结合激光功率和光斑位置的多帧动态干扰效果评估
摘要：激光主动成像系统通常用于重要区域监视和危险目标识别，当该系统受到敌方激光干扰时，其成像质量将会下降。由于目标、成像系统和干扰源的相对位置，以及干扰源的干扰功率处于时刻变化中，导致不同时刻的干扰效果不尽相同，如何衡量一段时间内激光对成像系统的干扰效果成为一个难题。提出了一种基于连续多帧图像动态特征变化的无参考激光干扰评估算法，在图像目标区域内分析单帧干扰图像中特征点的匹配准确率和空间变化率以及多帧图像特征点变化的准确性、空间性、结构性差异、频率和显著性特征，最终得到归一化的评估指标。利用激光主动成像识别系统对设定目标进行照明成像识别实验，采集不同干扰功率和干扰方位的激光干扰图像。基于提出的特征点动态性算法对获得的连续多帧激光干扰图像进行评估，结果表明该算法能够准确评价一段持续干扰过程中不同功率、方位的激光干扰效果，客观反映光斑遮盖下自动目标识别算法的失效程度。单偏振半导体光放大器扫频光相干成像系统
摘要：搭建完成了基于单偏振半导体光放大器扫频光源的光相干成像系统，此系统可以实现高速光相干层析成像与光相干显微成像。系统中的扫频光源使用偏振相关的半导体光放大器作为放大单元，该光放大器有着增益谱宽大、输出功率高的优点，使得光源仅使用一个放大器即可获得合适的增益谱宽与输出功率，并可采用傅里叶域锁模技术大幅提高其扫频速率。采用傅里叶域锁模技术时，扫频光源输出功率达到32mw左右，有效扫描频率为45kHz，输出光谱的中心波长为1326nm，光谱宽度为115nm。利用系统进行高速光相干层析成像时，横向分辨率为9μm，纵向分辨率为12．9μm左右，灵敏度为105dB。利用系统进行光相干显微成像时，可以清楚地看到洋葱内表皮细胞的结构。974nm半导体激光器的光纤耦合研究
摘要：根据半导体激光器和单模光纤模场分布特点,用模式耦合理论研究了单模光纤与半导体激光器的耦合,结果表明将光纤端面制作成楔形微透镜可以使光纤与半导体激光器的耦合满足模场匹配和相位匹配的要求。用遗传算法对楔形光纤微透镜参数进行优化,得到楔角为88°,柱透镜半径为3.44μm,耦合距离为6.13μm时耦合效率达到最佳值,用Zemax光学仿真软件对耦合模型进行仿真,得到耦合效率为88.9%,耦合好的模块经激光点焊及高低温环境测试后,得到最大耦合效率为81.36%。实验结果与仿真结果相差不大,耦合输出功率满足了作为光纤激光器种子源的功率要求。带有模式扩展层的小发散角激光器模拟研究
摘要：模拟了带有模式扩展层的半导体激光器,研究了中心波导层、扩展波导层和内限制层对激光器性能的影响。经过优化获得了一个条宽为50μm,远场发散角为23°,阈值电流为117.8mA,限制因子为2.37%的激光器。远场发散角最小可达到18°,此时阈值电流为200.9mA。与普通结构比较,优化后的结构远场垂直发散角减小了20°左右,阈值电流并没有明显增加,模拟计算表明模式扩展层没有降低激光器的电学和温度稳定特性。吉赫兹高功率全光纤超连续谱激光光源
摘要：超连续谱光源是一种特殊的光源，具有光谱宽、亮度高、空间相干性好等特点，在照明、通信、医学、军事等诸多领域具有广泛的应用前景。近几年，在突破了超短脉冲抽运源、抽运光耦合、普通光纤与光子晶体光纤低损耗熔接、高功率光纤激光器热管理等一系列关键技术难题之后，高功率超短脉冲光纤激光超连续谱研究进展显著。高峰值功率微片激光器及其在LIBS中的应用
摘要：利用Nd3＋：YAG/Cr4＋：YAG键合晶体分别研究了被动调Q的单体和半外腔结构激光器的高峰值功率短脉冲激光特性,发现半外腔结构的被动调Q激光器具有产生脉冲宽度小于1ns、单脉冲能量达1mJ、峰值功率超过1 MW的潜力,远远优于单体激光器可以获得的单脉冲激光能量和激光峰值功率。利用所研制的半外腔结构被动调Q激光器,并结合自行研制的高分辨率光纤光谱仪,开展了激光诱导击穿光谱（LIBS）技术研究,针对标准铁合金样品和溶液中的Pb重金属离子,得到了较好的定性分析结果和定量关系曲线。基于逐点扫描的波前数据重构
摘要：提出一种对孔径网格逐点扫描重构波前的方法。该方法基于Hudgin模型，在孔径阵列的对角线上选取P个已知参考点。每个参考点都按行扫描计算得到一个波面，按列扫描又得到一个波面，这样P个参考点得到2P个波面，对这2P个波面求平均即为重构波面。对如何选择参考点进行了介绍，并说明选择高低坐标对称搭配的参考点为佳。建立了波面相位误差估算模型，并从理论上推出波面重构误差随参考点的增加而改善。对新方法进行了实验证验，与传统的矩阵求逆方法进行比较，结果表明，两种方法效果相当，但新方法计算量更小，具有较强的实用性。稀土La2O3对6063A1激光熔覆Ni基熔覆层微观结构的影响
摘要：利用激光熔覆技术,在6063Al表面制备了添加有不同含量La2O3的Ni60合金熔覆层,并通过金相显微镜、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）等设备进行了测试分析,研究La2O3含量对铝合金表面激光熔覆Ni基熔覆层组织、相结构、成分等微观结构的影响。结果表明：当合金中稀土La2O3含量高于5%（质量分数,下同）时熔覆层易出现气孔,低于2%时易出现熔覆层开裂、与基体结合不良等缺陷,加入5%的稀土氧化物La2O3可有效地减少熔覆层中的裂纹、孔洞;不同La2O3含量的熔覆层主要相结构均为β-NiAl（Cr）和少量的Al3Ni、AlNi3、Al等,添加稀土以后XRD图中出现了微量的稀土化合物La2O3、Al4La,且NiAl相的（100）有序峰几乎消失,晶粒取向偏向于（110）、（200）和（211）,而（110）有序峰出现不同程度的偏移;添加5%La2O3的熔覆层比不添加稀土的Ni60熔覆层元素分布均匀,稀释率更低,组织中孔隙率大幅降低,晶粒度变大且细化作用明显;熔覆层主要成分为NiAl-Cr共晶组织,稀土元素偏聚在晶界位置并形成了稳定的Al4La等稀土化合物。考虑结合面的不锈钢-碳钢层合板脉冲激光弯曲数值模拟
摘要：采用热一结构间接耦合方法，建立了含结合面的不锈钢一碳钢层合板（SCLS）脉冲激光弯曲多层有限元模型（FEM），通过分析脉冲激光扫描过程中不锈钢层、碳钢层及其结合面的温度场、应力应变场的分布情况，探讨了结合面对层合板激光弯曲角度和质量的影响。研究结果表明，整个激光弯曲过程中结合面处温度平滑传递，横向应力和应变均存在明显突变，变形结束后，上下覆层呈现横向残余拉应力，中间基层呈现横向残余压应力；当激光功率为140W、扫描速度为800mm／min、离焦量为10mm时，结合面最大z向应力为87．5MPa，小于层合板界面结合强度（≥210MPa）。通过脉冲激光扫描实验和模拟，实现了层合板的有效弯曲，实验结果与模拟结果误差小于5％，为层合材料激光弯曲成形提供了理论与实验依据。脉冲激光切向整形径向修锐青铜金刚石砂轮
摘要：对脉冲光纤激光切向整形和径向修锐青铜结合剂金刚石砂轮技术进行了理论分析和试验研究。理论分析了激光切向整形和径向修锐青铜结合剂金刚石砂轮的机理，总结提出了决定脉冲激光修整效果的4个关键工艺参数：激光功率密度、激光光斑重叠率、激光扫描轨迹线重叠率及激光循环扫描次数。试验研究了这4个工艺参数对修整后砂轮表面磨粒石墨化变质层、磨粒磨削刃锋利程度、结合剂表面平整度及磨粒出刃高度的影响规律，并分别找到了在本试验条件下的理想值。斜齿面激光熔覆的开裂倾向分析及控制研究
摘要：针对斜齿轮轴齿面激光熔覆层的开裂问题，采用数值计算的方法对其开裂倾向进行了分析，分析结果表明：齿根部位产生了较大的温度梯度，而齿面熔覆层内呈明显的拉应力状态，且主要集中在齿根部位，齿根部位的熔覆层将成为开裂的薄弱部位；裂纹发展的趋势将由齿根部位萌生，然后向其表面扩展然后向齿顶方向延伸。在双向扫描工艺条件下，轮齿内部的温度分布更加均匀，而熔覆层内拉应力水平明显降低，并在一定程度上减轻了齿根部位的应力集中问题，有利于控制熔覆层的开裂倾向。采用两种扫描方法和熔覆参数进行组合，对斜齿轮齿面进行了熔覆试验，试验结果表明：双向扫描工艺对于齿面熔覆层开裂具有一定的抑制作用，并最终获得了适合齿面熔覆的工艺和参数。激光选区熔化成型免组装机构的间隙特征研究
摘要：间隙特征的成型是免组装机构直接成型的关键问题,为了提高间隙特征的可成型性,采用倾斜摆放方式减少间隙内部支撑。建立悬垂结构尺寸误差的数学模型并进行试验验证;采用激光选区熔化（SLM）成型了间隙尺寸为0.2mm、一系列倾斜角度的间隙特征,研究成型厚度、倾斜角度和能量输入等工艺参数对间隙大小的影响;成型了免组装的折叠算盘。结果表明,在倾斜角度大于40°时,通过增大倾斜角度、减小成型厚度或者能量输入,间隙尺寸增大,实验结果与该数学模型相符合。当激光功率150 W、扫描速度为800mm/s时,层厚为25μm和35μm的间隙大小分别为140μm和120μm。采用以上的工艺参数成型的折叠算盘可以实现预设计的动作,为机构的直接制造提供了一个可行的方法。氧化锆增韧机制在激光熔覆技术中的应用
摘要：陶瓷粉末氧化锆在激光熔覆技术中的主要增韧机制有相变增韧和弥散增韧，将其作为增韧相以适当的比例添加到钴基合金粉末（Stellite-6）中，选择合适的工艺参数，在钛合金TAl5表面制备出了掺杂5%（质量分数）氧化锆的钴基合金涂层。实验结果表明：含有氧化锆的钴基合金涂层的晶粒得到细化，组织均匀分布，涂层的致密度得到提高；含有氧化锆熔覆层中的裂纹得到了修复，熔覆层的组织性能得到改善，x射线衍射的分析也证实了熔覆层中存在单斜相的氧化锆，即发生了相变增韧；同时氧化锆的加入提高了熔覆层的显微硬度和耐磨性，从而为改善激光熔覆层的性能提供了一定的参考。镍硅硼合金粉末激光熔覆中熔池光谱检测分析
摘要：为了研究激光熔覆过程中激光熔池的光谱辐射特性，采用光栅光谱检测技术检测镍硅硼合金粉末熔覆过程中熔池光谱，得到不同功率、速度及时间下的光谱分布。结果表明：激光功率900W时波长550nm处熔池光谱相对强度最高为500，功率增加到1000W时，光谱相对强度增加为600；激光功率保持不变时，光谱辐射相对强度随扫描速度增加而减小，随熔覆过程时间增加而增加，但在15s后，基本达到稳定状态。激光熔覆过程中熔池光谱波动与熔覆层质量存在一定的关系，试验中发现，功率为900W，扫描速度2mm／s时，熔覆层质量较好，试样基体变形较小，熔池光谱相对强度波动也较小。基于动态光镊技术的卵巢癌SKOV3细胞凋亡检测
摘要：化学疗法治疗癌症的主要机制是通过药物调控使无限增殖的癌细胞恢复到正常凋亡，因而实时检测用药过程中癌细胞的凋亡情况对于临床治疗具有重要意义。以卵巢癌SKOV3细胞作为研究对象，针对治疗药物（顺铂）不同浓度培养液的条件下，利用搭建的动态光镊系统在微流控芯片上通过测量捕获效率参数对四组细胞的凋亡情况分别进行检测。实验结果表明，该系统对不同药物浓度培养下SKOV3细胞凋亡情况的检测具有良好效果。与传统的检测手段相比，该系统细胞用量小、耗时短、无需标记、并可实现活体细胞检测，因此为细胞凋亡的临床检测提供了重要指导意义。1kW单端抽运、高光束质量、高稳定性全光纤激光振荡器
摘要：与光纤放大器相比，光纤激光振荡器具有结构紧凑、稳定性好、模式不稳定性阈值高、光束质量优良等优点。对单端抽运的lkW级全光纤激光振荡器进行了详细的理论和实验研究。建立了考虑光纤弯曲、模式耦合、抽运波长变化、包层光滤除的速率方程模型；利用国产合束器，搭建了单端抽运全光纤振荡器，在抽运功率为1．5kW时，获得1．04kw功率输出，光光效率为69％。对不同输出功率的光束质量进行测量，光束质量M2均小于1．25。激光器稳定工作1h，功率起伏小于1％。微光纤耦合器制作及振动传感特性研究
摘要：摘要分析了微光纤耦合器的基本光学特性，利用微纳光纤拉制平台，在线监测制作出具有良好光学性能的微光纤耦合器，对微光纤耦合器的振动信号响应特性进行分析与实验研究，并进行了行人走动引起的振动信号的响应测试，实验结果表明微光纤耦合器对外界振动具有高灵敏度的传感性能，在区域点警戒方面具有一定的应用价值。改进的紫外光通信时分复用组网方法
摘要：针对目前紫外光通信组网采用的时分复用（TDM）技术随着节点增加存在排队等待时延长、链路利用率低、网络吞吐量不理想等问题,提出了改进的时分复用组网方法。该方法基于紫外光通信垂直收发模型,通过考虑功率因素的加权算法选取中心节点辐射成相邻小区,用分段时隙方法给相邻小区分配不同时隙段,让相距较远小区内的节点对时隙重复使用,解决了节点增加与时隙有限的矛盾。仿真分析表明,该方法相比TDM在网络节点数为40时的信息排队等待时延降低了4ms,链路利用率提高了2.7%,网络吞吐量增加了1800bit/s。
