激光損傷閾值分析的案例
Comsol仿真計(jì)算激光脫毛中毛囊的損傷 ￥1800
image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202011/fbdef2bbd30a4339919d0f8fff2e11f2.gif"></p>
</div><p><br></p><p><br></p><p>通常脫毛采用810nm激光入射光能在組織內(nèi)不斷散射和深入，借助毛囊的吸收系數(shù)遠(yuǎn)高于周圍組織，毛囊黑色素快速吸收光熱轉(zhuǎn)化為熱能，并出現(xiàn)損傷。</p><p>同時(shí)表層直接接觸激光照射，溫度也在快速升高，為了不讓表面皮膚燒傷，采用了導(dǎo)光性好導(dǎo)熱性好的藍(lán)寶石恒定低溫來保護(hù)皮膚。這個(gè)就是藍(lán)寶石冰點(diǎn)脫毛的由來。</p><p>為了更快殺傷毛囊，加大激光功率的同時(shí)，也要提高表層散熱能力。但這些都還是有極限的，激光功率過高存在真皮層灼傷的風(fēng)險(xiǎn)。</p><p><br></p><p>模型采用光在組織內(nèi)的吸收散射與熱分布、生物損傷多物理場(chǎng)耦合，求解毛囊的損傷情況。</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202011/44c07b7205ba4bcaa3df05b484aa6ddc.png"></p><p><br></p><p><br></p><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif">以下演示了兩個(gè)脈沖后毛囊區(qū)域的損傷分布。
展開 校準(zhǔn)激光器 | RP 系列激光分析設(shè)計(jì)軟件
</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 當(dāng)構(gòu)建紅外 體激光器或光學(xué)參量振蕩器時(shí)，可見光準(zhǔn)直激光器可以極大地幫助找到激光諧振腔的初始近似對(duì)準(zhǔn)。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 線激光可以指示紡織機(jī)將在何處切割織物、鋸將在何處撞擊某塊木頭等。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">· 十字激光還可用于指示垂直方向，例如用于切割矩形塊。</span></p><p><br></p><p><strong>輸出功率</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(0, 0, 0);">許多準(zhǔn)直激光器具有相對(duì)較低的光功率，約為1 mW 或更低，可能屬于最低的激光安全等級(jí)1。然而，也可以使用其他裝置來發(fā)射更高的功率，例如數(shù)百毫瓦。在這種情況下，直接射到人眼的光束必須被視為危險(xiǎn)的，并且必須相應(yīng)地使用激光。</span></p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>激光波長和帶寬</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(0, 0, 0);">許多準(zhǔn)直激光器具有紅色輸出，僅僅是因?yàn)榧t色激光二極管性能良好且價(jià)格低廉。但請(qǐng)注意，人眼的靈敏度對(duì)于較長的波長會(huì)急劇下降。因此，例如，發(fā)射 670 nm 的激光的可見度將比發(fā)射 635 nm 的激光低得多。兩者都明顯低于綠色激光，例如 532 nm。
展開 激光切割機(jī)的激光清洗市場(chǎng)前景分析
【確能激光】國內(nèi)激光清洗的市場(chǎng)前景分析：中國是公認(rèn)的制造大國，也是全球最大的加工國家，隨著政府法規(guī)對(duì)環(huán)保行業(yè)的不斷整改，傳統(tǒng)的工業(yè)清洗方式已逐漸被社會(huì)所淘汰，相對(duì)于此，更清潔，且不具損傷性的激光清洗將會(huì)更受市場(chǎng)偏愛。
激光清洗是一項(xiàng)非常有發(fā)揮潛力選擇，也是逐漸改變工業(yè)環(huán)保的一項(xiàng)重要技術(shù)。但中國激光清洗技術(shù)的研究和設(shè)備的開發(fā)起步晚，近十年來，在中低功率激光領(lǐng)域發(fā)展速度較高，高功率激光領(lǐng)域與國外企業(yè)仍有較大差距，據(jù)資料顯示，目前我國僅占8%市場(chǎng)份額。
據(jù)市場(chǎng)研究發(fā)布數(shù)據(jù)，2018年全球激光清洗市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到5.89億美元，到2023年預(yù)計(jì)將達(dá)到7.24億美元，CAGR為4.22％。
2018-2023全球激光清洗市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：億美元）相對(duì)而言，目前歐美國家的激光清洗市場(chǎng)表現(xiàn)穩(wěn)定，目前激光清洗領(lǐng)域應(yīng)用的激光器主要以固體激光器、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器居多，涵蓋了低中高功率。
激光清洗，作為一個(gè)新興的清洗方法屬于國家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)領(lǐng)域，它與傳統(tǒng)的清洗法不同，是一種“綠色”清洗技術(shù)，環(huán)保零污染，對(duì)人體和環(huán)境無害。激光首先將被清洗物表面的污漬碳化，使其無法附著在金屬的表面，變成顆粒狀的物體，然后在通過激光清洗機(jī)器的洗塵裝置進(jìn)行回收，絕不會(huì)造成二次污染，回收的碳化物在工作結(jié)束后，無需處理。
而且酸洗溶液容易揮發(fā)，揮發(fā)的氣體人體如果長期接觸會(huì)對(duì)人體造成一定的損傷。而激光清洗不會(huì)產(chǎn)生任何的粉塵和污染物，工作時(shí)無需佩戴保護(hù)設(shè)備。發(fā)展激光清洗技術(shù)對(duì)我國高端激光制造技術(shù)與裝備國際競爭力的大幅提升、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
目前，我國的工業(yè)清洗行業(yè)正在向著國際大環(huán)境需要的方向發(fā)展，激光清洗作為一種環(huán)保可靠的清潔技術(shù)，給中國環(huán)保帶來福音。
展開 激光切割機(jī)廠家分析激光的解決方法和產(chǎn)生原理
【確能激光】講解切割機(jī)設(shè)備不出光的問題解決方法，光纖激光切割機(jī)以切割速度快、切割質(zhì)量好相比較于傳統(tǒng)的火焰切割機(jī)、等離子切割機(jī)、數(shù)控沖床有著明顯的優(yōu)勢(shì)，在使用激光切割機(jī)的過程中，可能會(huì)遇到切割頭不出光的問題，一旦出現(xiàn)這種故障，應(yīng)當(dāng)及時(shí)關(guān)閉激光切割機(jī)的電源，逐步對(duì)設(shè)備進(jìn)行排查，首先檢查激光電源輸入是否正常，如果有還是不出激光，則有可能是電源故障。
檢查水箱是否正常循環(huán)，查看冷水機(jī)出光信號(hào)、保護(hù)信號(hào)、控制信號(hào)是否正常。激光電源里面有異響，通常情況為電源接頭接觸不良，處理辦法重新焊接牢固，清理電源里面的灰塵。查看控制面板指示燈是否正常，檢查設(shè)備功率調(diào)整是否正確，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)參數(shù)是否設(shè)置正確。查看激光管出光是否正常，檢查激光傳輸光路是否有短路。
激光的產(chǎn)生原理
有原子結(jié)構(gòu)可知，電子饒核旋轉(zhuǎn)，具有不同的軌道。這些軌道稱為能級(jí)。電子處于不同能級(jí)，原子系統(tǒng)的能量不同。由于粒子有處于低能級(jí)的特性，平衡狀態(tài)是，低能級(jí)粒子多于高能級(jí)粒子（分布規(guī)律符合玻爾茲曼公式）。如果提供一個(gè)能源，使低能級(jí)粒子吸收能量，躍遷到高能級(jí)上，使高能級(jí)粒子數(shù)多于低能級(jí)粒子數(shù)。這就是所謂的“粒子居級(jí)數(shù)反轉(zhuǎn)”.
高能級(jí)粒子有向低能級(jí)自發(fā)躍遷的趨勢(shì)。一個(gè)電子自發(fā)躍遷一個(gè)能級(jí)差，放出一個(gè)光子，稱自發(fā)輻射。自發(fā)輻射放出的光子頻率與躍遷的能級(jí)差成正比，符合普朗克公式hv=E2-E1.此式中，h為普朗克常數(shù)；v為光子的頻率；E1、E2分別為高能級(jí)和低能級(jí)能量。此光子又激發(fā)E2能級(jí)的粒子，使E2能級(jí)的粒子受激放出頻率、相位、方向和偏振方向完全一致的光子即受輻射。
此時(shí)E2能級(jí)一粒子，產(chǎn)生兩個(gè)完全相同的光子，這兩個(gè)光子再去激發(fā)E2能級(jí)得到粒子就產(chǎn)生四個(gè)相同的光子，這種雪崩式的反應(yīng)，使入射時(shí)光得到放大，使光強(qiáng)迅速增強(qiáng)。
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RP系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光纖放大器與激光器建模第三部分
對(duì)于通過放大器或激光光纖的傳播，當(dāng)然需要考慮光纖中的吸收和放大，包括飽和效應(yīng)。
在簡單的功率傳播就足夠的情況下，不要在數(shù)值光束傳播上浪費(fèi)時(shí)間！
一般來說，數(shù)值光束傳播的計(jì)算工作量遠(yuǎn)高于簡單的功率傳播算法，如上文所述，可以應(yīng)用于具有固定橫向強(qiáng)度分布的情況。此外，很難在激光諧振腔中找到自洽的解決方案（模式）。例如，仿真軟件通常只提供單程傳播，但不提供激光器自洽穩(wěn)態(tài)解的計(jì)算。
關(guān)于雙包層光纖，我們已經(jīng)看到數(shù)值光束傳播可用于研究某些在簡化模型中會(huì)被忽略的泵浦吸收現(xiàn)象，假設(shè)泵浦光的強(qiáng)度分布固定（例如，頂帽分布） . 另一方面，數(shù)字上的努力變得更加嚴(yán)重。因此，在實(shí)踐中，必須確定所提到的現(xiàn)象類型是否令人感興趣。如果要研究的主要方面是在不同的領(lǐng)域——例如，與纖芯內(nèi)的過程相關(guān)的現(xiàn)象——可能會(huì)決定使用簡化模型，因?yàn)楸梦盏哪Ｐ筒皇呛芫_。應(yīng)該記住，最好的模型不一定是最準(zhǔn)確的模型，而是最適合完成工作的模型。
展開 CO2激光與光纖激光切割工藝及成本分析
切割厚度>6mm的板材，光纖激光無優(yōu)勢(shì)。隨著厚度的增加，CO2激光漸顯優(yōu)勢(shì)，但并不明顯。圖3為不同材料的切割速度。
（a）中碳鋼 （b）不銹鋼
圖3 不同材料的切割速度
激光束在工件開始切割前，需要穿透工件。光纖激光的穿孔時(shí)間明顯要比CO2激光長。以3kW光纖激光和CO2激光為例，對(duì)于8mm的碳鋼，后者比前者少1s；10mm時(shí)，后者少2s；隨著厚度的增加，CO2激光在穿孔2000次、每次穿孔差3s計(jì)算，則每天穿孔時(shí)間差為6000s，約合1.7h。
斷面質(zhì)量通常指粗糙度、垂直度。切割3mm以下厚度的鋼板時(shí)，光纖激光切割的斷面質(zhì)量略差于CO2激光。隨著厚度的增加，斷面質(zhì)量的差異越加明顯。切割3mm及以上的不銹鋼時(shí)，光纖激光切割的斷面呈磨砂狀，而CO2激光呈光亮。切割16mm的碳鋼，光纖激光切割斷面垂直度遠(yuǎn)差于CO2激光，前者為0.4~0.5mm，后者為0.1mm。另外，由于光纖激光頻率低，能量密度大，在切割碳鋼小孔時(shí)，反而是個(gè)缺點(diǎn)，易產(chǎn)生過燒。CO2激光與光纖激光切割工藝比對(duì)如表1所示。
3. CO2激光切割與光纖激光切割成本分析
以切割5mm不銹鋼板為例，CO2激光與光纖激光切割工藝成本分析如表2所示。
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)分析，按設(shè)備年時(shí)基數(shù)3860h計(jì)算，在切割5mm不銹鋼時(shí)，CO2激光切割機(jī)的運(yùn)行成本為每小時(shí)268.8元，光纖激光切割機(jī)運(yùn)行成本為每小時(shí)242.7元。CO2激光和光纖激光切割速度分別按每分鐘2.5m、8.2m計(jì)算，CO2激光切割成本為每米1.79元，光纖激光切割成本為每米0.48元。
4. 綜合比較及建議
CO2激光切割和光纖激光切割都有其適用的領(lǐng)域。
展開 RP系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光纖放大器與激光器建模
本教程介紹了光纖放大器和光纖激光器的建模。建模的目的應(yīng)該是對(duì)此類設(shè)備的工作方式進(jìn)行深入和定量的理解。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展都可以變得更有效率；與其“在黑暗中釣魚”，不如更系統(tǒng)地前進(jìn)并產(chǎn)生成果。
本教程主要解釋概念和原理，而不是詳細(xì)的數(shù)學(xué)。畢竟，這是進(jìn)入纖維建模領(lǐng)域最需要的：在你理解概念和原理之前，你很少使用復(fù)雜的方程。無論如何，如果您使用一些高級(jí)仿真軟件，例如我們的產(chǎn)品RP Fiber Power，您可以避免花費(fèi)大量時(shí)間在復(fù)雜的細(xì)節(jié)上，例如求解某些微分方程。
在這里，我們專注于有源設(shè)備，其中包含一些激光有源光纖。我們主要考慮光在光纖中是如何被吸收或放大的，以及這些過程會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的整體性能如何。我們還在研究超短脈沖放大器和鎖模激光器，其中光纖非線性和色散等附加效應(yīng)會(huì)發(fā)揮作用。
教程分為以下八個(gè)部分:
01.簡介
物理建模是什么意思？模型與現(xiàn)實(shí)有什么關(guān)系？如何應(yīng)用模型來促進(jìn)光纖放大器和激光器的發(fā)展？實(shí)驗(yàn)性的試錯(cuò)法是一種合理的選擇嗎？
02.光通道
在這里，我們基本上根據(jù)它們的波長和傳播方向?qū)ι婕暗墓獾牟煌糠诌M(jìn)行分類。由 ASE 產(chǎn)生的寬帶信號(hào)和光可以用通道陣列來表示。這部分很簡單，但有些方面需要考慮清楚。
03.功率傳播或場(chǎng)傳播
一些計(jì)算機(jī)模型通過光纖傳播整個(gè)橫向場(chǎng)分布（數(shù)值光束傳播），而其他計(jì)算機(jī)模型僅傳播光功率。后一種方法通常就足夠了，并且允許更快的計(jì)算。
04.激光活性離子
激光活性離子的細(xì)節(jié)極其復(fù)雜。然而，非常簡化的模型通常足以在仿真模型中正確描述它們的行為。我們討論了這種模型需要什么樣的光譜數(shù)據(jù)。
05.放大器和激光器的連續(xù)波操作
在這里，我們討論如何為光纖放大器或激光模型中的光功率和激發(fā)密度找到自洽的解決方案。
展開 RP 系列激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 激光器的穩(wěn)定
無源方案穩(wěn)定激光
無源方案不涉及電子設(shè)備，完全基于光學(xué)效應(yīng)。例如:
同步兩個(gè)人的鎖模激光器 有可能通過交叉相位調(diào)制在一個(gè)克爾介質(zhì)，其中兩個(gè)激光器的腔內(nèi) 脈沖相遇。
激光器的頻率可以通過穩(wěn)定的參考腔的光反饋來穩(wěn)定。 (這也可以被認(rèn)為是使用擴(kuò)展的激光諧振器，是一種復(fù)合腔)。
通過克爾介質(zhì)中的交叉相位調(diào)制，兩個(gè)鎖模激光器的同步成為可能，兩個(gè)鎖模激光器的內(nèi)腔脈沖在克爾介質(zhì)中相遇。 激光器的光頻也可以通過注入鎖定來穩(wěn)定，即從另一個(gè)激光器注入具有高穩(wěn)定光頻的光束。
展開 RP系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光纖放大器與激光器建模第八部分
本教程包含以下部分：
1：簡介
2：光通道
3：功率傳播或場(chǎng)傳播
4：激光活性離子
5：放大器和激光器的連續(xù)波操作
6：放大和產(chǎn)生短脈沖
7：超短脈沖
8：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？
以下是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器和激光器建模教程的第 8 部分。
第 8 部分：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？
我們已經(jīng)看到，擁有合適的仿真軟件對(duì)于任何建模練習(xí)的成功都至關(guān)重要，尤其是對(duì)于涉及光纖放大器和光纖激光器的情況。剩下的問題是應(yīng)該嘗試構(gòu)建自己的軟件還是使用商業(yè)產(chǎn)品。
人們可以只考慮那些可以合理預(yù)期會(huì)產(chǎn)生所需結(jié)果的選項(xiàng)。
在制作自己的軟件時(shí)，原則上您可以做任何需要做的事情；問題只是你的專業(yè)知識(shí)和你可以花費(fèi)的時(shí)間是否足以到達(dá)那里。
你怎么知道商業(yè)軟件適合這項(xiàng)工作？
在購買用戶許可證之前通常很難確定產(chǎn)品是否適合該工作。許多商業(yè)軟件產(chǎn)品的廣告都帶有一些大膽的聲明和漂亮的圖形，但并不能告訴你太多。他們可能會(huì)為您提供試用版，但以這種方式識(shí)別軟件的限制可能相當(dāng)耗時(shí)。
我們采用不同的方法：在我們的網(wǎng)站上免費(fèi)提供非常全面的材料。這包括對(duì)軟件產(chǎn)品的精心編寫的描述，還包括大量案例研究和教程，例如這個(gè)。此外，我們會(huì)認(rèn)真、誠實(shí)地回答人們?cè)诳紤]購買許可證時(shí)可能遇到的任何問題。如果有濃厚的興趣，我還提供在線演示。這種方法省時(shí)；它允許您在短時(shí)間內(nèi)確定軟件對(duì)特定工作的適用性。
我們的產(chǎn)品 RP Fiber Power 非常靈活，適用于非常廣泛的情況，有時(shí)由于當(dāng)前的軟件限制達(dá)或其他原因不到需求必須我們也會(huì)告知，或者告知不實(shí)用。
軟件總是可能包含錯(cuò)誤
你不確定軟件是否有錯(cuò)誤。仔細(xì)的驗(yàn)證程序至少可以將這種風(fēng)險(xiǎn)降到最低。如果您在該領(lǐng)域做得很好，您可能會(huì)特別確定您自己的軟件的結(jié)果是正確的，然后您當(dāng)然也可以更徹底地測(cè)試其他軟件。
展開 RP系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光纖放大器與激光器建模第四部分
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展開 RP系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光纖放大器與激光器建模第一部分
本教程包含以下部分：
1：簡介
2：光通道
3：功率傳播或場(chǎng)傳播
4：激光活性離子
5：放大器和激光器的連續(xù)波操作
6：放大和產(chǎn)生短脈沖
7：超短脈沖
8：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？
以下是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器和激光器建模教程的第 1 部分。
第 1 部分：簡介
不，我們不會(huì)直接跳入技術(shù)細(xì)節(jié)！相信我，有些方面是非常值得事先考慮的。
順便說一句，這些想法并不特定于有源光纖設(shè)備，而是可以相當(dāng)普遍地應(yīng)用于科學(xué)和技術(shù)建模。
建模是什么意思？
通常，模型是一種心理結(jié)構(gòu)，應(yīng)該類似于現(xiàn)實(shí)的某些部分——例如，光纖放大器中從泵浦光到信號(hào)光的功率轉(zhuǎn)換或光纖中超短脈沖的傳播。請(qǐng)記住，建?？偸菑乃伎奸_始；只有在稍后的時(shí)間點(diǎn)，諸如使用軟件計(jì)算事物之類的方面才會(huì)發(fā)揮作用。
為了有用，模型必須比現(xiàn)實(shí)簡單。
模型總是比它應(yīng)該類似于的現(xiàn)實(shí)簡單得多?，F(xiàn)實(shí)是極其復(fù)雜的，我們的頭腦無法處理絕對(duì)復(fù)雜的事情。幸運(yùn)的是，通過處理非常簡化的概念，可以理解現(xiàn)實(shí)的許多方面。例如，為了對(duì)光纖放大器中發(fā)生的事情有一個(gè)非常有幫助的了解，您不必處理纖芯的詳細(xì)微觀結(jié)構(gòu)，即所有光子與光纖中所有原子的相互作用等等。相反，您可以使用非常簡化的模型，這些模型僅通過幾個(gè)相對(duì)簡單的微分方程來描述光和物質(zhì)的相互作用。
如果您自己還不是很有經(jīng)驗(yàn)，您可能希望獲得有關(guān)要實(shí)施哪種類型的模型的有效建議。
當(dāng)然，如果模型過于簡化，它可能不適合其用途。然后它可能無法與現(xiàn)實(shí)的某些相關(guān)方面相似。在建模項(xiàng)目開始時(shí)要做出的一些基本決策涉及選擇合適的模型類型，足夠現(xiàn)實(shí)，但同時(shí)又不會(huì)過于復(fù)雜。這部分工作可能具有挑戰(zhàn)性；它通常需要豐富的經(jīng)驗(yàn)。此時(shí)您可能希望獲得有能力的幫助——例如，以與軟件用戶許可證一起提供的有用技術(shù)支持的形式.
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RP系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光纖放大器與激光器建模第六部分
調(diào)Q激光器
在模擬調(diào)Q光纖激光器時(shí)，一些新的方面開始發(fā)揮作用。我們現(xiàn)在需要考慮傳播時(shí)間，因?yàn)?em>激光諧振器的往返時(shí)間現(xiàn)在起著至關(guān)重要的作用。因此，我們需要大幅擴(kuò)展算法：
對(duì)于 Q 開關(guān)激光器的建模，必須考慮光在諧振器中的傳播時(shí)間。
? 我們需要使用一個(gè)時(shí)間步長，它只是諧振器往返時(shí)間的一小部分。在一個(gè)時(shí)間步驟內(nèi)，激光設(shè)備中的整個(gè)功率分布在空間上移動(dòng)了設(shè)備長度的一小部分，同時(shí)受到增益或損耗的影響。
? 有源光纖外也可能存在時(shí)間延遲，因?yàn)?em>激光諧振器可能包含附加部件，例如包含調(diào)制器（Q 開關(guān)）的自由空間區(qū)域。因此，至少對(duì)于激光來說，需要某種數(shù)值緩沖器來存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于光纖外部位置的光功率值。
原則上，所需的方程和算法都不是很復(fù)雜。但是，由于各種“簿記”要求，實(shí)施有點(diǎn)繁瑣。
作為示例，我們可以使用軟件RP Fiber Power制作的調(diào)Q光纖激光器的案例研究。
圖 2： 輸出功率和鐿激勵(lì)與時(shí)間的關(guān)系。
圖 2 顯示了在打開該激光器后的前兩個(gè)脈沖周期內(nèi)輸出功率和激發(fā)電平的演變。由此產(chǎn)生的脈沖形狀可能看起來非常令人驚訝。在單次往返時(shí)間內(nèi)，功率會(huì)有很大的變化，這在 Q 開關(guān)體激光器中通常不會(huì)發(fā)生。這種現(xiàn)象背后的一個(gè)重要因素是有源光纖的高增益。在 Q 開關(guān)打開（透明）之前，ASE 導(dǎo)致有源光纖內(nèi)的光功率分布非常不均勻（處于相當(dāng)?shù)偷乃剑?。如?Q 開關(guān)很快打開，那么不均勻的功率分布開始在諧振器周圍傳播，在輸出端產(chǎn)生尖峰結(jié)構(gòu)。細(xì)細(xì)想來，細(xì)節(jié)就能明白，但在這些高增益的情況下肯定會(huì)更復(fù)雜——當(dāng)然，更需要對(duì)這個(gè)數(shù)字進(jìn)行研究。人們還可以研究諸如 Q 開關(guān)的有限切換時(shí)間等方面。
展開 RP系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 光纖放大器與激光器建模第二部分
本教程包含以下部分：
1：簡介
2：光通道
3：功率傳播或場(chǎng)傳播
4：激光活性離子
5：放大器和激光器的連續(xù)波操作
6：放大和產(chǎn)生短脈沖
7：超短脈沖
8：使用自制軟件還是商業(yè)產(chǎn)品？
以下是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器和激光器建模教程的第 2 部分。
第 2 部分：光通道
在光纖放大器或光纖激光器的定量模型中，我們需要以某種方式描述在光纖中傳播的光。具體應(yīng)該如何做，很大程度上取決于具體情況。
在大多數(shù)情況下，我們處理的是不同波長的不同光波——例如，泵浦波和信號(hào)波。在更復(fù)雜的情況下，我們可能有多個(gè)泵浦和信號(hào)波，也可能有來自放大自發(fā)發(fā)射(ASE) 的光（請(qǐng)參閱我們的光纖放大器教程的第 4 節(jié)）。
盡管原則上可以將整個(gè)光場(chǎng)描述為一個(gè)整體，但區(qū)分一些我們稱之為光通道的數(shù)量通常是非常明智的。在放大器模型中，我們可能有
? 一個(gè)或多個(gè)泵通道，
? 一個(gè)或多個(gè)信號(hào)通道，
? 通常在 10 到 100 個(gè) ASE 通道之間。
我們將 ASE 光分成具有不同波長的多個(gè)通道，通常使用等距的波長值。每個(gè) ASE 通道代表一些窄波長區(qū)域，其中光子能量和躍遷橫截面等屬性近似恒定。當(dāng)然，在某些情況下 ASE 可以完全忽略——例如，當(dāng)放大器增益太低而 ASE 不重要并且人們對(duì)那個(gè)低電平 ASE 不感興趣時(shí)。
泵和信號(hào)通道通常被認(rèn)為是單色的。對(duì)于這些，通常不考慮自發(fā)輻射。在寬帶信號(hào)的情況下，當(dāng)然可以再次使用具有不同波長的通道陣列。
圖 1： 摻鉺光纖放大器模型中的光通道。
例如，圖 1 顯示了為一個(gè)簡單的摻鉺光纖放大器模型選擇的光通道。ASE 通道的波長范圍為 1520 nm 至 1600 nm，間距為 5 nm。
展開 huang晶體塑性u(píng)mat耦合Johnson-cook 損傷模型，實(shí)現(xiàn)晶體材料彈-塑-損傷模擬分析
參考應(yīng)變率：ε0
當(dāng)滿足下列條件時(shí)，損傷初始化準(zhǔn)則得以滿足：
等效塑性應(yīng)變認(rèn)為與應(yīng)力三軸度和應(yīng)變率相關(guān)聯(lián)。
θ^是無量綱溫度，表示為：
其中，θ是當(dāng)前溫度，θ-melt是熔化溫度，θ_transition是指轉(zhuǎn)變溫度，在該溫度或低于該溫度時(shí)，損傷應(yīng)變?chǔ)舙l_D的表達(dá)式不存在溫度依賴性。材料參數(shù)必須在轉(zhuǎn)變溫度或低于轉(zhuǎn)變溫度時(shí)測(cè)量。
損傷的發(fā)展可以公式化為:
公式中分母表示單元失效對(duì)應(yīng)的Johnson-cook等效塑性應(yīng)變，公式為：
分子表示為等效塑性應(yīng)變?cè)隽?，公式為?公式中可以看到，損傷隨著塑性應(yīng)變的增大不斷累積，直至材料的失效，通過損傷變量進(jìn)一步與晶體材料的屈服面或者彈性性能的退化可以實(shí)現(xiàn)材料彈-塑-損傷的耦合模擬，當(dāng)不對(duì)其進(jìn)行耦合時(shí)，可以用來判斷材料的失效狀態(tài)與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系。
參考文獻(xiàn)：《Crystal plasticity finite element modeling and simulation of diamond cutting of polycrystalline copper》編寫對(duì)應(yīng)的材料子程序。在huang晶體塑性程序的基礎(chǔ)上，調(diào)用johnson-cookd損傷函數(shù)，編寫過程中，需要自定義響應(yīng)的狀態(tài)變量，如等效塑性應(yīng)變，等效塑性應(yīng)變率，損傷變量，以及是否進(jìn)行損傷單元的刪除分析。其中等效塑性應(yīng)變?cè)隽康挠?jì)算，通過滑移系統(tǒng)的分切應(yīng)力與對(duì)應(yīng)滑移系統(tǒng)剪切應(yīng)變的乘積絕對(duì)值之后與等效應(yīng)力的比值獲得。并最終實(shí)現(xiàn)損傷的表征，采用umat子程序進(jìn)行編寫。
展開 金屬韌性損傷材料失效模型應(yīng)用實(shí)例-Abaqus/Explicit鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析 ￥49.9
在常溫狀態(tài)下，大多數(shù)工程金屬具有較高的韌性，這種情況下，材料的失效分析通常會(huì)使用韌性損傷漸進(jìn)失效模型。
如下圖所示，該模型完整的定義了材料的彈性階段、塑性階段、損傷起始與損傷演化。材料承載經(jīng)歷彈塑性階段后達(dá)到損傷起始點(diǎn)a，繼續(xù)承載，損傷后的材料剛度折減，出現(xiàn)軟化，直到損傷參數(shù)D=1時(shí)，材料剛度退化為0，單元?jiǎng)h除。
韌性材料損傷漸進(jìn)失效模型
工程案例：
鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析
上圖案例中的分析工況按閱讀順序依次是：
沖擊質(zhì)量5kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度200m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度300m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚20mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚50mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚50mm;
付費(fèi)部分為鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析案例的9種工況共計(jì)9個(gè)inp文件壓縮包+CAE 源文件壓縮包。
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