张春玲
- 作品数：12 被引量：17H指数：4
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- 相关领域：电子电信理学机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 连续激光辅助热加工氧化铝陶瓷热效应分析被引量：4
- 2020年
- 陶瓷材料的性能优越,其加工难度主要表现在加工硬度和加工脆性上,激光辅助热加工陶瓷材料能够有效避免加工时产生表面裂纹。本文采用半解析的方法对于激光加热氧化铝陶瓷材料时的温度变化进行了模拟,分析了不同方向上温度的变化情况,得出了温度场的分布;根据氧化铝陶瓷温度达到1000 K时即可达到软化效果的理论,探讨了不同参数时温度场的分布,以达到较好的软化效果。研究表明,通过对温度场的计算模拟,选取合适的激光参数对不同尺寸的材料进行软化加工,能够有效且高效的达到切割氧化铝硬性材料的工艺要求。
- 李隆薛彪张春玲张春玲潘晓瑞张秋娟
- 关键词：激光加工温度场半解析法氧化铝陶瓷
- 连续LD端面泵浦方片YAG/Yb:YAG复合晶体热效应分析被引量：5
- 2023年
- 以激光二极管(LD)端面泵浦方形YAG/Yb∶YAG复合晶体为研究对象,采用有限元分析方法,并根据热传导理论以及连续LD端面泵浦方形YAG/Yb∶YAG的工作特点,系统分析了泵浦功率、YAG晶体厚度及截面尺寸对激光晶体温度、热应力及热形变的影响。计算过程中经光学耦合系统准直聚焦的泵浦光斑半径为400μm。研究结果表明:当Yb∶YAG晶体尺寸为4 mm×4 mm×1 mm,YAG晶体厚度为0.1 mm时,随着泵浦功率由60 W增加为80 W,YAG/Yb∶YAG方片晶体内最高温升明显增大,由37.19℃变为82.92℃;当YAG晶体厚度由0 mm增加为0.5 mm时,薄片晶体内最大热应力由26.93 MPa变为10.438 MPa,最高温升也随之降低了18.18℃,但由热应力产生的热形变基本保持不变。利用方片YAG/Yb∶YAG复合晶体能够有效降低激光晶体内最大热应力及最高温升,对全固态Yb∶YAG激光器的设计及高功率输出具有指导意义。
- 李隆牛娟张春玲张春玲
- 关键词：激光二极管热效应复合晶体
- 激光二极管端泵Yb:YAG晶体的温度场及应力场
- 2024年
- 为了解决激光二极管端面泵浦Yb:YAG晶体引起的热效应问题,通过对晶体工作特点的分析,建立了周边冷却恒温、端面与空气存在热交换的有限元热模型。利用泊松方程,对Yb:YAG晶体的温度场、热应力场、热形变场和热透镜焦距进行了数值计算,并定量分析了激光二极管泵浦光的高斯阶次、光斑半径和泵浦功率对激光晶体温度场的影响。研究结果表明:若激光二极管泵浦功率为50 W,耦合到泵浦面的光斑半径为400μm时,晶体尺寸为3 mm×3 mm×4 mm、掺杂浓度为5.0 at.%的Yb:YAG晶体端面的最高温升为59.2 K,最大热形变量为0.64567μm,晶体内稳定时最大应力为2.380×108 N/m^(2),热透镜焦距为19.99 mm,该条件下激光器可正常运行。研究结果为全固态Yb:YAG激光器的设计提供了理论依据。
- 李昕阳李隆任嘉欣贺政隆石镨宁江浩张春玲
- 关键词：温度场YB:YAG激光器端面泵浦
- 激光二极管端泵方形Tm:YAG复合晶体的热效应
- 2024年
- 为了有效解决激光二极管端面泵浦激光晶体引起的热效应问题,引入复合晶体的概念,通过两种复合晶体模型(即单端键合和双端键合)来降低激光晶体的热效应。根据激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点,建立端面泵浦方形Tm:YAG复合晶体热模型,利用热传导理论,用有限元分析法对复合晶体的温度场、热应力场和形变量进行了数值计算,分析了单端/双端键合方式、未掺杂晶体长度、增益晶体长度对方形复合晶体内部温度场及形变量的影响。结果表明,平衡状态下,激光二极管泵浦功率为30 W、泵浦光斑半径为400μm时,YAG晶体厚度c_(1)为1 mm,增益晶体厚度c_(2)为1.5 mm,方形单端键合和双端键合的Tm:YAG复合晶体内部最大温升分别为81.2、77.9℃;内部最大应力分别为146、104 MPa;热形变量为0.468、0.172μm。可见,复合晶体能有效缓解晶体的温升和热形变,且双端键合的方式降低晶体热效应的效果更好。当增益晶体厚度为2.6 mm以上时,两种键合方式对复合晶体内部最大温升的影响基本保持一致。该研究为方形Tm:YAG复合晶体的增益晶体厚度、未掺杂晶体厚度的选择提供了参考依据,也为实现Tm:YAG激光器高功率输出目标提供了理论指导。
- 任嘉欣李隆李昕阳杨恒鑫纪玉潇张春玲
- 关键词：激光二极管热形变复合晶体
- 连续LD端面泵浦YAG/Yb∶YAG复合晶体温度场分析被引量：7
- 2022年
- 为了解决激光二极管端面泵浦圆盘晶体引起的热效应问题,根据连续LD端面泵浦圆盘形YAG/Yb∶YAG的工作特点,基于热传导理论建立了复合晶体有限元分析模型。通过设定LD泵浦参数,定量分析了泵浦功率、复合晶体厚度与截面大小对温度场的影响。研究结果表明,当复合晶体几何结构一定时,随泵浦功率增大,晶体温度升高。当泵浦功率为70 W,经光学耦合系统准直聚焦的泵浦光斑半径为400μm时,Yb∶YAG晶体厚度为3 mm,当键合的YAG晶体厚度从0 mm变为0.7 mm时,复合晶体内最高径向温升降低了39.7℃,最高轴向温升降低了238.3℃。在相同泵浦条件下,取YAG晶体厚度为0.5 mm,当复合晶体截面半径由8 mm增加至13 mm时,晶体内沿径向的最高温升降低了32.8℃,沿轴向最高温升降低了171.7℃。利用复合晶体能够降低激光晶体内部热效应,对实现全固态Yb∶YAG激光器高功率输出具有指导意义。
- 李隆牛娟张春玲张春玲薛彪耿鹰鸽
- 关键词：激光器激光二极管复合晶体温度场
- LD端泵Yb∶YAG复合晶体热容激光器的热效应
- 2024年
- 为了解决激光二极管(Laser Diode,LD)端面泵浦的热容激光器在泵浦阶段会在晶体内部产生大量废热的问题,由LD端面泵浦激光晶体的工作特点,建立了泵浦阶段无冷却、端面与空气热交换的Yb∶YAG复合晶体热模型。基于热传导理论,使用有限元方法对Yb∶YAG复合晶体的温度场、应力场及热形变场进行了计算,定量分析了键合长度与键合方式对温度场及热形变场的影响。研究结果表明:若以泵浦功率为50 W、泵浦光高斯半径为300μm的激光二极管对晶体尺寸为3 mm×3 mm×4 mm、键合长度为1 mm、键合方式为单端键合,且掺杂浓度为5.0 at.%的Yb∶YAG复合晶体端面进行泵浦,且工作时长为2 s,晶体内部场的最高温升为248℃、最大热形变量为5.9515μm、最大应力为3.70395×10^(9)N/m^(2)。研究结果对激光二极管端面泵浦的Yb∶YAG热容激光器的设计提供了理论依据。
- 李昕阳李隆任嘉欣贺政隆石镨宁江浩张春玲
- 关键词：热效应
- 石墨烯的储氢制备系统和方法
- 石墨烯的储氢制备系统和方法包括结构模拟单元、模拟数据单元、制备测量单元、数据处理单元和参数反馈单元；结构模拟单元包括碳原子组成的石墨烯基底结构和多个预制为石墨烯基底做金属修饰的修饰结构模型，组合成储氢材料；模拟数据单元计...
- 张欣会陈凤郝劲波陈长城高树理张春玲武戈陈文
- 毫秒脉冲-连续组合激光辐照铝合金温度场分析被引量：2
- 2022年
- 针对毫秒脉冲-连续激光组合激光辐照铝合金材料的温度场特征,基于热传导理论,建立二维轴对称热模型。采用有限元对毫秒脉冲-连续组合激光辐照铝合金的过程进行数值模拟,得到不同加载时间间隔及不同光斑半径组合情况下激光辐照铝合金表面温度场分布及变化规律。结果表明,靶材中心点温度随激光加载时间间隔的增大而升高。在脉冲激光辐照周期结束的同时,再施加连续激光,此时连续激光辐照靶材所造成的温度会显著增加。组合激光辐照铝合金的温度场主要由连续激光决定,但如果选择合适的脉冲激光参数预热,尤其是脉冲激光的功率密度大于8.8×10^(4) W/cm^(2)时,能适量提高靶材中心点的温度。
- 李隆杨建花张春玲
- 关键词：激光技术连续激光数值模拟
- 连续激光二极管端泵Tm:YAG晶体棒热效应
- 2024年
- 根据激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点的分析,建立了激光二极管端面泵浦Tm∶YAG晶体棒热模型,利用热传导理论,用有限元分析法对晶体棒的温度场、热应力场和端面形变量进行了数值计算。分析了激光能量分布不同的激光光束(圆形高斯光斑、椭圆形高斯光斑、圆形平顶光斑、方形平顶光斑)、泵浦光斑半径、Tm ^(3+)掺杂浓度对激光棒内部温度场分布及端面形变量的影响,并绘制三维分布图。结果表明,在稳定状态下,若激光二极管泵浦功率为30 W、泵浦光斑半径为400μm时,掺杂浓度为3.5at.%的Tm∶YAG晶体棒泵浦面的最高温升为124.55℃,其泵浦面的最大应力为246 MPa,沿晶体z轴最大应力为209 MPa,泵浦面最大热形变量为0.888μm。该研究为实现Tm∶YAG激光器的设计提供了理论指导。
- 任嘉欣李隆李昕阳杨恒鑫纪玉潇张春玲
- 关键词：热效应热应力热形变
- 脉冲LD端面泵浦YAG/Nd∶YAG复合晶体热效应分析被引量：4
- 2022年
- 为了解决LD端面泵浦晶体引起的热效应问题,根据脉冲LD端面泵浦复合晶体工作特点,利用热传导理论建立了脉冲激光二极管泵浦YAG/Nd∶YAG复合晶体的有限元热模型。定量分析了泵浦功率、未掺杂晶体厚度、脉冲宽度对复合晶体温度场及热形变量的影响。结果表明,当掺杂晶体厚度为8 mm,未掺杂晶体厚度为3 mm,脉冲宽度为3 ms,经光学耦合系统准直聚焦的泵浦光斑半径为300μm,重复频率为100 Hz时,使用泵浦功率为80 W的脉冲LD端面泵浦复合晶体YAG/Nd∶YAG,泵浦端面中心的最高温度及最大热形变量分别66.84℃和0.12μm。可见,复合晶体能有效缓解晶体的温升和晶体端面的热形变。该研究为实现Nd∶YAG激光器高功率输出目标提供了理论指导。
- 李隆杨建花张春玲张春玲薛彪耿鹰鸽
- 关键词：激光光学复合晶体热效应激光二极管
