Author Affiliations
Abstract
1 Center for Terahertz Waves & School of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin, China
2 The Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, USA
Ultra-broadband, intense, coherent terahertz (THz) radiation can be generated, detected, and manipulated using laser-induced gas or liquid plasma as both the THz wave transmitter and detector, with a frequency coverage spanning across and beyond the whole “THz gap.” Such a research topic is termed “plasma-based THz wave photonics in gas and liquid phases.” In this paper, we review the most important experimental and theoretical works of the topic in the non-relativistic region with pump laser intensity below .
laser-induced ionization ponderomotive force four-wave mixing asymmetric transient current model full quantum mechanical model terahertz wave generation and detection Photonics Insights
2023, 2(3): R06
钢化真空玻璃两侧存在温差是导致其弯曲失效的重要原因之一。通过钢化真空玻璃温差变形试验和数值模拟，得到不同尺寸的钢化真空玻璃(5+0.5V+5)在不同温差下的变形特征。结果表明：钢化真空玻璃受两侧温差形成的球面弯曲曲率半径与钢化玻璃基片的厚度成正比，与钢化玻璃基片的线膨胀系数及两侧温差成反比；钢化真空玻璃的变形量与钢化玻璃基片尺寸、温差大小及曲率半径呈正相关；同一温差下钢化真空玻璃变形量随长边尺寸增大而增大；数值模拟结果与试验结果吻合，相对误差在5%以内，能够为不同尺寸钢化真空玻璃在温差下的变形预测提供参考。
钢化真空玻璃 温差 玻璃尺寸 热变形力学模型 变形 数值模拟 tempered vacuum glass temperature difference glass size thermodeformation mechanical model deformation numerical simulation
1 中铁十八局集团有限公司, 天津 300222
2 江汉大学 爆破工程湖北省重点实验室, 武汉 430056
3 江汉大学 精细爆破省部共建国家重点实验室, 武汉 430056
针对钻孔爆破数值模拟过程中炮孔孔壁压力取值较为复杂的问题, 通过分析炸药爆轰过程以及爆破介质的破坏和运动过程, 构建了孔壁压力的简化计算模型。该模型将爆破过程分为4个阶段: 炸药爆轰炮孔升压、炮孔初步弹性膨胀、孔壁裂纹张开且气体流入、介质剥离抛掷且气体逸出。通过简化分析介质的爆破破坏过程, 分别确定了各阶段的持续时间。通过简化分析爆炸气体体积的变化, 并基于理想气体状态方程, 分别确定了各阶段孔壁压力随时间变化的数学函数。通过现场实验结果对计算模型进行了验证, 计算结果与实验结果吻合情况良好。该计算模型考虑了多种因素对爆破过程的影响, 又未引入难以确定的系数, 方便实际应用, 可用于理论分析或数值模拟中爆破荷载的取值。
爆破 炮孔 爆破荷载 孔壁压力 力学模型 blasting blasthole blasting load blasthole pressure mechanical model
1 中北大学 电子测试技术重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
MEMS仿生矢量水听器是一种新型水声传感器,其工作性能决定于内部MEMS声电换能微结构的几何、材料及流体环境参数。为深入探讨该水听器的工作机理并提高其工作性能,针对其内部微结构通过合理的简化建立了相应的单自由度等效力学模型,并推导出理想流体环境下该微结构一阶固有频率与其几何、材料及流体环境参数间的解析表达式。在此基础上,推导出现有水听器微结构的一阶固有频率,并搭建实验平台进行验证,实验结果表明理论值与实验值间的相对误差低于5%,从而验证了该力学模型的有效性,为水听器的设计及优化提供了理论基础和参考依据,同时也为具有类似结构的传感器的性能分析奠定了基础。
仿生纤毛 矢量水听器 力学模型 固有频率 MEMS MEMS bionic cilium vector hydrophone mechanical model natural frequency 强激光与粒子束
2016, 28(2): 024101
南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室, 江苏 南京 210016
探讨了直线超声电机夹持结构的设计方法。依据直线超声电机夹持结构的设计准则建立了在弹性夹持下的定子力学模型; 研究了夹持结构的法向和切向弹簧刚度对定、动子在接触界面上的法向压力和切向摩擦力的影响规律, 并通过有限元软件进行了仿真分析。最后, 提出了一种切向刚度充分大的夹持方式, 并设计了相应的梁式夹持V型直线超声电机。通过实验对比了设计的梁式夹持超声电机与柔性圆弧式夹持电机的输出特性。结果表明: 相对原有的圆弧式夹持电机, 新直线超声电机的输出力增大了1.7倍, 速度增大了4.6倍, 其最大输出力达到37 N, 最大速度达到1.4 m/s。研究表明, 提高切向弹簧刚度有利于提高电机的输出力和速度, 设计的梁式夹持V型直线超声电机输出特性及稳定性良好。
直线超声电机 夹持方法 力学模型 结构设计 linear ultrasonic motor clamping method mechanical model structure design
为了计算斜梁型电热微致动器的输出位移，基于电-热分析和热平衡原理建立了电热微致动器的电热耦合稳态传热方程。对热-结构进行了分析，运用力法原理建立了微致动器的位移计算模型。然后,用有限元法和实际测试对比验证了温度分布和输出位移的理论值，得到了一致性很好的结果。最后，分析了微致动器输出位移的保持性和重复性，以及结构参数和工艺对微致动器输出位移的影响。分析表明：斜梁的长宽比和倾角是影响微致动器输出位移的主要参数，工艺对输出位移有影响。实验结果表明：9 V和18 V电压下，微致动器的最大位移分别为0.85 μm和2.3 μm，与理论计算结果相对误差为2.2%和12.8%，实测值与理论值误差较小，表明本文推导的斜梁型电热微致动器的输出位移计算公式合理，能够为该类微致动器的设计和计算提供理论依据。
电热微致动器 电-热-结构模型 输出位移 微机电系统 electrothermal microactuator electro-thermo-mechanical model output displacement Micro-electro-mechanic System(MEMS) 光学 精密工程
2013, 21(12): 3080
1 天津大学 精密仪器与光电工程学院， 天津 300072
2 中国船舶重工集团公司 第七一八研究所， 河北 邯郸 056027
针对大功率激光检测技术发展中精密光学调整架存在的刚度不足的问题，设计了一种适合装调大口径光学镜片的精密光学调整架结构，并建立其力学模型，分析其动力学性能，通过420 mm大口径球关节调整架结构俯仰模态理论的分析和实验测试数据之间对比，找出导致调整架结构谐振频率变差的原因。采用优化设计后的大口径调整架第一阶俯仰模态的频率为157.788 Hz，能够很好满足在强振源下的工作需要。
精密光学 调整架 力学模型 谐振频率 振动测试 precision optics mount mechanical model resonant frequency vibration test
1 Physical Electronics and Photonics,Microtechnology Center aqt Chalmers,Department of Micrielectronics and Nanoscience Chalmers University,Fysikgrand 3,S-412 96 Gothenburg,Sweden
2 National Laboratory for Infrared Physics,Shanghai Institure of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,500 Yu-Tian Road ,Shanghai 200083,China
