单频光纤激光器抽运的中红外连续单谐振光学参变振荡器
摘要：报道了采用自行研制的全光纤主振荡功率放大（MOPA）结构1064nm单频Yb光纤激光器抽运掺氧化镁的周期性极化铌酸锂（PPMgLN）晶体实现3.81μm输出的中红外连续波（cw）单谐振光学参变振荡器（OPO）。单谐振OPO通过e→e＋e相位匹配,基于50mm长,28.5～31.5μm多周期的PPMgLN晶体（MgO掺杂摩尔分数为5%）,选用其中29.5μm的周期,采用了两镜线性腔结构。在30℃的工作温度下,通过49 W的线偏振激光抽运,获得了最大功率4.25W,波长为3.81μm的闲频光输出,抽运阈值为5W,其对应量子转换效率为31.1%。实验还通过改变PPMgLN晶体的工作温度21℃～170℃,获得了中红外波长3.65～3.82μm激光输出,测量了相应OPO的输出光谱。通过对比实验所测得中红外光输出波长与两组不同的理论计算结果,发现当晶体工作温度大于110℃后,实验测量结果与理论计算结果有一定的偏差,这和实验中晶体在高温区控温精度有一定的关系。磷酸盐双芯光纤的制作和自锁相激光输出
摘要：利用堆积法制作出Nd掺杂的磷酸盐玻璃双芯光纤（TCF）。结合管棒法,设计一种能够任意调节芯径与芯间距比例的制备方法。激光实验采用808nm激光二极管（LD）作为抽运源,以长为6cm,外径为620μm的TCF作为增益介质,宽带高反双色镜和TCF另一端的菲涅耳反射形成的F-P腔作为激光谐振腔。抽运功率大于阈值时,CCD观察到清晰的远场干涉条纹,表明得到自锁相激光输出。激光最大输出功率达到52mW,对应斜率效率为27.1%,并研究了不同抽运功率时,TCF激光的光谱性能。单反馈He-Ne激光器混沌激光产生的理论及实验研究
摘要：基于外光反馈机制,利用He-Ne激光器（中心波长为632.8nm）进行了混沌激光产生的理论及实验研究。在固定抽运电流和外腔长度的情况下,研究不同反馈系数对He-Ne激光器输出特性的影响。理论及实验结果表明：He-Ne激光器在单反馈下随着反馈系数的增大可通过周期态进入混沌。两路纳秒脉冲光纤激光相干合成的实验研究
摘要：报道了两路纳秒脉冲光纤激光的相干合成（CBC）实验。利用主振荡功率放大（MOPA）结构搭建两路全保偏光纤激光放大器,利用随机并行梯度下降（SPGD）算法对两路放大器进行相干合成,获得了重复频率10MHz、脉冲宽度10ns、平均功率50mW的脉冲激光输出。系统闭环时目标圆孔内能量提高了1.76倍,远场光斑条纹对比度提高了4.38倍。高功率激光装置主放大器的增益稳定性研究
摘要：高功率固体激光装置主放大器是能量提取最多的一个环节,它受环境影响因素较多,难以建立考虑各因素影响的微观模型。目前,国内外还没有主放大器增益的精确预测模型和实验数据分析报道,现有预测模型较为粗糙。从统计角度对高功率激光装置主放大器增益的变换规律进行了分析,指出宏观上3种不同特点的增益变化,分别为增益的低频演化规律、增益随日运行发次的变化规律及增益的高频稳定性特性;并由此建立了包含权重因子的主放输出预测模型。通过神光Ⅲ原型装置的运行数据对建立的模型进行了考核,结果显示,与以往的单一发次的递推模型相比,新模型对增益预测的准确性可提高1倍。研究结果对大型固体激光装置的高效运行具有指导意义。基于液晶光阀调制的赝热光源制备技术研究
摘要：高质量赝热光源的制备是强度关联成像技术中一个非常重要的内容。采用赝热光作为光源是因为一般的热光源相干时间极短,常用的探测器无法响应,且亮度低。利用激光照射旋转的毛玻璃形成的动态散斑作为赝热光源可以解决上述问题,是目前常用的一种方法。提出一种采用液晶光阀（LC-SLM）对激光束进行控制来获得赝热光场的方法。利用该装置产生的赝热光场不仅可以极大程度地模拟真实热光场的热涨落,且光场涨落服从真实热光场所具有的高斯统计分布,更重要的是该系统没有机械转动,光场的时间和空间相干性可以完全分开对待,产生的散斑场结果可以重复,并研究了应用该方法产生的动态散斑场的各种特性。GaSb基半导体激光器功率效率研究
摘要：为了提高GaSb基半导体激光器的功率效率和可靠性,研究了GaSb基半导体激光器欧姆接触形成机理并提出了一种新型四层金属欧姆接触结构（Ni/AuGe/Mo/Au）。进行了Au/Mo/AuGe/Ni/n-GaSb在150℃～450℃退火温度下欧姆接触的实验研究,结果表明,新结构能够在250℃～450℃退火温度和10min退火时间下形成良好的欧姆接触并具有较低的接触电阻率,有效地提高了GaSb基半导体激光器的功率效率。俄歇射线能谱分析表明,新型金属化结构中各原子之间的互扩散减少,结构表面形貌光滑、平整,有助于半导体激光器后续封装的进行,有效地提高了GaSb基半导体激光器的可靠性。激光熔化沉积Ti60合金、TiC_p/Ti60复合材料的高温拉伸持久寿命及断裂过程
摘要：通过激光熔化沉积工艺制备出Ti60合金和质量分数为5%的TiCp/Ti60复合材料,分析比较了两种材料的微观组织及高温（600℃）拉伸持久性能。结果表明,所沉积TiCp/Ti60复合材料中初生TiC呈树枝晶分布于原始β晶界,共晶TiC呈颗粒状分布于α-Ti板条间,TiC的存在导致基体组织细化。TiCp/Ti60复合材料较基体合金具有更加优异的高温（600℃）拉伸持久寿命,其高温拉伸持久断裂过程为：增强体与基体界面脱粘、α-Ti/β-Ti的界面处微孔形核、长大、横向扩展及连接,最终导致复合材料的失效。激光焊接钛合金薄板时的功率控制
摘要：用Nd…YAG脉冲激光器对0.5mm厚TC4钛合金薄板进行了焊接实验。设计了与光路同轴的机器视觉系统,并利用高速电荷耦合器件（CCD）实时获取焊斑图像。通过采用辅助照明光源有效提高了焊斑成像质量。采用基于细胞神经网络的算法进行焊斑边缘提取。通过对焊斑图像的分析可以获得薄板穿孔或熔深不足的信息,以此作为反馈控制信号对脉冲激光功率进行实时调整。实验证明,该方法可有效减少薄板穿孔和熔深不足缺陷的发生,提高TC4钛合金薄板激光焊接的质量。激光辐照层合板的数值模拟与试验对比
摘要：对激光辐照复合材料层合板的应力应变进行模拟分析,获得了应力应变场分布及其变化规律。数值模拟首先获得试件各点随激光辐照时间变化的温度场,然后将温度场导入并分析了试件的热应力和热应变。结果显示：沿纤维方向应力由中心的最大拉应力过渡到距光斑边缘约5mm处的最大压应力后逐渐减小;垂直纤维方向应力在光斑内及其附近均是压应力;Mises应力在光斑中心处最大并随各位置到中心距离的增大而减小。热冲击使各点应力在辐照初期产生波动,光强越大,波动的时间点越早。为了验证数值分析模型,在激光辐照的复合材料层合板正面光斑周围粘贴应变片,用动态应变仪测试多点的应变并与数值结果进行对比,数值模拟应变与实测应变吻合较好,最大相对误差为18.4%。靶衬间距对传输中溅射粒子密度和速度分布的影响
摘要：采用蒙特卡罗（Monte Carlo）方法,研究了脉冲激光烧蚀沉积纳米硅（Si）晶薄膜过程中,靶衬间距对传输中溅射粒子密度和速度分布的影响。研究结果表明,在相同时刻,烧蚀粒子和环境气体的交叠区离开靶面的距离随靶衬间距的增加而增大,并且到达离开表面最大距离的时间随靶衬间距的增大而明显增长。速度分布曲线的峰位和峰值强度均出现了周期性变化的趋势,并且均随着靶衬间距的增大而增长。激光冲击参数对2024铝合金冲击区域的主应力及其方向的影响
摘要：为了研究不同功率密度对激光冲击诱导的残余主应力及其方向的影响,采用5种不同功率密度对2024铝合金进行冲击,用X射线应力分析仪测量3个方向的残余应力,计算出残余主应力及其方向。结果表明,激光功率密度对冲击区域的残余主应力幅值、主应力方向角的分散程度、应力强度及最大切应力有影响;对于2024铝合金,功率密度为2.8GW/cm2时,残余最大主应力的方差为1987,主应力方向角的方差为13905,残余应力分布均匀,主应力方向角分散,但残余最大主应力的均值为-158MPa;功率密度为2.1GW/cm2时,残余最大主应力的均值为-239MPa,冲击区域的残余应力值最大,但残余最大主应力的方差为5471,残余应力分布均匀性差。激光快速成形TA15钛合金热处理组织及其力学性能
摘要：采用激光快速成形方法制备了TA15（Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V）钛合金厚壁件,研究了不同退火温度对激光快速成形TA15钛合金组织和室温拉伸力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,粗大β晶内的初生α相板条体积分数减少,而β转变组织体积分数增加,且β转变组织形貌由板条状（β）→层片状（α＋β）→细层片状（α＋β）转变。力学测试结果表明,经940℃/1h,空冷热处理后,激光快速成形TA15钛合金室温拉伸力学性能达到最优;而当退火温度大于等于970℃时,其室温拉伸力学性能大幅度降低,拉伸断口扫描电镜（SEM）照片表明,室温拉伸断裂为脆性断裂。光纤激光入射角对高强钢对接焊焊接性能的影响
摘要：研究了光纤激光入射角变化对车用高强钢（B340/590DP）对接焊焊接性能的影响。采用前期试验得出的激光垂直入射状态下的最优焊接参数,在该最优参数条件下,利用4kW光纤激光器进行了1.6mm厚的双相B340/590DP不同入射角条件下的对接焊试验。分析入射角变化对焊接件外观形貌、焊缝截面、力学性能和微观组织的影响。试验结果表明：激光入射角小于40°时焊缝外观形貌良好,组织细密均匀,能承受较大的拉剪载荷且拉剪试验均断裂在母材区;入射角大于40°时,焊缝背面形成单边焊。高体积分数SiCp/2024Al基复合材料添加Ti-6Al-4V中间层激光焊接特性
摘要：高体积分数SiCp/2024Al基复合材料由于大量增强相颗粒的存在,在熔化焊接过程中Al基体极易与SiC颗粒反应,生成Al4C3金属间化合物,严重降低焊缝的力学性能。以Ti-6Al-4V金属薄片作为中间层填充材料,采用氩气作为保护气体,对SiC体积分数为45%的SiCp/Al基复合材料进行激光焊接,分析SiCp/Al基复合材料的焊接特性。结果表明,填充钛合金材料进行CO2激光焊接时接头组织致密,结合较好,在焊缝组织中获得了以Ti3Al为基体、Ti5Si3和TiC等反应产物为增强相的焊缝组织,所获得的最高抗拉强度为母材的50%左右。激光熔化沉积TC17钛合金光纤激光焊接特性
摘要：利用光纤激光对激光熔化沉积TC17钛合金与锻造TC17钛合金薄板进行了激光热导熔化焊接,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了接头的组织结构及显微硬度分布。结果表明,TC17钛合金激光熔化沉积件及锻件薄壁板状试样激光焊接接头凝固组织为沿未熔母材外延定向生长的细小树枝晶组织。锻造钛合金焊缝热影响区（HAZ）大且热影响区β晶粒发生了严重的长大现象,而激光熔化沉积钛合金焊缝热影响区小且热影响区β晶粒尺寸几乎无明显变化,表现出优异的焊接热稳定性。无论锻造钛合金还是激光熔化沉积钛合金,其焊缝区显微硬度高于母材,热影响区显微硬度低于母材。长焦区光声成像系统中的信号补偿
摘要：信号衰减问题在许多领域都备受关注,在光声成像系统中各种原因引起的信号衰减同样在很大程度上影响了系统的成像质量以及成像深度。从组织光学、声传输与接收等方面讨论了长焦区光声成像系统中引起信号衰减的因素及其特点,并在此基础上提出相应的补偿策略。补偿策略考虑到光声形成与传输过程中的光衰减与声衰减两方面因素对光声信号的影响,实现了从光与声两方面对检测信号综合补偿。信号补偿实验分别从模拟样品补偿成像与离体甲状腺成像展开。实验结果表明,补偿策略能够较好地对光声信号进行补偿,从而提高了系统的成像深度及成像质量。保偏光纤偏振耦合系统的动态色散补偿
摘要：在白光保偏光纤（PMF）偏振耦合系统中,光纤双折射色散会引起干涉条纹包络随着光纤长度展宽,从而导致空间分辨率降低,光纤测量范围变小。为了减小双折射色散的影响,提出一种基于频域变换的色散相位补偿方法,通过干涉主极大包络与耦合点包络的宽度比求得相位补偿因子,并与非线性色散相位谱相乘,通过傅里叶逆变换得到色散补偿信号。实验分别对400m和1000m PMF进行了测试,得到光纤双折射色散系数为0.0116×10-9 ps/（nm.km）,将测试系统对PMF 1000m处耦合点的空间分辨率由62.85cm提高到6.03cm,实现了对长距离PMF偏振耦合系统的动态色散补偿。
