针对用引线连接的蝶形激光器管脚在扫频振动测试中发生齐根断裂的问题, 文章建立了有限元分析模型, 模型中用不同管脚长度反映引线的影响, 采用模态叠加法分析了管脚在20 g、20~2 000 Hz正弦扫频振动下的应力。基于Miner准则, 计算了管脚在振动条件下的寿命。分析结果表明: (1)原激光器管脚的固有频率高于2 000 Hz, 连接引线后, 固有频率降低到2 000 Hz以内, 在振动条件下会发生共振；适当位置固定引线, 可将其固有频率提高到2 000 Hz以上, 从而避免共振；(2)原激光器管脚在振动条件下为无限寿命, 用引线连接后的激光器管脚寿命大幅降低, 在适当位置固定引线可以将管脚寿命提高到无限寿命。
蝶形激光器 管脚 疲劳寿命 有限元法 butterfly laser pin fatigue life finite element method
为了提高外腔可调谐激光器热调谐标准具表面温度的均匀性, 文章采用仿真分析的方法得到热调谐标准具表面温度分布特点, 提出了优化热调谐标准具加热电极的解决方案, 以实现热调谐标准具表面温度分布均匀化的目的。文章阐述了热调谐标准具优化加热电极轨迹分布、增加石英片以增加导热路径热阻以及优化加热电极功耗分布的技术方案, 通过对优化后的热调谐标准具进行热分析模拟, 得到优化后热调谐标准具的表面温度分布。分析结果表明, 优化后的热调谐标准具表面温度差降低了77%, 具有更好的温度均匀性。通过实验还验证了热调谐标准具表面温度均匀性对激光器波长稳定性的影响。
激光器 外腔可调谐激光器 热调谐标准具 热分析 优化设计 laser tunable laser thermally tuned etalon thermal analysis optimal design
为了提高采用有限元分析平面光波导热应力的精度和效率, 提出了一种改进平面应变模型。通过将材料的热膨胀系数正交各向异性化, 材料垂直于波导传播方向的热膨胀系数为真实的热膨胀系数, 但沿波导传播方向的热膨胀系数经过适当的变换可满足变形协调和适应平面应变模型, 采用改进的平面应变模型, 计算了平面光波导的热应力。计算结果表明, 与广义平面应变模型相比, 用改进的平面应变模型得到的应力的最大误差只有0.4%, 而计算时间缩短为广义平面应变模型的12.6%, 与平面应变模型相比, 改进平面应变模型的计算时间相等, 而计算精度大幅提高。
平面光波导 热应力 改进平面应变模型 有限元 planar optical waveguide thermal stress improved plane strain model finite element
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提出了一种薄膜本征应力的模拟方法,数值仿真分析了多层薄膜沉积过程中的热应力和本征应力。通过引入本征应力系数,并借助现有的热应力有限元分析程序,模拟了薄膜的本征应力,并从理论上证明了该方法的合理性。采用模型重构-应力初始化的方法模拟了材料增长,建立了多层薄膜应力分析模型。工程实例分析结果表明,采用该方法和流程可以方便地模拟出多层薄膜在每个沉积阶段的本征应力和热应力。
薄膜 膜应力 有限元 材料增长 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 043101
针对机械式光开关的抖动问题，利用一般等截面悬臂梁模型和端部有附加质量的悬臂梁模型，采用模态叠加法求解悬臂梁在冲击力作用下的动态响应，得出了机械式光开关抖动的原因和降低光开关抖动的结构设计方法。利用该方法对一种有抖动的移动棱镜式机械光开关的结构进行改进，实验结果表明，改进后的光开关基本无抖动。
机械式光开关 抖动 悬臂梁 模态叠加法 mechanical-optical switch jitter cantilever beam mode superposition method
