国家重大基础设施和关键区域的安全, 对于保障经济发展、国家安全、社会稳定和人民生活具有极其重要的意义。基于相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR）的分布式光纤振动传感系统在入侵探测、周界安防和基础设施安全监控等方面具有独特的技术优势, 近年来受到各国科技界和工业界的广泛关注。详述了本课题组近10年来在该领域的研究成果, 包括Φ-OTDR定量...
环形谐振腔是激光陀螺（RLG）的核心。基于环形谐振腔光线传输理论，通过求解自洽方程，数值分析了反射镜的变形对谐振腔稳定性的影响；在此基础上，借助有限元分析软件Ansys，通过参数化建模，进一步开展了RLG腔长控制镜（PLcM）结构参数对其综合性能影响的仿真分析。结果表明，在相同尺寸限制和不影响陀螺稳频工作效率的前提下，PLCM结构参数...
短蒸气室自加热碱金属激光器的原理是利用未被增益介质吸收的抽运光加热碱金属蒸气室。基于三能级速率方程，建立了半导体激光双端抽运碱金属激光器的理论模型，研究了增益介质长度、蒸气室温度和抽运源线宽等参数对短蒸气室自加热碱金属激光器输出激光的影响。研究结果表明，在普通外腔半导体激光器抽运下，增益介质长度为2mm时可以实现瓦级激...
在马赫数为0．5气流条件下，进行了激光辐照30CrMnSiA钢材料的温度测量实验。实验结果显示，材料的温升速率和上升最高温度在有气流环境下比无气流环境下明显下降。利用数值反演方法获得了气流条件下激光加载面样品材料实际吸收热流密度变化以及温度变化。与无气流条件下的数据对比可发现，相同温度对应的实际吸收热流密度在气流环境下大于无气...
通过设计极低损耗808nm半导体激光芯片外延结构，实现腔内损耗小于0．5cm-1。采用该高效率外延结构研制出高峰值功率808nm巴条芯片，巴条的填充因子为85％，包含60个发光点，发光区宽度为140μm，腔长为2mm。在驱动电流为500A，脉冲宽度为200“s，重复频率为400Hz，占空比为8％的工作条件下，该芯片的准连续（QCW）峰值输出功率为613W，斜率效率...
给出了一种适用于空间应用的全固态高重复频率窄脉冲激光器。激光器采用超稳双porro棱镜直线谐振腔，以LD侧面抽运Nd：YAG板条，磷酸氧钛铷（RTP）晶体作为电光调Q开关，并利用偏振耦合输出激光。实现了激光脉冲重复频率为1kHz、平均功率为1．15w、脉冲宽度为1．3ns、光束质量因子M2为Mx2=1．20和My2=1．23、波长为1064nm的脉冲激光输出。激光器...
报道了一种紧凑型930rim被动锁模掺钕全光纤激光器，该激光器由掺钕全光纤振荡器和一级掺钕全光纤放大器构成。振荡器采用线型腔结构，增益介质为长度8cm的高掺杂掺钕石英光纤，抽运源为一个最大功率为200mW的808nm单模半导体激光器，利用半导体可饱和吸收镜实现被动锁模，获得超短脉冲激光输出。振荡器输出平均功率为1mw，重复频率为28．2MHz，...
利用四块Nd：YVO4晶体，采用主振荡功率放大结构对全固态连续单频1064nm激光种子源进行四级放大，实现了实验级别的百瓦级连续单频1064nm激光源输出。注入抽运功率为220．00W时，放大级最大输出功率为103．80W，总的光光转化效率为33．2％。激光放大器的输出功率为97．73w时，激光放大器的长期功率稳定性在5小时内优于±O．53％，光束质量因子M2...
提出了一种基于飞秒光纤激光器的光频率梳设计与研制技术。设计与研制出脉冲宽度为55fs、频率为210MHz的色散管理孤子锁模掺铒光纤激光器，并优化设计了啁啾脉冲光纤放大链路；由负色散高非线性光纤产生了频率范围为1080～2320nm的倍频程超连续谱，经f-2f（f为频率）自差拍检测出信噪比达32dB的载波包络偏移频率；通过将重复频率的4次谐波和载波...
针对飞秒激光诱导电晕放电实验，提出了一种新的电极优化设计方案。理论分析了球形电极与传统锥形电极在飞秒激光诱导电晕放电中的不同，给出了飞秒光丝附近的空间电场分布，比较了两种情形下飞秒光丝尖端附近电晕放电的起晕电场阈值。对比了球形电极与锥形电极在飞秒激光诱导电晕放电中的实验现象。理论和实验结果表明，新设计的球形电极可显著...
进行了W—Cu复合材料的激光直接成形实验，研究了混合粉末均匀性和W粉的形态对激光直接成形W—Cu复合材料成形质量的影响，对成形试样的微观组织进行了分析，并测量了成形件的致密度。研究结果表明，当混合粉末均匀性较差时，成形气孔主要是由W粉末颗粒团聚引起，且随着激光功率的增大，成形气孔数量增多，成形件的致密度减小。使用直径为54-100...
飞秒激光直写技术（FsLDW）因其优异的三维加工能力、高空间分辨率、低附加损伤等优点被广泛地应用于微纳加工领域，但传统飞秒激光直写技术在加工效率、加工面积和加工精度之间存在矛盾。为了实现高速、大面积、高精度的激光微纳加工，构建了一种由大范围水平位移台和高速旋转台组成的极坐标系飞秒激光直写系统。基于该系统，研究了轴对称样品...
建立了能够反映高功率连续激光辐照碳纤维增强复合材料（CFRP）层合板时材料发生烧蚀、热解与层间开裂等热力损伤效应的多尺度分析模型。从细观尺度分别建立了纤维和基体的热解动力学方程，通过热重分析获得热解动力学参数，进而得到CFRP层合板宏观的热物与力学性能参数。通过内聚力模型建立了激光辐照引起层间开裂的分析模型，提出并建立了热解...
基于光内送粉技术，进行了空间密排多元扭曲薄壁件的成形研究，获得了熔覆喷头的空间运动轨迹及姿态；根据熔覆层截面与工艺参数之间的解析关系和单道实验，建立了高度工艺模型，并进行了二元扭曲薄壁成形；采用间歇熔覆工艺，完成了多元扭曲密排叶片的堆积。检测结果表明，成形件表面平整，叶片单元最小间隙为6．5mm，叶片厚度基本稳定在2．7mm...
采用分子动力学方法对深冷环境下（77K）的单晶钛内诱导的位错扩展进行了模拟，使用共同近邻分析（CNA）法分析了温度对位错扩展的影响，系统研究了激光冲击波在深冷环境和常温环境条件下沿[0001]方向的冲击传播特性。结果表明，[0001]方向上单晶钛的激光冲击波为弹塑性双波结构。深冷环境下激光冲击波后材料内部出现大量位错，塑性变形主要表现...
在316不锈钢表面进行激光熔覆Stellite3、Stellite21与新型Co基合金（Co-3）试验，分析了熔覆层的显微组织及相成分，研究了硬度分布和耐擦伤机理。试验结果表明，Co一3显微组织均匀、致密，无裂纹与气孔，其强化相主要为（Co，W）3C、Cr23C6、Cr7C8和Co3Mo。熔覆层的平均显微硬度约为624HV0.2较基体提高3倍以上。Co～3的耐擦伤性能明显优于316...
铜及其合金材料热导性良好、反射率高，采用单一激光焊接难度较大。提出绿一红外双波长脉冲激光同轴复合焊接方法，并研制了焊接系统。系统的绿激光脉冲能量为255．4mJ，功率稳定度为±2％；消色差焊接头保证了T2紫铜的双波长激光同轴复合精密焊接。对焊缝进行显微组织及显微硬度测试，结果表明，焊缝光滑平整，无缺陷；焊缝正面高度与母材区的持...
利用光纤激光扫描焊接铝合金V型坡口，研究了坡口角度、透镜焦距、离焦量等对坡口内材料熔化行为的影响。结果表明，V型坡口对光纤激光具有明显的汇聚作用。当焦距为300mm、离焦量为0～10mm、坡口角度为5。时，坡口内可获得较好的熔化效果。进一步分析表明，这与铝对光纤激光在布儒斯特角处的吸收率不高有关，但由于每次反射会损失部分激光能量...
研究了基材热处理态和激光扫描速率对多道沉积DD5单晶高温合金沉积道内的杂晶（SGs）形核位置及数量的影响，探讨了不同条件下杂晶的形成机理。结果表明，当激光扫描速由5mm／s增大到20mm／s时，沉积道顶部的柱状晶一等轴晶转变（CET）导致杂晶数目减少；采用固溶方式处理基材时，沉积道底部杂晶的尺寸和数量较铸态基材的明显减小；沉积道之间的...
采用激光增材制造技术制备了05Cr15Ni5Cu4Nb沉淀硬化不锈钢板件，分析了沉积态、调整态、固溶态组织经时效热处理后的显微组织、析出相及力学性能，并优化了热处理工艺。结果表明：沉积态组织主要由外延生长的柱状晶组成，柱状晶内包含多个胞状枝晶，枝晶间存在残余铁素体，沉积态组织抗拉强度为1128．5MPa。经时效热处理后，残余铁素体消除，马...
提出了一种基于频域光学相干层析成像（SDOCT）技术的非破坏性玻璃亚表面缺陷（SSDs）定量检测新方法，描述了所搭建SDOCT系统的成像原理和特性，给出了所重建的玻璃SSDs二维和三维图像。利用所获得的图像，可以定量获得玻璃SSDs的深度、尺寸和形状。该研究结果对光学零件的加工和应用具有重要意义。
为满足日盲探测系统的技术要求，研制了一种可以实现紫外日盲区（200-270nm）高透射、近紫外到近红外区（300-1200nm）深截止的光学滤光片。通过分析材料的光学特性，结合光学薄膜理论，优化膜系结构，设计了介质与金属组合的膜系。采用电子束加热蒸发的方法沉积金属膜，通过对沉积速率的实验研究，在保证金属光学性能的前提下，有效降低了膜厚...
针对数字体制机载多脉冲激光测距机信号处理算法引入测距误差的问题，提出减少脉冲激光回波波形失真的降噪算法以及改善激光测距精度的校正措施，可用于脉冲激光目标的精确定位。结合数字体制多脉冲激光目标检测过程分析数字信号处理算法引入的测距误差，指出信号采样率限制了目标定位的距离分辨率，低通滤波环节的非线性相频特性是造成波形失真...
阐述了一种基于低相干光干涉技术的透镜中心厚度的测量方法，并设计了腔式测量结构对未知折射率的材料进行中心厚度测量。测量系统为包括低相干测量和激光测距的全光纤结构。低相干测量结构参考臂和激光测距结构参考臂的共光路设计降低了环境因素的影响，提高了测量稳定性，并利用七步相移法实现对干涉信号的定位和提取。另外，利用低相干测量方...
为提高地面激光瞄准系统对运动目标的瞄准精度，研究了目标的运动特性，并对不同提前量算法的计算精度进行分析。从航天器和天体的运动规律出发，建立一种基于双行根数（TLE）星历表的地平坐标系下的航天器轨道动力学模型，研究了航天器在地平坐标系下斜距、角度、角速度、角加速度的变化规律；根据理论轨道数据，分析了激光瞄准系统的一、二阶...
在多相机组合测量应用场景中，各相机之间常常存在没有重叠视场的特殊情况，该条件下多相机组安装关系的标定极具挑战性。针对传统基于全站仪的标定方法过于繁琐的缺点，基于机器人领域里手眼标定与多相机组安装关系标定的等价关系，给出了求解多相机组安装关系的基础方程，推导了利用四元数描述旋转矩阵下基础方程的解算步骤，提出了一种基于手...
为有效检测光学元件体内的缺陷情况，利用全内反射技术，让激光束在光学元件内部多次全内反射后获得缺陷的散射光斑图像，结合基于最小二乘法的椭圆拟合等方法对散射图像进行处理，得到缺陷的三维位置信息。对该方法进行了实验验证，实验结果表明，扫描采集35幅图像即可完成对尺寸为150mm×120mm×20mm的大口径光学元件的全部缺陷检测，待测样品缺...
采用频率梳方法测量太赫兹频率时，其测量精度取决于重复频率的锁定精度和拍频信号的测量精度。拍频信号频率由频率计数器测量得到，对信号的信噪比（SNR）和信号强度均有要求，且SNR越高频率测量精度越高。因此，拍频信号的探测和SNR的提高是太赫兹频率测量中最关键的环节。系统地研究了影响拍频信号信噪比的主要因素，包括拍频产生方法、信号...
为实现调谐范围宽、调谐速度快、带宽窄、驱动电压低以及可批量化生产的可调光学滤波器，提出了一种新型微机电系统（MEMS）可调光学滤波器。由高反射率可动光学镜面与准直扩束光纤端面组成法布里-珀罗（F-P）腔。通过静电驱动改变F-P腔的腔长以调整滤波器的输出光波长，分析了可调光学滤波器的波长调谐原理和静电驱动原理，给出了器件的结构参...
为了研究波前畸变对光束指向探测的影响，采用蒙特卡罗方法分别在整口径和不同口径、不同排布的子口径情况下，对光束进行了模拟分析。研究结果表明，当波前畸变的均方根值小于O．163λ时，光束指向探测误差小于0．5μrad;当波前畸变的均方根值小于O．234λ时，光束指向探测误差小于1μrad。可选取波前畸变相对较小的子光束区域来计算整口径的光束指...
购物车(0)