1 固体激光技术重点实验室, 北京 100015
2 中国电子科技集团公司第十一研究所, 北京 100015
针对端面泵浦固体激光器的微通道冷却结构,基于流-固-热耦合的数值方法计算了不同冷却液流量下增益介质内部的温度分布和冷却结构的流动阻力,为下一步冷却结构的改进提供了理论依据。计算结果表明:当冷却液流量增加至15 L/min时,增益介质的最高温度不再出现明显下降,此时微通道冷却结构的内部流动阻力不会对冷却系统运行造成明显的影响;冷却结构的进出口位置及水冷方向对增益介质内部的热分布具有较大的影响。
激光光学 激光冷却 固体激光器 热效应 微通道冷却 数值计算
1 陇东学院 电气工程学院, 甘肃 庆阳 745000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 中国科学院超快诊断技术创新重点实验室, 西安 710119
3 中国科学院大学, 北京 100049
建立了各向异性聚焦大动态条纹变像管电子光学模型, 通过求解整个系统的电场分布对可能的高压打火点进行了分析, 研究了电四极透镜对条纹管放大倍率以及静态和动态像质的影响, 并计算了该管型的时间畸变.结果表明, 在20 mm长狭缝的情况下, 时间畸变为15 ps, 在这15 ps内, 偏转器所施加的扫描电压的变化范围仅为3.06 V, 因此由时间畸变导致狭缝像弯曲的现象几乎可以忽略.实验测试得该条纹相机的时间分辨可达1.8 ps, 在时间分辨为8 ps时, 动态范围超过1 000∶1.
条纹相机 数值计算 动态范围 狭缝像 时间畸变 电四极透镜 Streak camera Numerical computation Dynamic range Slit image Temporal distortion Electric quadrupole lens 光子学报
2018, 47(12): 1223003
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
受化学氧碘激光器(COIL)高效率小型化及新型压力恢复技术发展的推动，考虑COIL中气体氧的低温吸附问题。从质量守恒观点出发考察了气体流过沸石多孔床的压力与速度的关系，建立了吸附剂吸收的物质与气流中物质关系的吸附平衡方程。由吸附物较少的特点，得出在确定的压力梯度下速度为常数的近似。由吸附平衡方程与吸附速率方程，构成低温吸附模型方程，其中，亨利等温线方程作为辅助关系。对低温吸附模型方程作数值求解，得到了气流中氧质量浓度及吸收的氧质量浓度随时间变化的规律，以及这些质量浓度分布的长时间渐近特征。
低温吸附 多孔介质 化学氧碘激光器 数值计算 cryosorption porous material chemical oxygen iodine laser numerical computation 强激光与粒子束
2014, 26(9): 091016
北京航空航天大学航空科学与工程学院， 北京 100191
尾焰是直升机红外辐射的主要来源之一。通过将直升机尾焰流场模型、气体辐射指数宽谱带模型(EWBM)和辐射传输方程( RTE)相结合，发展了一种直升机尾焰红外辐射特性估算方法。通过 2个算例从不同的角度对该方法进行了验证，结果表明：采用该方法对尾焰红外辐射进行计算与分析是可行的，能满足工程设计的需要。
排气系统 直升机尾焰 红外辐射 数值计算 exhaust system helicopter plume infrared radiation numerical computation EWBM EWBM RTE RTE
复旦大学信息科学与工程学院光源与照明工程系, 上海 200433
在LED照明应用中为实现矩形均匀照度分布要求，提出了一种基于一阶线性偏微分方程的自由曲面反射器设计方法。基于微分几何理论和折射定律描述了光线与自由曲面的相互作用。根据LED光源特性建立了朗伯光源与矩形被照面之间的能量拓扑关系，推导了自由曲面反射器的一阶线性偏微分方程和边界条件。分别使用Runge-Kutta法和有限差分法对边界条件和偏微分方程进行数值计算，并对计算结果进行光线追迹仿真。仿真结果表明自由曲面反射器光通利用率达到了94%，矩形被照面横向照度均匀度达到了0.9，纵向照度均匀度达到了0.8。程序计算时间少于1 s。
光学设计 自由曲面反射器 数值计算 矩形照度分布 LED照明 光学学报
2012, 32(10): 1022006
南京航空航天大学能源与动力学院，江苏 南京 210016
目标自身热辐射主要的影响因素是目标的表面温度和发射率。针对某型地面作业的移动式空冷柴油发电机的红外隐身效果进行研究，考虑了地面的辐射作用。结果表明保温箱体外壁面和对地热流通道设计有效的降低了箱体外表面的温度以及红外辐射强度，而且模型的整体辐射强度远远小于地面的辐射强度。
移动式柴油发电机 红外辐射 隐身 数值计算 mobile diesel generator infrared radiant stealth numerical computation
1 济南大学 理学院,山东 济南 250022
2 山东财政学院 统计与数理学院,山东 济南 250014
研究了二次谐波(SHW)是负折射率而基频光是正折射率的材料中,影响二次谐波转换效率的因素。根据考虑了走离效应、相位失配和振幅缓变近似情况下的二次谐波的耦合波方程,推导出了二次谐波转换效率的严格解析表达式。采用数值计算的方法分别研究了相位失配量Δk、走离角ρ和基频光强对转换效率的影响。结果表明,当基频光强较小时,二次谐波的转换效率随着基频光强的增加而增大;随着走离角和相位失配量的增大而减小。基频光强较大时,随着负折射率材料的长度或基频光强的增加,二次谐波的转换效率呈现明显的周期性变化。负折射率材料长度对转换效率的影响与基频光强一样。
非线性光学 二次谐波的转换效率 数值计算 负折射率材料
运用场匹配法和傅里叶级数理论,提出一种原则上可数值求解任意同轴周期慢波结构色散特性的方法,给出了同轴慢波结构TMon模的色散方程。基于该方法,编制了Matlab程序,给出了同轴波纹波导和同轴双波纹波导色散特性,以算例形式分析计算了同轴盘荷波导的色散特性。数值计算结果与多维全电磁模拟软件结果进行比较,证明了该数值算法的准确性和可靠性。
同轴周期慢波结构 色散特性 场匹配法 傅里叶级数 数值计算 高功率微波 coaxial periodic slow-wave structure dispersion characteristics field-matching method Fourier series numerical computation high power microwave
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
对环形非稳腔激光器做数值计算模拟，给带有倒向波抑制(RWS)镜的环形非稳腔激光器的设计提供了数值参考。通过自洽方程，用Matlab计算带有倒向波抑制镜的环形非稳腔正、倒向波的稳定过程。改变腔长、放大率等参数来计算，发现使用倒向波抑制镜能明显提高正向波的输出，并能抑制倒向波。气体分子的多普勒频移导致正、倒向波的频率变化。频率分开的越小，竞争越大，抑制效果越好，正向波输出功率则有所下降。对于特定的结构，存在最佳的放大率，使正向波的输出最大。计算结果表明，倒向波抑制镜的引入能增大环形非稳腔输出功率。计算结果对实际环形非稳腔的设计十分有用。
激光器 环形非稳腔 倒向波抑制 数值计算 抑制比
1 武汉大学,电子信息学院,湖北,武汉,430079
2 浙江省质量技术监督检测研究院,浙江,杭州,310013
为了探究定向棱镜谐振腔激光模式分布情况,通过连续利用反射系统的光线矢量的反射定律,推导出具有二面角误差的角锥棱镜相位模型,首次创新性地建立了定向棱镜腔的光场数学模型,并运用FOX-LI的理论,研制了一套求解各种腔形的稳态模的场分布软件.用这套软件模拟出了定向棱镜谐振腔自再现模的分布.同时,针对免调试固体激光器(定向棱镜腔)进行实验,将模拟所得结果与实际激光器的输出近场、远场光斑,以及与光束质量分析仪检测分析结果进行了对比,取得了较好的效果.
激光模式 角锥棱镜 数值计算 角度误差 面形误差 Laser mode Cube-comer prism Numerical computation Dihedral angle offset Flatness error
