应用数学方差分析发现平均值二对应的拟合曲线与实验测量结果符合得更好,化学激光器的输出功率存在极大值。