中国激光杂志社
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《中国激光》杂志在全国影响力巨大,创刊于1974年,公开发行的半月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:激光器件、激光光谱学、激光仪器、光学元件、激光聚变、全息技术与信息处理、光通信、激光工业应用等。
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会;中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 国际刊号:0258-7025
  • 国内刊号:31-1339/TN
  • 出版地方:上海
  • 邮发代号:4-201
  • 创刊时间:1974
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:1.54
  • 综合影响因子:1.498
相关期刊
服务介绍

中国激光 2011年第12期杂志 文档列表

中国激光杂志激光器与激光光学

全光纤高峰值功率脉冲激光系统

摘要:报道了一种基于大模场光纤级联放大的全光纤高峰值功率纳秒脉冲产生系统。将单模光纤前端系统输出的10ns、100nJ任意整形脉冲输入由芯径15、30、140μm的掺镱大模场光纤级联构成的光纤放大器放大,获得了能量3.2mJ、峰值功率0.3Mw的整形纳秒脉冲。研究了该光纤系统极限输出能力,在高斯脉冲注入的情况下实现了光纤系统10ns/7.2mJ/0.7Mw高能量和1.16ns/3.7mJ/3.2Mw高峰值功率输出。
6-10

基于周期极化掺镁铌酸锂晶体的中红外同步抽运皮秒光参量振荡器

摘要:采用全光纤主振荡功率放大(MOPA)结构皮秒脉冲激光器作为抽运源,搭建同步抽运光参量振荡器(OPO),实现了中红外波段的皮秒脉冲激光输出。光纤激光器输出脉冲重复频率为52MHz,脉宽约20ps,中心波长1064nm。使用一块长50mm、极化光栅周期为30.5μm的周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)作为非线性频率转换晶体,采用信号光单谐振腔结构,在抽运功率5.2w时获得了平均功率为0.67W的闲频光输出,中红外参量转换效率为12.9%,斜率效率达14.5%。通过改变晶体温度的方式实现了输出波长在1.544~1.608μm(信号光)和3.15~3.42μm(闲频光)范围内的调谐。从腔长同步匹配的角度讨论了该OPO系统的输出稳定性。
11-15

等效轴棱锥产生长距离无衍射贝塞尔光束

摘要:无衍射贝塞尔(Bessel)光束在湍流大气中传输时受到的扰动较小,因此适合于大尺寸准直测量。为了克服传统轴棱锥产生较短无衍射距离的局限,基于传统正、负轴棱锥的光传输特性,提出了两种用于产生长距离无衍射贝塞尔光束的组合轴棱锥。利用光线追迹法和衍射理论模拟了组合轴棱锥的光传输特性。结果表明,两种组合轴棱锥的光传输特性与传统正轴棱锥等效,且能够产生高质量的长距离无衍射贝塞尔光束,而且降低了元件的加工难度。
16-20

超短脉冲艾里光束的空间诱导群速度色散效应研究

摘要:利用波动方程,研究了超短脉冲艾里(Airy)光束在自由空间传输时的空间诱导群速度色散(SIGVD)效应,并分析了影响SIGVD大小的因素。通过数值模拟,发现二阶SIGVD效应导致脉冲艾里光束在时域展宽,三阶SIGVD效应导致光束在时域出现非对称的拖尾振荡结构,这表明时域也为艾里分布的光束。因此,通过补偿二阶SIGVD效应,利用三阶SIGVD效应,即可在自由空间形成时一空域均为艾里分布的Airy-AirrAiry光束。
21-25

部分空间相干部分光谱相干双曲余弦-高斯脉冲电磁光束在自由空间的传输特性

摘要:基于非稳态场的相干理论,推导了部分空间相干部分光谱相干双曲余弦-高斯脉冲电磁光束在自由空间传输时交叉谱密度矩阵的解析公式。结果表明,双曲余弦-高斯脉冲电磁光束的光谱密度、偏振度和相干度与离心参数、光束的空间相关长度、时间相干长度和场点位置等因素有关。部分空间相干部分光谱相干高斯-尔模型脉冲电磁光束、完全光谱相干高斯脉冲电磁光束和完全空间相干高斯脉冲电磁光束可作为特例给出。
26-32

激光二极管抽运四片串联Nd:YAG薄片激光器

摘要:针对四薄片串联结构,利用ABCD传输矩阵方法对谐振腔进行优化设计。采用四片Nd:YAG薄片串联,谐振腔采用双凹对称腔,实现了2.15kW的激光输出,验证了激光二极管(LD)抽运薄片激光器的定标放大能力。
33-36

基于并行梯度下降算法的自适应任意口径光束整形

摘要:为了提高激光系统的整体效率,需要输出激光具有特定的光强分布。基于并行梯度下降(SPGD)算法的自适应光束整形方法凭借其良好的适用性得到了迅速发展,然而其整形效果较大程度地受到目标光束尺寸的影响。提出一种新的光束整形方法:采用SPGD算法对入射光束进行近场整形后通过控制4f系统得到需要口径的光强分布。研究了理想高斯光束和含静态像差高斯光束的光束整形效果,同时对其光束口径的可控性进行了模拟分析。研究结果表明,设计的整形系统可以有效地实现有无波前畸变的入射光束的任意口径光束整形,具有更好的适应性和实用性。
37-41

放电参数对电激励产生单重态氧影响的理论研究

摘要:摘要对于O2,O2/He,O2/Ar等的气体放电过程,进行了玻尔兹曼方程的计算求解,获得了电子能量分布函数、平均电子能量、能量利用效率等参数。计算结果表明,获得的电子能量分布函数呈现出典型的非麦克斯韦型分布,这说明在较低的电场强度下不宜采用麦克斯韦型分布的电子能量分布函数。在同样的约化场强(E/N)下纯氧放电的平均电子能量最低,加入载气He和Ar后平均电子能量增加。同样氧气含量的O2/He和O2/Ar混合物,其平均电子能量随着约化场强的变化曲线存在一个交叉点,当E/N较小时,O2/Ar的平均电子能量较高,而当E/N较大时Oz/He的平均电子能量较高。添加NO气体对击穿场强影响不大,因此在放电气体中引入NO,降低电离能进而降低约化场强E/N并不是提高单重态氧产率的主要因素。当氧气中含有15%的单重态氧O2(a’2x)时对平均电子能量有一定的影响,但并不显著。纯氧放电的最佳约化场强为10Td,随着O2含量的降低,最佳约化场强也逐渐降低。平均电子能量随着放电频率的变化先是有一个平台期,然后开始一直下降。用于激发O2(a1Δ)的电子能量利用效率随着放电频率的变化在E/N不同时有所不同,10Td时一直下降,但50Td时则呈现出先上升后下降的趋势,存在着一个最佳放电频率,300K、1333.22Pa时的最佳放电频率为10GHz。
42-48

高重复频率25W皮秒绿光激光器

摘要:报道了通过三级功率放大系统(LD抽运双程放大系统、LD双端抽运放大系统和LD单端抽运放大系统),获得平均功率50w以上的1064nm皮秒激光输出。当皮秒振荡器种子注入功率为6.67W时,经过功率放大系统,最高功率达到53.7w,光一光转换效率为30.07%,皮秒脉冲宽度为10.45ps。采用非线性晶体LBO作为倍频(SHG)晶体,实现平均功率最高达27.16w,重复频率80MHz,脉冲宽度小于10ps的532nm绿光输出,SHG效率达50.58%。整体设计在实现高的SHG效率的前提下,保证不损伤SHG晶体,使系统连续稳定工作8h以上。
49-52
中国激光杂志激光加工与应用

AM50镁合金表面激光喷丸强化层耐蚀性能与机理研究

摘要:为了研究激光喷丸强化对镁合金耐蚀性能的影响,采用钕玻璃激光对AM50镁合金表面进行喷丸强化实验。结果表明,当激光功率密度约3GW/cm2时,表层材料发生塑性变形,致密度、硬度提高并产生较大的残余压应力,表面残余压应力高达146MPa。电化学极化曲线测试结果显示,激光喷丸表面的自腐蚀电位和点蚀电位较未处理试样分别提高了64mV和92mV,腐蚀电流密度降低了88.6%。在盐雾环境下连续喷雾20h后,未处理试样表面较激光喷丸试样表面出现了更多更大的点蚀坑,激光喷丸后镁合金表面的腐蚀面积减小了84.7%。激光喷丸强化使镁合金表面的耐蚀性能得到了显著提高。
53-58

异种镁合金AZ31与NZ30K激光焊接接头分析

摘要:为研究NZ30K稀土镁合金和AZ31镁合金的异种材料激光焊接,对采用CO2激光焊成的AZ31与NZ30K异种对接焊接头组织和性能进行了分析。在激光功率为4~5kW,焊接速度为4m/min时获得了成形良好的异种镁合金焊接接头。对获得的焊接接头进行了接头组织分析、焊缝区合金元素分布及析出相的分析及接头硬度和拉伸性能的测量。金相观察发现,异种镁合金激光焊缝是两种母材的熔合,在宏观上两种母材成分未完全混合在一起,且相应成分的组织区域呈波浪状夹杂态。X射线衍射(XRD)检测显示焊缝中存在α-Mg、Mg17,Al12及Mg12Nd等相组织。扫描电镜(SEM)观察进一步显示了焊缝区存在着不同化学成分区域,焊缝晶粒显著细化。接头元素分布情况表明焊缝合金元素的分布由一侧熔合线至另一侧熔合线存在明显的浓度梯度。焊缝硬度不低于母材硬度;接头抗拉强度为169MPa,低于两种母材的抗拉强度。
59-64

基于机器人的柔性激光再制造系统

摘要:针对激光再制造技术自动化、柔性化和智能化的发展方向,开发了一种符合工业应用的集成化大功率柔性激光再制造系统,该系统利用机器人和激光器现有的接口,进行了系统集成的软硬件设计。开展了激光同轴送粉系统和温度检测视觉系统研究,实现了三维激光熔覆以及激光熔池温度检测。应用该系统对钻铤和大型车床导轨进行了激光再制造,取得了良好的效果。
65-70

时效处理对激光立体成形17-4PH不锈钢组织及性能的影响

摘要:研究了时效热处理对激光立体成形17—4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)沉淀硬化不锈钢组织及力学性能的影响。光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明,经过时效热处理后,激光立体成形17—4PH不锈钢的微观组织主要由淬火马氏体、回火马氏体和第二相强化质点组成。随着时效温度的升高,构成基体的马氏体板条变得更加细小均匀,淬火马氏体向回火马氏体的转变增多,且板条间的第二相质点逐渐粗化,数量逐渐增多;晶界变得更加清晰、细长。热处理后材料的塑性比沉积态有显著的提高。480℃时效处理时,材料的强度、硬度达到最大值;随着时效温度的升高,材料的强度、硬度逐渐降低,塑性逐渐提高。热处理后试样的拉伸断口均呈现韧性断裂特征,并且随着时效温度的升高,纤维区和剪切唇越来越大,韧窝尺寸及深度逐渐增大。
71-77

飞秒激光功率与脉冲数的比例关系对制备硅表面微结构的影响

摘要:通过使用两种不同波长的飞秒激光脉冲分别与硅材料相互作用,证明了在相同的激光通量下,激光功率和脉冲数之间的比例将对硅表面微结构的形成起决定性作用。在飞秒激光与硅表面相互作用的过程中,脉冲数表征激光与样品之间的作用时间长短,决定了能量传递到材料内部的深浅程度;而激光功率则表征硅表面材料的消融与挥发程度。因此,恰当地选择激光功率和脉冲数能有效形成表面具有较高尖峰的微结构硅,从而获得在宽光谱范围内均具有高吸收效率的微纳硅基光伏材料。这一结果对表面微结构材料的有效制备、表面形态控制,及其相应的光电属性等都有着重要的意义。
78-82

铝合金表面激光冲击纳米WC颗粒注入强化研究

摘要:发展了一种新的强化方法——基于激光冲击的纳米颗粒注入强化,即利用激光冲击产生的GPa量级压力将预置的纳米WC颗粒注入铝合金表面实现复合强化。激光冲击强化技术利用光致冲击波作用材料表面,引入残余应力,提高材料表面性能。作为一种冷加工手段,这种方法避免了铝合金常规热强化方法容易产生的低熔点元素烧损、气孔、裂纹等缺陷,也避免了常规添加纳米材料强化时纳米颗粒由于熔点较低所造成的熔化凝固而失去纳米特性的问题。研究了激光冲击纳米WC颗粒的工艺、参数影响,复合强化层的硬度、残余应力和摩擦学性能等。研究表明,激光冲击注入WC纳米颗粒增强复合涂层表面硬度相对初始状态提高了20%,表面残余应力状态由拉应力状态转变为压应力状态,其耐磨性是原始铝合金的5倍,是单纯激光冲击的1.5倍。
83-89
中国激光杂志激光医学与生物学

基于相位补偿的改进内窥超声合成孔径方法

摘要:提出一种基于相位补偿的改进内窥超声合成孔径方法,校正因超声波衰减造成的回波相位失真,提高系统的分辨率。分析了超声回波在人体内部传播过程中产生的纵向与横向衰减,得到回波衰减与超声波中心频率及合成孔径系统横向分辨率的变化关系;采用纵向分段互相关的方法估计衰减引起的纵向回波的中心频率变化,补偿超声波波长变化造成的横向回波相位畸变;并对距离弯曲校正后的横向回波进行横向互相关,补偿距离弯曲校正后残留的距离弯曲量,改善横向匹配滤波器的脉冲压缩效果。仿真与实验结果表明,经纵向与横向二维相位补偿后,系统的横向分辨率和信噪比较未加补偿时分别提升了0.2mm和1.6dg,证明了改进超声内窥合成孔径方法的有效性。
90-95
中国激光杂志光纤光学与光通信

用于体温心音检测的光纤布拉格光栅波长解调方法

摘要:提出一种用于智能服装中体温与心音同步检测的光纤布拉格光栅(FBG)波长解调方法。基于可调谐法布里一珀罗(F—P)滤波器实现了分布式多光纤光栅的高精度静态波长解调和单光纤光栅的高速动态波长解调。利用梳状滤波器实现F—P控制电压与输出波长关系的实时校准,提高了静态波长解调的精度。通过在控制电压中加入扰动信号,使F-P滤波器中心波长在工作点处保持稳定,实现长时间的动态解调。实验结果表明所设计的解调系统静态波长解调精度可达±5pm,重复性在5pm以内。动态波长解调范围理论值为225pm,实测可达203pm。系统频率响应3dB带宽设计值为1kHz,实测值为950Hz左右。在心音信号主要集中的20~200Hz频段内,频率响应基本一致。
102-106

多芯光纤注入光功率分布比例控制方法

摘要:通过将单芯单模光纤与多芯光纤纤芯对准熔接后,再在多芯光纤任意位置进行热熔融拉锥,实现多芯光纤光功率的高效耦合注入和光功率在各个纤芯中分布比例的控制,解决了由于多芯光纤结构特殊引起的光源光功率难于直接注入的问题。基于光纤耦合模式理论建立多芯光纤各纤芯之间的耦合模方程,得到各个纤芯中光功率变化与耦合长度之间的变化曲线,并与实际耦合实验结果对比,验证此方法的可行性。研究结果可为多芯光纤光学器件的发展提供潜在的应用价值。
107-110