用于陀螺系统的新型小型集成光学敏感器的模拟与设计

据我们所知,本文首次报道了一种小型集成光学敏感器,它基于多量子井(MQW)的微型环形激光器,用于陀螺系统.该器件能完全在单片上集成,可用于低(如陆地运载器)或高(如舰船、飞机及空载平台等)灵敏度的导航系统.该器件的模拟包括一些物理效应的影响,如量子噪声、闭锁、热效应及侧壁粗糙度引起的损耗等.根据陀螺的量子极限、可测速率工作区、工作热范围及功耗等指标,得到了很好的性能.相对其他现有光学解决方案,该结构明显具有许多优点无偏振感应引起的噪声、无需使用频率锁定技术、忽略不计的弯曲损耗、较高的腔内品质因数、完整评价转动速度、可预测的陀螺标度因数、热变化及很高的动态范围等.     

增益钳制式850nm波长超辐射发光二极管设计研究

为了提高超辐射发光二级管的光谱宽度和出光功率,设计了外延片有源区非均匀阱宽三量子阱结构和波导区非对称大光腔结构。在器件结构设计方面,利用增益钳制理论提出了器件新结构,设计了多波长增益钳制系统;在器件制备方面,采用纳米压印技术在器件脊形台面上制作了多波长表面分布式反馈钳制系统纳米柱。制备的器件泵浦区脊形条长350 μm,吸收区长250 μm, 台宽5 μm,台高1 μm,在工作电流为160 mA时,室温连续输出功率14.63 mW,中心波长848.7 nm, 半峰宽22 nm. 这种新结构设计增益了器件非中心波长,抑制了中心波长法布里-珀罗振荡,同时实现了器件中心波长法布里-珀罗增益钳制。     

用于陀螺系统的新型小型集成光学敏感器的模拟与设计

据我们所知，本文首次报道了一种小型集成光学敏感器，它基于多量子井(MQW)的微型环形激光器，用于陀螺系统。该器件能完全在单片上集成，可用于低(如陆地运载器)或高(如舰船、飞机及空载平台等)灵敏度的导航系统。该器件的模拟包括一些物理效应的影响，如量子噪声、闭锁、热效应及侧壁粗糙度引起的损耗等。根据陀螺的量子极限、可测速率工作区、工作热范围及功耗等指标，得到了很好的性能。相对其他现有光学解决方案，该结构明显具有许多优点：无偏振感应引起的噪声、无需使用频率锁定技术、忽略不计的弯曲损耗、较高的腔内品质因数、完整评价转动速度、可预测的陀螺标度因数、热变化及很高的动态范围等。     

半导体激光器驱动源功率器件的建模与仿真

模拟电路、数字电路及数模混合电路中小信号电路的仿真技术现已趋于成熟,而大功率电路的仿真技术尚需完善。当大功率器件处于工作状态时,功率器件会发热。小信号电路的仿真技术尚不能模拟大功率电路的工作状态。半导体激光器驱动源功率执行级为大功率电路,建立能描述其功率器件工作状态的PSPICE仿真软件模型是亟待解决的问题之一。依据功率器件的结构、工作原理及其功耗等建立了包含热模型的金属—氧化物—半导体场效应晶体管(MOSFET)模型,使用此模型对半导体激光器驱动源进行了计算机仿真优化研究。通过实际系统验证了该模型的正确性。该模型也适用于其它大功率电路的计算机仿真。     

应用半导体激光器的尺寸测量系统研究

利用光学原理推导了位置尺寸与光学系统参数之间的关系和位置敏感器件ＰＳＤ与光轴夹角之关系。在此基础上，提出了一种半导体激光器作光源，ＰＳＤ作光电拉收器的尺寸测量系统，并通过实验对其精度进行了验证。     

高性能980nm单模半导体激光器

采用经过优化的新型大光腔结构,设计出低发散角的980nm半导体激光器,利用分子束外延系统生长出应变InGaAs量子阱半导体激光器材料,并制作出980nm单模半导体激光器。器件在3μm条宽,750μm腔长时,100mA电流下室温连续输出功率达到70mW以上。激光器的最大斜率效率为0.89W/A.垂直方向远场发散角为28°.器件在250mA工作电流下输出功率达到190mW.器件在70℃温度下仍可以正常工作。     

高功率半导体激光器光纤耦合线阵技术

研究高功率半导体激光器的光纤耦合和光纤输出端密排成线阵的技术。论述了微柱面透镜对高功率半导体激光器椭圆光束的准直原理,计算了剩余发散角,设计了光纤耦合器件和光纤输出端密排成线阵的夹具。这种方法耦合效率高,线阵中各激光元地址可设定,并可对各激光元输出功率进行调制。它作为能量型器件,可在激光显示技术(LDT)和选择性激光烧结快速成型(SLS RP)技术中应用。     

光纤陀螺

前言光纤陀螺(FOG)是利用Sagnac效应检测旋转角速度的装置。光纤陀螺与传统的机电陀螺相比,具有起动快、没有可动部件、零件少及寿命长、精度高等优点,作为新一代惯性控制器件,已经受到了人们的普遍重视。光纤陀螺根据其检测方式可分为干涉型和环形谐振腔型两大类,其中干涉型光纤陀螺研究的历史比较长,目前已经进入了实用化阶段,而环形谐振腔型光纤陀螺的研制,还只是一些理论方面的探讨,最近几年各国都相继进入了实验阶段,但因为这种光纤陀螺以较短的光纤(构成谐振腔)就能得到与干涉型同样的灵敏度,因而越来     

液相外延生长高质量大功率InGaAsP/GaAs半导体激光器研究

用改进的液相外延法生长了大功率InGaAsP/GaAs半导体激光器,实验测量和理论分析都表明该方法生长的单量子阱分别限制异质结构,达到设计要求,阈值电流密度为300A／cm^2,斜率效率达1．32W／A,具有很高器件质量。     

高起爆能力的新结构传爆药柱研究

在分析炸药冲击起爆理论的基础上，设计了环形和环锥形传爆药柱装药结构。利用轴向钢凹实验方法对新结构传爆药柱与常规圆柱形传爆药柱的起爆威力进行了对比实验。研究表明：新结构传爆药柱较常规圆柱形传爆药柱的起爆威力明显提高。研究结果对于解决钝感主装药的可靠起爆问题具有现实意义。     

大功率窄脉冲半导体激光光源等效电路参数研究

针对大功率窄脉冲激光光源的激光器多管芯组合结构等效电路的参数提取困难的问题,提出了基于外特性测量法来提取激光器多管芯组合结构等效电路参数的简捷方法。其特点是：在不知道半导体激光器的材料及内部结构的情况下,通过对实物电路系统电参数的测量并利用Pspice仿真软件经多次参数拟合来获得半导体激光器等效电路参数。实验结果表明,利用该方法提取的半导体激光器等效电路参数与国外产品给出的等效电路参数相吻合。它为大功率窄脉冲半导体激光器驱动源的设计提供了依据,对多个管芯的组合方式、组合结构设计及装配工艺具有指导意义。在此基础上,设计并制作了半导体激光器板载结构的驱动源电路实验系统,其输出功率为180 W,光脉冲的上升时间为3.2 ns,脉冲的宽度为8.3 ns.     

纳米WC增强Ni基复合涂层析出相及相成分研究

以Ni60B+纳米12%Co-WC陶瓷颗粒复合粉为熔覆材料,采用激光熔覆技术在45钢表面制备出WC增强Ni基复合涂层。涂层在MM-200磨损试验机上进行干滑动磨损试验,借助SEM、EDS、XRD等检测仪器对涂层磨损前后的组织进行分析研究。结果表明:涂层磨损前组织主要为Ni基固溶体、WC颗粒、块状和枝晶组织;经过磨损试验的涂层,在其磨痕中发现了纳米级的析出相;结合MX2600FE场发射扫描电镜所附带的EDS和JEM-2100型透射电镜对析出相的成分进行分析,析出相成分初步确定为WC。     

激光熔覆表面的冲蚀磨损及分形特征

研究表明，运用激光熔覆的方法在基材表面上涂上一定含量的Ｎｉ包ＷＣ粒子合金粉末层，具有１６Ｍｎ基材２．２倍的相对耐冲蚀性能，对冲蚀表面分析表明冲蚀表面是一个分形结构，冲蚀磨损的体积冲蚀率与靶材磨损表面的分形维数呈负斜率的直线关系，并且可以用两种不同的分形维数来描述冲蚀磨屑的几何不规则性和碎片性，且两者具有不同的物理意义。     

空间激光通信一点对多点光学原理与方法的比较研究

一点对多点的激光通信技术是构建天空地一体化信息网络的关键节点,也是实现多卫星间组网链路通信的一个必要前提。将空间激光通信一点对多点光学原理与方法进行了比较和研究,并针对三同心球结构和旋转抛物面结构,在其视场和能量利用率上面进行了分析。分析结果表明：三同心球结构视场可以达到水平和俯仰均为120°,旋转抛物面结构的视场可以达到水平360°,俯仰100°;三同心球结构随着视场的增大,能量利用率迅速下降;而在同等体积情况下,旋转抛物面的能量利用率在80°范围内比三同心球结构更高且更稳定。     

钴(Ⅲ)配合物［Co(NH3)4 (N3)2］ClO4晶体结构及激光化学感度

制备了高氯酸·四氨·双叠氮基合钴(Ⅲ)(DACP)的单晶,用X-ray单晶面探衍射仪测定了其晶体结构.结果表明,晶体属三斜晶系,空间群为P-1.晶体学参数为:a=0.74229(9)nm,α=93.244(2)°b=1.21273(14)nm,β=100.074(2)°;c=1.8124(2)nm,γ=98.033(2)°.晶胞体积V=1.5851(3)nm~3,晶胞分子数Z=6,计算密度D_c=1.952 mg·mm~(-3),线性吸收系数μ=1.901 mm~(-1),单胞中电子数目F(000)=948.该化合物对635 nm的激光非常敏感.     

镍铬合金激光熔覆层的制备及其表征研究

采用激光熔覆的方法,在45钢表面添加镍包铬复合粉末制得镍铬合金激光熔覆层。结果表明,镍铬合金激光熔覆层主要由Ni、Cr、Fe、C等元素组成,其显微组织是定向凝固的柱状枝晶组织。镍铬合金激光熔覆层熔覆区的平均显微硬度为441.4HV,约为基体45钢显微硬度的1.6倍,熔覆层的磨损量为基体45钢的60%,因此镍铬合金激光熔覆层具有较好的耐磨性能。     

激光辐照圆锥形金属/炸药结构温度场数值模拟

考虑热传导过程中金属材料固液相变和物性参数的变化,建立连续激光作用下圆锥形金属/炸药结构的有限元计算模型,得到相应的三维温度场分布,分析炸药热爆炸的可能性及金属壳厚度和圆锥角大小对温度场分布的影响。结果表明：温度场数值解和解析解的结果基本吻合;金属壳体越厚,相应炸药点的温度越低,热爆炸的可能性也越小;激光辐照的功率密度在一定的条件下,圆锥角越大,激光的辐照面积越大,金属壳表面温度越高。     

简易红外成像引信光学系统

介绍了某灵巧弹引信用双波段红外光学系统的设计,叙述了结构参数的选择,给出了设计结果,并对光学系统的性能进行了测试,针对弹载光学系统的特点,采取一些措施满足系统的要求。该系统具有结构简单,体积小,轴外像差小,象面照度均匀的特点。在空气炮上系统进行了18 000 g过载试验,满足了系统总体的要求,已用在试验样机上。     

激光毛化对镀铬层结晶位向及摩擦磨损性能的影响

针对激光毛化提高镀铬层硬度和耐磨性的现象,采用X-衍射测试不同状态铬层晶粒位向,利用晶粒密排面的排列位向定性分析铬层织构改变情况。结果表明,基体经毛化处理产生的高密度位错和表面形貌改善了电镀铬层织构,是使铬层硬度、耐磨性能提高的重要原因。     

基于激光光幕和光电二极管阵列的立靶坐标测量

为了实现高精度、大面积的立靶坐标测量,提出了一种大面积激光光幕子弹弹着点坐标测试的新方法.采用4个扇形激光光幕相互交叉组合成大面积矩形光幕,利用光电二极管阵列测量激光光幕的光强,当子弹穿过激光光幕时,相应的光电二极管接收到信号,经信号采集和处理电路计算出子弹弹着点的坐标.对有效靶区1m×1m的原理样机进行7.62mm枪弹实弹射击实验,实验结果表明坐标测量精度达到2mm.该方法结构简单,易构造较大面积的靶面,其最大有效靶区可达到10m×10m.