激光二极管（LD）端面抽运固体激光器的热效应是影响激光输出特性和系统综合性能的重要因素,因此准确的热透镜焦距测量是谐振腔设计的重要前提。从热传导方程入手,计算了LD端面抽运晶体的温度梯度分布,求出探测光束经过晶体后的相位差分布,通过傅里叶变换得到探测光的夫琅禾费衍射图样。基于上述理论模型,提出了一种利用探测光的夫琅禾费衍射图...
侧抽运Nd∶YAG棒对径向偏振光和切向偏振光具有不同的热焦距,利用He-Ne激光器输出的线偏振光和旋转狭缝测量Nd∶YAG棒的径向、切向热焦距,设计谐振腔使得只有一种偏振光能低损耗稳定振荡。在440 W抽运功率下,获得31.7 W径向偏振激光,光束质量因子M2约为2.5,调整腔长后,在470 W抽运功率下,获得30.2 W切向偏振激光,光束质量因子M2约为2.8。实验结...
通过对自然双折射晶体Nd∶YVO4偏振特性的研究,采用带有楔角的Nd∶YVO4晶体进行电光调Q,腔内可以不加入偏振片,这种设计有简化腔内元件、缩短腔长和降低损耗的优点,可得到更高的功率和更窄的激光脉冲宽度。实验使用尺寸3 mm×3 mm×5 mm,10°楔角的Nd∶YVO4晶体,用La3Ga5SiO14晶体作为退压式调Q元件,在1 kHz重复频率下,获得平均输出功率2.2 W,脉冲...
提出将束转动90°环形非稳腔应用于片状陶瓷YAG激光器的设计。该设计采用两个薄片状YAG增益介质垂直放置形成屋脊镜,与另一屋脊镜共同构成光束旋转系统。采用快速傅里叶变换方法,计算了该腔的空腔模式分布。分析了该腔对抽运不均匀影响光束质量进行补偿的机理。并以片状增益介质侧面抽运不均匀为模型,计算比较了束转动90°环形非稳腔与常规腔的光...
制作了一个基于受激布里渊散射效应的全光纤结构窄线宽双波长激光器,其波长间隔为0.06 nm,输出功率为4.5 W,光-光转换效率为50%。对它的光谱特性、功率输出特性和相干性与单波长窄线宽光纤激光器进行对比研究表明,该双波长光纤激光器具有和单波长光纤激光器类似的功率输出特性,窄线宽双波长光纤激光器同样具有较好的相干性。在最大功率输出时,远...
从含有受激布里渊散射（SBS）的速率方程组出发,研究单频光纤放大器中,光纤内的温度分布对SBS的影响。计算表明,增大光纤内的温度梯度,可使得SBS的增益谱变宽,增益系数降低,进而抑制SBS;冷却信号光输出端附近的光纤,以增大光纤内的温度梯度,能有效抑制SBS;采用冷却光纤的方法来抑制SBS时,冷却光纤的位置和长度均存在最佳值,最佳值与抽运功率、温...
针对目前大功率半导体激光短阵列器件和多个半导体激光单元器件集成结构应用于全光纤结构光纤激光器的发展趋势及其相关热控制理论的缺乏,利用有限元软件ANSYS对基于标准传导热沉散热结构的高光束质量半导体激光阵列（LDA）进行热特性仿真计算,通过改变阵列内部发光单元间距、发光单元数,将传统高填充因子厘米阵列（cm-bar）结构过渡到短阵列器...
在小槽道散热器入口处安置扰流圆柱,实验研究去离子水流过不同高宽比小槽道散热器的散热性能。结果表明,换热性能随着流量的增加而增强。流量为58.2 L/h,散热面温度为81.7℃时,带扰流的4 mm高度槽道具有3.2×106W/m2的散热能力;小流量时,扰流对换热的影响较小;随着流量的增加,扰流对换热的影响逐渐增强;带扰流的槽道在不同的流速下存在着不同的最...
设计并实现了一种通过原子对激光的吸收光谱研究被动型相干布居囚禁（CPT）原子钟所使用的垂直腔面发射激光器（VCSEL）特性的实验方法。通过切换输入VCSEL的微波功率,实验记录原子对单色和调频多色激光的吸收谱,借助光谱分析研究了VCSEL激光管自身温度变化速度、微波功率变化造成VCSEL的温度变化及VCSEL输出波长随温度的变化等特性,以及通过所...
提出了一种实现单向链式网络激光混沌同步的方法。以具有混沌特性的单模激光洛伦茨-哈肯（Lorenz-Haken）系统作为网络的节点,采用单向链式连接构成复杂网络。基于李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性定理,通过构造合适的Lyapunov函数,确定了网络控制输入的具体结构以及实现网络完全同步的条件。研究发现,仅对网络中的一个节点施加控制输入就能使整个...
为了将高斯光束整形为平顶的准直激光光束,在现有双非球面透镜整形器的基础上,设计了一种只使用一片非球面透镜的光束整形器。在理论模型中,提出了更加准确的非球面面形函数计算方法。经过数值模拟和光学设计软件仿真,分析了系统与激光光束参数变化对整形效果的影响,表明这种新型整形器可以使激光光束的平顶性得到明显的提高。此整形器避免了传...
建立了超短激光脉冲在准相位匹配晶体中传输的物理模型,并对修正后的非线性薛定谔方程进行了数值求解,获得了飞秒激光脉冲在周期极化铌酸锂晶体中传输的时空演化过程。模拟结果发现当入射基频光功率超过晶体自聚焦的临界功率时,发生自聚焦过程。自聚焦效应使激光脉冲在时域上产生分裂和在空间上发生聚焦。脉冲宽度随着传输距离的增加而逐渐减小,...
基于空芯光子晶体光纤（HCPCF）的在线法-珀标准件（ILFE）应变传感器的应变灵敏度高,对温度敏感系数小,其腔长可制作得比传统ILFE长,适于在一路光路中进行频分复用从而扩大多点应变检测的准分布应变传感系统的容量。理论分析了制作中提高基于空芯光子晶体光纤的在线法-珀应变传感器输出信号的方案,通过实例讨论了光源时间相干长度对该类法-珀腔...
在空心布拉格光纤拉制过程中引入的光纤外径波动会造成不同位置光纤包层一维光子晶体结构的光子带隙不完全重叠,极大地影响光纤的传输特性。研究了外径慢变正弦波动下,空心布拉格光纤中各类模式的传输特性。理论计算表明,尽管各模式类传输特性不尽相同,同一类模式中,不同阶的模式损耗情况也不一样,但是,各模式的外径波动容限相差不大。在计算例...
锥形光纤是直径沿轴向逐渐变化的一种光纤。使用broyden迭代结合打靶法求解了基于熔融拉锥光纤布拉格光栅（FBG）的耦合模方程,数值分析了光纤轴向上的锥度对FBG光谱的影响。与未拉锥的均匀FBG相比,锥形光纤的FBG光谱向短波长处漂移,光谱带宽增大。由于纤芯束缚光场能力变弱,光谱的峰值反射率和透射深度均减小。锥度越大,这种现象越明显。实验中...
利用传输矩阵法分析了磁光效应和光栅折射率初始相位对磁光光纤布拉格光栅（MFBG）-法布里-珀罗（FP）光谱特性的影响。通过调节外加磁场的大小及方向,能实现MFBG-FP的可调滤波特性,并能控制甚至抵消光栅折射率初始相位差引起的透射峰平移。对于高光栅反射率的MFBG-FP,透射峰位置和波长间隔可由其有效腔长以及等效磁光耦合系数来解析表达。MFBG-...
采用带有正八边形标记点的平面镜和单目CCD相机对空间物体进行三维重构。依据镜像对称几何学原理,利用空间物体与其在平面镜中的像构建镜像对称结构。镜像对称物体的单幅透视图几何等价于对称视点下的两幅视图,它们相差一个反射变换,并且具有自极几何对应性。平面镜不仅是对称面,而且还被当作标定平面,并利用灭点约束下的正八边形标记点计算相机...
利用改进后的光声压电技术对常用工程塑料的热扩散率进行了测量研究。介绍了改进后的光声压电理论模型,并搭建相应的实验系统。通过对参考样品铝和聚四氟乙烯的检测,完成了实验系统的校准和验证,并对8种常用工程塑料的热扩散率进行了测量,测量结果显示其热扩散率均小于0.4 mm2/s,具有良好的隔热性能。通过理论和实验研究结果表明,改进后的光声压...
基于回转长椭球模型与球形模型,采用T矩阵法,讨论了非球形气溶胶颗粒的形状对散射相函数的影响;计算了葡萄球菌、鼠疫耶尔森氏杆菌、土拉热杆菌、志贺杆菌及类鼻疽伯克霍尔德菌等5种单分散生物气溶胶颗粒Stokes散射矩阵中各元素的角度分布曲线,讨论了非球形颗粒的粒径和形状对不同矩阵元素的影响。对于等消光截面颗粒,颗粒形状的变化对前向小角...
纳米光子学是一门结合纳米科学与光子学的新型交叉学科。本书从纳米光子学的基础理论讲起，并将内容扩展到纳米材料、技术应用等方面。其内容涉及量子点纳米探针、流式细胞、双光子成像、纳米医学、靶向运输等生物医学及纳米生物技术领域研究中的热点问题，也介绍了生物成像领域研究中较为活跃的几种新成像手段。每章末有本章重点内容总结，适合...
采用坩埚下降法,成功地生长出了尺寸达25 mm×100 mm,Bi2O3初始掺杂摩尔分数为0.5%的CdWO4单晶。生长初期下部晶体呈青黄色,而生长后期晶体的颜色则显血红色。在808 nm与980 nm光激发下,观察到弱的1396～1550 nm（中心波长为1504 nm）与较强的1037～1274 nm（中心波长为1078 nm）波段的近红外宽带发光,并测定其荧光寿命分别为238μs和294μs。从...
利用抽运-探测技术研究了皮秒激光脉冲诱导下Bi20Sb80（BiSb）薄膜的时间分辨反射率演化过程。利用原子力显微镜和椭圆偏振光谱仪研究了激光诱导开关前后薄膜微区的表面结构特征和光学特性。结果表明,在一定能量密度范围内的皮秒激光脉冲作用下,该薄膜具有快速光热开关特性,瞬态反射率变化的开关时间约为19 ns,且不随激光能量密度的变化而变化,...
以锥型和收敛型两种典型的会聚型喷嘴为对象,建立了包含工件的激光切割平面对称三维撞击射流模型,采用N-S方程积分形式和RNGk-ε湍流模型,对辅助气体流场结构进行计算,研究喷嘴工件距对钢板切缝的气体流场影响。发现收敛型喷嘴的切缝气体动力学性能优于锥型喷嘴,且至少存在两个合理的切割区域。最后,进行了激光切割实验和分析。
考虑激光冲击强化后塑性区深度及最大残余压应力的影响因素和影响规律问题,运用量纲分析的方法获得了影响冲击强化效果的主控因素,并给出了塑性区深度及最大残余压应力与峰值压力、压力持续时间、光斑半径的关系;利用基于LS-DYNA的二维轴对称有限元模型,计算了不同参数条件下金属靶体受冲击载荷作用的动态响应。计算结果表明,塑性区深度与压力持...
为提高缝阵天线薄板的激光切割质量,介绍了一种基于气熔比控制的激光精密切割方法。在Nd∶YAG脉冲激光切割系统上,试验研究了气熔比对激光切割0.5 mm厚6063铝合金薄板质量的影响,即气熔比对切口宽度、切口表面质量、重铸层和挂渣的影响。对气熔比分别为2.62,3.06和4.11的3组试件进行检测与观察,发现提高气熔比,可减小重铸层、增大切口表面光滑区...
激光冲击强化（LSP）可以显著提高铸造镍基高温合金K417的抗疲劳强度。为提高K417在高温下的抗氧化和燃气腐蚀性能必须进行渗铝处理,研究了渗铝对K417激光冲击强化效果的影响。由残余应力在900℃保温的变化分析表明,虽然冲击后产生的残余压应力在高温下会部分释放,但是根据振动疲劳试验,激光冲击强化后材料疲劳强度为285.5 MPa,再渗铝后疲劳强度...
激光制造技术是国家重点支持和推动的一项高新技术，近年来在涉及国家安全、国防建设、高新技术产业化和科技前沿等领域已取得多项重大研究成果。《中国激光》在成功组织2008年、2009年“激光制造”专题的基础上，计划在2011年6月正刊（EI核心收录）上推出第三期“激光制造”专题栏目，现特向国内外广大专家学者征集“激光制造”方面原创性的研...
采用激光功率计、光束光斑质量诊断仪及高速摄像仪,对比研究了CO2激光及YAG激光与直流TIG电弧垂直相互作用时的光束特性和电弧特性。结果表明,CO2激光穿过TIG电弧后,激光功率显著衰减,光束散焦,能量分布状态严重劣化,而且电弧电压降低,体积膨胀,甚至产生激光支持的燃烧波;而对于Yb∶YAG激光,电弧基本不吸收激光能量,电弧对激光特性的影响可以忽...
采用Nd∶YAG脉冲激光对某发动机箱体主轴承座所用材料加工裂解槽。试验结果表明,激光热影响区组织得到细化,熔化区生成了细小的树枝状初晶和莱氏体,相变硬化区获得了隐针马氏体和残余奥氏体。X射线衍射（XRD）分析表明,熔化区碳浓度大于相变硬化区;裂解槽附近区域显微硬度均高于母材,硬化效果明显,熔化区显微硬度比相变硬化区高约260 HV;裂解槽...
通过激光熔化同步输送的Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.5W-0.15B合金粉末,在TC4钛合金基板上逐层沉积制备出γ-TiAl合金的薄壁样品,分析了所沉积材料的开裂行为、微观组织、相组成及力学性能。结果表明,激光熔化沉积的γ-TiAl合金具有较高的开裂倾向,缩短激光扫描沉积的长度及引入具有较高韧性的钛合金作为过渡材料,可大大减缓薄壁沉积时的温度梯度和热应力,...
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