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資本市場

合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院研發(fā)新型激光熱源空間調(diào)制技術(shù)

來源:中國高校之窗2019-04-15 我要評論(0 )   

近日,合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院盧榮勝教授科研團(tuán)隊提出了一種全新的激光熱源空間調(diào)制技術(shù),實現(xiàn)了光學(xué)材料激光誘導(dǎo)光

近日,合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院盧榮勝教授科研團(tuán)隊提出了一種全新的激光熱源空間調(diào)制技術(shù),實現(xiàn)了光學(xué)材料激光誘導(dǎo)光熱檢測靈敏度和效率的大幅提升,在強(qiáng)激光材料開發(fā)、強(qiáng)激光元器件制備和強(qiáng)激光系統(tǒng)實現(xiàn)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。該成果近日刊發(fā)在應(yīng)用物理類國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《應(yīng)用物理快報》2019年第114卷13期上,并同時入選當(dāng)期特色論文(Featured article)和科學(xué)之光(AIP Scilight)。

大型強(qiáng)激光和激光核聚變研究對提高綜合國力具有重要意義。由于激光能量極高,系統(tǒng)元器件對光學(xué)材料品質(zhì)要求極其苛刻,而對相關(guān)設(shè)備中大量光學(xué)材料的光學(xué)吸收和熱物特性進(jìn)行檢測,是其關(guān)鍵技術(shù)之一。目前,我國相關(guān)科研裝置采用的激光誘導(dǎo)光熱檢測技術(shù),通過對泵浦激光能量的時間調(diào)制引發(fā)材料周期性局部溫升,測量相應(yīng)的周期性熱彈性形變對探測激光的調(diào)制幅度,獲取并提升檢測信號。然而,由于強(qiáng)激光系統(tǒng)中的光學(xué)材料極小的光學(xué)吸收和熱膨脹系數(shù),材料的局部溫差和熱彈性形變幅度較小,限制了光熱檢測靈敏度。而對大尺寸元器件逐點檢測需耗費大量時間,其使用效率極低。

該團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)激光熱源在被測材料表面勻速運動時,材料的加熱可分為瞬態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)兩個過程,在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)加熱過程中的熱累積效應(yīng)提高了材料當(dāng)前被輻照點的溫度峰值,在一定的冷卻時間后,被輻照過的點將冷卻至環(huán)境溫度,從而獲得溫度谷值。由于峰值和谷值差異較大,從而大幅提高輻照點的局部溫差和熱彈性形變,實現(xiàn)高靈敏度的光熱檢測。

據(jù)團(tuán)隊成員、論文第一作者董敬濤講師介紹,這一成果成功克服了現(xiàn)有基于時間調(diào)制的激光誘導(dǎo)光熱檢測技術(shù)產(chǎn)生的光學(xué)材料局部溫差和熱彈性形變幅度較小的問題。

團(tuán)隊針對熔融石英樣品的實驗結(jié)果表明,在相同的實驗條件下,這一新型調(diào)制方法的靈敏度是現(xiàn)有方法的1.8倍,且可以捕捉到現(xiàn)有方法無法檢測到的微弱吸收缺陷。同時,這一技術(shù)可以實現(xiàn)飛行測量,從而大幅提升大尺寸元器件的檢測效率。

該成果受到國家自然科學(xué)基金(51805138)、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(JZ2018HGBZ0126,JZ2019HGTB0085)和安徽省超光滑表面無損檢測重點實驗室基金(CGHBMWSJC02)的資助。

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激光熱源空間激光技術(shù)
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