PDF《大口径铜蒸气激光“黑心”的优化消除 ！》

9 * :动力学方程组 (见文献 [ '

] ) 作为子程序的直接解, 然后, 在主程序 中按以下'

个步骤进行: ! )对7个实际可以调整的 电气和几何参数 (激光管半径 &

和长度7

8、 放电电 压峰值 $(、 重复频率

9、 管壁温度 :

6、 储能电容 * (、 峰化电容* ) 、 等效电感'

() 分别进行二进制基 因编码和解码, 并随机产生 ;

( 3) , ( # # )

1 值的大小代表了 黑心 的强弱! 分别计算了

1 值没有限制、 1(1

8 ? $ ( - %

1 , 1(1 # ?

8 ? $ ( - &

% , 1(1 - '

, 1(1 #时的绿激光跃迁 和黄激光跃迁! 激光总功率0

6 为绿黄光强0 .

6 沿激 光管径向积分的两者之和! 表#和图$是在不同1 限制条件下, 优化后的最佳参数和激光强度的径向 分布! 在1 - % 1的限制条件下, 优化的激光功率 与1 不作任何限制时的相同! 在1 #的限制条 件下, 没有激光出现! 表# 优化后@ , A的最佳参数

1 限制条件 激光管 半径 # / ) * 激光管 长度 $ % / ) * 电压 峰值 &

/ , 脉冲重 复频率 '

/ /

0 内管壁 温度 () / /

0 储能 电容 * + /

3 4 峰化 电容 * , /

3 4 等效 电感 - + / ! / 激光 功率

0 6 /

9 计算的

1 值 不限制 $ - $ $ #

1 &

- . # $ B . . &

. B &

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! - $ ! - B '

- B ! # $ % -

1 - '

# 实验 [ # $ ] % - $ . $ $ $ . # . # '

- B % -

1 - ! B # - &

. 注:#为外管壁温度! 优化计算的结果提供了丰富的信息, 限于篇幅, 这里仅讨论与 黑心 有关的部分! # )在图$中, 当不对1 作任何限制时, 优化后 的激光功率最大可达到0

6 (#

1 # - B 9, 但此时

1 值 较小 (( - ! B ) , 黑心 较明显! 当限制条件为

1 # ?

8 ? # ( - &

%时, 优化的激光功率稍有下降,

0 6 ( #

1 - 19, 对应的

1 增大到 - &

&

, 黑心 减弱! 注意 到实验的 黑心度 (1 ( - &

. , 表# ) 大小与该优化 情形几乎相等, 但实验激光功率仅为B #9! 当限制 条件为

1 - '

时, 激光功率下降较大,

0 6 ( # $ % -

1 9, 但是

1 增大到 - '

# , 或即 黑心 已经很弱! 人眼对光强的敏感程度按指数规律变化! 如果 把 黑心度 1(1 (#?

8 ? # ( - &

%看成是肉眼可 以察觉 黑心 的临界系数, 那么,

1 1 时就可看 成为 黑心 不明显或无 黑心 , 其激光束的径向分 布是良好的! 此外, 从表#中关于激光管半径与长度 的数据, 可以清楚地看到: 激光管口径越大, 黑心 越明显;

反之则反! 同时, 当激光管口径变小时, 为了 保持较大的激活体积和增大增益, 其优化的激光管 长度也相应变长! 注意到表#中随 黑心度

1 的提 B &

$ # &

期程成等: 大口径铜蒸气激光 黑心 的优化消除 图! 优化的激光强度径向分布 高, !, # 均变小, 但两者之比值从! # $ %增大到 &

# '

'

, 等效电感$ ! 也逐渐增大% ! )究其根源, 黑心 现象来源于放电脉冲电场的 趋肤效应% 图'