脉冲激光二极管双端抽运Tm：YAG棒瞬态热效应分析
摘要：基于瞬态热传导方程，通过积分变换方法求解得到脉冲高斯光束双端抽运Tm：YAG棒的时变温度场解析表达式，进而求得时变热焦距。同时定量模拟，分析了不同抽运功率、重复频率与占空比对脉冲激光二极管双端抽运Tm：YAG棒轴向瞬态温度分布和时变热焦距的影响。模拟结果表明：随着脉冲抽运个数的增加，Tm：YAG晶体棒内温度和热焦距整体均呈锯齿状分布，并最终趋于稳定的周期性分布；随着抽运功率、重复频率与占空比的增加，Tm：YAG晶体棒整体温度升高，且棒两端面中心点与棒轴向中心点温差增大，而时变热焦距整体逐渐变短且波动范围变小。研究成果为进一步研究热效应补偿和谐振腔设计提供了理论依据。高功率激光装置光束自动准直系统设计
摘要：利用TMCM-351E驱动控制板卡及自编的自动准直控制软件对高功率激光装置光束进行检测和准直，并设计了一套新型光路监测准直系统。采用变结构控制算法实现了近远场基准中心和光斑中心的自动提取，有效地提高了系统的精度、稳定性和准直效率。在实验平台上进行了验证。实验结果表明，相对传统监测准直方法，该监测准直系统平均准直误差为空间滤波器小孔直径的0．9％，能够满足准直系统远场调整精度（小于小孔直径的5％）和近场调整精度（小于小孔直径的1％）的要求，在连续10h测试过程中，角度抖动为±12．6μrad，显示出高的稳定性。该系统在某高功率激光装置的光路自动准直中得到有效应用。实际验证表明，8路预放光路准直时间小于3min，主放光路准直时间小于7min。20MHz紧凑型高功率被动锁模Nd：YVO4激光器
摘要：报道了谐振腔长达7．5m的紧凑型被动锁模激光器，通过谐振腔的折叠设计，整个激光器被压缩为55cm长，15cm宽。采用二极管端面抽运Nd：YVO4晶体，经半导体可饱和吸收镜被动锁模后激光再一次通过增益晶体放大后输出。在重复频率为20MHz时，输出激光脉冲宽度为14．2ps，最大输出功率6．14W，输出激光为1064nm的基横模（TEM00）；单脉冲能量达0．3μJ。较长的谐振腔保证了良好的光束质量，光束质量因子肝在X方向为1.17，Y方向为1．06，功率不稳定性为0．5％。一种精确的同轴封装DFB激光器组件的热学模型
摘要：基于有限元方法（FEM）建立了精确的同轴封装无致冷分布反馈布拉格（DFB）激光器发射组件（TOSA）的热分析模型。对TOSA的热场分布和结温进行模拟和分析，并通过实验验证热学模型的正确性。利用极窄脉冲法测量TOSA的峰值波长随壳温的变化，拟合了壳温与波长的定量关系式。通过实测得到激光器的结温、晶体管形（TO）封装管壳的壳温与热功耗的关系曲线，并同时对不同热功耗下的激光器结温和TO封装管壳的壳温进行模拟，FEM模拟的结果与实测结果十分吻合。根据实测的温度梯度求得激光器组件在不同环境温度下的热阻。所建立的热学模型具有较高的精确性，可以用于TOSA及光收发模块的散热设计。管道流的激光湍流相屏模型
摘要：基于直接液冷的固体激光技术发展需要，理论研究了管道流冷却流场的湍流特征诱导出激光波前相位畸变的物理机理。利用管道湍流的统计特性，提出了一套管道湍流激光相屏的构造方法。在不可压缩流假设下研究了两种湍流热效应（输运传热和耗散产热）引起的温度脉动对光束波前的影响。结果表明，此状态下光束质量的退化主要来自于输运传热，而非耗散产热。进一步讨论了轻微密度扰动导致的波前畸变量大小。一种新型的基于PPLN的多波长中红外激光光源
摘要：提出了一种新型的基于PPLN晶体的多波长中红外差频产生（DFG）光源的设计方案。针对1060nm和1550nm两个波段的基频光源组合，采用晶体的分段温度控制技术获得了具有多峰结构的抽运光／闲频光准相位匹配（QPM）调谐曲线。通过改变分段晶体的温度调控抽运光QPM峰的位置，实现中红外多波长DFG光源的调谐输出。理论研究结果显示当PPLN晶体分成长度相等的两个温度控制段，且信号光波长设定为1．58μm，分段晶体区间的温度分别设定为20℃和60℃时，抽运光波长区域存在4个QPM峰，对应的中红外闲频光QPM峰的中心波长分别位于2．95，3．03，3．75，3．83μm处。当分段晶体区间的温度改变为50℃和90℃时，相应中红外闲频光QPM峰分别平移至3．01，3．11，3．67，3．77μm处。该研究结果可为设计和研制多波长宽调谐中红外DFG光源提供参考。LDA抽运固体微球阵列激光技术实验研究
摘要：针对目前高功率固体激光器的热管理问题，提出了一种基于折射率匹配液冷却的固体微球阵列激光技术方案。按照该方案搭建了布儒斯特角透射式激光放大光路，进行了掺Nd^3＋玻璃微球阵列激光器流动出光实验，实现了连续稳定的激光输出，并对其激光特性进行了初步研究。直径为2mm和4mm微球阵列激光器在1Hz抽运频率下获得的最大单脉冲能量分别为30．2mJ和115．4mJ，斜率效率分别为4．6％和16．2％。随着抽运频率的增加，激光输出能量下降。实验结果表明，掺Nd^3＋玻璃微球阵列激光器具有较好的散热效能和热稳定性，在高功率激光器方向具有极大的应用潜力。双光子吸收420nm碱金属蒸气蓝光激光器
摘要：利用双光子吸收机制，以778nm染料激光器作为抽运源，以碱金属Rb蒸气作为增益介质，成功获得了420nm的蓝光激光输出。以Rb原子能级结构为基础，对其产生蓝光的机理和双光子吸收机制进行了分析描述。基态5^2S1／2能级的Rb原子通过吸收两个778．1nm的光子跃迁到激发态5^2D5/2能级，通过辐射中红外光子跃迁到激光上能级6^2P3／2，与基态5^2S1／2能级形成粒子布居数反转，产生420nm蓝色激光。对激光二极管抽运碱金属蓝光激光器的发展前景进行了展望。KDP晶体中高频相位调制对神光Ⅱ升级装置的影响
摘要：在高功率激光装置中，大口径电光开关晶体KDP在表面抛光过程中会引入大量的中高频调制，这种中高频段调制会对高功率激光驱动器性能产生影响。基于快速傅里叶变换理论和元件波前数据，对神光Ⅱ升级装置进行了计算模拟，研究中高频调制对光束近场均匀性和远场聚焦能力的影响，并且讨论了在光束传输放大过程中该频段调制对装置的可能危害。SUS304不锈钢窄间隙激光填丝焊性能
摘要：采用窄间隙全固态光纤激光填充热丝焊接方法取代了以往的窄间隙非熔化极气体保护焊（TIG）填充热丝焊接方法，焊接板厚为20mm、材质为SUS304奥氏体不锈钢。初步确定适合于窄间隙激光填充热丝焊接的坡口形式和焊接工艺参数；通过试验，研究分析焊缝金属组织中气孔和结晶裂纹产生的原因；调整工艺参数，在优化后的最佳工艺参数下，获得了热影响区域小、表面成形性好、无焊接缺陷的焊接接头；焊缝金属为细小的奥氏体柱状晶，与母材形成良好的连接；焊接变形小，满足了焊接变形要求；焊缝金属的显微硬度略高于母材，拉伸性能和弯曲性能均满足试验要求，获得了力学性能良好的焊接接头。焊点排布方式对激光点焊-胶接复合接头断裂过程的影响
摘要：以J-11为填充胶粘剂，采用CO。脉冲激光对低碳钢Q195进行了激光点焊-胶接复合连接试验。对不同焊点排布情况下复合接头的断裂过程进行了研究。结果表明，当只有1个焊点时，复合接头在拉剪载荷作用下，复合接头两端的胶接部分首先开裂，焊点部分最后断裂；当焊点排布方向与受力方向一致时，复合接头内焊点外侧的胶层首先开裂，然后是焊点之间的胶层发生断裂，最后是焊点部分开裂；当焊点排布方向与受力方向垂直时，复合接头内的胶接部分先开裂，焊点部分随后断裂。另外，采用有限元方法对不同焊点排布方式的复合接头受一定拉剪力时，接头内的应力分布情况进行分析，解释焊点排布方式带来的影响，分析结果与试验结果相吻合。激光加工中双工位加工系统的研究
摘要：为满足多工位或多工种的激光加工需求，以Nd：YAG脉冲激光器为光源，提出了双工位加工的实施方案，设计出能实时改变激光光路的双工位分光装置，以及能对系统进行控制的系统控制电路，并确定了系统的工作流程及工作时序。最终实现与单工位时等功率输出的双工位系统。为检验实际加工效果，对Az91D镁合金和3003铝合金分别进行了熔覆和焊接试验，并利用扫描电子显微镜（sEM）和电化学测量系统分别检测熔覆试样的熔覆层与基体结合界面的特征及耐腐蚀性，同时对焊接试样的显微硬度及拉伸性能进行检测。结果表明，熔覆后，熔覆层与基体结合良好，熔覆层组织致密、无裂纹和孔洞，自腐蚀电位比基体提高1．18V，腐蚀电流降低约5个数量级；焊接后，铝合金的硬度变化范围为HV4.9 27～54，抗拉强度约为母材的82．3％，与单工位加工系统相比，加工效率提高了24．6％，取得了较好的加工效果。Fe314合金熔覆层残余应力激光冲击消除机理
摘要：针对激光熔覆层残余应力过大导致变形、开裂的问题，采用激光冲击技术对Fe314合金熔覆层进行了表面冲击处理，分析了熔覆层残余拉应力分布形式及消除机理。结果显示，激光熔覆时采用相对较大的激光比能量，即慢扫描速度、小光斑直径和低送粉速率工艺可有效降低熔覆层残余拉应力。而激光冲击大幅降低了熔覆层残余拉应力，随着冲击次数提高，熔覆层拉应力减小，但拉应力降低幅度呈逐渐减弱趋势。冲击波力学效应引发的极大应变率使熔覆层表层发生微塑性变形，形成压应力场，大幅抵消熔覆层初始态残余拉应力。材料压缩变形时在），-Fe晶粒内萌发大量位错线，位错发生多系滑移并相互缠结形成位错墙，引发细晶强化作用。激光熔覆原位自生CrxSy／Ni基复合涂层的微观组织和摩擦磨损性能
摘要：以Ni60＋330ANi／MoS2（质量分数）混合粉末为熔覆材料，在H13钢表面进行了激光熔覆试验，利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）等对激光熔覆层的微观组织进行了分析，测试了激光熔覆层的摩擦磨损性能。结果表明，激光熔覆层的组织是在γ-Ni树枝晶和γNi＋MoNi4共晶的基体上分布着CrxSy颗粒。激光熔覆过程中原位自生的CrxSy颗粒呈近球状，尺寸在5～20μm之间，尺寸较大的颗粒多分布于熔覆层的上部，尺寸较小的颗粒多分布于熔覆层的中下部。由于CrxSy的减摩作用，熔覆层的摩擦系数明显低于Ni60熔覆层的摩擦系数，但耐磨性能有所降低。高空平台多跳光链路可变增益中继性能分析
摘要：针对可变增益中继策略，推导高空平台多跳光链路中断概率的下限表达式，分析大气湍流、跟瞄误差以及中继节点位置对平台间多跳光链路性能的影响。仿真结果表明，高空平台特有的大气湍流特性对于平台光链路性能的影响较小，而跟瞄误差对链路的影响很大；中继节点位置对多跳光链路的影响，与跟瞄误差相关。跟瞄误差越大，中继节点位置对于光链路的影响越大；通过增加平均每跳信噪比能够有效降低中继平台位置对链路的影响的同时，还能改善链路性能。以跟瞄误差为20In，2次中继为例，平均每跳信噪比增加1dB，链路中断概率降低约2．2dB。像差对通信捕获光斑质心的影响分析
摘要：捕获是激光通信建立的必要手段，为探索通信中光学系统各像差对捕获性能的影响，从信标光传输过程和激光通信像质评价方式出发，分析了单色像差均方根小于0．2λ时对捕获质心处光强的影响，采用质心和加权质心方法计算了彗差、倾斜（畸变）所造成的捕获偏差；同时分析了各种单色像差之间对质心光强、捕获偏差的补偿关系。分析表明离焦能对球差、像散造成的质心光强下降有较好的补偿作用，畸变产生的捕获偏差可以用彗差进行完全补偿。采用Zemax软件设计了卡塞格林式和离轴三反（TMA）通信天线系统，利用该方法计算了在视场小于0．3°、像差综合作用时捕获的质心光强和引入的捕获偏差。计算结果很好地验证了分析结论，这些结论对空间激光天线选型、像质优化策略具有一定的借鉴作用。正色散光纤激光器中耗散孤子形成的瞬态过程
摘要：对正色散光纤激光器中耗散孤子的形成过程进行了数值模拟。数值模拟结果表明增益色散对耗散孤子的形成起决定性作用。耗散孤子的陡峭光谱边缘是正色散效应、光纤非线性效应、增益和损耗以及增益色散效应之间共同作用的结果。窄增益带宽可以导致多个耗散孤子的形成，与此同时，宽的增益带宽（以100nm为例）在抽运强度足够的条件下可以支持耗散孤子的形成。即使激光腔内不存在其他光谱限制效应，耗散孤子仍可以在具有宽增益带宽的光纤激光器中形成。基于MEMS膜片的光纤声传感器分析
摘要：提出了一种新的应用于低频声传感领域的强度调制型光纤传感器理论模型。该模型使用了单模光纤来传输和接收光信号，使用了C—lens光学透镜实现光准直作用，讨论了光在准直透镜中的传播规律，利用准直器耦合损耗相对角度变化最为敏感的特征实现光强调制。强度型光纤传感器采用微电机系统（MEMS）结构的压力振动膜片拾取振动位移，通过分析施加在膜片上压力的变化得到影响光纤低频声传感器灵敏度的相关参数。仿真结果表明，选择合适的参数可以使传感器的灵敏度较传统方法有量级的提高，实验结果也说明了理论建模的可行性。
