成像系统中的CMOS探测器被激光损伤后，其猫眼回波会发生变化。对猫眼回波图像的变化进行了实验研究，发现随着用于损伤的激光功率增加，CMOS器件的微透镜发生分解，直至最终消失，并使器件表面形成由遮光铝膜和光敏区构成的二维光栅，猫眼回波图像内的阵列光斑也经历了逐步消失又恢复的过程。以高斯随机表面模拟微透镜表面形貌，建模计算了猫眼...
研究了圆环达曼光栅（CDG）整形的环形光抽运的声光调QNd：YAG激光器。该激光器的腔体由激光晶体、声光调制器以及平面输出耦合镜组成。所用抽运源为光纤耦合808nm半导体激光器，其发射光经过CDG发生一级衍射，产生的环形光场强度分布用于端面抽运Nd：YAG激光晶体。实验获得了高光束质量、线偏振、且具有螺旋相位的主动调Q脉冲光输出。当吸收抽...
基于掺镱光纤激光放大器理论模型，分析了掺镱光纤激光放大器中心波长和增益光纤长度等因素对放大发光辐射（ASE）的影响。根据计算结果，优化了1030nm窄线宽光纤激光放大器设计参数。采用主振荡功率放大结构，搭建了基于窄带种子源一级放大器的实验装置，使用25μm／400μm（纤芯直径／包层直径）掺镱光纤实现了中心波长1030nm、3dB线宽O．072nm...
报道了半导体激光器双端面抽运单频调Q Nd：YAG激光器。采用磷酸钛氧铷（RTP）电光晶体作为腔内相位调制器主动调谐腔长,实现单频种子注入,获得稳定的单纵模输出。采用另外一对RTP电光晶体作为调Q开关,在900Hz重复频率下,利用单振荡级获得单脉冲能量为7.5mJ,脉宽为14.6ns,线宽为45 MHz的1064nm激光脉冲序列输出。激光束在水平方向和垂直方向的光...
搭建了声光调Q脉冲光纤激光器实验系统,研究了输出的调Q脉冲多峰现象。通过调节系统的抽运功率、声光Q开关的重复频率、开启时间、上升时间等可调参数进行实验,寻找多峰个数少、形状好的调Q脉冲。最终在抽运功率为8 W,Q开关重复频率为10kHz,开启时间为260ns,上升时间为150ns时,得到一个前沿有稍微突起的调Q脉冲输出,此时激光转换效率约为23.6%。...
放大自发辐射（ASE）是影响钕玻璃大口径片状放大器增益性能的重要因素。通过测试钕玻璃大口径片状放大器在不同抽运条件下的增益性能，研究了ASE效应对增益系数和增益分布均匀性的影响，并利用实验数据推算出ASE效应造成的增益系数降低比例。随着抽运能量的增加，ASE效应造成的增益分布塌边、平均增益降低愈发明显。该研究为国产大口径钕玻璃片...
采用磷酸钛氧铷（RTP）电光偏转器作为调Q开关，实现了连续激光二极管（LD）端面抽运Nd：YVO4的激光调Q运转。实验研究了输出耦合镜透射率不同、重复频率不同时激光器调Q的输出特性。当输出耦合镜透射率为60％，在5kHz重复频率运转时，获得了平均输出功率为1．22w、脉冲宽度为1．0ns、峰值功率为244kw的调Q脉冲输出；当重复频率为20kHz时，得到...
以光纤光栅作为反射镜,将双偏振光纤激光器的一小部分输出光经光纤延迟线延迟后再反馈回激光腔,降低了拍频信号的相位噪声。结果表明：反馈时间越长,噪声降低的幅度越大。以50m长的单模光纤作为延迟线,降低了双偏振光纤光栅激光器拍频信号20dB以上的相位噪声,在10kHz偏移处相位噪声达到-92dBc/Hz的水平;光反馈的偏振态对外部光反馈系统的噪声抑...
在氩气辅助下，利用光纤激光水下切割1mm厚304不锈钢板。通过切缝平均宽度研究激光功率、切割速度、水层厚度、水体条件等对切割效率及切割质量的影响规律。宏观上，激光功率过低、切割速度过快、水层过厚等因素会降低激光切割效率和质量。在模拟海洋环境的盐水中进行切割试验，水的高盐度和低温大大降低了切割效率。微观上，熔化区、热影响区（...
激光喷丸强化技术是一种新型的材料表面改性技术相比于传统喷丸强化技术，具有明显的优势。采用试验与有限元分析相结合的方法，探讨了在一定冲击顺序下，多点激光喷丸强化处理后紧固孔周围残余应力的分布情况。结果表明，通过多个直径为2．6mm光斑的组合能形成一个直径近似为6mm的较大圆形冲击区域，可用来替代大直径光斑进行冲击强化。在多点...
采用模拟与实验相结合的方式研究激光透射焊接件拉伸过程中的应力分布和拉伸件的失效行为。以PA66激光透射焊接件为研究对象，建立了焊后拉伸数值模拟模型，模拟得到了焊接件的拉伸载荷一位移曲线和拉伸变形情况，并与拉伸实验进行对比和验证；对拉伸过程中焊接件的剪切应力和Von Mises应力分布进行分析，从剪切和拉伸失效方面探究拉伸件的失效...
采用光纤激光一变极性TIG复合填丝焊接4mm厚的A7N01铝合金，研究了焊接电流、焊接速度对焊缝成形及气孔的影响规律，同时分析了优化工艺参数条件下焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明，随着焊接电流的增加，焊缝正面熔宽增加，背面熔宽基本不变；而焊接速度降低，焊缝正面和背面熔宽均增加，焊缝内部气孔减少；且在激光功率为6kW、焊接电流...
激光-双MIG（熔化极稀有气体保护）电弧复合焊具有熔深大、熔敷效率高、焊接质量好等特点，然而由于其耦合机理复杂，给应用带来了一定的困难。基于电磁场理论提出了激光与双电弧耦合机制，当激光光致等离子体中间部位的电子受到两个电弧产生的洛伦兹力和电场力相差较大时，等离子体两端的电子分布会不均匀，这使得一端电弧发生弯曲，沿焊丝轴向...
采用激光喷丸在球墨铸铁QT600表面加工出具有不同凹坑中心距的微凹坑造型阵列,研究了激光微造型对其表面摩擦磨损性能的影响。仪器测试结果表明,相比于未造型试样,激光喷丸在球墨铸铁表面引入有益的残余压应力,磨损量明显降低,干摩擦条件下降幅达7.9%。微造型试样在干摩擦条件下的表面摩擦系数明显提高,增幅最大可达12.9%,而湿摩擦条件下则明显...
介绍了一种具有高工艺可控性特征的单晶硅表面亚微米结构阵列介电微球辅助激光一化学复合成型的方法，采用这种方法可以在单晶硅表面制备具有较好周期性和均一性的三维微结构阵列。分析并总结了微球直径、刻蚀时间及激光脉冲能量密度对结构成型的影响规律，根据时域有限差分模拟法和晶硅结晶及其化学刻蚀的基础理论，分析研究了微结构的成型机制...
针对三倍频光学元件后表面的损伤修复形貌，分别采用时域有限差分法（FDTD）和瑞利-索末菲（R-s）衍射积分法，来模拟不同形貌下元件修复区域内以及其后续的光场分布。结果表明，当修复坑截面轮廓线端点切线与光束传播方向夹角大于70°时，元件内部光强极大值小于1．66，修复效果优于其他角度。夹角为70°、宽200μm的抛物面型、圆锥型和圆台型凹坑...
分别采用气体保护焊（GMAW）和激光焊（LBw）焊接板厚为2．8mm的Q345低合金高强钢对接接头，并测量了对接接头的面外变形。基于Abaqus软件平台，开发了同时考虑材料非线性与几何非线性的热-弹-塑性有限元算法。利用开发的算法计算了GMAW和LBW两种焊接方法的焊接温度场、焊接变形和残余应力。模拟温度场时，采用等密度椭球热源模拟GMAW的热输入，...
用电子束蒸发技术在晶体及激光陶瓷两种基底上沉积了氧化铪（HfO2）单层膜，采用掠角x射线衍射（GIXRD）技术和纳米划痕仪对薄膜的晶向结构和力学特性进行了研究。实验结果表明，HfO2薄膜在单晶晶体和多晶陶瓷基底上均呈现多晶态结构，均呈（020）面择优生长，陶瓷基底上薄膜的择优取向更明显。膜基结合较差的晶体-HfO2体系上薄膜的衍射峰较多，...
为弥补伪随机码调幅测距系统性能研究的不足，采用可编程逻辑器件实现1GHz和2．5GHz速率的伪随机码发生器。实验系统以50m为测试距离，针对两路伪随机码光子到达时间点，采用快速傅里叶变换算法得到互相关波形。在此基础上，建立互相关波形的数学模型，采用参数估计法，运用马尔可夫技术完成参数迭代，重构距离波形，得到距离估计值。实验结果表...
在傍轴近似条件下，基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式，推导了双曲正弦平方高斯光束在自由空间、左手平板材料中及通过左手平板材料后的三维光强传输公式，并进行数值计算和分析，探究了双曲正弦平方高斯光束通过左手平板材料的传输特性。研究表明，左手材料对双曲正弦平方高斯光束轴上光强和横向光强分布规律的影响是使光强呈对称分布；材料...
利用矢量波分析法对分数阶高阶贝塞尔涡旋光束（FBV）的电矢量特性进行了研究。在紧聚焦和非紧聚焦条件下，研究了拓扑荷（TCs）增量为0．1阶、拓扑荷从2．1增到3的过程中，Ex、Ey、Ez三个电场分量强度图的变化情况。进而对比分析了TCs值为整数阶和半整数阶FBV光束在由紧聚焦向非紧聚焦过渡过程中Ex分量强度的变化情况。数值模拟结果表明，紧聚...
对垂直双抽运结构的偏振复用信号在半导体光放大器（SOA）中的全光波长变换（AOWC）进行了研究。理论分析了激光器线宽对此系统性能的影响，仿真研究了偏振复用一正交频分复用（PMOFDM）信号在此系统中传输的性能。仿真结果显示，当系统的光信噪比为10dB时，10Gbit／s的PM-OFDM信号经过sOA中的四波混频效应后，在接收端能够实现无串扰偏振不敏感...
建立了Y分支光学调制器半波电压与工作波长和温度的数学模型，其半波电压随工作波长增加而增加、随温度增加而减小。设计实现了一种基于4阶波调制Sagnac干涉仪的半波电压自动测试系统，实现了半波电压的在线连续测量，相对测量精度达到8．5×10^（-5）用可调激光器光源，改变工作波长和环境温度，分别进行了1310nm和1550nm波段Y分支光学调制器半...
利用大气湍流对光束的扩展、背投成像原理和卡塞格林望远系统，提出了一种适用于大气激光通信捕获、对准和跟踪系统的光束对准检测方法，并对其进行理论分析和实验验证。该方法利用光斑形状和光斑形心位置综合解算光束的横向偏移量和轴向偏转量，解决了一般方法无法分辨出光斑在接收焦平面的移动是由于光束横向偏移还是轴向偏转引起的问题，以及...
基于模式耦合理论，研究了一种3个模式的锥形光纤模式复用／解复用器，可以实现1根少模光纤与3根单模光纤之间的模式复用及解复用，有利于提升光纤传输系统的传输容量。当基模光场分别输入3根直径为10、8．4、7．2μm的单模光纤时，会在锥形结构中发生耦合并转换为高阶模式场。利用重叠积分计算该复用器输出端口光场与标准模式场的相似度，检测出...
提出一种基于光学相干层析成像（OCT）技术的水凝胶三维打印精准控制方法，利用OCT在线定量评价，通过迭代降低设计与打印间形态差异，提高了水凝胶打印的可控性和稳定性。实验结果显示，该方法能够准确地定量表征水凝胶三维打印支架的结构特征，并基于OCT表征结果的相关函数精准控制打印，使得支架平均孔隙尺寸与设计值的偏差从30％降低到2％。...
作为一种新近发展的无透镜成像技术，PIE（ptychographicaliterativeengine）不但保持了传统相干衍射成像方法装置简单、使用方便等优点，克服了视场受限和收敛速度慢等缺点，还具有成像范围可扩展、收敛速度快、抗噪声能力强等优势，在光学、x射线和电子束等领域得到了广泛关注并开展了大量研究，是一种有可能在大范围内替代现有相位成像技术的...
相位恢复与定量相位成像是光学测量与成像技术领域的一个重要课题。传统干涉测量法依赖高度相干光源的干涉叠加，干涉装置复杂，测量环境要求苛刻，引入的散斑噪声极大地限制了传统干涉测量法在显微成像领域的应用。光强传输方程（TIE）作为最具代表性的相位恢复方法之一，为定量相位成像提供了一种新的非干涉手段。近些年来，该方法在国内外得...
通过调制入射光的振幅和相位，形成特殊结构分布的照明光以提高数字全息显微记录系统分辨率，结合结构光的特性设计了明场和暗场记录系统。明场记录系统中，在利用振幅型正弦光栅和随机散射元件调制人射光波前，将超出衍射极限的物体高频信息调制到系统截止频率以内，这部分信息可以通过成像系统被记录。数字再现过程中，将其与低频信息合成，可...
光场相机成像模型与参数标定方法是拓展光场应用的理论基础和关键环节，已成为计算光场领域的研究热点。不同于传统相机的成像原理，光场相机通过新颖的光学系统将场景中的光线按照某种给定关系与图像传感器像元进行对应，实现对三维空间中光线位置和角度信息的采样与记录，可通过计算摄影学恢复场景的三维结构。利用微透镜阵列分析了光场相机标...
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