气流化学激光理论研究的若干进展

以超声速HF/DF化学激光和超声速氧碘化学激光(COIL)为代表的气流化学激光(GCL),因其科学意义、军事和工业应用价值,近30多年来得到了突飞猛进的发展.由于超声速膨胀混合流在控制强放热反应动力学和热力学过程方面的特殊本领,使气体动力学在高功率GCL的发展中起着关键性的作用.高功率GCL性能的分析计算自然也沿用非平衡气体动力学的方法,假定气流(包括激光能级分子和原子)为连续介质,谱线为均匀加宽,并联立求解气体动力学方程组,增益动力学和基于光强迭加原则的辐射传输诸方程,称为速率方程(RE)模型.20世纪70年代后期又提出和发展了GCL性能计算的半气体动理学(SGK)模型,在SGK模型中仍假定气流为连续介质,但同时考虑了激光能级分子微观热运动的贡献,谱线加宽的非均匀加宽效应,并用双参数摄动法求解激光能级分子速度分布函数方程组(即广义Boltzmann方程组),因此SGK模型是一个同时考虑宏观和微观尺度运动的跨尺度模型.本文综述RE模型和SGK模型以及用它们预测GCL性能的若干研究进展,同时简评等增益模型和腔模(模图样)理论研究的一些进展.最后从气体动力学的角度提出一些值得进一步研究的课题.

Directly synthesized strong, highly conducting, transparent single-walled carbon nanotube films

We report the direct synthesis of strong, highly conducting, and transparent single-walled carbon nanotube (SWNT) films. Systematically, tests reveal that the directly synthesized films have superior electrical and mechanical properties compared with the films made from a solution-based filtration process: the electrical conductivity is over 2000 S/cm and the strength can reach 360 MPa. These values are both enhanced by more than 1 order. We attribute these intriguing properties to the good and long interbundle connections. Moreover, by the help of an extrapolated Weibull theory, we verify the feasibility of reducing the interbundle slip by utilizing the long-range intertube friction and estimate the ultimate strength of macroscale SWNTs without binding agent.

连续波化学激光中的非均匀加宽效应

<正> 连续波化学激光的运行压力较低,一般约在1至10托之间(如 HF 和 DF 等),因而非均匀加宽对激光输出功率和强度具有较大影响。本文用运动论模型处理二能级连续波 HF 化学激光问题。给出了既考虑非均匀加宽又考虑均匀加宽的运动论模型的结果,并与速率模型(线形)进行了比较。本文重点讨论了非均匀加宽效应,给出了振荡器特性的一般计算公式(激光发射起始位置、强度、功率分布等),并在一定的增益值 G_c 和有限的化学泵浦速率 K 值的情况下,精确求解了激光强度和功率。