光纤激光传感系统作为一种新型的光纤传感技术,结合了光纤传感的高灵敏度、可分布式测量和不易受电磁干扰等优点,以及光纤激光器的窄线宽和高光信噪比等优势,能够很好地应用于油田、矿山、桥梁、电力以及飞机等领域的测量和安全监控。从两个方面介绍了目前光纤激光传感系统的研究进展,一方面是基于单参量测量的光纤激光传感系统,系统所探测的参...
基于瑞利散射效应的相干探测光时域反射技术（COTDR）因具有高动态范围、高灵敏度等特性,而成为超长距离连续分布式传感监测的重要手段。在介绍COTDR技术的原理和发展现状基础上,对COTDR传感系统的设计及关键技术包括抑制相干衰落噪声、提高传感速度以及多机理融合传感系统等进行了研究,并对COTDR在超长通信线缆链路监测、温度和应变传感等方面...
报道了基于主振荡功率放大（MOPA）工作方式的吉赫兹级窄线宽、高峰值功率光纤激光器。该激光器以脉冲调制的分布反馈式单频半导体激光器为种子源,波长为1064.12nm,脉冲宽度为3.92ns,重复频率在10~50kHz内连续可调。采用光纤双程放大结构的预放大级以增加小信号放大能力并抑制强抽运下的自发放大辐射,优化功率放大级光纤长度以抑制窄线宽激光放...
为实现激光二极管抽运全固态激光器（DPSSL）的小型轻量化和高效率,研究了采用高温激光二极管（LD,808nm,55℃）作为抽运源,降低温控系统制冷压力,减小传导冷却结构体积、重量、功耗的思路和方法。分析了激光二极管抽运全固态激光器中热电制冷器制冷量与激光二极管工作温度的关系,采用高温激光二极管阵列抽运源和角锥棱镜谐振腔设计了可靠性高、...
双包层光纤激光器输出光中的包层光严重影响了激光的光束质量、光谱特性以及激光器的可靠性和稳定性,有效滤除包层光是双包层光纤激光器工程化的一个重要环节。对高功率包层光滤除器的热效应进行了理论与实验研究,利用ANSYS中流体动力学模块仿真分析了高功率包层光滤除器的温度场分布,在15~600 W的包层光滤除功率下进行了实验验证,在此基础上仿...
为了获得气体流速分布均匀性对激光器注入能量和输出能量的影响,运用计算流体动力学（CFD）方法对放电区流场进行模拟分析,得到放电区气体流速的纵向分布和竖向分布。根据影响流速分布不均匀性的因素,对整个流场进行优化改进。根据流体动力学原理及激光器结构及其轻量化要求,在原有结构基础上增加3层隔板以改善流场分布特性。优化后,放电区气体...
1.7μm波段光源在光学相干层析成像（OCT）系统中可以减少组织散射和吸收损耗,从而增加成像深度。提出以放大自发辐射（ASE）光源抽运长度为300m的高非线性光纤和长度为10km的色散位移光纤产生连续光源。其中,后置于ASE抽运源的可调谐滤波器调节连续光源的峰值波长和功率,所得光源经过掺铒光纤吸收整形后得到峰值波长为1675nm,10dB谱宽约为75nm的...
在基于四波混频（FWM）效应实现频率变换的全光纤光学参量振荡器（OPO）中,信号光通常只能在较短的距离内获得有效的参量增益。根据光时域反射（OTDR）技术的基本原理,通过测量信号光的后向散射光,获得了信号光在光子晶体光纤（PCF）中的增长曲线,进一步计算得到了PCF中的参量增益分布;将PCF的起始端到参量增益急剧下降处的距离定义为有效作用长...
主要研究了外加光反馈对光纤布拉格光栅外腔半导体窄线宽激光器特性的影响。在研究温度对光纤光栅外腔半导体激光器激射波长影响的基础上,设计了强度可调的外加光反馈系统,并利用延时自外差法测试外腔半导体激光器的线宽,从实验上分析了不同强度的外加光反馈对外腔半导体激光器线宽和噪声的影响。实验结果表明,在外加光反馈强度逐渐增强的过程中...
微机电系统（MEMS）垂直腔面发射激光器（VCSELs）是一种特殊光源,具有低功耗、高调制速率、宽波长调谐范围、易耦合等优点,被广泛应用于激光通信领域。为提升激光器工作性能,如扩大波长调谐范围、提高偏振对比度等,需要优化内腔亚波长光栅结构参数来改善腔内光场分布以及偏振输出模式。基于等效介质理论（EMT）,并结合薄膜理论设计了针对调谐范...
分别对厚度为1.0,1.5,2.0mm的不锈钢-碳钢层合板进行激光弯曲试验。采用金相显微镜、电子探针和扫描电镜能谱仪对激光弯折区的元素扩散现象进行分析;采用纳米压痕试验测得过渡层附近的纳米硬度及弹性模量分布,对过渡层处纳米硬度、弹性模量和屈服强度的变化进行了分析。结果表明,弯折区过渡层处元素沿板厚方向连续稳定扩散,Fe、Ni、Cr元素扩散范...
焊接过程中锆合金板材的温度在300℃以上时锆合金易吸收氢、氧、氮等气体杂质,这些气体杂质使得锆合金的力学性能急剧下降,加强焊缝及热影响区的隔离保护和合理制定焊接工艺参数是获得优良焊接质量的关键。以光纤激光器为热源,对厚度为0.7 mm的Zr-Sn-Nb-Fe（锆-锡-铌-铁）合金薄板进行激光对接焊试验,采用ANSYS有限元软件,建立激光对接焊非线性...
研究了基体预热对激光沉积修复GH4169合金试样的残余应力、组织和拉伸性能的影响。结果表明,基体预热至300℃的GH4169合金试样,残余应力x向分力σx的平均降幅为59.4 MPa,降低了11.7%。残余应力y向分力σy的平均降幅为189.7 MPa,降低了44.6%。沉积层枝晶间析出Laves相呈现颗粒状的碎化现象。抗拉强度和屈服强度与未预热的修复试样基本一致,断后伸长...
采用最小二乘中线法建立基于成型粉末物性的表面粗糙度计算模型;选用选区激光熔化成型Ti6Al4V单熔道和零件,用表面粗糙度仪检测成型零件的表面粗糙度,光学显微镜观察、检测成型单熔道几何尺寸,分析所建模型理论值与实验值产生误差的原因。实验结果表明：激光重熔区对表面粗糙度计算模型精度影响较大,模型理论值与实验值的平均相对误差为5.7%,误...
利用300W Nd：YAG毫秒量级脉冲激光器对6061铝合金与玻璃进行激光透射焊接实验。利用万能拉伸实验机测量焊接件拉断力,用扫描电子显微镜观察玻璃断口及焊缝横截面形貌。研究焊接道次和焊缝间距对焊接件拉断力、焊缝形貌以及断口形貌的影响。研究表明,利用毫秒级脉冲激光可实现玻璃与铝合金的可靠焊接,焊接件拉断力最大可达159.93N。焊缝间距为0....
采用激光冲击强化（LSP）技术对TC4钛合金试件进行表面处理,利用空气炮试验系统对试件边缘进行外物冲击模拟,对外物打伤（FOD）试件进行拉-拉疲劳试验。结果表明,激光冲击强化有效提高了外物打伤TC4钛合金试件的疲劳强度;未强化试件疲劳裂纹源萌生在缺口根部靠近上表面的位置,强化试件的裂纹源萌生位置在材料内部,与缺口根部有一段距离,且裂纹萌...
采用电弧辅助激光焊接方法通过添加Al-12%Si焊丝进行了铝/镀锌钢异种金属涂粉对接熔钎焊工艺试验,分析了送丝速度对焊缝成形的影响;运用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、材料试验机等观察分析了焊接接头各区域的微观组织、断口形貌、物相成分和接头力学性能。结果表明：在适当的焊接参数和工艺条件下,能够得到正反面成形良好的对接接...
为研究激光冲击强化7050铝合金薄板表面残余应力的形成机制,采用5种不同功率密度的激光束冲击加载7050铝合金薄板,利用PVDF（聚偏二氟乙烯）压电传感器测量激光冲击薄板试样的动态应变,利用X射线应力分析仪测量激光冲击后的残余应力分布,并借助三维显微系统观察激光冲击强化造成的表面微结构。结果表明,当激光功率密度为1.02GW/cm~2时,激光冲击...
研究了光斑重叠率对飞秒激光硅材料表面着色的影响。实验结果表明：飞秒激光在硅材料表面着色是由于在其表面诱导出了周期纳米条纹结构;在飞秒激光功率一定的情况下,较高和较低的光斑重叠率都不能实现着色;在选定激光功率范围内,光斑重叠率越大,呈现的颜色越丰富,着色效率越高。另外反射率的测量结果表明着色后样品在可见光范围内反射率下降了50...
约束方式和晶体温度是影响磷酸二氢钾（KDP）晶体性能的两个主要因素。晶体在约束条件下,温度的变化使晶体产生热应力和热形变,破坏晶体原有的相位匹配条件,从而致使谐波转换效率降低。为了获得约束条件下温度与晶体匹配角的关系,建立了约束条件下晶体匹配角热敏感性的分析方法。利用有限元分析法,计算约束条件下温度变化产生的热应力和热形变分...
针对传统微透镜阵列制作工艺复杂、成本高、周期长等缺点,研究了一种低成本、高效率制作微透镜阵列的技术方法。以SU-8负性光刻胶为主模结构材料,采用2次紫外斜曝光工艺,加工出主光轴平行于硅基的微透镜阵列作为主模结构。依次采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）软光刻技术和NOA73紫外曝光技术对主模结构进行复制得到PDMS和NOA73 2种材料的微透镜阵列,...
利用红外热成像技术,研究了编织碳纤维复合材料（CFRP）在纤维束编织平面内的热传导规律。根据激光调制加热原理,推导了纤维束平面内热扩散系数和相位梯度的关系,并搭建了相应的实验平台,对CFRP试件进行实验。以玻璃碳作为参考材料,将测得的红外辐射相位信号进行规格化处理,并利用高斯滤波去除红外热图像的噪声。实验结果表明,碳纤维复合材料的...
针对无人机（UAV）着陆时机身相对于着陆点的精确位姿参数的需求,设计了一套基于日盲区紫外成像的无人机自主着陆引导系统。利用日盲区紫外成像技术对典型特征的紫外信标点进行成像,基于摄像机透视投影变换以及直接线性变换求得位姿参数初值,并对初值进行非线性优化得到精确解,由此实现无人机自主着陆引导工作。利用日盲区紫外在近地面唯一性的...
为提高缬氨酸产量,以一株产L-缬氨酸的黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）BFS为出发菌株,通过He-Ne激光诱变育种,分别设置不同的诱变强度和时间,确定最佳诱变条件为照射功率15 m W、照射时间20 min。对发生正突变的菌株进行L-缬氨酸耐受性筛选,得到的突变菌株产酸量提高了25.50%,并且该菌株可稳定遗传至少10代。激光诱变是一种安全有效的微生...
梯度法、标准偏差法只能反演单一时刻的大气边界层高度,为此,提出了一种可以反演一段时间内大气边界层高度的图像边缘检测法。通过对常规方法的介绍和分析,说明研究图像边缘检测法的必要性。利用自主研发的激光雷达实测数据进行反演分析了一个昼夜和4种不同天气背景下的大气边界层高度,图像边缘检测方法与梯度法和标准偏差法反演大气边界层高度...
为了给环保部门防控大气污染提供科学依据,联合侧向和后向散射激光雷达系统对近地面气溶胶后向散射系数廓线进行高分辨率探测。分析发现,近地面气溶胶后向散射系数廓线随高度变化不尽相同,大致分为4种情况：多层结构、随高度升高而增加、随高度升高而减小以及不随高度变化。分析了连续两个夜晚的气溶胶后向散射系数廓线随时空的变化情况,并对201...
为实现准国土范围内高精度授时和守时,利用光纤传递铯钟、氢钟等高精度原子钟的时频信号,在实际光纤链路上验证其长距离传递性能。采用波分复用和双向双波长的传输方法,介绍了在275km京沪干线上实现高精度时频传递的相关工作。针对长距离光纤链路的特点,探讨了链路损耗与散射、色散与频率噪声、补偿系统动态范围和反馈带宽等对时频传递性能的影...
地球同步轨道（GEO）星地激光通信终端为开敞式结构,其光通信天线裸露于卫星舱外,受交变剧烈的空间外热流影响,光通信天线符合温控要求的在轨有效工作时间每天仅有4~6h。基于现有热控技术基础,通过对太阳窗的设计削弱空间外热流的影响,改进系统热稳定性,并基于有限元分析得到使光通信天线系统热稳定性最佳的太阳窗光热特性参数优化设计,使其满足...
采用电极脉冲电弧放电激励紫外曝光刻写的光纤布拉格光栅（FBG）,重点研究了电极在栅区不同位置放电对光纤光栅光谱特性的影响。实验发现,在电极放电激励时,光栅反射率下降,光谱展宽并红移,放电引起的光谱变化具有可逆性。采用传输矩阵方法,在理论上分析了光纤光栅在电极放电产生的非均匀温度场下的光谱特性,与实验结果吻合。特别地,当电极在栅...
为了减小大气衰减效应和大气湍流效应对自由空间光通信的影响,采用了多输入多输出技术。假定自由空间光通信系统采用开关键控强度调制直接探测,信道独立同分布、无记忆平稳遍历并且具有加性高斯白噪声,在发射端和接收端都可以获取理想信道状态信息;建立了综合大气效应下多输入多输出信道模型和系统模型,推导了等增益分集合并下自由空间光通信系...
购物车(0)