为了研究超短激光脉冲光束质量对焦斑的影响, 采用经典的几何模型进行了理论模拟分析, 并实验研究了离轴90°抛物面镜的飞秒激光光束的紧聚焦特性。由理论分析和实验结果可知, 当入射失准角为3mrad时, 将从空间上使焦斑峰值功率密度减半, 失准角的存在将引起到达靶面的激光脉冲的时间展宽从而降低焦斑峰值功率密度; 利用3TW钛宝石飞秒激光系统, 通过f/1离轴90°抛物面镜对激光束进行紧聚焦, 得到最佳焦斑尺寸为5.6μm×5.4μm, 对应于3mJ和96mJ的飞秒脉冲激光光束的焦斑峰值功率密度分别为3.83×1017W/cm2和1.23×1019W/cm2。结果表明, 该研究为开展激光与固体、气体、团簇等物质相互作用的相关实验提供了重要的参考。
激光光学 峰值功率密度 超短激光脉冲紧聚焦 离轴抛物面镜 laser optics peak power density focal spot of ultra-short laser pulse off-axis parabolic mirror
1 哈尔滨工业大学MEMS中心,黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学 微系统与微结构制造教育部重点实验室,黑龙江 哈尔滨150001
分别以硅和不锈钢材料为极板研制了两种结构简单、体积小、比能量密度高的微型直接甲醇燃料电池,并介绍了该电池的工作原理和结构。利用光刻、溅射和腐蚀等MEMS技术完成了硅基微型直接甲醇燃料电池的制作,实验测试表明,在室温条件下,使用1.5mol/L甲醇溶液供液时其开路输出电压为520mV,最大输出功率密度达到5.9mW/cm2；利用非硅微加工技术完成的不锈钢微型直接甲醇燃料电池,在室温下用2mol/L甲醇溶液供液时开路输出电压为650mV,最大输出功率密度达到15.8mW/cm2
甲醇燃料电池 硅基技术 非硅微加工 微机电系统 最大功率密度 methanol fuel cell silicon-based technology non-silicon micromachining techonology MEMS peak power density
