具有特殊浸润性的仿生表面包括超亲水表面以及各种类型的超疏水表面，这些表面具有自清洁、抗结冰、减阻等性能，近年来受到国际学术界的广泛关注。随着超快激光的快速发展，各种类型的特殊浸润性表面可通过超快激光制备得到。与其他方法相比，超快激光表面处理技术具有简单、灵活、可控的特点。结合本课题组在该领域的研究工作，综述了这一研究...
基于模场匹配原理，分析了耦合效率与抖动幅度、艾里斑半径和单模光纤模场半径比值的关系。为了减小随机角抖动对耦合效率的影响，提出了基于激光章动的空间光到单模光纤的自动耦合方案，利用数据采集卡算出脱靶量并输出补偿电压。分析了算法精度的影响因素、激光章动信号频率与抖动频率的关系，用Matlab仿真及实验验证了算法的可行性。实验得到...
为了解决双通单平行光栅对压缩器构型里光栅失调问题，设计了一套结构简单的监测系统方案，根据系统结构进行数值模拟，通过模拟分析提出了一种新的光栅在线调节方法。考虑两块光栅不同维度的失调量，结合模拟得出监测量与失调量的关系，根据监测量变化将失调量--分离调节，最后将真空室中的失调光栅调回理想位置。对该方法进行了误差和可行性分...
研究了两台独立运转的掺镱光纤飞秒激光器的脉冲序列与载波包络相位同步。使用平衡光学互相关的方法探测两台激光器的脉冲延迟，控制腔内高速压电陶瓷以锁定两台激光器的重复频率，得到两台激光器的剩余相对时间抖动为380as。不同的重复频率锁定带宽会对载波包络相位信号产生明显的影响，相比于使用压电陶瓷（低锁定带宽），使用电光调制器锁定...
提出了一种基于全光纤多程相位调制的光谱控制方法，并对其进行了理论模拟和实验研究。理论模拟结果表明，调制次数、调制深度、调制信号形状和宽度以及调制信号和光脉冲的时间同步均会对输出光谱的中心波长、光谱宽度和形状产生影响。在实验上对光谱宽度为0．03nm的注入信号进行多程相位调制，得到了带宽为2．238nm的输出光谱，实验结果与理论...
设计了一种基于半导体激光器调制技术的978nm纳秒脉冲掺镱全光纤激光器。该激光器采用主振荡功率放大结构，由调制半导体激光种子源和一级单模单包层掺镱光纤放大器组成。半导体激光种子源的光谱中心波长通过种子光自注入方式被定义为978．3nm，调制之后的激光脉冲宽度为4．5ns，重复频率在10～50MHz范围内可调。当半导体激光种子源调制重复频率...
提出了被动调Q激光器谐振腔中的相邻两个纵模之间的建立时间之差的解析表达式，并给出了可以有效预测小增益以及初始反转粒子数比阈值粒子数大若干倍情况下单频激光运转的概率的方法。为了证实理论预测，采用腔长11cm以Cr4＋：YAG晶体被动调Q的Nd：YAG激光系统进行了实验验证，实验结果很好地证明了根据相邻纵模建立时间差所分析出的单频运转的...
对基于单模光纤的锁模再生放大器（即基于脉冲起振的耗散孤子锁模激光器）的动力学过程进干亍数值模拟，分析了输出脉冲能量、时域宽度、光谱宽度随入射脉冲在腔内循环次数增加的演化过程。实验中通过插入电光调制器使振荡腔从脉冲起振，阐述了该电光调制器选取脉冲的工作时序，实现了入射脉冲在腔内稳定循环13次；同时，在固定入射脉冲腔内循环...
分刖对Nufern公司和CorActive公司的光敏性Er/Yb共掺单模光纤采用直接紫外曝光方式制备了分布反馈和分布布托格反射结构的短腔光纤激光器。实验结果表明：Er／Yb共掺光纤存在与温度有关的猝灭效应。在激光斜率效率测试过程中，当抽运功率达到一定值时，出现了激光输出功率陡然降低的现象。对激光器谐振腔进行辅助散热时，激光转化效率有所升高。...
通过脉冲接收天线的设计和测试方法的优化，建立了神光Ⅲ原型激光器电磁脉冲（EMP）的强度分布等激光参数和靶型的关系，为进一步研究它们的产生机理和激光靶相互作用提供实验依据。考虑到电磁场极化方向的不确定性，使用三个相互正交的环形磁天线对激光装置靶室内部的电磁脉冲信号进行了测量，对比分析了两种靶型辐射电磁脉冲信号的频域特性，...
设计并实现了一种低功耗、小型化、可长期稳定运行的自动稳频激光系统。通过设计并实现高效率、低纹波的电压源，较大幅度地降低了整个系统的功耗和体积；通过设计并实现高性能温度控制电路、电流控制电路和稳频电路，得到了线宽较窄、频率稳定度较高的输出激光。该系统能够自动长期稳频，输出激光线宽约为1MHz，稳定度指标为秒稳定度1．43×10^-...
结合线性啁啾光纤布托格光栅（CFBG），设计了一种基于激光拍频实现应力测量的传感装置。系统采用CFBG的时延改变谐振腔的腔长的方法，把波长变化转化为腔长变化，不同于以往改变腔长的方法，达到波长解调实现传感测量的目的。对线性CFBG的时延谱进行了测量，并对系统结构和测量原理进行了详细的阐述，对测量结果和精确度也进行了分析与计算。谐...
提出一种利用线偏振飞秒脉冲激光制备超疏水钛表面的方法。利用飞秒脉冲激光在钛片上辐照扫描诱导出表面微纳结构，以提高钛表面的粗糙度，并结合低表面能物质的超声处理得到具有超疏水特性的钛表面。通过改变飞秒脉冲激光辐照的能流密度来改变钛表面的粗糙度，得到不同润湿性能的钛表面。将制备的疏水和超疏水钛表面在大气环境中放置三个月，并...
基于Johnson—Cook（J-C）本构模型，提出了基于有限元模型和修正Levenberg-Marquard（L-M）算法的参数辨识方法。对TC17材料进行不同参数、不同工艺的激光冲击，得到了高应变率条件下的残余应力场分布；利用霍普金森压杆得到了中应变率条件下TC17材料的动态响应曲线；将上述两个测试结果作为辨识目标。引入低应变率条件下材料的响应曲线作为约...
用分子动力学方法模拟飞秒激光在氩气（Ar）环境中烧蚀金属铝（A1）靶时，需要考虑氚原子和铝原子的相互作用。组合连接短程和长程2种势能函数，得到了Ar-Al相互作用的势能丽数，并利用该相互作用势给出了相应小体系和小尺度下飞秒激光烧蚀的分子动力学模拟结果。该模型在Ar、Al原子距离较近时使用Zieg／er—Biersack—Littmark（ZBL）势能函数...
为改善TC4钛合金激光焊接质量，引进超声振动场辅助激光焊接工艺，即超声跨态处理（UPPLW），通过改变超声场强度，采用三圆截点法研究超声功率对激光焊接接头微观组织的影响，利用可靠性理论对数据进行分析。结果表明，在外加辅助超声场作用下，随着超声功率的增加，焊缝组织晶粒有逐渐细化的趋势，当超声功率为1600w时，试样焊缝组织的晶粒度...
基于冯·米塞斯屈服准则和弹塑性本构关系，建立了长脉冲激光辐照7A04铝合金的空间轴对称有限元模型，并利用有限元-有限差分混合算法计算了光强为高斯分布的激光光束加热铝合金板时的温度场和热应力场。研究发现目标上表面米塞斯应力主要分布在中心点周围，离中心点相对较远位置处的米塞斯应力很小，对目标几乎不起破坏作用，并且米塞斯等效应力...
利用三维有限元技术模拟预测激光单次冲击圆杆件诱导的残余应力场，并与实验结果比较，残余应力场的预测值与实验测量值一致性较好。探讨了激光功率密度、冲击角度以及冲击次数等激光参数对残余应力场的影响。结果表明，在激光冲击圆杆件过程中，激光功率密度越大，光斑中心区域的残余压应力越小，残余应力状态最终由残余压应力变为残余拉应力；...
利用无源电探针检测A304不锈钢在不同的Nd：YAG激光焊接条件下的光致等离子体电信号，研究了不同的激光焊接模式与激光等离子体电信号频谱分析结果之间的关系，分析了不同条件下的等离子体电信号波形图和频谱图，阐述了不同激光焊接模式下的焊缝横截面成形特征与等离子体电信号波形、频谱特征的关系。结果表明，在试验设定条件下，不同的激光焊...
采用3kW半导体宽带激光器在28CrMoNiV钢基板上进行了激光熔覆试验，并结合热影响区（HAZ）温度场模拟优化了再制造工艺。通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对HAZ和基体的组织进行了分析。最后通过拉伸试验对修复后的熔覆HAZ进行了性能测试。结果表明，单层熔覆HAZ主要产生了马氏体相变，并在HAZ顶部发现了马氏体和铁素体的不良组织。模拟结...
利用激光熔化沉积技术，在TA15合金基板上制备TA15/Ti2AlNb双合金薄壁试样，分析沉积态和热处理态TA15／Ti2AlNb双合金微观组织及相组成，对双合金在室温下的力学性能进行测试。结果表明，沉积态TA15／Ti2AlNb双合金具有良好的力学性能，室温抗拉强度为1096MPa，延伸率为5．2％，断裂位置位于过渡区；热处理态双合金室温抗拉强度为1053MPa，延伸...
采用镍基高温合金FGH95粉末对航空发动机常用材料GH4169合金进行激光修复试验，测试不同工艺参数下修复试样的高温拉伸性能并对其断裂机理进行分析。研究表明，在合适的工艺参数下，修复试样的高温抗拉强度可达到无损试样的85％以上；当激光线能量密度为100J／mm2时，修复试样的高温抗拉强度达到最大值708MPa，为无损试样的90．4％，其屈服强度...
应用摩擦磨损试验机进行峰擦磨损实验并对实验前后零件称最以分析其在不同条件下摩擦系数和磨损率的变化；对零件实验前后表面组织和形貌采用金相显微镜和扫捕电子显微镜分别进行观察以研究其磨损机理。结果表明，在干摩擦、氯化钠（NaCl）和人工唾液润滑条件下，SLM成型件正面的磨损率比铸造件分别低27．92％、21．15％和19．03％，比侧面分别...
激光冲击强化利用激光冲击波力学效应可提高金属材料力学性能，现有实验手段难以测量波后动态物理参量、局部动态力学量以及微观组织动态运动过程。采用分子动力学方法，在300K初始温度下对纯钛进行冲击模拟，观察到冲击加载下冲击波在纯钛中传播的动态双波结构，得到了加载过程中的力学量动态变化以及力学作用下孪晶的动态生长过程。塑性变形过...
采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备了不同Ti含量的Nb—Al-Ti高温合金涂层，分析了Ti含量对该合金涂层的显微组织、硬度和抗高温氧化性的影响。结果表明，随着Ti添加量的增加，合金涂层依次形成了β-（Nb，Ti）树枝晶＋枝晶间Nb3Al和β-（Nb，Ti）树枝晶＋枝晶间Nb3Al＋Nb2Al组织，合金涂层的显微硬度得到提高；受金属间化合物数量和微观偏析等因...
制备了低杂质吸收的Ge20Sb15Se65硫系玻璃并拉制了不同直径的光纤，进行了10．6μmCO2激光导能实验。实验结果表明，制备的Ge20Sb15Se65硫系玻璃具有良好的抗析晶特性，在5～11μm波段透过率约为64％。在高功率CO2激光作用下，Ge20Sb15Se65玻璃光纤端面会出现熔融损伤，原因在于光吸收产生的热堆积导致光纤端面温度快速升高。当光纤直径为800μm、...
针对板结构低速冲击定位需求，通过构建分布式光纤布拉格光栅（FBG）传感网络，并以光纤光栅传感器感知的冲击响应信号时间序列的关联维数作为冲击特征量，研究了关联维数与冲击点和传感器之间距离的分布规律。基于此分布规律，对冲击载荷位置进行了区域辨识，采用三圆取交的冲击定位算法实现了对冲击载荷位置的坐标定位。对机翼盒段结构划分区...
针对传统测量技术对入射光入射方向敏感的缺点，提出了一种基于积分球的高功率激光多参数测量的分光技术。采用蒙特卡罗法对衰减率、出射光时间波形特性、入射光时间波形恢复这三个方面进行了数值分析和仿真，验证了积分球作为激光测量系统中的分光元件的可行性。利用积分球对纳秒激光的能量和时间波形进行测量，实验结果与理论分析相符。实验与...
在非均匀湍流路径光束传输的研究中，设置合理的相位屏位置分布和数目尤为关键。在多层相位屏模型的基础上，建立了非均匀湍流路径下大气分层优化模型，结合两层相位屏的光束传输算例，在Hufnagel—Valley5／7大气湍流廓线模型下，分别计算了相应的大气离散分层边界与相位屏的最优分布位置，并引入相应的最大Rytov判据。根据等菲涅耳数、等湍流...
针对高模式群时延（H—MGD）的少模光纤模分复用系统，提出了一种级联独立成分分析（C-ICA）算法，其基本思想是：采用延时补偿与C—ICA结合的技术方案，运用两次ICA算法同时消除模分复用器和解复用器引起的串扰。利用该算法对2×2模分复用系统进行了解复用，并且将其解复用性能与单次ICA算法解复用进行了比较。仿真结果表明，C—ICA算法能够有效...
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