直接相位调制可产生带宽可调的线性啁啾脉冲,可作为种子源用于啁啾脉冲放大系统中。对线性啁啾脉冲的产生过程以及啁啾脉冲在光纤中的传输放大过程进行了数值模拟与实验研究,实验获得了底宽为500 ps,带宽为0.69 nm的线性啁啾脉冲。在此基础上提出一种全新的产生冲击点火种子脉冲的方式,即对光脉冲的局部进行调制与压缩以获得高对比度的种子脉冲,...
光栅-外腔光谱合束是基于光栅的波长选择特性和外腔的反馈,使得半导体激光阵列（DLA）中的每个发光单元锁定在不同的波长,并保持每个发光单元输出光束在近场和远场重合,实现光谱合束后输出光束质量与单个发光单元的光束质量保持一致,极大地改善了输出光束的光束质量。实验采用发光单元宽度为100μm、周期为500μm,由19个发光单元组成的常规CM-Bar...
阐述了一种获得高功率3~5μm中红外激光输出的实验方案,即先通过高功率1.94μm光源抽运Ho：YLF晶体,获得高重复频率2.05μm激光输出,通过端抽运放大方式,提升2.05μm激光功率水平,最终2.05μm激光抽运光参量振荡器（OPO）实现高功率中波激光输出。在水冷工作体制下获得了重复频率5 k Hz、最大功率26.9 W的中波输出,脉冲宽度为24.4 ns,2.05μm到3~5μm的...
报道了一种新型纳秒脉冲532 nm绿光激光器,其基频光为耗散孤子共振（DSR）方波纳秒脉冲、由掺镱光纤激光器得到,该激光器采用了全光纤主振荡功率放大（MOPA）结构设计。利用非线性偏振旋转（NPR）锁模技术,掺镱光纤激光种子源产生了稳定的DSR方波纳秒脉冲激光输出,输出激光的脉冲宽度随抽运功率的改变在3~40 ns之间可调。利用该DSR方波纳秒脉冲...
为了研究激光冲击强化（LSP）对镁合金力学性能的影响,采用电子万能高温拉伸机和钕玻璃脉冲激光（波长1064 nm,脉冲宽度20 ns）研究AZ31镁合金薄板室温和300℃时拉伸应力-应变曲线和力学性能。结果表明,LSP提高了AZ31镁合金室温和高温抗拉强度,而冲击试样的最大热流变应力明显高于未冲击的试样,双面单次LSP导致室温力学性能降低,在激光冲击试样...
为了解决激光连接碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）/钢异质接头中的缩孔问题,采用光纤激光对GMW2钢板进行高速毛化试验,系统研究了激光功率、扫描速度、扫描长度和扫描次数对微凸起宽度和高度的影响,并利用高速摄像实时观察了毛化过程。结果表明,微凸起宽度与熔池宽度相当,增加激光功率或减小扫描速度将导致熔池宽度增加,微凸起宽度也将增加;而...
针对大型离心式管线压缩机叶片激光熔覆修复层难加工问题,进行激光熔覆减振合金配方与修复层铣削加工一体化工艺理论研究。使用添加不同质量分数铜元素的Fe Cr合金粉料在KMN钢基体上制备激光熔覆修复层;通过扫描电镜、X射线衍射仪及能谱分析仪对修复层微观组织及物相组成进行观察分析;对修复层显微硬度进行测试;对修复层室温干摩擦情况下的耐磨...
为了探讨激光选区熔化成型典型几何特征的尺寸精度,并为激光选区熔化直接成型金属零件提供设计参考依据,设计了薄板、尖角、圆柱体、圆孔、方孔等典型几何特征的三维模型,采用华南理工大学研发的激光选区熔化设备（Di Metal-100）在优化的工艺参数下选用316L不锈钢粉末对这些典型几何特征进行激光选区熔化成型。实验结果表明,激光光斑约束、台阶...
采用Nd：YAG激光对0.5 mm厚的1060纯铝板进行圆弧和直线精密切割时,为消除圆弧和直线切口壁面的粗糙度差异问题,通过显微镜观察圆弧切缝壁面微观形貌,在此基础上建立圆弧简化的数学模型,导出了内、外圆弧壁面粗糙度公式。在相同切割参数下,重点分析切割半径对内、外圆弧和直线壁面粗糙度差异影响规律,结果表明,随切割半径增大,外圆弧壁面粗糙度...
为研究激光表面微凹坑对AZ31B镁合金耐腐蚀性能的影响,利用光纤激光器在材料表面制备微凹坑阵列。通过扫描显微镜观测微凹坑的形貌、直径和深度,利用双单元电化学工作站测试微凹坑制备前后材料表面的动电位极化曲线。结果表明：微凹坑的直径和深度均随激光功率的增大而增大,微凹坑周围出现烧蚀现象;微凹坑直径与扫描次数无显著相关性,但微凹坑圆...
采用激光熔化沉积技术制备了4045铝合金薄壁试样,研究了沉积试样热处理前后的显微组织演化,并测试其显微硬度。结果表明,沉积试样显微组织具有定向快速凝固特征,由Al枝晶和Al-Si共晶组成,其一次枝晶间距约22.3μm,二次枝晶间距约7.5μm,体积分数约42.7%,沉积试样顶部出现柱状树枝晶向等轴树枝晶转变。当前沉积层从底部到顶部冷却速度的降低导致Si...
现有激光熔覆技术大多是基于水平基面上开展的,这种方式极大地限制了激光熔覆技术的广泛应用。基于＂光束中空、光内送粉＂技术,通过对激光加工机器人系统的程序控制实现了基板0°--150°的倾斜和熔覆头相应姿态的连续变化,研究了基板不同倾斜角度下对熔覆层截面尺寸及组织的影响规律,并对变基面过程中的熔池进行了受力分析。实验结果表明：随基板...
在金属激光熔覆自由三维成形中,不断生长的成形面与成形喷头之间的距离应保持恒定值,以保证生长表面上处于聚焦激光焦点附近熔池的离焦量基本不变。以光学三角法为原理,提出了一种基于嵌入式机器视觉的激光自由成形熔池离焦量在线测控系统,推导出了镜头焦距设计公式,给出了系统硬件方案以及软件方案,同时为高效稳定处理熔池图像,提出了一种基于...
面向光印刷互连背板的应用需求,提出基于准分子激光消融原理对光波导的刻蚀技术进行研究,在背板上任意位置获得光波导端面实现光耦合。采用193 nm波长的准分子激光作为光源,通过方形掩模孔径投影在互连背板光波导上,研究了激光能量、激光脉冲次数与刻蚀深度、端面粗糙度等参量之间关系,通过刻蚀参数的优化,刻蚀后端面光耦合损耗增加量约1.3 d B...
光还原特别是激光还原金属离子制备纳米结构作为一种化学成分纯净和工艺可控性高的微纳制造手段,已经得到了广泛的研究与应用。目前,该方法加工出的金属结构已应用于光谱检测、生物荧光成像、三维微纳结构制造等领域。针对当前基于双（多）光子吸收效应直写技术无法解决的加工效率低等问题,采用紫外纳秒激光双光束干涉法,提出了一步原位光还原银...
采用机械振动辅助激光熔覆工艺在45钢表面制备了Fe55合金涂层,通过光学图像分析仪观察了熔覆层的几何形貌,结合Auto CAD软件标注了涂层高度、宽度和熔覆角等几何特征参数,探讨了激光比能、振幅、频率等工艺参数对涂层熔覆角的影响,借助响应面分析法提供的二阶多项式构建了能明确表征熔覆角与激光比能、振幅、频率之间隐式关系的函数模型。结果表...
漫射光谱技术对生物组织进行快速和无创测量具有非常重要的意义,但精确解析解的缺乏限制了该技术的有效应用。基于Monte Carlo模拟数据研究了一个适用于小孔径测量漫反射的半经验解析模型,建立了反射率随孔径和生物组织折射率变化的函数关系,并利用该模型反演了生物介质光学参量,对其适用范围进行了分析。与基于扩散近似模型的繁琐解析表达式相...
提出了基于灰度图像直方图均衡与梯度法相结合的技术,应用于相干光时域反射计（COTDR）光纤传感信号处理,以COTDR同一光脉冲所探测得到的信号为行向量,以一组光脉冲探测得到的同一空间位置的信号为列向量,构建了相干传感信号的二维灰度图像,通过计算灰度图像的梯度,并结合图像直方图均衡处理,降低了由环境干扰所引入的噪声信号,提高了系统对振动...
研究了任意形状应力区的光纤在纤芯中心处的应力场分布和双折射大小计算方法,并对领结光纤进行了优化设计。采用COMSOL Multiphysics软件中的固体力学模块,研究了相同应力区面积、不同形状的应力型光纤在纤芯中心处的应力场大小。结果表明,软件仿真值与运用微元应力积分公式计算得到的结果一致。因此对于任意形状应力区光纤在纤芯中心处的应力场...
加热温度是光纤熔融拉锥制造中的关键因素,直接影响器件的性能。为了提高加热区域温度的稳定性和可控性,设计了高压电弧加热装置,并对电弧加热、弧区温度和光纤预热进行了分析。设计了高频高压电源和电极。电源的电流和频率独立可调,采用电压闭环和电流控制确保引弧成功和提高电弧放电电流的稳定性,并分析了其放电过程。建立了弧区温度测量实验...
光纤矢量水听器（FOVH）以其低频灵敏度高,动态范围大,抗电磁干扰,易轻型化等诸多优势,成为新型矢量水听器的一个发展热点。针对线阵列应用,开展了光纤干涉碟型矢量水听器的仿真分析和研制工作。有限元分析采用光纤等效层方法（FLEM）和光纤细化结构方法（FLDM）分别对系统的性能进行预报,研制出了光纤碟型矢量水听器样品,并进行了全面的测试。...
研究了与光纤线圈平面平行的径向磁场作用下光纤陀螺的磁敏感性,分析了径向磁敏感性的主要机理是光纤扭转。基于此提出了利用补偿光纤环来抑制陀螺的径向磁敏感性的方法,通过控制补偿光纤的扭转分布特性,产生一个可控的补偿相位来抵消原有光纤环的径向磁敏感性误差。建立了补偿相位、径向磁敏感度与光纤扭转分布特性关系的数学模型,并对该模型进...
提出了基于溶胶-凝胶（Sol-Gel）法制备掺铈石英闪烁光纤,将其作为辐射传感头,搭建了对伽马辐射敏感的光纤传感系统。通过改变溶胶-凝胶中铈元素掺杂浓度,分别拉制出Ce与Si的摩尔分数分别为0.14%和0.22%的闪烁石英光纤。利用137Cs伽马辐射源,研究了闪烁光纤涂覆层、铈元素掺杂浓度及闪烁光纤长度等参量对辐射传感特性的影响。
通过Rsoft软件对锥形光纤倏逝场能量分布特性进行仿真,从理论上分析锥形光纤激发微谐振腔非互易性产生的原因。实验中,光纤熔融二氧化硅微球腔通过高精度三维调节架沿光纤方向移动,每次移动相同距离选取测试点,记录光源正反传输情况下微球腔谐振谱线,得到谐振谱线特征参量随倏逝场变化的非互易性变化规律。通过计算微球腔理论鉴频曲线获得非互易...
为解决激光熔覆工艺制备Ni/Ni3Al基双性能材料过程中产生的裂纹问题并使之保持良好的力学性能,采用优化工艺参数获得了冶金质量良好的双性能样品。研究发现,对制备过程中裂纹产生的原因与机理进行分析,通过改变激光参数能够有效降低涂层的开裂倾向。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等检测手段对单层和多层涂层进行微观组织形貌、成...
ZM5镁合金激光熔覆涂层的晶界易析出条带状β-Mg17Al12相,导致涂层的拉伸性能下降。通过添加稀土Gd元素,在ZM5铸造镁合金表面激光熔覆Mg-Al-Gd涂层,研究Gd元素对ZM5镁合金激光熔覆涂层组织和性能的影响。结果表明,添加质量分数为5.0%的Gd元素的熔覆涂层中生成了Al2Gd颗粒相,晶界处Mg17Al12共晶相细化成球形颗粒和短棒状,且析出量显著减少;含Gd镁...
针对蓝宝石有序纳米结构的制备,使用微波回旋共振离子源,研究了低能Ar＋离子束在不同参数下刻蚀蓝宝石（C向）表面形成的自组织纳米结构及其光学性能。结果表明,当离子束入射能量为1200 e V、束流密度为265μA/cm2时,随着入射角度的增大（5°~40°）,样品表面出现点状自组织纳米结构,该结构的有序性较差;当增加角度到45°时,样品表面出现了有序的条...
烧蚀热可用于材料抗激光加固性能表征和材料的激光加工效率描述。实验研究了亚音速表面切向空气气流速度和激光功率密度对玻璃纤维/树脂复合材料烧蚀热的影响规律,结果表明,相同气流速度下,烧蚀热在100~500 W/cm2激光功率密度范围内先迅速降低然后趋于稳定,转折点约位于200 W/cm2;相同激光作用下,功率密度较低时,烧蚀热随着气流速度提升而变大,...
超音速激光沉积技术（SLD）是一种将激光辐照与冷喷涂相结合的新型涂层制备工艺,因其结合了激光技术和冷喷涂技术的优势,能够沉积冷喷涂难以沉积或不可能沉积的材料。利用超音速激光沉积技术在中碳钢基材上成功制备了Ni60涂层,并采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）、显微硬度测试等手段对涂层的沉积效率、显微组织成...
为进一步提高Cu Al10合金激光熔覆层的耐蚀性能,研究添加不同质量分数的Ni对Cu Al10熔覆层组织及性能的影响。采用HPDL-D30半导体激光设备,用同步送粉的方式在316L不锈钢基体表面进行激光熔覆。借助扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）对激光熔覆层进行组织、成分及物相分析,并使用显微硬度计进行硬度分析和电化学工作站进...
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