提出一种非实验室条件下激光光束质量的简易评价方法,通过检测激光光斑轮廓特征来评价激光光束质量。根据原理定义一组表征激光光束质量的参量,给出测量方案和算法。利用灯抽运Nd∶YAG电光调Q脉冲激光器测试了谐振腔镜倾斜和不同调Q状态两种失调态时激光器参量值的变化规律,结果显示参量值随着失调量增加而单调增大,当失调量较大时,可以用相邻两...
在所构建的纳秒脉冲激光电化学复合加工（LECM）系统中,利用激光辐照和脉冲电化学复合加工的方法,在相同的工艺参数下,分别对304不锈钢、7075铝合金、1060纯铝等金属和脆性材料硅进行了加工试验。探讨了激光热力效应促进电化学加工的机理,并对不同金属材料的极化曲线进行了测量。通过扫描电子显微镜（SEM）对比分析了不同材料复合加工表面的微观...
介绍了可调谐激光器的波长调谐范围从1310 nm到1319 nm的波长控制设计,并对其可行性进行了实验测试验证。此系统采用的激光芯片是基于重构-等效啁啾（REC）技术的分布反馈（DFB）激光阵列芯片,具体通过上位机（PC）和下位机（MCU）之间的通信实现激光器阵列波长调谐。研究结果表明,该系统可应用于1310 nm波段的密集波分复用（DWDM）系统并且能够...
利用波长为1064 nm的光纤激光器作为抽运光源,采用具有双通道（极化周期分别为30μm和30.5μm）的化学计量比钽酸锂超晶格（PPSLT）晶体作为非线性工作介质,在PPSLT晶体温度为190oC时,获得了1568.4、1625.9、3078.8、3231.1 nm四波长近-中红外激光同时输出。在抽运功率为37 W,重复频率为50 k Hz时,获得了14.9 W近-中红外激光输出,四波长激光的功率...
提出了基于条纹式激光传感器的机器人焊缝跟踪系统,采用机器人末端安装条纹激光传感器,在焊接过程中实时获取焊缝轮廓数据;利用小波变换模极大值理论对焊缝轮廓数据进行分析,确定焊缝特征点;以特征点为分界点,采用最小二乘法拟合焊缝直线并求取交点,精确确定焊缝轮廓特征点坐标;通过机器人坐标变换实时获得焊缝运动轨迹,从而实现焊缝跟踪。对不...
拍瓦激光参数诊断过程中,为满足单脉冲信噪比测量仪中周期性极化铌酸锂（PPLN）晶体对光束偏振态的要求,皮秒测量平台的光路排布中采用了立体空间分布结构。针对单脉冲信噪比测量仪快速精确的在线准直要求,推导出马达调整的4×4维线性矩阵的数学模型算法,实现皮秒测量平台立体空间激光光路的快速精确准直。实验结果表明,该准直算法能够保证马达调...
采用多量子阱掩埋条形（BRS）增益芯片和拉锥光纤布拉格光栅（FBG）,制作了1.5μm波段FBG外腔式窄线宽半导体激光器。封装后器件实现了全电流范围内稳定单模窄线宽激光输出。30~250 m A驱动电流下线宽小于15.48 k Hz,实测最小线宽为6.42 k Hz,频率稳定度为7.2×10-8/s,边模抑制比大于40 d B,最大出纤功率大于10 m W。这种集成窄线宽激光器性能优异...
报道了高功率、高效率单模中红外2.8 mm波段光纤激光器。采用中心波长为975 nm的半导体激光器（LD）抽运高掺铒氟化物双包层光纤Er∶ZBLAN,室温下实现了2.8 mm激光功率超过9 W中红外光纤激光连续输出。激光器最大输出功率为9.2 W,斜率效率为24.8%,工作阈值约为1.0 W,中心波长为2.79 mm,激光工作模式为单模,光束质量M2因子小于1.2。
半导体激光器由于自身波导结构的不对称性导致光强分布不均匀而限制了其应用,为了对半导体激光光束进行整形以获得均匀光斑,设计了一种基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统。分析了微透镜阵列对半导体激光的匀化原理和光束匀化过程,通过分析微透镜边缘衍射对匀化光斑影响确定了微透镜孔径范围,采用近轴矩阵光学推导了目标光斑发散角。结合...
在直接驱动激光聚变中,变焦辐照可使得激光焦斑随聚变靶丸缩小,可增大激光与靶的能量耦合效率。基于像传递技术并利用电光削波开关中的检偏棱镜同时实现光脉冲的分束与波形分割,这种方式可充分利用脉冲激光能量,可有多种光束分割形式,并具备脉冲整形的能力。在实验室实现了Xe Cl准分子激光3台阶变焦辐照,以条纹相机记录了焦斑变化过程。实验结果...
针对牙科钴铬合金（remanium star CL）进行选择性激光熔融（SLM）成形实验,测试分析钴铬合金成形件微观组织及表面质量,研究激光功率、扫描速度、扫描间距及其综合作用下的激光能量密度对钴铬合金件表面粗糙度、相对密度及维氏硬度的影响。研究结果表明,相同激光能量密度下,不同的激光功率、扫描速度、扫描间距也会导致不同的表面粗糙度。SLM成...
＂形貌自愈合效应＂是激光金属直接成形过程中可能出现的一个重要现象,在堆积过程中依靠自身工艺参数的调整,可以控制多层堆积的熔道从堆积表面可能出现的凹凸不平状态重新恢复到平整状态。在＂中空激光、光内送粉＂新工艺的方法下,通过调整环形激光离焦量能产生明显的熔道凹凸缺陷的自愈合效应。对激光离焦量与单层堆积厚度影响规律进行了理论...
提出了一种可以实现同种或异种金属材料固态冶金结合的新型激光冲击点焊工艺。实验中,采用Nd∶YAG激光器发出的脉冲激光驱动厚度为30μm的钛箔产生局部塑性变形,并以超高速撞击厚度为100μm的铝板以实现点焊连接。当钛箔的飞行距离分别为0.3、0.6、0.9 mm时,焊点中心的回弹区域面积依次减小,而结合区域面积依次增大。采用冷镶嵌技术制样用来观察焊...
对1.4 mm厚的DP590双相钢和1.2 mm厚的6016铝合金平板试件进行添加Sn-5%Zr（质量分数,下同）粉末的激光搭接焊试验,利用卧式金相显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、背散射电子衍射技术（EBSD）和微机控制的电子万能试验机等研究了添加Sn-5%Zr粉末对焊缝微观形貌、焊接区域金相组织、断口形貌、主要物相、相的分布及含量、晶粒大小与...
采用三维瞬态模型模拟了同轴送粉激光金属熔覆成形（LMD）技术制作直壁墙过程中温度场的演化,被加工的材料为定向凝固镍基高温合金Rene80。首先模拟了粉末在下落过程中与激光的相互作用,并分析了其对熔池温度场可能造成的影响,其次模拟了直壁墙成形过程中温度场的演化。模拟过程考虑了固液相变和液体流动对熔池温度场变化的影响,模拟过程所用的...
制备了多特征尺寸微弯曲模具,并利用激光动态柔性成形技术实现了单次脉冲下箔板的等压弯曲成形。为了研究工件尺寸（厚度）、晶粒尺寸对高应变率下箔板变形行为的影响,使用超景深显微系统观测成形件三维形貌及轮廓形状,采用纳米压痕仪测量其厚度方向上的微硬度分布,并借助冷镶嵌技术测量成形件厚度减薄率。实验结果表明：铜箔厚度由50μm减小到30...
超音速激光沉积技术（SLD）将冷喷涂技术与激光技术相复合,保持了冷喷涂固态沉积的优势,并极大地拓展了单一冷喷涂技术的可喷涂材料范围。采用SLD制备了Stellite 6硬质涂层,并与激光熔覆（LC）Stellite 6涂层在宏观形貌、显微组织、界面稀释和显微硬度等方面进行对比研究。研究表明,SLD涂层保留了原始Stellite 6颗粒内部组织,不同于LC涂层的粗大...
为了研究固态相变对马氏体钢激光熔覆成形过程应力演化的影响,建立了考虑降温过程马氏体相变的热-力耦合激光单道熔覆及多层多道堆积有限元模型。在实测材料物性参数的基础上,对单道熔覆及多层多道堆积应力演化进行了有限元分析。分析结果表明,马氏体相变对应力场演化影响显著,同只考虑热-力耦合的模型计算结果相比,考虑固态相变的情况下,有限元...
对异种塑料聚碳酸酯和聚苯醚激光透射焊接性能进行了研究,分析了温度属性和相容性对可焊性的影响;采用半导体激光器进行激光透射焊接实验,采用电子万能试验机测定接头拉伸剪切强度,并用响应面法对焊接工艺参数进行实验设计建模与优化;采用三维显微镜对断面形貌进行观测,分析不同扫描速度下接头失效形式。结果表明,在激光功率为6.34 W、扫描速度...
光子时间拉伸模数转换（PTS-ADC）技术利用光纤中的色散效应对被采样信号进行时间拉伸和带宽压缩,可大幅提高传统模数转换器（ADC）的采样率和模拟带宽。但PTS-ADC也存在采样时间窗口有限的缺点,难以满足连续信号的采样。采用多通道结构化设计是实现PTS-ADC连续采样模式的有效办法,但也存在通道间的失配误差。本文优化了多通道结构设计方案,可用...
为了克服基于强度调制器的相位编码光模数转换（PADC）中强度调制器的偏置点漂移和双臂结构不对称等影响,给出了一种基于相位调制器的相位编码光模数转换方案。建立了系统的理论模型,给出了实现双端口相位编码的条件;理论分析了光采样时钟幅度抖动、时间抖动,以及输入光脉冲偏振态等因素对系统性能的影响。结果表明：所提出的方案可抑制光采样时...
为使不同频带的电磁波沿着各自的信道传输,在二维介质柱正方格光子晶体中设计了3种典型的信道分路滤波器（CDF）结构。利用时域有限差分法研究了其特性,得到了各个输出端口对应的传输特性曲线。各信道分路输出信号在其通带中心频率处强度最大,随远离中心频率向高频或低频移动各信道输出信号强度将迅速衰减。该类CDF结构各信道分路具有选频性能强...
建立了一个零缺陷周期性,正、负缺陷非周期性三种宇称-时间（PT）对称晶格势中奇异光孤子传输的理论模型。运用变分法分析了零缺陷晶格势中孤子的宽度和势能的变化,并运用线性稳定性分析研究了孤子的稳定性范围。结果表明,在一定的参数范围内,奇异光孤子在PT晶格势中能够存在并稳定传输。
对不同抽运方式下光子晶体光纤飞秒脉冲放大器中的脉冲演变过程进行了数值模拟和实验验证。在数值模拟上,采用了速率方程和非线性薛定谔方程相结合的理论模型;该模型考虑到端面抽运引起光纤中的非均匀增益分布、群速度色散和自相位调制三者之间的相互作用。模拟结果表明,相比于前向抽运放大方式,采用背向抽运放大方式不仅输出功率高,而且放大脉...
在各类大型基础设施的安全检测过程中,应变作为一项重要的参数需要重点检测。为了准确测量一定范围内应变分布,提出了基于光频域反射技术（OFDR）的光纤连续分布式定位应变测量传感方法。这种方案根据瑞利散射光谱移动的原理,采用距离域移动窗互相关的光谱漂移解调算法来获取连续分布式的应变参量。实验结果表明,这种方法可以对100 m范围内光纤...
采用射频磁控溅射技术在Si（111）衬底上制备了多组分Zn O基陶瓷薄膜,利用Nd∶YAG激光器对多组分Zn O基陶瓷薄膜进行了激光冲击处理,研究了激光冲击处理对多组分Zn O基陶瓷薄膜压敏电性能的影响。结果表明,激光冲击处理后,薄膜的晶粒尺寸显著减小,表面更加平整致密。薄膜的压敏电性能得到了不同程度的改善,其中非线性系数的提高幅度最大为65.2%,...
阐述了基于相位差异（PD）的波前传感技术的基本原理,并将该技术的应用领域由单色光或准单色光拓展为宽光谱照明。在大量计算机模拟仿真的基础上,设计了宽光谱PD技术的验证实验。用积分球照明作为光源,在实验室搭建了某相机调制传递函数测试实验平台,利用宽光谱PD技术进行波前解算和最佳焦面位置的确定,并对所采集的图像进行复原处理。此外,针对...
提出了一种基于单光子探测的光纤传输时间峰值扫描测量方法。通过调节门控信号的到达时间以及与光脉冲匹配的开闸宽度,统计单光子探测器的计数率峰值来判断光脉冲的准确到达时刻,避免了单光子探测器在盖格工作模式下输出雪崩脉冲的时间抖动测量误差。在理论分析峰值扫描测量法的基础上,设计了峰值扫描测量实验系统,在长度为125 km光纤信道上测量...
针对微球移相干涉测量中系统校准差及离焦引入的线性移相误差对相位信息提取产生的影响及特点,在分析了常用移相算法应用缺陷的基础上,构造了新的五帧算法。该算法对线性移相误差的响应特性与Hariharan算法十分接近,且符号相反。通过两种算法的互补修正,使得相位解算误差理论上较之Hariharan算法降低了两个数量级,大幅提高了定步长移相算法的线...
为了改善光学波导较大的侧壁粗糙度,探究分次氧化工艺相比于单次氧化工艺的优势,运用微机电系统（MEMS）工艺制备了绝缘体上硅环型谐振腔和跑道型谐振腔,并通过单次氧化工艺和二次氧化工艺对其进行优化处理。理论分析并仿真了粗糙度、散射损耗和光学谐振腔传输特性之间的关系。实验结果显示,相同的氧化深度下,相比单次氧化工艺,二次氧化工艺获得...
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