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基于硫铟锌纳米花的被动调Q激光研究

光学学报 2023年

作者：朱宜璇仝鲁阳蔡阳健赵丽娜郑立仁山东师范大学物理与电子科学学院光场调控及应用中心山东省光学与光子器件技术重点实验室山东省光场调控及应用协同创新中心华东师范大学与山东师范大学光调控科学与光子集成芯片联合研究中心

为了探索二维三元硫化物材料的可饱和吸收特性，我们采用溶液法合成了二维硫铟锌纳米花，并测量了其可饱和吸收参数，饱和强度为675 MW/cm2，调制深度为7.8%。通过搭建1μm全固态激光器，获得了最大240 mW的输出功率，最大重复频率为629... 详细信息

为了探索二维三元硫化物材料的可饱和吸收特性，我们采用溶液法合成了二维硫铟锌纳米花，并测量了其可饱和吸收参数，饱和强度为675 MW/cm2，调制深度为7.8%。通过搭建1μm全固态激光器，获得了最大240 mW的输出功率，最大重复频率为629.08kHz，最小脉冲宽度为388 ns，相应的单脉冲能量为0.38μJ，峰值功率为0.98 W。结果表明，由于硫空位的存在，硫铟锌纳米花能够吸收能量低于其带宽的光子，在近红外区域，表现出良好的可饱和吸收特性，在激光器中，能够获得高重复频率和短脉宽的激光输出。因此，基于硫铟锌纳米材料的可饱和吸收体在调Q脉冲激光器中具有很好的应用前景。

关键词：脉冲激光可饱和吸收体二维材料硫空位硫铟锌

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非线性镜锁模全固态超快激光器研究

非线性镜锁模全固态超快激光器研究

作者：仝鲁阳山东师范大学

学位级别：硕士

全固态激光器蕴含了半导体激光器（LD）与固体激光器的各种优点,具有平均和峰值功率高、转换效率高、光束质量好、结构紧凑、性能稳定、体积小、寿命长、激光输出波段广和工作方式多样等特点。被广泛应用于激光精细加工、激光通信、激... 详细信息

全固态激光器蕴含了半导体激光器（LD）与固体激光器的各种优点,具有平均和峰值功率高、转换效率高、光束质量好、结构紧凑、性能稳定、体积小、寿命长、激光输出波段广和工作方式多样等特点。被广泛应用于激光精细加工、激光通信、激光雷达、生物医学、大气探测和军事等众多领域。本文主要以中心波长为976 nm的半导体激光器来泵浦吸收截面大、发射截面范围宽的Yb:CALGO激光晶体,使用BBO（偏硼酸钡）和Mg:LN（掺镁铌酸锂）晶体分别与输出镜组成的非线性镜作为锁模元件,研究了Yb:CALGO激光器的连续、脉冲、可调谐等性能。主要内容如下:1.主要介绍了全固态激光器的发展历程和锁模技术的基本原理,分析了激光谐振腔的基本理论并介绍了谐振腔的设计方法。还详细介绍了实验中用到的激光增益介质Yb:CALGO晶体与非线性晶体BBO及Mg:LN晶体。2.介绍了非线性频率变换中的相位匹配理论及相位匹配方法:双折射相位匹配（Birefringent phase matching,BPM）。由非线性晶体与输出镜组成的非线性镜及其锁模原理,并简单介绍了非线性镜锁模超快激光器的研究进展。3.以中心波长为976 nm的半导体激光器泵浦Yb:CALGO晶体,并搭建了“Z”型折叠腔,基于双折射相位匹配的I型相位匹配BBO晶体和二向色镜,形成了用于被动锁模的非线性镜,实现了稳定的1052 nm超快激光输出,平均输出功率达到1.78 W,光光转换效率为22.6%,重复频率为116 MHz,锁模激光的光谱带宽为1.2 nm。4.在BBO非线性锁模激光器的基础上,使用有效非线性系数更大的MgO:LN晶体替代BBO晶体,并在腔内加入以布儒斯特角放置的双折射滤光片用于波长调谐。在连续波（CW）工作下,波长可调谐范围可达45 nm,并可在1039至1062 nm的23 nm范围下进行锁模操作,锁模激光器的最大输出功率达到了1.46 W,光光转换效率为18.6%。在1049nm处的输出脉冲持续时间约为8 ps,重复频率为115.5 MHz,锁模激光的光谱带宽为1.7nm。

关键词：全固态激光器非线性镜锁模超快激光双折射相位匹配 Yb:CALGO

基于PPLN晶体腔内倍频的Yb:LYSO连续激光器研究

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山东师范大学学报（自然科学版） 2018年第1期33卷 69-72,75页

作者：曾鑫仝鲁阳王飞虎赵丽娜山东师范大学物理与电子科学学院济南250358

我们使用Yb:LYSO为激光晶体,以976 nm的激光二极管(Laser Diode,LD)为泵浦光源实现了1μm波段的连续激光输出,研究了1%、2%、9%三种腔镜透过率时的输出功率和输出激光波长的变化,利用2%的腔镜为输出镜,MgO:PPLN晶体为非线性晶体对1 058... 详细信息

我们使用Yb:LYSO为激光晶体,以976 nm的激光二极管(Laser Diode,LD)为泵浦光源实现了1μm波段的连续激光输出,研究了1%、2%、9%三种腔镜透过率时的输出功率和输出激光波长的变化,利用2%的腔镜为输出镜,MgO:PPLN晶体为非线性晶体对1 058 nm的连续激光进行腔内倍频,最终获得了90 mW的529 nm绿光输出.

关键词：腔内倍频 MsO PPLN晶体全固态激光器

Theoretical analysis of periodically poled LiNbO_(3) nonlinear mirror and its application in a passively mode-locked Nd:YSAG laser

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Chinese Optics Letters 2021年第9期19卷 63-67页

作者：赵丽娜蔡芳馨仝鲁阳袁野张文雨蔡阳健 College of Physics and Electronics Center of Light Manipulations and ApplicationsShandong Normal UniversityJinan 250014China Shandong Provincial Key Laboratory of Optics and Photonic Device Jinan 250014China

In this paper, we report a passively mode-locked Nd∶Y3Sc2Al3O12(Nd:YSAG) laser using a periodically poled Li Nb O3(PPLN)superlattice. Nonlinear mirror mode locking based on PPLN intracavity frequency doubling was theoretically analyzed. The modulation depth of nonlinear reflectivity of the nonlinear mirror is approximately 8.8%. Optical performances of the modelocked laser including output power, radio frequency spectrum, and optical spectrum were experimentally investigated. An average output power of 710 m W with a slope efficiency of 14.6% was obtained at the pump power of 6.5 W. The repetition rate is 101.7 MHz, and the signal-to-noise ratio of the mode-locked pulse is 45 d B. The mode-locked pulse width was approximately 9 ps.

关键词： Nd:YSAG periodically poled LiNbO3 superlattice passively mode-locked laser

锁相环动态对切换延迟导致的VSC暂态过电压的影响

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电网技术 2024年

作者：赵博元路晨陈磊闵勇李鲁阳清华大学电机工程与应用电子技术系国家电网有限公司华北分部

随着“碳达峰、碳中和”战略的深入实施，新能源占比不断提升，新能源汇集地区电网强度较弱，交流短路故障后的暂态过电压易引发连锁故障。本文基于电压源型并网变流器（Voltage Source Converter， VSC）低电压穿越切换控制模型，分析... 详细信息

随着“碳达峰、碳中和”战略的深入实施，新能源占比不断提升，新能源汇集地区电网强度较弱，交流短路故障后的暂态过电压易引发连锁故障。本文基于电压源型并网变流器（Voltage Source Converter， VSC）低电压穿越切换控制模型，分析了锁相环动态对故障后VSC延迟切换导致的暂态过电压的影响。研究结果表明，短路故障清除时刻并网点电压相位一般向后跳变，由于锁相环动态，使延迟过程中动态无功支撑电流失准，若VSC在低电压穿越期间只注入无功电流，该失准现象有利于暂态过电压改善，若同时注入有功电流，在锁相环参数不合适时可能会恶化暂态过电压水平。此外，本文还得到了锁相环PI参数整定解析方法，以保证利用锁相环动态抑制故障后暂态过电压水平。MATLAB电磁暂态仿真验证了分析结论。

关键词： VSC 暂态过电压低电压穿越锁相环动态切换延迟

双馈风机对电网频率扰动的动态响应建模与分析

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 75-85页

作者：李鲁阳王方政陈磊王罗闵勇刘喜泉清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京市100038

含高比例新能源和高比例电力电子设备的电力系统频率调节能力下降,频率安全问题突出。新能源发电设备利用电力电子接口并网,一般采用最大功率点跟踪控制,被认为不响应系统频率变化。但是,双馈风机通过定子回路与电网直接耦合,会在机电... 详细信息

含高比例新能源和高比例电力电子设备的电力系统频率调节能力下降,频率安全问题突出。新能源发电设备利用电力电子接口并网,一般采用最大功率点跟踪控制,被认为不响应系统频率变化。但是,双馈风机通过定子回路与电网直接耦合,会在机电耦合与转子回路解耦控制的共同作用下对频率扰动产生复杂的响应。已有研究注意到该特性,但目前还缺乏准确描述双馈风机频率响应过程的模型和对特性机理的深入分析。为此,提出一种不依赖并网点电压信息、可直接集成于电力系统频率响应模型的双馈风机降阶频率响应模型。利用该模型揭示了双馈风机的频率响应机制为锁相环和外环的级联耦合效应,并证明其频率响应不属于惯量响应的范畴。最后,分析了双馈风机对电力系统频率动态的影响。

关键词：双馈风机频率响应新能源频率安全惯量响应

仿鹰鸽捕食逃逸行为的多无人机分组对抗博弈方法

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控制理论与应用 2024年第5期41卷 855-865页

作者：仝秉达段海滨魏晨北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院仿生自主飞行系统研究组北京100083 鹏城实验室广东深圳518055

针对多无人机对抗问题,本文提出了一种三维空间中仿鹰鸽捕食逃逸行为的多无人机分组对抗博弈方法.在分析鹰鸽捕食逃逸行为的基础上,文章构建了多无人机博弈对抗系统模型,并定义了微分博弈中的连续可微值函数,证明了值函数满足Hamilton-J... 详细信息

针对多无人机对抗问题,本文提出了一种三维空间中仿鹰鸽捕食逃逸行为的多无人机分组对抗博弈方法.在分析鹰鸽捕食逃逸行为的基础上,文章构建了多无人机博弈对抗系统模型,并定义了微分博弈中的连续可微值函数,证明了值函数满足Hamilton-Jacobi-Isaacs(HJI)方程,从而保证鞍点策略存在.使用最优分配方法,为仿鹰无人机一方设计了分组对抗分配策略,以解决多无人机追逃场景中的任务分配问题.本文对比仿真实验结果验证了所提出方法的有效性.

关键词：多无人机对抗微分博弈任务分配捕食逃逸鞍点策略

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两类数据驱动计算均匀化方法对比研究

力学学报 2024年第7期 1931-1942页

作者：白晓伟赵鲁阳李亮罗利龙阳杰胡衡武汉大学土木建筑工程学院中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室宁夏大学数学统计学院

目前针对非均质材料与结构的多尺度仿真尚面临本构建模复杂和多尺度计算成本高的难题.数据驱动计算均匀化方法一方面通过数据科学的手段降低与本构模型相关的人力和时间成本,另一方面将耗时的细观问题计算移至线下进行,从而显著提升非... 详细信息

目前针对非均质材料与结构的多尺度仿真尚面临本构建模复杂和多尺度计算成本高的难题.数据驱动计算均匀化方法一方面通过数据科学的手段降低与本构模型相关的人力和时间成本,另一方面将耗时的细观问题计算移至线下进行,从而显著提升非均质材料与结构的在线计算效率.该方法按控制方程的来源可大致分为两类:第一类是基于能量泛函的数据驱动算法,旨在通过人工智能手段高效地获取材料本构关系,继而在经典计算力学框架下通过能量极值求解问题;第二类是基于距离泛函的数据驱动算法,其绕开材料本构建模过程,直接利用本构数据中的点与满足守恒方程的点的距离极值寻求问题的解.文章简要回顾两类数据驱动计算均匀化方法的求解思路,以纤维增强复合材料结构为例,分别从定性和定量的角度分析样本数据量对两类算法计算效率和精度的影响,继而从算法实现、计算精度、计算效率和后处理等方面进行对比分析,探讨两者在求解多尺度问题时的优势与不足,以期为发展高效的非均质材料结构分析技术提供参考.

关键词：数据驱动计算力学计算均匀化非均质材料与结构

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动态再结晶对纯镍热压连接界面结合率的影响

中国有色金属学报 2024年

作者：仝珏川袁瑶仝大明郭正洪顾剑锋上海交通大学材料改性与数值模拟研究所上海市激光制造与材料改性重点实验室

为研究热压连接过程中显微组织演化与连接界面结合效果的关系，以纯镍试棒为载体进行单向热压模拟实验。通过采用不同温度和变形速率的组合，触发了不同类型的不连续动态再结晶。对热压后的试棒经室温拉伸测试和显微组织表征发现，热压... 详细信息

为研究热压连接过程中显微组织演化与连接界面结合效果的关系，以纯镍试棒为载体进行单向热压模拟实验。通过采用不同温度和变形速率的组合，触发了不同类型的不连续动态再结晶。对热压后的试棒经室温拉伸测试和显微组织表征发现，热压温度高至1100℃和热压变形速率低至0.001s-1的组合易于触发晶界弓出的再结晶方式，分体试棒连接界面的迁移效应显著，导致高的结合率；而热压温度低至800℃和热压变形速率高至0.01s-1的组合主要导致亚晶合并的再结晶方式，其对界面迁移的影响相对较弱，分体试棒的界面结合率较低。亚晶合并耦合多相场法的界面迁移模型分析同样表明，亚晶合并形核仅能消除小角度晶界，而对大角度晶界(如连接界面)的消除效果较弱。

关键词：热压连接不连续动态再结晶连接界面结合再结晶形核类型多相场法