空军工程大学电讯工程学院, 陕西 西安 710077
详细分析了激光击穿空气和激光维持等离子体爆轰波(LSD)的传播机制, 基于Navier-Stokes方程建立了考虑湍流、等离子体辐射的流场分析模型, 采用有限体积法系统分析了推进器喷管内等离子体冲击波流场的演变规律, 研究了单脉冲激光能量大小和脉宽对推进性能的影响。数值仿真中明显捕捉到有关实验中观察到的马赫杆的产生与移动过程; 得出了推力和冲量耦合系数随脉冲能量、脉宽的变化关系, 计算结果与德国空间中心实验吻合得较好, 为脉冲激光器的选择和脉冲参数优化提供了参考依据。
激光技术 激光推进 冲量耦合系数 推力 等离子体冲击波
提高非相干光纤激光组束功率需要较高的光栅衍射效率，通过理论分析和数值仿真，结果表明光栅衍射效率对组束中心波长不敏感，而随着组束波长带宽的增大而急剧减小。为了增加可参与组束的光纤激光器数目，同时确保较高的光栅衍射效率，应将光栅频率f控制在200～400mm－1，光栅厚度t在1～2mm，理论上可以获得10kW量级的组束激光。
激光技术 非相干光纤激光组束 衍射效率 光栅频率 组束波长带宽 laser techniques incoherent fiber laser beam combination diffration efficiency grating frequency wavelength bandwidth
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提高非相干光纤激光组束功率,需要尽可能大的光栅衍射效率.通过理论分析和数值仿真,结果表明PTR布拉格光栅存在最佳厚度,并且光栅衍射效率随着光栅频率和组束波长带宽的减小而增大.在光纤阵列宽度一定的条件下,存在最佳光栅频率值使得总体衍射效率取极大值.实际应用中应选取光栅频率200～700mm-1,组束波长带宽0～20nm,在此基础上进一步设计组束光学系统的其他参数.
非相干光纤激光组束 PTR布拉格光栅 衍射效率 光栅频率 波长带宽
Author Affiliations
Abstract
Telecom. Engineering Institute, Air Force Engineering University, Xi'an
A reflecting ring focusing system for laser propulsion has been designed. A paraboloidal reflector of higher order is constructed to focus the laser energy on a ring which can produce a tire liked ignition region in the thruster. Considering the angle of laser incidence and reflector's coarseness, mathematic models of the focusing performance have been set up through ray tracking method. Moreover, numerical simulations of the shape, size, energy density and spatial characteristics of ignition wire are carried out in order to know the ring focusing system's superiority. The results show that the ring ignition region with a radius of 49 mm produced by a ring focusing system is about one order of magnitude larger than that produced by single point focusing system, which makes the heating of the work substance much more uniformly. Also, the ring focusing system has a better coarseness endurance.
220.4830 Systems design 220.2560 Propagating methods Chinese Optics Letters
2007, 5(s1): 180
采用基于速率方程的离散算法，对双包层Er3+／Yb3+共掺光纤激光器增益介质在不同位置的动态特性进行了分析。研究了增益介质在不同位置上的能级粒子数、激光功率随时间的变化。结果表明：增益介质在不同位置振荡达到稳态前上能级粒子数随时间的变化是不同的，并呈现出了不同的变化特点；不同位置处振荡开始时的最大峰值功率与达到稳态时的功率也不同；不同位置开始振荡的时间相同，达到稳态的时间也基本相同。对这一算法的稳态结果同简化速率方程的稳态分析值进行了对比，显示了泵浦功率较大且光纤长度较长时两者所具有的差异。
Er3+／Yb3+共掺 双包层光纤激光器 动态特性 上能级粒子数 Er3+ /Yb3+ co-doped double-clad fiber laser dynamic behavior upper level population
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基于Er/Tm共掺石英光纤的能级跃迁及能量转移特性,建立了Er3+/Tm3+共掺石英光纤放大器的理论模型.采用离散算法,计算了自发辐射输出功率谱和放大器的信号增益.结果表明,依据模型计算的正向自发辐射输出功率谱与实验结果基本一致;输出信号的3dB增益带宽随不同的光纤长度和泵浦功率而变化;当输入的泵浦功率为0.2W,信号功率为1μW时,Er3+/Tm3+共掺石英光纤放大器的3dB带宽可达到110nm.
Er3+/Tm3+共掺 光纤放大器 3dB带宽 增益
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基于速率方程的离散算法,分析了双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器的动态响应,显示了输出功率和增益的动态特征.当单个脉冲注入放大器时,输出脉冲的峰值功率不仅依赖于输入脉冲的峰值功率,而且依赖于泵浦功率;当脉冲序列注入时,输出脉冲的功率和增益最终将收敛于它们的稳态值.在双信道情况下,输入脉冲重叠时的输出功率和增益变得更陡峭.在连续波泵浦下,反向自发辐射输出功率(ASE-)首先快速地增加到峰值功率,然后单调下降到稳态值;在脉冲波泵浦下,反向自发辐射输出功率(ASE+)与光纤长度成反比,而ASE-与光纤长度成正比.
光纤放大器 动态响应 脉冲信号 Er3+/Yb3+共掺
探讨了超宽带光纤放大器发展的三个方向,并按实现方式的不同,对几种典型的新型宽带光纤放大器从原理、结构、特性和发展现状等方面进行了综述。
掺铒光纤放大器 增益移位 宽带放大 级联 铒镱共掺 光纤拉曼放大器
