强激光与粒子束
2022, 34(3): 031013
Author Affiliations
Abstract
1 ENEA, Fusion and Technologies for Nuclear Safety Department, C.R. Frascati, Frascati (Rome), Italy
2 Lebedev Physical Institute, Moscow, Russia
3 Università di Roma La Sapienza, Roma, Italy
4 INRS-EMT, Varennes, Québec, Canada
Porous materials have many applications for laser–matter interaction experiments related to inertial confinement fusion. Obtaining new knowledge about the properties of the laser-produced plasma of porous media is a challenging task. In this work, we report, for the first time to the best of our knowledge, the time-dependent measurement of the reflected light of a terawatt laser pulse from the laser-produced plasma of low-Z foam material of overcritical density. The experiments have been performed with the ABC laser, with targets constituted by foam of overcritical density and by solid media of the same chemical composition. We implemented in the MULTI-FM code a model for the light reflection to reproduce and interpret the experimental results. Using the simulations together with the experimental results, we indicate a criterion for estimating the homogenization time of the laser-produced plasma, whose measurement is challenging with direct diagnostic techniques and still not achieved.
porous materials foams high-power lasers numerical simulations inertial confinement fusion High Power Laser Science and Engineering
2021, 9(3): 03000e40
1 华南理工大学物理与光电学院, 广东 广州 510641
2 广东晶启激光科技有限公司, 广东 东莞 523808
光子晶体是由介电材料周期排列构成的人工微结构,在集成光电子学、微纳光子学等领域具有广阔的应用前景。本文对多光束全息干涉法制作复式光子晶体进行了理论和数值研究,根据多光束干涉原理给出了一种复式光子晶体的光束配置,并编写了MATLAB仿真程序,仿真结果与理论预测符合得很好。在此基础上,研究了单束、两束、三束以及四束光的不同偏振组合对复式光子晶体元胞的影响规律。研究结果表明,光束偏振组合对元胞的影响十分显著,在不同的偏振组合条件下可以获得双水滴状、双圆形等各种元胞形状;当所有光束同为线偏振时,复式光子晶体具有最佳的对比度。此外,本文还探讨了入射光初相位的变化对复式光子晶体元胞的影响。研究结果对于设计具有各种元胞形状的复式光子晶体具有指导意义,并可用于物理实验教学。
材料 光子晶体 全息干涉法 复式微结构 数值仿真 偏振组合 对比度 光学学报
2021, 41(11): 1116002
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621999
针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置, 结合目前FEL实验的实际情况, 完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算, 确定了不同频段实验所需合适的波导间隙。理论分析与数值模拟表明, 光腔加入波导管后减少了腔损耗, 使腔内增益提高约30%。完成了不同波导间隙在不同频段的影响计算, 并确定了不同频段合适的波导间隙。进一步考察了波导间隙在14 mm和22 mm时对光腔质量及品质的影响。
自由电子激光 太赫兹 光腔 波导 数值模拟 Free Electron Laser Terahertz optical resonator waveguide numerical simulations 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(5): 702
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In high-power laser systems (HPLSs), understanding debris-removal trajectories is important in eliminating debris from the surfaces of transport mirrors online and keeping other optical components free from contamination. NS equations, the RNG k–" model and the discrete phase model of the Euler–Lagrange method are used to conduct numerical simulations on the trajectories of contaminant particles of different sizes and types on the mirror surface using Fluent commercial software. A useful device is fabricated based on the simulation results. This device can capture and collect debris from the mirror surface online. Consequently, the effect of debris contamination on other optical components is avoided, cleaning time is shortened, and ultimately, the cleanliness of the mirrors in HPLSs is ensured.
cleanliness of the mirror debris trajectory Fluent high-power laser systems numerical simulations High Power Laser Science and Engineering
2015, 3(1): 010000e5
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 安徽省光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
当选择YSGG、GGG、GSGG、YAG、YLF作为基质材料时, Er3 + 的4I11/2 能级和4I13/2 能级之间能够跃迁产生2.7~3{\\mkern 1mu}μm的激光,该波段激光在医疗、**等方面有着重要的应用价值。 在790 nm, Er:YSGG作为工作物质可产生2.79 μm激光。 通过建立Er:YSGG能级跃迁的速率方程,理论分析了转镜调Q激光器的系统特性, 并在此基础上进行了数值模拟。结果显示在给定激光工作物质各项参数的情况下, 系统各个变量能够对转镜调Q激光器的性能产生影响。这些结果将为类似实验的设计和改进提供理论指导。
激光技术 数值模拟 速率方程 转镜调Q laser techniques numerical simulations rate equation rotating mirror Q-switched
四川大学 材料科学与工程学院, 成都 610065
具有禁带宽度在1.45~2.25eV连续可调特性的Cd1-xZnxTe(CZT)薄膜, 用于顶电池在叠层薄膜太阳电池中有巨大的应用潜力。文章使用AMPS-1D对CdS/CZT结构的薄膜太阳电池进行模拟, 研究了CZT与金属接触的背电极势垒、CZT薄膜厚度及掺杂浓度对CdS/CZT电池器件性能的影响。结果表明, 需要采用功函数高(大于5.8eV)的金属作为背电极以消除背电极势垒;CZT薄膜厚度低于10μm时, 增加厚度有助于增大电池短路电流;当CZT具有适当厚度(~6μm)时, 对CZT层进行重掺杂(掺杂浓度1019~1021cm-3)有助于获得更高效率的CdS/CZT电池。
数值模拟 叠层电池 效率 CZT CZT numerical simulations laminated cell efficiency
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
2 中国工程物理研究院 太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
在1~3 THz频段内设计了11个分点频率, 对每一频率的对应的场强和电子束能量进行了选取和计算。模拟结果表明:采用目前参数基本能够达到设计要求;辐射频段在2.6 THz附近时装置输出功率和增益都比较高, 可以先锁定这个频段附近进行实验的调试;在长波段即1 THz左右时, 滑移效应显著, 腔增益和输出功率较低, 实验实现比较困难, 因此在1 THz频段附近必须积极想办法来提高输出功率。
自由电子激光 光腔 太赫兹 数值模拟 free-electron laser optical resonator terahertz numerical simulations
长治学院电子信息与物理系, 山西 长治 046011
为了实现在纵向变化的参量控制下(2+1)维空间光孤子不稳定性的抑制,通过数值求解变系数(2+1)维 非线性薛定谔方程,讨论了在参量控制下的(2+1)维空间光孤子。结果发现,一定的参量控制,即沿传播方向周期性 改变的衍射参量和自聚焦效应参量可有效抑制(2+1)维空间光孤子的不稳定性。另外,进一步的数值计算表明, 在一定参量控制下(2+1)维空间光孤子的传输对损耗,有限的扰动,如白噪声等不敏感。 这表明参量控制的(2+1)维空间光孤子应该是稳定的。
非线性光学 参量控制 数值模拟 (2+1)维空间光孤子 nonlinear optics parameter control numerical simulations (2+1)-dimensional spatial optical soliton