飞秒激光微孔加工
摘要：飞秒激光具有超快、超强的特性，在微孔加工中有着独特的优势，尤其是针对高品质、大深径比的微孔加工有着不可替代的作用。介绍了超短脉冲激光微孔加工的优势以及研究意义，综述了近十几年来基于超短脉冲激光的微孔加工研究现状，并讨论了材料、激光脉冲参数、加工方式和加工环境等因素对超短脉冲激光微孔加工的影响。指出了现阶段超短脉冲激光微孔加工的应用前景，并总结了超短脉冲激光微孔加工当前所面临的挑战，以及今后的研究重点。激光与石墨烯相互作用的研究现状及发展趋势
摘要：石墨烯的问世引起了全世界范围的研究热潮，激光技术是使石墨烯深入走向应用领域的有力的技术手段，已成为先进制造技术的焦点之一。介绍了不同种类的激光制备石墨烯工艺过程的反应机制，包括脉冲激光沉积、激光诱导化学气相沉积外延生长、双光束干涉以及激光打开碳纳米管等。阐述了激光对石墨烯薄膜的破坏、切割、减薄、发光等调控石墨烯的质量和光电性能的方法与原理，并讨论了激光图案化石墨烯在气体传感器，超级电容器等领域的应用。总结了激光技术在石墨烯的制备与应用领域的发展趋势。基于单层石墨烯可饱和吸收的掺铒光纤激光器
摘要：石墨烯材料由于其优异的电学和光学性质，在被动锁模激光器中作为可饱和吸收体，得到了广泛应用。利用化学气相沉积法高温分解甲烷在铜箔上制得单层石墨烯薄膜，并测量了石墨烯的拉曼光谱。将石墨烯薄膜转移到光纤跳线的氧化锆插芯端面上做成可饱和吸收材料。实验研究了环形腔掺铒光纤脉冲激光器的输出特性，激光器由透射率为92％的光纤布拉格光栅作为输出腔镜，获得了峰值波长为1556．7nm，3dB带宽为0．068nm，重复频率为6．042MHz，脉冲宽度为58．8ps的脉冲序列，激光阂值为65mW。LD抽运直腔式457nm蓝光激光器的实验研究
摘要：充分利用全固态激光器结构紧凑的优点，设计了一套紧凑型直腔式457nm蓝光激光器系统。在设计过程中，针对Nd：YVO4激光晶体的自身性质及其产生914nm激光的相关光学特性，着重对该激光系统的激光阈值进行分析，对温控系统及谐振腔参数进行优化。最终实现了Nd：YVO4激光晶体914nm波长激光运转，并在此基础上利用BIBO晶体进行腔内倍频获得457Fnm激光输出。入射抽运光功率为24．2W时，最高输出功率为1．56W，光-光转换效率为6．45％，功率稳定度低于2．98％，M^2因子为1．3。基于单壁碳纳米管的波长可切换被动锁模光纤激光器
摘要：报道了一种基于单壁碳纳米管可饱和吸收体、工作波长可切换的被动锁模光纤激光器。利用可饱和吸收体薄膜厚度调节腔内损耗，不仅实现了基频被动锁模脉冲序列的稳定输出，还有效控制了掺铒光纤激光器的增益谱线。实验表明，当腔内可饱和吸收体薄膜较薄或者较厚时，激光器可以分别产生中心波长为1545nm和1562nm的脉冲；当腔内可饱和吸收体薄膜厚度介于较薄和较厚之间的适当值时，仔细调整偏振控制器，可以实现激光器在这两个中心波长之间相互切换的稳定锁模运转，在切换的过程中还可观察到这两个中心波长同时出现的锁模现象。掺铥全光纤结构2．0μm波段宽带超荧光光源
摘要：报道了高功率全光纤结构2．0μm波段宽带超荧光光源。超荧光种子源采用双包层掺铥光纤作为增益介质，中心波长为790nm的多模半导体激光器作为抽运源，获得了稳定的中心波长为1952nm的宽带超荧光输出，最大输出功率为220mW，3dB光谱带宽为40nm。超荧光种子源经过一级双包层掺铥光纤放大器后，输出功率达到了2．6W，光纤放大器斜率效率为46％，相应的光谱范围为1900-2100nm，3dB光谱带宽为33nm。非线性偏振旋转锁模光纤激光器幅值稳定性模拟研究
摘要：基于光纤中的耦合波方程和琼斯矩阵建立了非线性偏振旋转锁模光纤激光器的数值模型，模拟研究了抽运激光功率抖动和腔长抖动对锁模激光器输出脉冲幅值抖动的影响。结果表明，抽运激光功率Pp的抖动对锁模激光器脉冲幅值抖动影响较大，幅值抖动随着Pp抖动的增大而增大，当抽运功率有±3％的随机抖动时，锁模脉冲幅值的均方根（RMS）值达到0．82％，峰-谷（P-V）值达到2．84％；而腔长抖动对脉冲幅值抖动影响较小，但腔长抖动会带来较大的脉冲时间抖动。因此要得到极低时间抖动和幅值抖动的锁模脉冲，必须对抽运激光功率和腔长的抖动加以控制。平面光斜入射叉形光栅获取涡旋光束的特性
摘要：基于由计算全息法制作的叉形光栅，研究了平面光束斜入射叉形光栅对涡旋光束特性的影响。从理论上分析平面光束斜入射叉形光栅时，两对称分布涡旋光束间距随平面光与光栅平面的夹角α变化而增大；实验进一步验证了随α角的增大，对称分布的衍射涡旋光束亮斑间距也增大。该研究结果对计算全息法产生高质量涡旋光束的实验有一定的指导意义。激光冲击强化对激光焊接件气蚀行为的影响
摘要：采用高能激光束对厚板激光焊接件进行激光冲击强化（LSP）处理，并利用X射线衍射仪（XRD）、显微硬度仪、高精度电子天平和扫描电镜（SEM）观察分析手段研究了激光冲击强化对激光焊接件抗气蚀性能的影响。试验结果表明，增加激光冲击强化脉冲能量气蚀后，激光焊接件马氏体强度相对提高、马氏体剥落得到抑制，表面和横截面硬度增加，累积质量损失和表面气蚀破坏面积减小。随着激光能量的增加，马氏体晶粒细化，气蚀后表面起伏组织变浅、变疏，表面裂纹萌生扩展得到减缓抑制，因此激光焊接件抗气蚀性能增强。另外，激光焊接件焊缝区的抗气蚀性能优于热影响区（HAZ）的抗气蚀件能。表面状态对2524铝合金激光焊接组织和结晶裂纹的影响
摘要：2524铝合金是高抗损伤容限的新型航空高强铝合金。采用高功率光纤激光器焊接2mm厚2524铝合金，研究了原始包铝表面、去除包铝层表面氧化膜和去包铝层时的焊接结晶裂纹倾向，借助光学显微镜和电子显微镜分析了焊缝组织形态。结果表明，去氧化膜时结晶裂纹倾向最大，去包铝层后结晶裂纹倾向最小。不同表面状态对结晶裂纹的影响与焊缝组织晶粒大小、共晶形态及其数量密切相关。2524铝合金表面包铝层的存在稀释了焊缝合金元素，共晶数量较少，对裂纹“愈合”作用减弱，因此结晶裂纹倾向大；而包铝层表面氧化膜在焊接时卷入焊接熔池，成为异质形核核心，焊缝组织细小、晶界共晶分布不连续，从而可降低结晶裂纹倾向。激光熔覆颗粒增强复合涂层微观损伤模型
摘要：通过结合Gologanu-Leblond—Devaux（GLD）微观损伤模型与Mori-Tanaka（M-T）均匀化方法，建立颗粒增强复合涂层材料损伤破坏的分析模型。将激光熔覆复合涂层制备过程中产生的微气孔、微裂纹等缺陷作为损伤模型的初始孔洞，通过数值模拟分析孔洞形状、尺寸、分布、颗粒密度以及颗粒损伤等对复合涂层拉伸应力应变曲线以及断裂韧性的影响。另外，将模型分析与前期的激光熔覆H13-TiC复合涂层单轴拉伸实验进行比较。结果显示，应力应变曲线理论预测与实验结果基本吻合，最大拉伸断裂应变则在一定的误差范围内。T型接头双侧激光同步焊接缺陷补焊工艺及性能
摘要：针对国产大型客机6056／6156铝合金机身壁板T型接头双侧激光同步焊接的表面成形缺陷，从焊缝成形、微观组织、接头性能等方面对焊接缺陷的补焊工艺进行系统研究。结果表明：采用双侧填丝补焊方法能够有效消除焊缝原始缺陷获得成形良好的接头；补焊焊缝中心的等轴晶粒明显细化，热影响区弥散分布的第二相粒子有所减少，接头软化现象更为明显；补焊接头平均横向和轴向拉伸强度分别为323．9MPa和183．5MPa，为原始接头的95．8％和89．8％；轴向拉伸断口表现为脆性与韧性混合断裂，横向拉伸断口呈现脆性断裂特征。扫描速度对激光熔覆铁基非晶复合涂层组织与性能的影响
摘要：在304L不锈钢表面激光熔覆制备了FeCr-Si—P非晶复合涂层。分析了扫描速度对涂层组织及性能的影响。涂层主要由非晶和Fe3P、Fe2Si等晶体相组成。随着扫描速度的增加，树枝晶细化，外延生长层宽度减小。扫描速度为400mm／min的涂层，显微硬度为821．3HV0.2，在100N载荷下涂层的摩擦系数为0．076，具有较好的性能。厚板不锈钢激光填丝多道焊的接头组织分析
摘要：作为一种新颖的不锈钢厚板连接方法，窄间隙激光填丝多道焊接可以显著提高焊接效率，但目前关于该工艺的不锈钢焊缝组织特点缺乏详细的研究。用CO2激光填丝多道焊连接16mm厚的304钢板，通过光学显微镜、背散射电子衍射（EBSD）、能谱分析（EDS）研究接头组织特征。结果显示：以8kW功率激光、三道次焊接可以获得无裂纹和气孔的良好焊缝。接头组织特征主要为焊缝宏观形貌整体窄而高，上下的宽度基本一致。焊接热影响区极窄，熔合线一侧奥氏体晶粒形貌与母材相当；焊缝中存在长条骨架状和等轴状两种铁素体形貌。奥氏体形貌以柱状晶为主，晶粒尺寸粗大。多道焊的重复加热未造成靠近重熔区焊缝组织的明显变化。主要合金元素Cr，Ni在焊缝中均匀分布，无明显偏析。基片表面缺陷粒子在激光波束作用下的辐射力分析
摘要：针对基片无损检测工作中缺陷粒子的清除问题，基于广义米氏理论，结合球形缺陷粒子对激光波束的散射理论，研究了沿基片水平方向入射高斯波束对介质球缺陷粒子的辐射力。根据连带勒让德函数及三角函数的正交关系，给出作用在高斯波束中介质缺陷球体粒子上的横向以及轴向辐射力的解析表达式，并分析不同参数对辐射力的影响。结果表明，随激光束腰半径的减小，辐射力峰值变大；随束腰半径增大，光轴的能量降低，散射力减小；随粒子折射率减小，散射力逐渐减小。工程上可通过减小激光波束束腰半径加大激光能量，以便更有效地清除缺陷粒子；亦可通过对辐射力的定量分析实现缺陷材质的检测。牙本质各向异性光扩散属性
摘要：以牙本质为研究对象，提出一种各向异性生物组织光学散射特性的求解方法。从能量传输角度，引入扩散张量描述扩散方程，理论推导并结合各向同性立方体组织模型的光扩散规律，提出利用点光源入射规则切片产生的前向散射光能量分布的等高线椭圆长短轴之比来表示各向异性介质扩散张量的方法。实验测试了直径10μm的点光源从两方向入射牙本质正方体切片前向散射光的能量分布图像，通过数据处理与分析，获得牙本质样本的扩散张量分量比值为Dyy：Dzz：Dxx=7．49：1．3：1。最后，利用有限元数值方法求解正交各向异性扩散方程，获得前向散射光的能量分布，并与实验结果相对比，验证了结果的正确性。研究结果有助于加深对牙本质光学散射属性的了解，对基于光散射理论早期诊断龋病具有借鉴意义。非限幅QPSK类正弦调制大气激光通信系统的性能研究
摘要：提出了一种非限幅四相相移键控（QPSK）类正弦调制技术，并将其运用到大气激光通信系统中。介绍了大气激光通信信道模型，给出了非限幅QPSK类正弦调制的大气激光通信系统模型。在此基础上，对采用非限幅QPSK类正弦调制和采用直流偏置副载波强度调制的大气激光通信系统在无湍流和弱湍流信道下的功率利用率、误码率、中断概率和信道容量进行了分析和比较。结果表明，非限幅QPSK类正弦调制具有更好的抗噪声性能、更高的功率利用率、较低的中断概率及较高的信道容量，提高了大气激光通信系统的性能，可满足大气激光通信系统的需要。309W全光纤结构1018nm掺镱光纤激光器
摘要：高功率光纤激光器是近年来国际上的研究热点。受抽运源亮度和热效应等因素的限制，由半导体激光器（LD）直接抽运的光纤激光器输出功率目前仍停留在千瓦量级。光纤激光同带抽运方案具有抽运光亮度高，量子亏损小等优势，相比于LD直接抽运方案具有更高的功率提升潜力，成为近年来国际上的研究热点。目前输出功率最高的光纤激光器正是由多路1018nm光纤激光抽运掺镱光纤实现的。
