1 中国科学院工程热物理研究所, 北京 100190
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
飞秒激光与金属作用后，电子被瞬间加热，电子温度将远远高于声子温度，并逐渐将能量传递给声子，这种非平衡过程中电子和声子间传热能力由电子声子耦合系数表征。而到目前为止电子声子耦合系数是否存在尺度效应还存在争议。采用飞秒激光抽运探测法对金纳米薄膜非平衡传热过程进行了研究，利用抛物两步模型对实验数据进行拟合。通过对不同厚度的金纳米薄膜的电子声子耦合系数的比较，研究表明，电子声子耦合系数随着薄膜厚度的增加而减小。实验结果与已报道的基于电子自由程提出的理论模型所预测的变化趋势相一致。
激光技术 飞秒激光 电子声子耦合 抽运探测法 纳米金属薄膜
1 中国科学院工程热物理研究所， 北京 100190
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所， 四川 绵阳 621900
针对大功率激光二极管(LD)的冷却需求，基于沸腾空化耦合效应，以及场协同理论，研制了一种微通道两相冲击强化相变热沉，封装腔长1.5 mm的LD线阵。实验测试了连续功率LD输出0～100 W时的电光转换效率以及电流输出功率等特性，冷却工质采用R134a，磁驱齿轮泵电机转速23 Hz时热沉热阻为0.211 ℃/W。结果显示微通道相变热沉具有良好的取热能力，能够满足大功率LD的散热要求。与改进前的热沉相比，基于场协同理论优化了的两相冲击热沉，热阻明显下降。
激光器 激光二极管 沸腾空化耦合效应 两相冲击 场协同理论 微通道相变热沉 中国激光
2011, 38(10): 1002003
1 中国科学院 工程热物理研究所， 北京 100190
2 中国科学院 理化技术研究所， 北京 100190
3 中国工程物理研究院 应用电子学研究所， 四川 绵阳 621900
针对大功率LD的冷却需求，基于沸腾-空化耦合效应，研制了一种微通道相变热沉，封装腔长1.5 mm的LD线阵。依据加工条件确定通道宽度、深度以及间距，采用2维数值模型估算了通道长度，热沉材料采用无氧铜，多层叠焊，外形尺寸为20 mm×12 mm×1.6 mm。实验测试了连续功率LD输出0～100 W时的电-光转换效率以及电流-输出功率等特性，冷却工质采用R134a，磁驱齿轮泵电机转速50 r/s时热沉热阻为0.3 ℃/W。结果显示微通道相变热沉具有良好的散热能力，能够满足大功率LD的散热要求。
激光二极管 沸腾-空化耦合效应 微通道相变热沉 laser diode coupling of boiling-cavitation micro-channel phase-change heat sink
1 中国科学院,工程热物理研究所,北京,100080
2 中国科学院,研究生院,北京,100049
对用于固体激光介质冷却的组合式中间换热器的流动与传热特性进行了实验研究.实验研究结果表明:努塞尔数随雷诺数的增加而增加,总热阻随微通道侧蒸馏水流量的增加而减小,总换热量随微通道侧蒸馏水流量的增加而增加,且换热器的传热系数可以达到1.5×104 W/(m2·K),总热阻小于0.3 K/W,能较好地解决当前固体激光介质冷却系统中间换热器所存在的问题.
固体激光介质 微通道 微槽群 中间换热器
1 华北电力大学能源与动力工程学院暨电站设备状态监测与控制教育部重点实验室,北京 102206
2 中国科学院工程热物理研究所,北京 100080
回顾了大功率激光**的分类与发展历史，根据现有冷却方法的热负荷范围，提出解决未来大功率激光**热管理的可能途径。对于千瓦级固体激光器的冷却，可采用激光二极管抽运方法减少进入工作介质的热量，采用微通道液冷或喷雾冷却等方法以有效地导出工作介质中热量。兆瓦级化学氧碘激光器或中红外氟化氘化学激光器等，可采用喷雾冷却或热泵冷却等方法。
激光** 冷却 热控制
1 中国科学院,工程热物理研究所,北京,100080
2 中国科学院,研究生院,北京,100049
非线性KTP(KTiOPO4)晶体的各向异性导热性能对于部分消除热应力以改善倍频效果具有重要作用.建立了3ω法测试系统,介绍了其测量各向异性材料的原理.测试了SiO2薄膜/Si衬底试样的导热系数,验证了该实验方法及系统的合理性.应用此方法测试得到KTP晶体沿径向和倍频方向(轴向)的导热系数,得到其不均匀度为0.737.结果验证了KTP晶体导热系数的各向异性.设计的实验系统可以有效测量各向异性晶体的导热性能.
KTP晶体 各向异性导热系数 3ω法
提出一种运用功能梯度结构以有效降低大功率激光系统中镜子温度和镜面热变形以及减缓热应力的新方法.讨论了环形分布和高斯分布2种类型的激光源.有限元分析结果表明,通过这种方法可使硅镜和铜镜的表面热变形成倍降低,并且还能同时显著降低镜体温度.讨论了代表热学和力学性质的函数表达式的斜率对镜面热变形的影响,研究表明:功能梯度结构的热物理对镜面形变产生重大影响,而力学性质对镜面形变的影响非常小.该结论可为具有该功能梯度结构的镜子优化设计和制造提供参考.
镜面 大功率激光 有限元分析 功能梯度材料 热变形
