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脉冲TEA CO2激光器输出模拟 预览 被引量:1
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作者 胡志 +2 位作者 刘顺 卢丽娟 李波 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期566-570,共5页
为了研究气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲横向激励大气压CO2激光器输出功率的影响,采用了六温度模型的方法,对工作气体中不同分子振动模式间的能量转移和激光输出功率进行了理论分析和模拟。当CO2,N2,He的体积比由4∶30∶65上升到6... 为了研究气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲横向激励大气压CO2激光器输出功率的影响,采用了六温度模型的方法,对工作气体中不同分子振动模式间的能量转移和激光输出功率进行了理论分析和模拟。当CO2,N2,He的体积比由4∶30∶65上升到6∶30∶65时,脉冲功率增加,输出延迟时间变短;当CO2,N2,He的体积比由5∶15∶65上升到5∶35∶65时,脉冲功率按先增加后减小的趋势变化,在N2比例约为25时达到最大;当CO2,N2,He的体积比为5∶30∶65、最大抽运电子密度由4×10^12/cm^3增加到6×10^12/cm^3、腔长由2m增加到4m时,脉冲功率都会逐渐增加;脉冲功率越大时,输出延迟时间越短,但有更长的拖尾现象。结果表明,气体配比、抽运电子密度、腔长对脉冲输出功率有影响,该研究为设计和优化激光器提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 脉冲横向激励大气压CO2激光器 六温度模型 数值模拟
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大流量轴快流CO2激光器放电管的对比分析 预览 被引量:2
2
作者 李俊杰 李波 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期308-311,共4页
为了提高大功率轴快流CO2激光器的单根放电管的质量流量,得到更大的单根放电管的输出功率,对原有放电管的喷嘴、绕流环等结构进行了改进和优化,设计出一种新型的大质量流量放电管。采用数值模拟和实验验证的方法对新设计的放电管内的气... 为了提高大功率轴快流CO2激光器的单根放电管的质量流量,得到更大的单根放电管的输出功率,对原有放电管的喷嘴、绕流环等结构进行了改进和优化,设计出一种新型的大质量流量放电管。采用数值模拟和实验验证的方法对新设计的放电管内的气体流动状态和输出功率进行分析,得到了工作气体的质量流量,放电管的输出功率以及工作气体在放电管内的流场分布,数值模拟结果和实验结果一致,并对不同结构的放电管的输出功率和流场分布进行了比较。结果表明,新设计的放电管的质量流量明显增加,单根放电管的输出功率提高,且能够得到均匀的辉光放电。 展开更多
关键词 激光器 大质量流量放电管 数值模拟 辉光放电
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基于复合光栅镜的角向偏振光产生研究 预览 被引量:1
3
作者 卢丽娟 李波 +1 位作者 赵江 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期585-589,共5页
为了得到角向偏振光输出,采用严格耦合波分析方法,设计了一种复合光栅镜。先通过对Ge光栅的伪博世工艺刻蚀特性的研究,得到了高深宽比的无定型Ge光栅。然后在栅槽底部引入了随机分布的Ge纳米针,在该光栅上依次镀金膜和介质保护膜,得到介... 为了得到角向偏振光输出,采用严格耦合波分析方法,设计了一种复合光栅镜。先通过对Ge光栅的伪博世工艺刻蚀特性的研究,得到了高深宽比的无定型Ge光栅。然后在栅槽底部引入了随机分布的Ge纳米针,在该光栅上依次镀金膜和介质保护膜,得到介质-金属复合光栅镜。最后将该复合光栅镜用作轴快流CO2激光器谐振腔尾镜,得550W角向偏振光输出。结果表明,纳米柱及金栅脊的引入使得该复合光栅镜具有很高的偏振选择性。 展开更多
关键词 激光技术 角向偏振光 严格耦合波分析 复合光栅镜 伪博世工艺 纳米柱 金栅脊
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计算流体力学在 CO2激光器换热器设计中的应用 预览
4
作者 文进 +2 位作者 赵恒 胡逸 赵江 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期729-732,共4页
为了提高轴快流CO2激光器换热器设计的灵活性、缩短研发周期、降低成本,采用计算流体动力学方法对换热器内部流场和热交换过程进行了分析。根据分析结果设计出流阻为154.5Pa、换热量为8888.5W的换热器。由4kW轴快流CO2激光器的运行... 为了提高轴快流CO2激光器换热器设计的灵活性、缩短研发周期、降低成本,采用计算流体动力学方法对换热器内部流场和热交换过程进行了分析。根据分析结果设计出流阻为154.5Pa、换热量为8888.5W的换热器。由4kW轴快流CO2激光器的运行试验证明,采用计算流体动力学法设计的换热器满足激光器的运行需求。结果表明,计算流体动力学法是一种精确、高效的轴快流CO2激光器换热器的设计方法。 展开更多
关键词 激光技术 换热器 计算流体力学 轴快流CO2 激光器
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高相干度超连续谱的产生和脉冲压缩的研究 预览
5
作者 成纯富 +1 位作者 欧艺文 张金业 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期610-617,共8页
为了研究全波段正常色散光子晶体光纤中高相干度超连续谱的产生及其脉冲压缩,采用分步傅里叶法数值模拟了超短光脉冲在全波段正常色散光子晶体光纤中的非线性传输和超连续谱的产生;利用1阶相干因子分析了抽运波长和入射峰值功率对超... 为了研究全波段正常色散光子晶体光纤中高相干度超连续谱的产生及其脉冲压缩,采用分步傅里叶法数值模拟了超短光脉冲在全波段正常色散光子晶体光纤中的非线性传输和超连续谱的产生;利用1阶相干因子分析了抽运波长和入射峰值功率对超连续谱相干特性的影响。结果表明,色散效应越弱,越有利于高相干度超连续谱的产生;在色散效应较小处抽运时,获得了带宽为587nm、平坦度小于7dB的高相干度的超连续谱;超连续谱的相干性越高,越有利于脉冲压缩,采用光栅对压缩器对高相干度超连续谱脉冲进行压缩,获得了8.4fs、压缩质量因子为88.88%的超短光脉冲。因此,抑止色散效应,利用自相位调制可获得高相干度的超连续谱及高质量的脉冲压缩。 展开更多
关键词 光纤光学 超连续谱 相干特性 脉冲压缩
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超短光脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输和孤子开关现象的产生
6
作者 成纯富 《应用激光》 CSCD 北大核心 2011年第1期 34-38,共5页
采用分步的傅立叶方法数值求解了一维的耦合非线性薛定鄂方程,模拟了超短光脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输和孤子开关现象的产生。分析了泵浦脉冲的脉宽、入射峰值功率对孤子开关现象的影响。研究表明:当泵浦激光的入射峰值功... 采用分步的傅立叶方法数值求解了一维的耦合非线性薛定鄂方程,模拟了超短光脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输和孤子开关现象的产生。分析了泵浦脉冲的脉宽、入射峰值功率对孤子开关现象的影响。研究表明:当泵浦激光的入射峰值功率低十孤子开关的闽值功率时,能量转换效率很高;当泵浦激光的入射峰值功率超过孤子开关的阈值功率时,孤子发生了明显的分裂现象,产生了多个频率成分,孤子开关现象逐渐消失。此外,也研究了双脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输特性,研究表明:入射峰值功率和脉冲延迟对孤子的分裂和能量转移有重用影响。 展开更多
关键词 非线性光学 双芯光子晶体光纤 孤子开关
高功率轴快流CO2激光器气体循环系统的研究进展 被引量:1
7
作者 崔静 +2 位作者 李晴 黄鸿雁 朱新志 《应用激光》 CSCD 北大核心 2011年第1期 15-19,共5页
为将高功率轴快流CO2激光器放电过程中产生的大量热量带走,保持放电区气体温度接近常温,更利于激光器稳定运行,对于气体循环系统的优化设计至关重要。先就其气体循环系统组成及重要性进行阐述,后对其各个组成方面的研究发展进行综... 为将高功率轴快流CO2激光器放电过程中产生的大量热量带走,保持放电区气体温度接近常温,更利于激光器稳定运行,对于气体循环系统的优化设计至关重要。先就其气体循环系统组成及重要性进行阐述,后对其各个组成方面的研究发展进行综述,并对已有的模型建立以及数值模拟的发展进行综述,并运用计算流体动力学方法对气体流场进行数值模拟,通过对模拟结果分析得到对气体循环系统进行优化设计的方向,最后对课题组已经进行的一些工作进行阐述。 展开更多
关键词 高功率轴快流CO2激光器 气体循环系统 放电稳定性 流体动力学方法
高功率射频轴快流CO2激光器L型阻抗匹配实验研究
8
作者 赵江 李波 +1 位作者 贾信庭 《应用激光》 CSCD 北大核心 2011年第1期 62-65,共4页
针对高功率射频激励轴快流CO2激光器的射频匹配问题作了实验研究,采用L型匹配网络,对多段并联放电管进行射频匹配实验。在输出激光功率达10kW时,实现了均匀稳定的射频放电,反射率可以控制在2%以内。研究了匹配网络参数不变时,射... 针对高功率射频激励轴快流CO2激光器的射频匹配问题作了实验研究,采用L型匹配网络,对多段并联放电管进行射频匹配实验。在输出激光功率达10kW时,实现了均匀稳定的射频放电,反射率可以控制在2%以内。研究了匹配网络参数不变时,射频电源不同调制模式对反射率的影响。实验研究表明,脉冲宽度调制模式的稳定度要明显高于振幅调制模式。 展开更多
关键词 射频匹配 L型匹配网络 轴快流CO2 激光器 脉宽调制
非稳腔输出环状激光束的聚集分析
9
作者 朱新志 《应用激光》 CSCD 北大核心 2011年第1期 66-69,共4页
虚共焦腔作为非稳腔中一个典型实用的腔型。随着传输距离的增加,它输出的环形光束逐渐转变成高斯光束,这种环状激光束在聚集过程,将光束聚集成高能量密度的亮斑。文章主要就聚集之后光强分布和距离对光束半径的影响这两个方面作以深... 虚共焦腔作为非稳腔中一个典型实用的腔型。随着传输距离的增加,它输出的环形光束逐渐转变成高斯光束,这种环状激光束在聚集过程,将光束聚集成高能量密度的亮斑。文章主要就聚集之后光强分布和距离对光束半径的影响这两个方面作以深入地探讨。 展开更多
关键词 环形激光束 聚集分析 光强分布 光束半径
Computational fluid dynamic modeling of gas flow characteristics of the high-power CW C02 laser 被引量:1
10
作者 黄鸿雁 《中国光学快报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第1期60-63,共4页
To increase the photoelectronic conversion efficiency of the single discharge tube and to meet the requirements of the laser cutting system,optimization of the discharge tube structure and gas flow field is necessary.... To increase the photoelectronic conversion efficiency of the single discharge tube and to meet the requirements of the laser cutting system,optimization of the discharge tube structure and gas flow field is necessary.We present a computational fluid dynamic model to predict the gas flow characteristics of high-power fast-axial flow CO 2 laser.A set of differential equations is used to describe the operation of the laser.Gas flow characteristics,are calculated.The effects of gas velocity and turbulence intensity on discharge stability are studied.Computational results are compared with experimental values,and a good agreement is observed.The method presented and the results obtained can make the design process more efficient. 展开更多
关键词 计算流体动力学模拟 气体流动特性 激光切割系统 高功率 C02 CW 光电转换效率 CO2激光
7kW轴快流CO2激光器的热平衡分析及换热器设计 预览 被引量:1
11
作者 黄鸿雁 李晴 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期 240-242,246,共4页
为了解决高功率轴快流CO2激光器设计中的主要问题——清除激活区热量,采用对流冷却的方法,分析了高功率轴快流CO2激光器的内部循环热交换过程,建立了热量的平衡方程;同时针对高功率激光器热负荷量大、总体结构受限、风机特定的工作... 为了解决高功率轴快流CO2激光器设计中的主要问题——清除激活区热量,采用对流冷却的方法,分析了高功率轴快流CO2激光器的内部循环热交换过程,建立了热量的平衡方程;同时针对高功率激光器热负荷量大、总体结构受限、风机特定的工作特点,分析比较各类换热器的换热特性并最终选择结构紧凑、换热系数高、流阻小的矩形翅片圆管束换热器作为激光器的散热部件,最后针对研制中的7kW轴快流CO2激光器进行了换热器的设计和换热计算,得到可以实现37.4kW的换热量的结果。结果表明,选用的换热器能满足所设计的轴快流CO2激光器的换热要求。 展开更多
关键词 激光器 高功率CO2激光器 对流冷却 换热性能 换热器
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高功率轴快流CO2激光器控制系统的研制 预览 被引量:1
12
作者 李波 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期 285-288,共4页
为了提高高功率轴快流CO2激光器的稳定性和智能化程度,以满足激光加工的需要,采用可编程逻辑控制器和尾镜取样功率稳定技术,研制出了以西门子可编程逻辑控制器为核心的高功率轴快流CO2激光器控制系统,并在4kW轴快流CO2激光器上进行... 为了提高高功率轴快流CO2激光器的稳定性和智能化程度,以满足激光加工的需要,采用可编程逻辑控制器和尾镜取样功率稳定技术,研制出了以西门子可编程逻辑控制器为核心的高功率轴快流CO2激光器控制系统,并在4kW轴快流CO2激光器上进行了实验验证,取得了气压稳定度、功率稳定度、放电波形以及激光模式等实验数据,气压波动小于±50Pa,功率稳定度达到±0.1%,并可实现连续、脉冲、超脉冲放电。结果表明,该套控制系统可以满足高功率轴快流CO2激光器的控制需求,提高了高功率轴快流CO2激光器的稳定性和智能化程度。 展开更多
关键词 激光器 轴快流CO2激光器 控制系统 可编程逻辑控制器 尾镜取样
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双零色散点光子晶体光纤中红移辐射的产生 预览
13
作者 成纯富 别业广 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期 120-123,共4页
为了研究双零色散点光子晶体光纤反常色散区中红移辐射的产生,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒脉冲在双零色散点光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和红移辐射的产生。分析了抽运脉冲的脉宽、抽运波长、入射峰值功率对红移辐射的... 为了研究双零色散点光子晶体光纤反常色散区中红移辐射的产生,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒脉冲在双零色散点光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和红移辐射的产生。分析了抽运脉冲的脉宽、抽运波长、入射峰值功率对红移辐射的影响。结果表明,当超短脉冲靠近第2个零色散点的反常色散区进行抽运时,喇曼孤子受高阶色散效应的影响产生了红移辐射现象;当增大抽运激光的入射峰值功率或增大脉宽时,红移辐射均增强,而且发生了明显的分裂现象,其起因可归结于喇曼孤子和红移辐射之间的交叉相位调制;此外,3阶色散效应对红移辐射也有重要的影响,当增大3阶色散系数时,红移辐射可得到进一步加强。 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 孤子自频移 红移辐射
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轴快流CO2激光器谐振式软开关电源 预览
14
作者 李波 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期 52-54,共3页
采用新型谐振式软开关技术,成功地研制出激励高功率轴快流CO2激光器的零电流谐振式软开关电源。该电源工作在25kHz的开关频率下,主电路采用半桥式谐振变换方式,电源处于软开关工作方式,IGBT功率管为零电流开通和关断。该电源输出电... 采用新型谐振式软开关技术,成功地研制出激励高功率轴快流CO2激光器的零电流谐振式软开关电源。该电源工作在25kHz的开关频率下,主电路采用半桥式谐振变换方式,电源处于软开关工作方式,IGBT功率管为零电流开通和关断。该电源输出电流5-120mA连续可调,功率管低损耗工作,无需镇流电阻,实现了6支CO2激光放电管的并联起辉和稳定工作。 展开更多
关键词 轴快流CO2激光器 谐振式软开关 软开关电源
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轴快流CO2激光器放电管结构的研究和设计 预览
15
作者 李晴 黄鸿雁 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期 525-528,共4页
为了深入了解高功率轴快流CO3激光器放电管结构和内部流场对激光器工作性能的影响,得到更均匀稳定的辉光放电,采取对放电管内部工作气体的流动状态分别进行数值模拟和实验的方法,得到了关于放电等离子体的流场分布数据,数值模拟结... 为了深入了解高功率轴快流CO3激光器放电管结构和内部流场对激光器工作性能的影响,得到更均匀稳定的辉光放电,采取对放电管内部工作气体的流动状态分别进行数值模拟和实验的方法,得到了关于放电等离子体的流场分布数据,数值模拟结果和实验结果一致,并对不同结构的管内的流场和放电表现进行了比较和分析,设计了一种新结构的放电管。结果表明,放电管内的流场特性影响着辉光放电的均匀性和稳定性,新设计的放电管内能得到更均匀的辉光放电,但还需进一步优化。 展开更多
关键词 激光器 CO2激光器 轴快流 放电管 流场 数值模拟
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高功率轴快流CO2激光器的数值模拟进展 预览 被引量:3
16
作者 李晴 黄鸿雁 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期 339-342,376,共5页
综述了国内外高功率轴快流CO2激光器数值模拟的研究进展。分别从理论方程、计算方法、计算结果3方面对已有的数值模拟进行了比较和分析,重点探讨了理论模型的组成形式、物理意义和近似条件,分析了不同计算方法的优缺点,列举了不同计... 综述了国内外高功率轴快流CO2激光器数值模拟的研究进展。分别从理论方程、计算方法、计算结果3方面对已有的数值模拟进行了比较和分析,重点探讨了理论模型的组成形式、物理意义和近似条件,分析了不同计算方法的优缺点,列举了不同计算结果得出的激光器性能和参量之间的关系。最新结果表明,轴快流量激光器的性能和输出与放电管的结构,电极结构,管内的温度场、速度场、压力场和湍流状态等参量分布都有关。依据轴快流CO2激光器和计算机技术的发展,提出了轴快流CO2激光器数的数值模拟未来需要改进的方向,进而对基于新的计算平台的数值模拟结果在激光器的优化和设计方面的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 激光器 模拟 数值计算 CO2 轴快流
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Far-field properties of a cylindrically polarized vector beam and its beam quality beyond the paraxial approximation 被引量:1
17
作者 贾信庭 李波 《中国光学快报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2010年第5期517-519,共3页
<正>The far-field analytical expressions for the electromagnetic fields of a cylindrically polarized vector beam propagating in free space are obtained based on the vector angular spectrum and the method of stat... <正>The far-field analytical expressions for the electromagnetic fields of a cylindrically polarized vector beam propagating in free space are obtained based on the vector angular spectrum and the method of stationary phase.The far-field energy flux distributions and the beam quality by the power in the bucket(PIB) in the nonparaxial regime have been investigated.The PIB of the cylindrically polarized beam depends on the ratio of the waist width to wavelength,the order of the Laguerre polynomial,and the angle between the electrical vector and the radial direction.The analyses show that azimuthal polarization compared with radial polarization has better energy focusability in the far field. 展开更多
关键词 远场特性 光束质量 偏振矢量 近轴近似 圆柱 拉盖尔多项式 极化矢量 解析表达式
激光切割系统功率实时控制研究 预览
18
作者 贾信庭 贺昌玉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期 145-146,150,共3页
激光功率对切割质量具有重要的影响,功率过大容易产生过烧现象。为了保证切割质量,研究了激光功率与切割速度的关系,基于可编程多轴运动控制器提出了激光功率实时控制的方法,使用开放性编写应用程序进行串口通信调整功率的方式实现... 激光功率对切割质量具有重要的影响,功率过大容易产生过烧现象。为了保证切割质量,研究了激光功率与切割速度的关系,基于可编程多轴运动控制器提出了激光功率实时控制的方法,使用开放性编写应用程序进行串口通信调整功率的方式实现激光功率的实时控制。采用这种方法进行激光切割试验,当激光功率能够随切割速度实时变化时,可以避免烧角现象。结果表明,此方法可以有效地提高切割质量,并且保证了激光切割的效率。 展开更多
关键词 激光技术 激光切割 功率控制 切割质量
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特征值法模拟计算具有流动饱和增益介质激光器的光场 预览
19
作者 江超 东宁 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期 407-412,共6页
提出一种特征值方法用于计算具有流动饱和增益介质的气体激光器的光场分布情况。计算模型中,流动饱和增益介质等效为一个位于激光谐振腔内的大腔镜前面的薄增益片。基于这个模型,可以获得特征值法的传输矩阵.通过求解传输矩阵的特征... 提出一种特征值方法用于计算具有流动饱和增益介质的气体激光器的光场分布情况。计算模型中,流动饱和增益介质等效为一个位于激光谐振腔内的大腔镜前面的薄增益片。基于这个模型,可以获得特征值法的传输矩阵.通过求解传输矩阵的特征值与特征向量,能够较容易地获得激光器谐振腔中所有可能存在的光场分布情况,通过比较它们的损耗参数能够获得激光器实际存在的光场分布。模拟计算结果显示:流动饱和增益介质对光场分布具有负面影响,它将导致光场分布沿着气体流动的方向倾斜。该方法的模拟计算结果能够与其它方法的模拟计算结果较好地吻合。 展开更多
关键词 激光技术 激光谐振腔 光场分布 特征值法
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脉冲激光沉积AZO薄膜及其光学性质研究 预览 被引量:3
20
作者 江超 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期 79-80,共2页
给出了在氧气气氛中利用单束脉冲激光交替作用锌靶和铝靶进行掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜的脉冲激光沉积(PLD)新方法,分析了该方法的特点与优点,并与利用ZnO陶瓷掺杂靶制备AZO薄膜的方法进行了对比。利用该方法分别在玻璃片和硅片... 给出了在氧气气氛中利用单束脉冲激光交替作用锌靶和铝靶进行掺铝氧化锌(AZO)透明导电薄膜的脉冲激光沉积(PLD)新方法,分析了该方法的特点与优点,并与利用ZnO陶瓷掺杂靶制备AZO薄膜的方法进行了对比。利用该方法分别在玻璃片和硅片上制备了AZO薄膜,用SEM观察了薄膜的表面型貌,用X射线衍射谱(XRD)研究厂薄膜的结构,最后通过透射光谱分析了制备的透明导电膜在可见光区的透射性能。实验结果表明:利用该方法能够制备出性能优越的AZO功能薄膜。 展开更多
关键词 脉冲激光沉积 AZO薄膜 交替打靶 XRD
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