Примерная программа дисциплины сд. Ф. 03 ”Теория и проектирование проточных газовых лазеров” Рекомендуется Минобразованием России для специальности icon

Примерная программа дисциплины сд. Ф. 03 ”Теория и проектирование проточных газовых лазеров” Рекомендуется Минобразованием России для специальности


Смотрите также:
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины «проектирование микросистем» Рекомендуется Минобразованием России...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины техническая электродинамика рекомендуется Минобразованием России...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...
Примерная программа дисциплины сд. Ф...



Загрузка...
скачать
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 123.75 Kb.
оставить комментарий
Дата17.10.2011
Размер123.75 Kb.
ТипПримерная программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх