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半导体激光泵浦复合晶体固体激光器的热效应

发光学报 2017年第6期38卷 742-746页

作者：杨丽颖李嘉强张金玉徐晓明曹剑核工业理化工程研究院天津300180

为了验证复合晶体使用到半导体泵浦的固体激光器中与非复合晶体的区别,提高半导体泵浦的固体激光器的工作效率,开展了半导体激光泵浦YAP/Tm∶YAP复合晶体固体激光器的热效应的验证实验。采用有限元分析法,模拟了晶体温度及热应力的分布... 详细信息

为了验证复合晶体使用到半导体泵浦的固体激光器中与非复合晶体的区别,提高半导体泵浦的固体激光器的工作效率,开展了半导体激光泵浦YAP/Tm∶YAP复合晶体固体激光器的热效应的验证实验。采用有限元分析法,模拟了晶体温度及热应力的分布,并分析了热透镜长度的变化情况。结果发现,与非复合晶体相比,复合晶体的温度和热应力均有不同程度的下降,复合晶体工作时的最高温度降至其80%,热应力降至其70%。同时也验证了热透镜焦距不随非掺杂晶体长度的增大而改变,这也意味着复合晶体不能有效提高复合激光的光束质量,但是可以确保输出激光光束质量的稳定性。因此可以证实,使用复合晶体能够有效改善激光器的温度和力学特性,但不能优化固体激光器的光束质量。

关键词：复合晶体热效应半导体泵浦固体激光器有限元分析

二极管抽运国产Yb:YAG陶瓷高功率被动调Q激光器

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中国激光 2016年第10期43卷 44-49页

作者：于洋朱江峰李江高子叶王军利谢腾飞潘裕柏魏志义西安电子科技大学物理与光电工程学院陕西西安710071 中国科学院上海硅酸盐研究所透明光功能无机材料重点实验室上海200050 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室光物理重点实验室北京100190

报道了激光二极管(LD)抽运的国产Yb:YAG陶瓷高功率被动调Q激光器。实验中使用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为调Q元件,在6.3 W的吸收抽运功率下得到了被动调Q激光脉冲输出。调Q激光脉冲的最大平均输出功率为1.24 W,脉冲宽度为2.93μs,重... 详细信息

报道了激光二极管(LD)抽运的国产Yb:YAG陶瓷高功率被动调Q激光器。实验中使用半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为调Q元件,在6.3 W的吸收抽运功率下得到了被动调Q激光脉冲输出。调Q激光脉冲的最大平均输出功率为1.24 W,脉冲宽度为2.93μs,重复频率为31kHz,单脉冲能量为40μJ。国产Yb:YAG陶瓷的连续激光和调Q激光的性能研究表明,高质量国产Yb:YAG陶瓷在高功率短脉冲固体激光器方面有潜在的应用价值。

关键词：激光器全固态激光器被动调Q激光二极管抽运 Yb:YAG陶瓷

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最优化算法在EDXRF谱线拟合中的应用

光谱学与光谱分析 2020年第4期40卷 997-1000页

作者：刘明博廖学亮胡学强韩冰沈学静陈吉文王国华王海舟钢铁研究总院北京100081 金属材料表征北京重点实验室北京100081 钢研纳克检测技术股份有限公司北京100081 北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 北京大学附属中学北京100080

在X射线荧光光谱(EDXRF)测试中,由于探测器分辨率的影响,谱线会有不同程度的展宽,多元素存在时谱线还会有一定的重叠。获得纯净的谱线强度,并保证准确测试结果的过程,通常被称为EDXRF解谱。传统的解谱方法包括感兴趣区加和、纯元素谱线... 详细信息

在X射线荧光光谱(EDXRF)测试中,由于探测器分辨率的影响,谱线会有不同程度的展宽,多元素存在时谱线还会有一定的重叠。获得纯净的谱线强度,并保证准确测试结果的过程,通常被称为EDXRF解谱。传统的解谱方法包括感兴趣区加和、纯元素谱线剥离以及干扰系数法等,但这些方法在解决EDXRF解谱问题时都有不同程度的局限性。最优化算法本质上是一种多自变量求极值的方法,首先列出具有多个自变量参数并能够描述真实物理学过程的目标方程,然后设定参数初值和边界条件,通过数学(如共轭梯度法)的运算,得到最优化的目标方程解。将最优化计算的思想应用于EDXRF解谱过程中,假设EDXRF谱图是一系列理想高斯峰的叠加,可以列出其与原始谱图残差的目标方程,根据物理学现象对这些高斯峰的高度、位置和宽度三个参数分别进行估计,此时目标方程的值通常较大,通过设定所有参数各自的边界条件,用共轭梯度法不断调整,做最优化计算,直至该值达到极小,此时多峰叠加的结果与实测谱最为贴合,解谱精度大大提高。利用这种方法研究开发了能用于商业化EDXRF仪器的软件程序。对最优化计算用于EDXRF解谱的方法进行了介绍,并以Pr和Nd混合液的L系EDXRF谱图的解析举例,这段谱线由11个谱峰组成,通过设定33个高斯峰参数的初始值,用共轭梯度法执行33个自变量的最优化计算,运行于普通计算机,经过580 ms的计算,拟合谱与实测谱的残差从37.645减小为1.6994,二者在对比谱图上也极为吻合,从而说明这是一种比较有效的谱线拟合方法。通过对结果的分析还发现,部分谱线的宽度发生了变化,真实地反映了该条谱线是由多条相邻谱线构成的事实。研究创新性在于,将数学中的最优化计算原理应用于EDXRF谱图解析过程中,获得了较好的效果,并以较为复杂的Pr和Nd双稀土元素的L系谱线解析为例进行了说明。

关键词： X射线荧光光谱能谱解谱最优化计算

基于多元约束的小型软X射线偏振望远镜光学设计及优化

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红外与激光工程 2017年第7期46卷 150-156页

作者：张玲沈正祥刘娜余俊王占山同济大学先进微结构材料教育部重点实验室上海200092 同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所上海200092

作为揭示物质在强磁场、强引力场中的行为方式以及天体辐射偏振产生原因的重要手段,X射线偏振探测在近40年来一直是高能天体物理的研究热点。小型软X射线天文偏振探测望远镜采用抛物面聚焦方式将X射线会聚至探测器处,通过在反射镜表面... 详细信息

作为揭示物质在强磁场、强引力场中的行为方式以及天体辐射偏振产生原因的重要手段,X射线偏振探测在近40年来一直是高能天体物理的研究热点。小型软X射线天文偏振探测望远镜采用抛物面聚焦方式将X射线会聚至探测器处,通过在反射镜表面镀制多层膜实现高反射率和能量分辨。文中对小型天文偏振望远镜抛物面的两种空间布局方式,即中心环绕旋转式镜面布局和交叉对称式镜面布局进行了理论分析,构建了综合集光面积和制作难度的优化模型,基于多元约束方式进行了参数优化。结果显示,在系统口径受限、探测器有一定尺寸的实际应用环境中,参数优化后的交叉对称式镜面布局方案较常规中心环绕式设计更有优势,既能获得较大的集光面积,又能兼顾镜面加工的可行性。

关键词： x射线偏振望远镜光学设计多元约束优化

圆锥近似Wolter-Ⅰ型X射线望远镜用柱面反射镜面形误差检测方法

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红外与激光工程 2018年第4期47卷 10-16页

作者：刘娜沈正祥马彬魏振博徐旭东王占山同济大学先进微结构材料教育部重点实验室上海200092 同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所上海200092

基于热弯玻璃的圆锥近似Wolter-Ⅰ型X射线聚焦望远镜采用在凸柱面镜模具上热弯超薄玻璃的反射镜片制作方式,柱面镜低频面形误差和中频波纹度是影响望远镜聚焦性能的主要因素,因此高精度快速检测凹凸柱面镜中低频表面误差是研制中的关键... 详细信息

基于热弯玻璃的圆锥近似Wolter-Ⅰ型X射线聚焦望远镜采用在凸柱面镜模具上热弯超薄玻璃的反射镜片制作方式,柱面镜低频面形误差和中频波纹度是影响望远镜聚焦性能的主要因素,因此高精度快速检测凹凸柱面镜中低频表面误差是研制中的关键技术。传统的柱面样板法无法检测超薄镜片,且只能检测对应样板半径的面形,检测效率低,无法满足要求。采用基于计算全息的零位补偿干涉检测法和激光扫描两种方法,对超光滑凸柱面模具和超薄凹柱面镜片进行快速定量检测,计算了两种检测方法的功率谱密度,通过表面的斜率误差拟合得到点扩散函数曲线和半功率直径。结果表明:两种方法都能够快速定量表征中低频表面误差对X射线望远镜角分辨率的影响,为提高反射镜制作精度和改善X射线望远镜聚焦性能提供了技术支撑。

关键词：圆锥近似Wolter-I望远镜柱面镜检测面形误差计算全息干涉检验激光扫描

基于脉冲涡流热成像的面内方向性热扩散率测量

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计量学报 2019年第6期40卷 1030-1036页

作者：余开科田裕鹏王平尹相杰贾兴伟董世运南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106 中国人民解放军装甲兵工程学院北京100072

针对导电材料面内方向性热扩散率的测量,提出脉冲涡流热成像法这一新方法。该方法采用感应式脉冲线激励源,在导电试件表面形成沿一定方向的感应涡流,实现局部热激励,在非稳态条件下实现了材料面内方向热扩散率的测量;简单调节试件与线... 详细信息

针对导电材料面内方向性热扩散率的测量,提出脉冲涡流热成像法这一新方法。该方法采用感应式脉冲线激励源,在导电试件表面形成沿一定方向的感应涡流,实现局部热激励,在非稳态条件下实现了材料面内方向热扩散率的测量;简单调节试件与线感应激励线圈的角度,就可以快速无损非接触地测量试件在垂直线圈方向上的热扩散率值。对感应线激励下面内热传导及高斯温度分布进行了分析,分别对AISI304不锈钢、纯铁、纯镍3种材料的热扩散率进行了测量,测量结果与手册值相符,偏差小于9.0%,相对扩展不确定度分别为3.18%,3.72%,3.70%。

关键词：计量学热扩散率红外热成像脉冲感应涡流方向性

基于自适应遗传算法的MRS-TEM联合反演方法研究

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地球物理学报 2013年第11期56卷 3728-3740页

作者：万玲林婷婷林君蒋川东嵇艳鞠吉林大学仪器科学与电气工程学院地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026

地面磁共振法(MRS)因具有定性、定量分析地下水能力,而备受关注.传统磁共振地层含水量反演多采用均匀半空间模型,忽略电阻率分布信息对结果的影响.针对这一问题,本文基于多层电介质中磁共振响应理论,提出MRS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法... 详细信息

地面磁共振法(MRS)因具有定性、定量分析地下水能力,而备受关注.传统磁共振地层含水量反演多采用均匀半空间模型,忽略电阻率分布信息对结果的影响.针对这一问题,本文基于多层电介质中磁共振响应理论,提出MRS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法,通过电阻率分布信息对含水量反演过程的实时修正,提高了解释结果的准确度.反演算法采用自适应遗传算法(AGA)进行,基于繁殖规则,动态调整交叉概率和变异概率,解决了标准遗传算法易未成熟收敛而难以得到全局最优解问题.模型数据表明,含噪10%情况下,联合反演仍能较准确地反映地下含水单元模型结构,对比MRS单独反演优势明显.同时,内蒙古白旗野外观测数据联合反演结果与钻井资料基本一致,充分验证了AGA反演算法的实用性及MRS-TEM联合反演的实际意义.

关键词：地面磁共振法瞬变电磁联合反演自适应遗传算法全局最优解

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基于样条估计分位数回归的光伏功率回归模型

湖南大学学报（自然科学版） 2017年第10期44卷 91-98页

作者：路志英任一墨葛路琨天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

光伏发电功率预测的准确与否是太阳能光伏发电是否能够有效地并入当前电网从而大大地提高太阳能利用率的关键.分位数回归是一种能够给出输出量的详细完整分布,从而便于分析与研究的回归模型.样条就是仅在节点处平滑连接的多项式函数,样... 详细信息

光伏发电功率预测的准确与否是太阳能光伏发电是否能够有效地并入当前电网从而大大地提高太阳能利用率的关键.分位数回归是一种能够给出输出量的详细完整分布,从而便于分析与研究的回归模型.样条就是仅在节点处平滑连接的多项式函数,样条估计具有简单易行和计算速度快的优点.本文通过建立基于样条估计的分位数回归模型,在光伏面板发电功率数据的基础上,拟合光伏功率曲线,通过计算残差平方和和确定系数进行对拟合效果的评估.结果表明,该模型利用已有的光伏面板发电功率数据,可以在给出功率预测值的完整分布的同时,准确有效地分析相关因素对光伏发电功率的影响,展现不同分位点的回归拟合效果,从而有效地提高光伏系统对太阳能的利用率,避免光伏发电在接入电网时所产生的不利影响.

关键词：光伏功率预测分位数回归样条估计法概率预测曲线拟合

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微波等离子体炬质谱直接分析水中镉的研究

分析测试学报 2016年第1期35卷 79-84页

作者：蒋涛刘秋菊易兰芳漆文豪曾斌周跃明朱志强陈焕文东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室江西南昌330013 东华理工大学化学生物材料学院江西南昌330013

建立了一种测量水中痕量镉的质谱电离新方法。以微波等离子体炬（MPT）为离子源,结合质谱仪器可直接分析水样而无需任何样品预处理。水样直接通过雾化器雾化形成气溶胶,气溶胶经加热冷却循环及浓硫酸干燥后,由MPT中心管道引入等离子体,... 详细信息

建立了一种测量水中痕量镉的质谱电离新方法。以微波等离子体炬（MPT）为离子源,结合质谱仪器可直接分析水样而无需任何样品预处理。水样直接通过雾化器雾化形成气溶胶,气溶胶经加热冷却循环及浓硫酸干燥后,由MPT中心管道引入等离子体,产生的离子采用四极杆质谱仪（QMS）检测,得到镉的MPT特征质谱。根据镉的特征质谱进行定量分析。结果表明,114Cd的信号强度与溶液中镉离子浓度在300~3 000ng/L范围内呈良好线性关系,相关系数可达0.994 96,检出限（LOD）为72.7 ng/L。对实际水样（自来水、太湖湖水、赣州龙南井水、矿泉水）进行分析,加标回收率为90.6%~112.2%,10次测量的相对标准偏差（RSD,n=10）为7.1%~21.5%,单个样品测试可在2~3 min内完成。因此,MPT质谱法对水中有害金属镉的快速测量具有一定优势,作为传统ICP质谱检测的有力补充,可以发展成为在线分析方法,应用于环境水、生活水质量监控等领域。

关键词：微波等离子体炬(MPT) 等离子体质谱镉水