大能量长脉冲激光能量计吸收体温度特性

李南; 乔春红; 范承玉; 杨高潮

doi:10.3788/IRLA201847.0406004

大能量长脉冲激光能量计吸收体温度特性

doi: 10.3788/IRLA201847.0406004

李南^1,2,
乔春红^1, ,,
范承玉¹,
杨高潮¹

1.
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室,安徽合肥 230031;
2.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

国家自然科学基金（61405205）

详细信息

作者简介:
李南(1980-),女,助理研究员,博士生,主要从事激光光学参数测量方面的研究。Email:nli@aiofm.ac.cn

通讯作者: 乔春红(1980-),男,研究员,博士,主要从事激光大气传输及激光参数测量等方面的研究工作。Email:chqiao@aiofm.ac.cn

中图分类号: TN249;TB96

Temperature characteristics of absorber for large-energy long pulse laser energy meter

1.
Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 以大能量长脉冲激光能量的准确测量需求为牵引，针对激光能量计吸收体温度特性进行了数值分析研究。结果表明：吸收体内壁温度随脉冲结构呈周期性振荡，随着壁深的增加，震荡幅度迅速地降低，吸收体外壁温度周期性消失。单脉冲能量相同时，脉宽越短，吸收体内壁温升越高；重复频率越高，吸收体内壁温升越高。而总能量相同时，重复频率越高，内壁温升越低。通过对吸收体结构的优化设计，不仅能够获得序列长脉冲激光的总能量，而且可以获得低重频（一般不大于10 Hz）序列脉冲激光的每个脉冲能量，从而为长脉冲激光能量计的设计及应用等提供参考依据。
- 激光能量计 /
- 吸收体 /
- 长脉冲激光 /
- 温度特性
Abstract: For requirement of accurate measurement of large-energy long pulse laser energy, the temperature characteristics of absorber for laser energy meter are numerically analyzed and researched. The results show that, the temperature of absorber inwall rises with periodic oscillation. As the wall deep increasing, the oscillation amplitude decreases rapidly. The temperature of absorber outerwall is without periodism, and it rises gradually with time. Meanwhile, the factors to affect the temperature rise are single pulse energy, pulse width and repetition frequency. When the single pulse energy is same, the shorter the pulse width, the higher the temperature rise of absorber inwall. And also the higher the pulse repetition frequency, the higher the temperature rise of absorber inwall. But when the total energy is same, the higher the repetition frequency, the lower the temperature rise of absorber inwall. By the optimization design of absorber structure, the total energy of long pulse laser sequence can be measured. As well as the energy of every pulse for low repetition frequency pulse sequence can be obtained, when the repetition frequency of long pulse laser sequence is less than 10 Hz. The work provides important references for the design and application of large-energy long pulse laser energy meter.
- laser energy meter /
- absorber /
- long pulse laser /
- temperature characteristics

[1]	Zhu Mengzhen, Wan Qiang, Liu Xu, et al. Study on coherent characteristic of solid state laser with corner cube resonator[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9):0906008. (in Chinese)朱孟真, 万强, 刘旭, 等.角锥腔固体激光器相干特性的研究[J]. 红外与激光工程, 2016,45(9):0906008.
[2]	Pan Qikun. Progress of mid-infrared solid-state laser[J]. Chinese Optics, 2015, 8(4):557-566. (in Chinese)潘其坤. 中红外固体激光器研究进展[J]. 中国光学, 2015, 8(4):557-566.
[3]	Fu Xihong. Diode-pumped all-solid-state sum-frequency mixing laser at 608.1 nm[J]. Chinese Optics, 2015, 8(5):794-799. (in Chinese)付喜宏. LD泵浦全固态608.1 nm和频激光器[J]. 中国光学, 2015, 8(5):794-799.
[4]	Gan Qijun, Jiang Benxue, Zhang Pande, et al. Research progress of high average power solid-state Lasers[J]. Laser Optoelectronics Progress, 2017, 54:010003. (in Chinese)甘啟俊, 姜本学, 张攀德, 等. 高平均功率固体激光器研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2017, 54:010003.
[5]	Cheng Yong, Zhu Mengzhen, Ma Yunfeng. Mechanism and effects of complex laser ablation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11):1105005.(in Chinese)程勇, 朱孟真, 马云峰, 等. 激光复合损伤机理与效应研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11):1105005.
[6]	Song Wei, Zhang Yanan, Shen Linyong. Target positioning in high power laser device[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(2):520-527. (in Chinese)宋薇, 章亚男, 沈林勇.高功率激光装置中靶的定位调试[J]. 光学精密工程, 2015, 23(2):520-527.
[7]	Lu Yaodong, Shi Hongmin, Qi Xue, et al. Integrated sphere application in the field of powerful laser energy measurement[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2002, 12(s0):106-108. (in Chinese)陆耀东, 史红民, 齐学等. 积分球技术在高能激光能量测量中的应用[J]. 强激光与粒子束, 2002, 12(s0):106-108.
[8]	Wei Jifeng, Jiang Zhixiong, Lu Fei. Design of graphite-cone-absorption-cavity absolute energy meter for high energy laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(2):0208006. (in Chinese)魏继锋, 蒋志雄, 卢飞, 等.石墨锥型高能激光全吸收能量计设计[J]. 中国激光, 2015, 42(2):0208006.
[9]	Li Gaoping, Yang Hongru, Yang Bin, et al. High-accuracy optical calibration technology for absolute-absorbing laser energy meter[J]. Journal of Applied Optics, 2014, 35(3):438-440. (in Chinese)黎高平, 杨鸿儒, 杨斌, 等. 绝对吸收式激光能量计高准确度校准技术研究[J]. 应用光学, 2014, 35(3):438-440.
[10]	Wei Jifeng, Lu Fei, Jiang Zhixiong, et al. Controlling technology of temperature field for absorbers of gilded-reflection-cone high energy laser energy meter[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2015, 27(12):121001. (in Chinese)魏继峰, 卢飞, 蒋志雄, 等. 阶梯反射锥形高能激光能量计温度场控制技术[J]. 强激光与粒子束, 2015, 27(12):121001.
[11]	Wei Jifeng, Sun Liqun, Zhang Kai, et al, Heat exchange model in absorption chamber of water-direct-absorption-typed laser energy meter[J]. Optic and Laser Technology, 2015, 67:65-71.
[12]	Su Yi, Wan Min. High Energy Laser System[M]. Beijing:National Defence Industry Press, 2004:240-241. (in Chinese)苏毅, 万敏. 高能激光系统[M]. 北京:国防工业出版社, 2004:240-242.
[13]	Wang Lei, Yang Zhaojin, Li Gaoping, et al. Research on temperature characteristics of absolute energy meter for high-energy laser[J]. Journal of Applied Optics, 2005, 26(5):29-32. (in Chinese)王雷, 杨照金, 黎高平, 等.绝对式高能量激光能量计温度特性研究[J]. 应用光学, 2005, 26(5):29-32.
[14]	Liu Guorong, Wu Hongcai. Influence of temperature difference between inner and outer surface of calorimetric laser energy meter on measurement result[J]. Acta Photonica Sinica, 2007, 36(S):154-156.(in Chinese)刘国荣, 吴洪才. 量热式激光能量计内外表面温差对测量结果的影响[J]. 光子学报, 2007, 36(S):154-156.
[15]	Luo Huaping, Yang Gaochao, Song Zhengfang, et al. Metal heat response duration to CW laser[J]. Chinese Journal of Quantum Electronics, 2005, 22(3):427-430. (in Chinese)罗华平, 杨高潮, 宋正方, 等.金属材料对连续激光的热响应[J]. 量子电子学报, 2005, 22(3):427-430.
[16]	Li Nan, Luo Huaping, Yang Gaochao, et al. The numerical calculation for the thermal effect of metal spherical shell irradiated by laser[J]. Chinese Journal of Quantum Electronics, 2009, 26(3):366-370. (in Chinese)李南, 罗华平, 杨高潮, 等.金属球壳在激光辐照下热效应的数值计算[J]. 量子电子学报, 2009, 26(3):366-370.
[17]	Zhao Falin, Xu Jun, Xu Yibin, et al. Temperature characteristics of an absorbing cavity in the calorimetric energy meter for high energy laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(5):825-829. (in Chinese)赵法林, 徐军, 许毅玢, 等.高能激光能量计吸收腔的温度特性[J]. 红外与激光工程, 2009, 38(5):825-829.
[18]	Wang Zhenbao, Feng Guobin, Chen Shaowu, et al. Design and analysis of absorbing cavity in full absorbing HEL rotational calorimeter[J]. Infrared and Laser Engineering,2016, 45(12):1217010. (in Chinese)王振宝, 冯国斌, 陈绍武, 等. 全吸收旋转式高能激光能量计吸收腔设计[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(12):1217010.
[19]	Wei Chenghua, Wang Lijun, Liu Weiping, et al. Thermal response of 45# steel coupling with multi-layer oxide film evolution by laser radiation[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(8):2061-2066. (in Chinese)韦成华, 王立君, 刘卫平, 等. 基于多层氧化膜演化的45#钢激光辐照热效应[J]. 光学精密工程, 2014, 22(8):2061-2066.

[1]	周伟静, 文明, 常浩, 陈一夫, 姬刚, 马英杰, 简智龙, 廖雨杰. 皮秒脉冲激光辐照太阳能电池损伤特性实验研究（特邀） . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20210870-1-20210870-10. doi: 10.3788/IRLA20210870
[2]	张楚蕙, 陆健, 张宏超, 高楼, 谢知健. 双脉冲激光诱导铝等离子体的双波长干涉诊断 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210892-1-20210892-7. doi: 10.3788/IRLA20210892
[3]	夏盛强, 蔡继兴, 张潇允, 辛潮, 李婧祎, 金光勇. 毫秒-纳秒组合脉冲激光辐照熔石英的温度场应力场数值分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20200415-1-20200415-9. doi: 10.3788/IRLA20200415
[4]	王殿恺, 石继林, 卿泽旭. 纳秒脉冲激光能量沉积激波减阻机理数值研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200253-1-20200253-10. doi: 10.3788/IRLA20200253
[5]	元志安, 王玲, 许可, 邓彬, 刘心溥, 朱家华, 马燕新. 副载波调制脉冲激光雷达水下传输特性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200185-20200185. doi: 10.3788/IRLA20200185
[6]	陈慧敏, 马超, 齐斌, 郭鹏宇, 杨尚贤, 高丽娟, 霍健. 脉冲激光引信烟雾后向散射特性研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0403005-0403005-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0403005
[7]	祖嘉琦, 武帅, 张海涛, 耿东晛, 卢姁. 光纤饱和吸收体掺镱全光纤化激光器 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190382-1-20190382-6. doi: 10.3788/IRLA20190382
[8]	黄国俊, 陆益敏, 程勇, 田方涛, 米朝伟, 万强. 脉冲激光沉积法制备红外光学SiC薄膜特性研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 742003-0742003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0742003
[9]	李辉, 冀婷, 王艳珊, 王文艳, 郝玉英, 崔艳霞. 基于一维周期性金属-介质薄膜多波段高效吸收体的制备及其光学特性研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203004-0203004(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0203004
[10]	郑天然, 王方, 孙喜博, 胡东霞. 基于光场分布特性分析的高功率激光吸收体设计方法研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005010-1005010(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005010
[11]	赵宏鹏, 甘霖, 殷瑞光, 郭豪, 梁巍巍. 激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006005-1006005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1006005
[12]	林正国, 金星, 常浩. 脉冲激光大光斑辐照空间碎片冲量耦合特性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1243001-1243001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1243001
[13]	王彦斌, 刘艳芳, 陈前荣, 李华, 周旋风, 任广森, 朱荣臻. CCD光敏面上激光能量的网状分布 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 125-131. doi: 10.3788/IRLA201847.S120005
[14]	赵骥, 赵晓凡, 张亮亮, 张存林. 飞秒激光的等离子体吸收太赫兹特性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1025001-1025001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1025001
[15]	王多书, 李佑路, 李凯朋, 王济洲, 董茂进. 红外光学薄膜材料折射率温度特性的研究方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 404006-0404006(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0404006
[16]	肖悦娱, 蒋晓勇, 陈华. 宽带光纤λ/4波片的温度特性 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1222003-1222003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1222003
[17]	常浩, 金星, 林正国. 真空环境下脉冲激光烧蚀等离子体羽流特性分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206014-1206014(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1206014
[18]	王振宝, 冯国斌, 陈绍武, 杨鹏翎, 吴勇. 全吸收旋转式高能激光能量计吸收腔设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217010-1217010(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1217010
[19]	戢运峰, 刘卫平, 段刘华, 姜畅, 何中敏, 徐作冬, 王飞, 王莉. 快平衡全吸收式高能激光能量计 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 387-391.
[20]	黄民双, 黄军芬. 布里渊光子晶体光纤环形移频器 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2125-2129.

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大能量长脉冲激光能量计吸收体温度特性

doi: 10.3788/IRLA201847.0406004

作者简介:
李南(1980-),女,助理研究员,博士生,主要从事激光光学参数测量方面的研究。Email:nli@aiofm.ac.cn

通讯作者: 乔春红(1980-),男,研究员,博士,主要从事激光大气传输及激光参数测量等方面的研究工作。Email:chqiao@aiofm.ac.cn

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doi: 10.3788/IRLA201847.0406004

1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室,安徽合肥 230031;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
李南(1980-),女,助理研究员,博士生,主要从事激光光学参数测量方面的研究。Email:nli@aiofm.ac.cn

通讯作者: 乔春红(1980-),男,研究员,博士,主要从事激光大气传输及激光参数测量等方面的研究工作。Email:chqiao@aiofm.ac.cn

English Abstract

Temperature characteristics of absorber for large-energy long pulse laser energy meter

1. Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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doi: 10.3788/IRLA201847.0406004

作者简介: 李南(1980-),女,助理研究员,博士生,主要从事激光光学参数测量方面的研究。Email:nli@aiofm.ac.cn

通讯作者: 乔春红(1980-),男,研究员,博士,主要从事激光大气传输及激光参数测量等方面的研究工作。Email:chqiao@aiofm.ac.cn

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大能量长脉冲激光能量计吸收体温度特性

doi: 10.3788/IRLA201847.0406004

1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所 大气成分与光学重点实验室,安徽 合肥 230031; 2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介: 李南(1980-),女,助理研究员,博士生,主要从事激光光学参数测量方面的研究。Email:nli@aiofm.ac.cn

通讯作者: 乔春红(1980-),男,研究员,博士,主要从事激光大气传输及激光参数测量等方面的研究工作。Email:chqiao@aiofm.ac.cn

English Abstract

Temperature characteristics of absorber for large-energy long pulse laser energy meter

1. Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China; 2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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李南(1980-),女,助理研究员,博士生,主要从事激光光学参数测量方面的研究。Email:nli@aiofm.ac.cn

1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气成分与光学重点实验室,安徽合肥 230031;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
李南(1980-),女,助理研究员,博士生,主要从事激光光学参数测量方面的研究。Email:nli@aiofm.ac.cn

1. Key Laboratory of Atmospheric Composition and Optical Radiation,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China