Домой

Рекомендуется Минобразованием России для специальности 131200 "Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике" направления подготовки диплом




Скачать 151.51 Kb.
НазваниеРекомендуется Минобразованием России для специальности 131200 "Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике" направления подготовки диплом
Дата13.03.2013
Размер151.51 Kb.
ТипДиплом
Содержание
Цели и задачи дисциплины
4. Содержание дисциплины
4.2. Содержание разделов дисциплины
Межмолекулярные и внутримолекулярные взаимодействия в рабочих средах.
Системы кинетических уравнений.
Усилительные характеристики рабочих сред.
Генерация излучения.
Принципы химической накачки
Накачка электрическим разрядом.
Конструкция проточных газовых лазеров и их узлов.
Методы расчета выходных параметров лазеров: газодинамические, тепловые и прочностные расчеты.
Система подготовки рабочего тела.
САПР лазерных установок
Лабораторный практикум
Наименование лабораторных работ
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Подобные работы:


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


УТВЕРЖДАЮ

Руководитель Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования


____________________Л.С.Гребнев


"_____"__________________200 г.




ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ



СД.Ф.03 ”Теория и проектирование проточных газовых лазеров”


Рекомендуется Минобразованием России

для специальности 131200 "Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике”

направления подготовки дипломированных специалистов 654000 Оптотехника


Москва

2001

  1. ^ Цели и задачи дисциплины


Цель курса состоит в том, чтобы студенты приобрели знания и навыки, необходимые для расчета и проектирования проточных газовых лазеров в соответствии с современными требованиями к уровню подготовки инженеров аэрокосмической промышленности.

Задачи курса:

  • изучение основ теоретического описания физических процессов в активных средах проточных газовых лазеров;

  • изучение взаимосвязи узлов и систем в конструкции газовых лазеров;

  • изучение методов расчета и проектирования лазеров с заданными характеристиками излучения;

  • получение опыта практического расчета параметров и характеристик узлов и систем проточных газовых лазеров;

  • получение опыта использования компьютера и специального программного обеспечения для расчета при инженерном проектировании лазеров.


2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины


В результате изучения курса студент должен знать:

  • функциональные схемы и конструктивные особенности различных типов проточных газовых лазеров;

  • способы расчета основных узлов и систем проточных газовых лазеров;

  • методику согласования характеристик отдельных элементов конструкции лазеров;

  • порядок проектирования лазеров.


Студент должен уметь:

  • проводить расчет параметров как составных элементов, так и лазерной установки в целом;

  • выполнять конструкторскую проработку узлов и систем лазера;

  • разрабатывать лазер с использованием средств автоматизированного расчета и проектирования.


Студент должен иметь навыки:

  • выполнения классификационного разделения лазеров и выделения их конструкторских особенностей;

  • проведение компьютерного проектирования инженерных систем.




  1. Объем дисциплины и виды учебной работы




Вид занятий

Всего часов

Семестры

Общая трудоемкость

300

7

8

9

Аудиторные занятия

153

7

8

9

Лекции

85

7

8

9

Практические занятия (ПЗ)

34

7

8

9

Семинары (С)

-

-

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

34

7

8

9

и(или) другие виды аудиторных занятий

-

-

-

-

Самостоятельная работа

147

7

8

9

Курсовая работа (КР)

17

-

8

-

Курсовой проект (КП)

34

-




9

Расчетно-графические работы

-

-

-

-

Реферат

-

-

-

-

и (или) другие виды самостоятельной работы

96

7

8

9

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен

зач

экз

экз


^ 4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплин и виды занятий




Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ

ЛР

КР или КП

1

Рабочие среды газовых лазеров

*










2

Межмолекулярные и внутримолекулярные взаимодействия

*

*







3

Системы кинетических уравнений

*

*







4

Усилительные характеристики рабочих сред

*

*

*




5

Генерация излучения

*

*

*

*

6

Принципы химической накачки

*




*




7

Накачка электрическим разрядом

*




*




8

Конструкция проточных газовых лазеров и их узлов

*

*

*




9

Методы расчета выходных параметров лазеров: газодинамические, тепловые и прочностные расчеты

*

*




*

10

Система подготовки рабочего тела

*




*




11

САПР лазерных установок

*




*





^ 4.2. Содержание разделов дисциплины


  1. Рабочие среды газовых лазеров.

Особенности газообразной активной среды. Основные методы возбуждения. Классификация газовых лазеров. Регенерация и обновление рабочей среды.


  1. ^ Межмолекулярные и внутримолекулярные взаимодействия в рабочих средах.

Перенос энергии электронного возбуждения в слабо конденсированных средах. Различие в энергетике электронных и молекулярных уровней. Неупругие столкновения 1 и 2 рода. Условия эффективности резонансной передачи энергии возбуждения. Квантовый КПД. Влияние давления и температуры на процесс энергообмена.


  1. ^ Системы кинетических уравнений.

Вероятностный метод описания лазера. Дифференциальные уравнения баланса населенности уровней при переходах. Условия стационарности. Плотность энергии излучательных переходов. Двухуровневое приближение и многоуровневый подход. Пороговая плотность энергии накачки.


  1. ^ Усилительные характеристики рабочих сред.

Коэффициент усиления слабого сигнала. Эффект насыщения усиления. Зависимость коэффициента усиления от частоты излучения и скорости накачки. Расчет и измерение усиления слабого сигнала в СО2 – лазерах.


  1. ^ Генерация излучения.

Коэффициенты потерь излучения в резонаторе и активной среде. Условие обеспечения генерации. Эффективность вывода энергии из резонатора. Зависимость максимальной эффективности вывода энергии из резонатора от оптимального пропускания выходного зеркала при заданных коэффициентах усиления и потерь.


  1. ^ Принципы химической накачки

Основные химико-физические процессы в проточных химических лазерах (ПХЛ). Механизмы накачки и генерации излучения в ПХЛ. Химические лазеры с дозвуковой и сверхзвуковой прокачкой. Химико-газодинамические лазеры.


  1. ^ Накачка электрическим разрядом.

Стационарные объемные разряды в потоке газа. Методы получения инверсии в газоразрядных лазерах: атомарных, молекулярных, ионных, эксимерных, на самоограниченных переходах.


  1. ^ Конструкция проточных газовых лазеров и их узлов.

Основные принципы устройства и классификация технологических газовых лазеров. Газоразрядные лазеры с диффузионным охлаждением. Непрерывные быстропроточные газоразрядные лазеры. Импульсно-периодические лазеры. Анализ конструкторских схем газодинамических контуров, рабочих камер, прокачных устройств, теплообменников, оптических резонаторов.


  1. ^ Методы расчета выходных параметров лазеров: газодинамические, тепловые и прочностные расчеты.

Порядок расчета параметров лазерной установки. Исходные данные для расчета. Определение параметров системы накачки. Выбор типа резонатора и расчет его характеристик. Расчет параметров рабочей смеси. Расчет прокачного устройства и элементов газодинамического тракта. Расчет системы охлаждения. Определение размеров конструктивных элементов лазерной установки.


  1. ^ Система подготовки рабочего тела.

Основные химические процессы в рабочей смеси газовых лазеров. Механизмы влияния химических примесей на характеристики СО2-лазеров. Способы стабилизации химического состава рабочей смеси: гомогенный и гетерогенный катализ. Схемы системы газообмена.


  1. ^ САПР лазерных установок

Разработка и систематизация элементной базы газовых лазеров. Структурная схема разработки газовых лазеров на ЭВМ. Программа расчета усиления в молекулярной СО2-смеси. Программы расчета параметров лазерной установки. Программы автоматизированного проектирования функциональных элементов лазерных установок. Создание конструкторской документации.


  1. ^ Лабораторный практикум




п/п

раздела дисциплины
^

Наименование лабораторных работ


1

4

Изучение методов определения усилительных характеристик активных сред: методы закрытого резонатора и вспомогательного лазера.

2

5

Экспериментальное определение степени однородности в пучке излучения ТЕА СО2-лазера

3

6

Определение рабочих характеристик химического кислородно-ионного лазера

4

7

Численное моделирование режима ввода энергии в газовый разряд атмосферного давления

5

8

Изучение конструкции и принципа работы технологического лазера с продольной прокачкой ЛАТУС-31

6

8

Изучение конструкций рабочих камер лазеров с поперечной прокачкой ЛТ-1, SAMARA, Дятел.

7

10

Изучение динамических характеристик стендовой системы газообеспечения проточного ТЕА СО2-лазера

8

11

Изучение пакетов программ для автоматизированного расчета и проектирования лазеров


^ 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература


а) основная литература

  1. Балошин Ю.А., Крылов К.И., Шарлай С.Ф. Применение ЭВМ при разработке лазеров. - Л.: Машиностроение, 1989.-236 с.

  2. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн.1. Физические основы технологических лазеров: Учеб. пособие для вузов. /В.С. Голубев, Ф.В. Лебедев; Под ред. А.Г. Григорьянца. – М.: Высшая школя,1987.- 191с.

  3. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн.2. Инженерные основы создания технологических лазеров: Учеб. пособие для вузов. /В.С. Голубев, Ф.В. Лебедев; Под ред. А.Г. Григорьянца. – М.: Высшая школа,1988.- 176 с.

  4. Технологические лазеры: Справочник: в 2 т. Т.1. /Под ред. Г.А.Абильсиитова. - М.: Машиностроение, 1991. -432 с.

  5. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. - М: Радио и связь, 1981.- 440 с.

  6. Захаров В.П., Кислецов А.В., Левченко О.А. Основы проектирования малогабаритных электроразрядных лазеров: Учебн. пособие. - Куйбышев: КуАИ, 1990.- 92 с.

  7. Журавлев О.А. Газовый разряд в СО2-лазерах. - Куйбышев: КуАИ, 1988.- 59 с.


б) дополнительная литература

  1. Гадияк Г.В., Насыров К.А. Численное моделирование газоразрядных проточных лазеров /Препринт ИТПМ СО РАН № 42. - Новосибирск: 1986.- 26 с.

  2. Расчет элементов лазерных систем на ЭВМ: Метод. указания /Казанск. авиац. ин-т; Сост. В.И. Воронов. - Казань, 1983.-23 с.

  3. Лазерная техника. Задание 6: Метод. указания /Сост.О.А.Журавлев, И.В. Баранов, В.П.Захаров и др. Куйб. авиац. ин-т.- Куйбышев, 1989.-22 с.

  4. Расчет параметров газового течения в активной области электроразрядного СО2-лазера: Метод. указания /Самар. гос. аэрокосм. ун-т; Сост. А.А.Шепеленко.- Самара, 1995.-19 с.

  5. Расчет распределения интенсивности излучения и дифракционных потерь в оптическом резонаторе лазера: Метод. указания /Самар. гос. аэрокосм. ун-т; Сост. А.А.Шепеленко.- Самара, 1996.-20 с.


^ 6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Комплект компьютерных программ Gas Dyn, Resonat, GALAMO, обеспечивающих расчет и моделирование как элементов, так и лазера в целом; комплект конструкторской документации промышленных лазеров; рабочие узлы проточных лазеров; комплект тематических плакатов, схем и таблиц.


  1. ^ Материально-техническое обеспечение дисциплины


Учебный класс «Конструкция лазерных установок»; действующие лазерные установки и комплексы; компьютерные классы кафедры; лаборатория рабочих процессов проточных газовых лазеров; лазерные производственные участки предприятий; исследовательские лаборатории.


  1. ^ Методические рекомендации по организации изучения дисциплины


В связи с большим объемом учебного материала данный курс может быть представлен в виде двух дисциплин: «Теория и расчет рабочих камер проточных газовых лазеров» и «Конструкция и проектирование проточных газовых лазеров».


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для специальности 131200 Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике направления подготовки дипломированных специалистов 654000 Оптотехника.


Программу составили:

Журавлев О.А. – д.т.н., профессор, Самарский государственный аэрокосмический университет

Изжеуров Е.А. – к.т.н., доцент, Самарский государственный аэрокосмический университет.


Программа одобрена на заседании Учебно-методического Совета по направлению подготовки Оптотехника, протокол № 3 от 26 марта 2001 года.


Председатель Совета УМО по образованию

в области приборостроения и оптотехники В.Н.Васильев


Скачать 151.51 Kb.
Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты