大模场双包层掺镱光子晶体光纤反射式石墨烯被动调Q锁模激光器
摘要：报道了基于石墨烯可饱和吸收镜的被动调Q锁模光纤激光器。激光器以大模场双包层掺镱光子晶体光纤为增益介质，采用线形腔结构。在抽运功率12w时，得到了最高115mw的调Q锁模脉冲输出。输出峰值波长1039nm，光谱的半峰全宽为6nm。对实验结果及现象进行了详细的讨论和分析。基于电光开关的增益控制法准分子激光ASE抑制技术研究
摘要：在高功率准分子激光系统中，由于介质的高增益和非存储特性，自发辐射放大（ASE）成为影响系统输出对比度的关键因素。在角多路主振荡功率放大器（MOPA）激光放大链中，为抑制ASE，采用了电光开关和增益控制相结合的方式，在第一放大级后置入了电光削波开关，并利用检偏器另一偏振分量作为控制光束，对下一放大级进行增益控制。构建了光路，进行了原理性实验研究，并在第二预放大级中获得了40300：1的信号对比度。采用该方法的优点是在主光路中引起的能量损耗小，且降低了对破坏阈值的要求。电光开关和增益控制相结合共同实现了前两级预放大器的ASE抑制。76％光电转换效率梯度渐变折射率结构940nm半导体激光器
摘要：为改善宽面940nm半导体激光二极管（LD）的输出功率及光电转换效率（WPE），设计并制作了一种包含梯度渐变折射率（GRIN）结构的新型量子阱激光器。通过二维自洽软件模拟计算了新结构激光器与传统分别限制结构（scH）激光器的能带结构，结果表明新的激光器结构能够显著消除各异质结间的过渡势垒。通过低压金属有机物化学气相沉积（LP—MOCVD）的方法生长了高质量激光器外延材料。制成后的100μm条宽、2000μm腔长的激光器器件在室温25℃下经过连续（Cw）电流测试发现，梯度渐变折射率结构激光器较分别限制结构激光器在10A电流下电压约低0．07V。通过结构与生长优化，激光器内吸收系数从0．52cm。降至0．43cm-1，最大光电转换效率由69％提升至76％。最终制成的940nm半导体激光器器件室温25℃下输出功率10．0w（10A电流时），斜率效率高达1．24w／A。CCEPS激光器水冷设计的流-固耦合传热数值研究
摘要：用计算流体力学（CFD）方法对传导冷却端面抽运板条（CCEPS）激光器的多种水冷设计方案分别进行了流一固耦合传热数值模拟，比较了流一固耦合传热模拟和单纯的导热模拟结果的差别，对各种水冷设计方案进行综合比较，研究了冷却通道的尺寸、数量以及冷却水流量等因素对激光板条温度分布以及对热沉的流动阻力特性的影响。一般情况下，减小通道的特征尺寸，增加通道数目和冷却水的流量可以降低固一液耦合界面的传热热阻，因此，微通道冷却方式比常规的空腔冷却和小通道冷却显著提高了总传热系数，降低了总热阻，可将发热部分的温度明显降低，但是微通道冷却方式必然造成较大的流动压力损失。百瓦级全光纤掺铥光纤激光器及超荧光光源
摘要：报道了一个全光纤主振荡功率放大（MOPA）结构的窄线宽掺铥连续光纤激光器，该高功率光纤激光器由窄线宽连续光纤激光种子源和两级包层抽运掺铥光纤放大器组成。激光种子源经过两级双包层掺铥光纤放大器后，最大平均输出功率为120W，功率放大器的斜率效率高达60％，输出激光的中心波长为1986nm，3dB光谱带宽为0．48nm，平均输出功率未能进一步提高仅受限于最大抽运功率。此外，利用该两级掺铥光纤放大器，得到了平均输出功率为122W的宽带超荧光光源，放大后的超荧光源的中心波长为1990nm，3dB光谱带宽为25nm。混合放大100MHz高重复频率窄脉宽单频激光器
摘要：利用高速光强度调制器对线宽为70kHz的单频连续（CW）光纤激光器发出的激光进行调制，获得了100MHz高重频、1ns窄脉宽激光输出，调制后脉冲激光的线宽小于0．8GHz。利用光纤激光放大器和Nd：YVO4固体激光放大器的混合放大装置进行放大，在一级固体激光放大后输出平均功率为13w，在二级固体激光放大后获得了32．9W的脉冲激光输出。实验中对调制后单频窄脉宽的小信号激光采用光纤激光放大器进行预放大，预放大输出激光功率达到2W后采用固体激光放大器放大，从而避免了单频窄脉宽激光在光纤放大器中极易产生的受激散射和放大自发辐射（ASE）所导致的放大器损坏。放大后的激光仍保持了0．8GHz线宽和1ns脉宽、100MHz重频。这样的输出激光在一些特殊要求中可以获得应用。激光陀螺环形谐振腔抑制比优化控制研究
摘要：根据光阑衍射理论，以光阑衍射损耗灵敏度为参量，研究和分析了激光陀螺环形谐振腔的抗失调能力。基于激光陀螺的限模条件，为获得谐振腔的最佳光阑衍射损耗灵敏度，计算得到了激光陀螺抑制比下限。通过数值计算，研究了谐振腔增益和反射镜总损耗对其抑制比下限的影响，并得到了实验验证。研究结果表明：腔内增益越大，陀螺抑制比下限值越大；反射镜总损耗越大，陀螺抑制比下限值越小。这对激光陀螺环形谐振腔装调过程中抑制比的优化控制具有重要指导意义。2kW射频板条CO2激光器输出光束整形特性研究
摘要：针对2kw射频板条CO2激光器离轴负支非稳波导混合腔的近场分布存在较多高空间频率分量，导致聚焦后会产生不可忽略的旁瓣，无法直接应用于激光加工的问题，对谐振腔的近场分布使用特征向量法和矩形波导的解析表达式进行了数值模拟和实验研究。并结合Collins公式研究了输出光束整形过程中光场分布的变化和整形系统中空间滤波器的优化设计。理论和实验结果表明：激光器输出光束在整形前为有较多高空间频率振荡的长条形的简单象散光束。通过带空间滤波器的整形系统消除旁瓣，并将初始的长条形的简单象散光束整形成近圆形、近基模高斯分布的光束。整形后的光束非稳方向的光束质量因子M2为1．1，波导方向肝为1．08。石墨烯实现Nd：YV04激光器1064nm和1342nm双波长被动调Q
摘要：在激光二极管端面抽运的三腔复合镜Nd：YVO4双波长激光器中，通过合理配置两个支腔腔长和输出镜透射率，采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体，实现1064nm和1342nm双波长激光被动调Q。当1064nm支腔透射率为20％时，获得脉宽为10．8ns的1064nm脉冲和脉宽为12．5ns的1342nm脉冲，1064nm脉冲在前，两脉冲峰值的时间间隔为16ns；当1064nm支腔透射率为25％时，获得脉宽为11．3ns的1064nm脉冲和脉宽为14．2ns的1342nm脉冲，1342nm脉冲在前，两脉冲峰值的时间间隔为19ns。根据双波长谱线竞争理论和石墨烯对1064nm和1342nm激光的可饱和吸收特性，对上述实验结果给予了合理的理论解释。热处理对激光熔化沉积TC17钛合金显微组织及力学性能的影响
摘要：激光熔化沉积（LMD）TCl7钛合金在航空航天领域具有广阔的应用前景，其沉积态试样强度较高但塑性较差，为了改善其综合力学性能，首先对LMDTCl7钛合金进行退火处理，结果表明随退火温度升高“相含量逐渐减小，a片层粗化，塑性升高而强度下降，且退火后LMDTCl7钛合金拉伸性能未达到盘件技术标准。进一步研究固溶时效对其组织性能的影响，固溶温度升高将使初生a相（ar）相含量降低、ar片层粗化；时效温度升高使次生a相（as）粗化。拉伸性能受ap、as相含量、a片层厚度等因素影响，卢基体上均匀弥散析出细小IXS的组织将有利于提高强度，ap，含量增加、组织粗化有利于提高塑性，通过800℃／4h固溶处理后水淬以及630℃／sh空冷热处理可以使LMDTCl7钛合金获得较优的强塑性匹配，拉伸性能达到盘件技术标准。激光冲击AZ31镁合金抗腐蚀性能研究
摘要：利用钕玻璃脉冲激光对AZ31镁合金表面进行激光冲击处理，金相显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）微观组织表明激光冲击波导致镁合金表面层（强化层约0．8mm）产生超高应变速率的塑性变形，晶粒内部存在大量位错和孪晶，高密度位错相互缠结，并与孪晶相互交叉导致晶粒细化。镁合金冲击表层硬度比基体提高约58％，表面残余压应力达120MPa。在质量分数为3．5％NaCl溶液中，采用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸应力腐蚀试验研究其冲击后的腐蚀行为，结果表明激光冲击后自腐蚀电位提高，腐蚀电流增大，抗腐蚀性有所降低，但激光冲击后镁合金抗应力腐蚀性能提高。流延成型YAG／Yb：YAG／YAG多层复合陶瓷激光器
摘要：透明激光陶瓷比单晶材料在生产成本、坯体尺寸、掺杂浓度、工艺难度等方面具有明显优势，成为新型激光材料的研究热点。陶瓷激光器有望获得高功率输出，但陶瓷激光介质的热效应仍是制约输出功率的主要瓶颈。已有实验发现，激光焊接三明治结构T型接头的研究
摘要：本试验采用IPGYLS-5000型激光焊接系统，焊接舰船用高强钢907A三明治板。采用万能试验机、显微硬度仪、超景深三维数码显微镜以及扫描电镜，测定了T型焊接接头的拉脱力学性能、显微硬度、显微组织和断口形貌。结果表明，焊缝和热影响区的显微硬度均高于母材，焊缝显微硬度在330～360HV0.2之间；焊缝组织为板条马氏体，热影响区组织主要为马氏体、残余奥氏体及少量析出碳化物；T型接头断口属于兼有韧性断裂和解理断裂的综合断裂；焊接速度和离焦量一定时，焊缝宽度和深度随激光功率的提高而增大；T型搭接接头的力学性能主要取决于搭接处的焊缝宽度，在当前工艺条件下进行3道次的激光焊，能保证腹板和面板的接合强度比母材的强度大。激光驱动飞片复杂轮廓多孔微冲裁实验及模拟
摘要：激光驱动飞片微冲裁技术是在约束层模式下利用脉冲激光辐照飞片箔材诱导冲击波驱动高能飞片加载金属薄壁工件实现冲裁的微孔制造技术。实验中，使用INNOLASSpitLight2000Nd—YAG短脉冲激光器，20μm厚的铝制飞片；采用厚度为0．5trimAISI1095钢薄片制作微模具，模具硬度为58HRC，利用皮秒激光铣削技术在模具中心加工微模孔阵列，在厚度为20μm的铝箔板上一次性冲裁出三个外接圆直径为500μm的梅花状通孔。通，过KEYENCEVHX-1000C超景深三维显微系统进行观测，微冲孔具有良好的冲裁轮廓质量，工件上表面与冲裁断面有圆角带过渡，下表面轮廓处毛刺现象不明显。并以ANSYS／LS-DYNA为平台，使用有限网格单元法和流体动力学光滑粒子法对微冲裁过程进行了数值模拟，分别从断面形成、等效应力分布、等效塑性应变分布以及粒子位移变化等不同方面分析了激光驱动飞片多孔微冲裁工艺的基本特性。金属正畸托槽皮秒激光清洗实验及其机理研究
摘要：正畸托槽广泛应用于牙齿正畸临床治疗中。但由于诸多因素，粘结后的托槽时常会发生脱落现象，需要回收清洗，重新粘结。采用皮秒激光（波长为532nm和1064nm；脉宽小于20ps）对MiniSprint金属正畸托槽进行了激光清洗研究，有效地解决了常规激光清洗中因入射光边缘衍射效应而导致柱状固位结构周缘粘结剂残留的问题，实现托槽的完全清洗。确认高频断续超短脉宽的脉冲作用在材料中形成的热弹性波以力学振动传播扩散的方式是实现皮秒激光完全清洗的主要机制，该机制不同于常规激光清洗的热蒸发机制。发现不同波长皮秒激光清洗后的托槽固位结构单元顶端的表面形貌存在差异，因托槽制作工艺引入的表面本征缺陷在较短波长532nm皮秒激光的辐照下，因表面等离子振荡效应的激发，而导致局域电磁场能量增强，形成有利于托槽粘结的微坑结构。数值模拟驱动的激光透射焊接PET与304L不锈钢的优化研究
摘要：生物医学领域中的生物植入体必须使用具有生物相容性的材料进行连接以适应人体内复杂的生物、物理和化学环境。激光透射焊接（LTW）是解决生物医用材料之间连接的一种新方法。由于利用实验方式获得生物医用材料的最佳焊接工艺参数时间长、成本高，因此提出一种数值模拟驱动实验设计、工艺参数建模与优化的方法，对激光透射焊接生物医用材料进行了系统的研究。首先利用有限元模型（FEM）对焊接过程中的温度场进行模拟，并用焊接实验对模拟结果进行验证；然后利用FEM的模拟结果进行实验设计，用人工神经元网络（ANN）建立工艺参数和焊接结果之间的数学模型，并用FEM的模拟结果对此数学模型的预测结果进行验证；最后采用满意度函数（DF）与遗传算法（NSGA-Ⅱ）相结合的方法，对工艺参数进行多目标优化，并对优化结果进行验证。结果表明：优化的预测结果、实验结果、模拟结果之间均取得了较好的一致性，此方法为有效指导生物医学领域中的焊接实验、提高焊接质量和降低生产成本开辟了新途径。激光强化灰铸铁导轨的微观组织及磨损性能
摘要：采用正交实验优化了激光加工导轨试样的工艺参数，用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计对试样进行了显微组织分析和硬度测试，并在油润滑下与常规处理试样进行了磨损性能对比试验。结果显示，电流对硬化深度影响最显著，然后依次为扫描速度、脉宽和频率，优化后的激光加工参数：扫描速度为0．25mm／s，电流为150A，脉宽为10ms，频率为7Hz。激光加工试样熔凝区分布有球状石墨，相变区晶粒尺寸较熔凝区更细小，分布更均匀；硬度较常规处理有显著提高，其分布无变化梯度。当循环次数达38000时，激光加工试样较常规处理试样耐磨性提高约1倍。金属板料激光冲击成形及其破裂行为研究
摘要：采川最大输出激光脉冲能量为12．5J的ThalesLaser激光器，对比交叉轧制AZ31镁合金薄板和交叉冷轧钳带的激光冲击成形（LSF）特征，对其破裂行为和微观结构进行分析和探讨。结果表明：采用不同能量密度的激光束对镁合金薄板和钢带两种不同材料进行连续多次激光冲击，实现了其高应变速率冷成形。AZ31薄板和钼带LsF破裂均表现出厚度减薄形式，而钼带LsF过程中发现层裂现象．AZ31薄板LsF试样断口由韧性断裂和脆性断裂混合组成，而钼带LsF试样属于脆性断裂。此外，还讨论了两种金属板料的各向异性和应变速率对高能高应变速率LSF成形性能及其破裂行为的影响。
