等离子体烧蚀引起光束调制的功率谱密度计算
摘要：采用电子束蒸发制备了1064nm高反膜样品，并通过激光预处理系统对样品表面的部分区域进行了光栅式扫描，形成等离子体烧蚀区域。搭建了光束质量测试系统，记录在样品表面有无等离子体烧蚀两种情况下的反射光束的空间强度分布。采用经典周期图法，分别计算了各自的强度分布的功率谱密度。结果表明，等离子体烧蚀导致的传输光束峰值强度对应于功率谱密度曲线中心峰值强度，而周期性起伏则体现在相应频率下的峰值。因此功率谱密度曲线可以作为表征光学元件对传输光束调制的手段。半导体环形激光器高偏置电流下的动态特性
摘要：数值模拟了高的偏置电流下半导体环形激光器的动态特性，给出了不同反馈系数、偏置电流以及延迟时间下的混沌分叉图。详细的过程状态表明在不同参数下半导体环形激光器进入混沌的路径不同。结果发现半导体环形激光器在高的电流驱动下产生混沌信号具有高带宽的特点。并研究了不同的参数对混沌带宽的影响，发现在反馈系数为0．5时，混沌带宽可以达到18GHz。飞秒激光等离子体在高超声速飞行器减阻中的应用
摘要：报道了利用飞秒激光产生的等离子体冲击波对高超声速飞行的钝体飞行器进行减阻的研究。通过模拟计算了距离地球表面30km、来流马赫数为5的大气环境中，飞秒激光能量注入后产生的等离子体冲击波与钝体飞行器头部正激波相互耦合的演化过程，分析了飞秒激光等离子体减阻的机理。通过求解Navier—Stokes方程，计算了飞秒激光能量对飞行器减阻效果的影响。结果发现，利用飞秒激光产生的等离子体冲击波比纳秒激光等离子体冲击波对飞行器的减阻效果更明显。当飞秒激光能量为0．06mJ时，能使飞行器所受的阻力减小98％，飞秒激光能量越高，减阻比越高，低阻力持续的时间越长，减阻效果越好。采用3个飞秒激光能量点源沉积的方式能够更好地实现飞行器的减阻，提高了最佳减阻比，节省了激光能量。基于光参数积的单管半导体激光器光束质量描述与评价
摘要：根据单管半导体激光器出射光束特点，分别采用1／e^2、环围能量以及二阶矩定义描述光束束宽，在高斯光束近似下采用双曲线拟合法测算得到不同方法定义束宽时的光参数积（BPP），并与芯径为105μm、数值孔径为0．2的光纤所能接受的最大BPP进行比较。对该单管半导体激光器进行光纤耦合，实验中单管半导体激光边模数量随注入电流的增大逐渐增多，光束质量的恶化导致其光纤耦合效率逐渐降低，当注入电流由1A增大到13A时，光纤耦合效率由96．5％降为88．8％。研究表明以二阶矩定义束宽半径测算光参数积BPP去描述与评价单管半导体激光器光束质量特征是最为准确合理的。ICF激光装置靶场光束引导路径的优化研究
摘要：为了缩短惯性约束聚变0CF）激光装置在靶场区光束引导的总时间为基于光束引导传感器固定子区划分的光束引导方法，提供了引导路径的一种优化方法。通过优化预备子区中心到目标子区中心的角度，最小化对引导总时间有贡献的投射镜的角位移量的总和。以终端光学组件的一种布置为研究对象，以引导目标点为靶室中心的情况为例，介绍了引导路径的优化过程。引导总时间的估计表明，与普通的串行光束引导方法相比，该方法可以很大程度上缩短光束引导的总时间。当预备子区中心与目标子区中心之间的距离为1mm时，引导总时间可以缩短为采用普通串行引导方法时的0．518倍。激光陀螺抗辐照读出系统方案研究
摘要：为了提高环形激光陀螺（RLG）的空间环境适应性，提出了基于菲涅耳透镜的RLG抗辐照读出方案。该方案采用菲涅耳透镜对RLG输出的顺／逆时针光进行会聚，在其焦平面前方得到了条纹数不变、尺寸显著减小的干涉条纹。相比于采用普通凸透镜，基于菲涅耳透镜的读出系统在球差校正和安装便利性等方面更具优势。计算结果表明，该方案能将RLG输出光斑尺寸降低至0原水平的1％以下，显著降低了对光电管的尺寸要求，从而大幅减小了辐照对探测器的损伤，提高了RLG的空间环境适应性。全息光刻制备808nm分布反馈半导体激光器的光栅
摘要：实验优化设计了808nm分布反馈（DFB）半导体激光器的二级布拉格光栅结构，介绍了808nmDFB半导体激光器光栅制备的工艺过程。采用全息光刻方法和湿法腐蚀技术在GaAs衬底片上制备了周期为240nm的光栅图形，全息光刻系统采用条纹锁定技术降低条纹抖动和提高干涉稳定性，腐蚀液中H3PO4、H2O2和H2O的体积比为1：1：10，腐蚀时间为30s。光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）测试显示，光栅周期为240nm，占空比为0．25，深度为80nm，具有完美的表面形貌及良好的连续性和均匀性。1．5MW峰值功率光纤-固体混合放大MOPA激光系统
摘要：高峰值功率、高稳定性以及优越光束质量的激光光源是材料加工与处理的理想选择。利用重复频率为120kHz、脉宽为220ps、平均功率为26μW的种子光源，经过光纤和固体组成的混合放大系统，最终得到平均功率为39．2W的激光输出，峰值功率达到1．5MW。预放大器由两级光纤放大器组成，功率放大器为四级端面抽运的Nd：YVO。固体放大器，通过控制晶体掺杂浓度、晶体温度以及抽运光束直径，并且调节各个放大级中的填充因子，最终得到输出光束的光束质量因子为M^2=1.3。飞秒激光在钛蓝宝石晶体中刻写双线型波导的研究
摘要：钛蓝宝石晶体作为一种重要的激光介质，具有宽带的吸收光谱及宽带可调谐的发射光谱等特性，使其在集成光学中有广泛的应用前景。这里利用重复频率为1kHz，中心波长为800nm，脉冲宽度为120fs的飞秒脉冲激光在钛蓝宝石晶体中横向刻写双线型波导，系统地研究了激光写入晶体深度、刻写速度以及波导双线间距对波导导光情况的影响，在写入激光脉冲能量为2μJ，写入深度为175μm，刻写速度为90μm／s，波导双线间距为26μm的条件下，得到一组导光模式较优的双线波导并发现其具有偏振导光现象。利用波导的近场模式强度分布重构了其折射率分布图，得到最大的折射率增加量为1．9×10^-4。用散射法测试了光波导的传输损耗为1．82dB／cm。ZM5镁合金薄壁铸件光纤激光补焊工艺与组织性能研究
摘要：采用光纤激光对ZM5镁合金薄壁铸件进行补焊研究，以焊道稀释率和表面交角进行工艺评价，通过扫描电子显微镜（SEM）和x射线衍射（XRD）表征了样品的显微组织、相组成，并作了拉伸试验分析。结果表明，补焊焊缝稀释率和焊道表面交角成线性相关变化，补焊层由细小的等轴树枝晶组成，平均晶粒直径为15-20μm，约为ZM5母材的1／4；补焊层基体组织为α-Mg相，晶界析出Mg-Al共晶相，其中β-Mg17A12以连续网状或不规则的点状析出；补焊层抗拉强度和延伸率优于母材，补焊层拉伸断口为准解理断裂，断口有少量韧窝，而经均匀化热处理的母材断口为脆性断裂的解理断口。组织表征和性能试验表明，光纤激光可实现ZM5镁合金铸件的缺陷补焊，且在工艺上具有很好的活府十串．铝锂合金光纤激光切割的工艺优化与设计
摘要：铝锂合金是航空航天工业中最理想的轻质高强结构材料，为提高铝锂合金切割质量，采用1kW光纤激光器对2mm铝锂合金进行切割试验。初步探讨了离焦量、辅助气体压力、激光功率和切割速度对切割质量的影响，深入研究了连续激光模式与脉冲激光模式下的切割质量差异，结果表明脉冲模式下切缝挂渣少、粗糙度小。在此基础上，通过正交试验直观分析、方差分析、信噪比分析对工艺参数进行优化设计，最终获得良好的切割质量：挂渣厚度为0．087mm，表面粗糙度为4．81μm。高功率光纤激光焊接底部驼峰的机理研究
摘要：高功率光纤激光焊接SUS 304不锈钢板的过程中，熔池由于受力不平衡出现下掉，并在试件底部流动堆积，从而形成底部驼峰。采用高速摄像和“三明治”试件焊接新方法，分别从不同角度拍摄熔融金属的流动情况并从侧面直接观测小孔和熔池的变化过程。结果表明，孔内熔融金属流动的不连续和小孔前沿孔壁凸起向下移动，以及孔内金属蒸气压力导致小孔底部熔池形成多个熔滴；底部熔池表面张力和熔池的流动导致熔融金属不断向后流动从而汇聚形成驼峰；底部驼峰的形成影响熔池的流动状态，是导致焊缝表面塌陷的原因。激光焊接热输入对26Cr-3．5Mo铁素体不锈钢组织性能的影响
摘要：采用连续激光焊接工艺对26Cr-3．5Mo铁素体不锈钢进行焊接，研究了激光焊接热输入（HI）对焊接接头显微组织和力学性能的影响。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）和能谱分析仪（EDS）研究焊缝显微组织和析出相的析出规律，采用维氏显微硬度仪和拉伸试验机对焊接接头的机械性能进行测试。结果表明，焊缝中心产生细小的等轴晶，随着激光焊接热输入的增加，焊缝中心等轴晶区的宽度增加，其占整个焊缝截面的比例先增加再减小。热影响区（HAZ）宽度较窄，为0．1～0．2mm，且没有发生明显的晶粒粗化现象。焊接接头HAZ发生软化，其显微硬度值低于焊缝和母材。焊接接头抗拉强度与母材相当，但断后伸长率小于母材，且随激光焊接热输入的增加而减小。基于响应面分析的T型接头激光深熔焊焊缝形貌预测及工艺参数优化
摘要：为了预测激光深熔焊T型接头的焊缝形貌并优化工艺参数，基于响应面分析的方法，建立了激光深熔焊工艺参数与焊缝形貌特征参数之间的数学模型，进行了方差分析、模型验证。基于所建模型，研究了工艺参数对焊缝形貌的影响规律，并对工艺参数进行了优化，从而实现了对焊缝形貌的预测。结果表明，所建立模型能够准确预测焊缝形貌，预测值与实验值误差很小，经优化的工艺参数既满足焊缝形貌要求也可降低热输入约27％。50mm转子钢超窄间隙激光填丝焊接头组织与性能
摘要：设计了窄间隙的坡口并采用CO2激光填丝多道焊的方法焊接了厚度为50mm的30Cr2Ni4MoV转子钢，焊后观察并分析了接头不同区域的组织特征，通过接头的拉伸、弯曲试验及显微硬度评定了接头的性能，结果表明：选取优化的窄间隙激光填丝焊接工艺焊接的50mm厚30Cr2Ni4MoV钢对接焊接头成形良好，无侧壁未熔合等缺陷。接头中部填充焊焊缝中心由大量的针状铁索体和少量的粒状贝氏体组成，冲击韧性良好，表层填充焊焊缝由马氏体及少量的粒状贝氏体组成，冲击韧性有所下降。焊接接头拉伸试样均断于母材，接头最大硬度位于接头表层填充焊热影响区（HAZ）粗晶区．焊缝区的硬度较HAZ低很多．散射体和吸收体的超声调制光学成像
摘要：具有超声定位的高空间分辨率特点和光学检测的高灵敏度特点的超声调制光学成像（UOT）既可以对光吸收介质进行成像也可以对光散射介质进行成像。在介质和光电倍增管（PMT）之间放置两个小孔，通过控制PMT的探测位置提高了系统的信噪比和成像对比度，同时获得了浑浊介质中隐含散射体和吸收体的一维成像。实验结果表明在不同的探测位置处，超声调制光信号的调制深度M与介质的吸收系数和散射系数的关系不同。选择合适的PMT探测位置，超声调制光学成像信号不仅可以体现吸收体和散射体的大小和强弱，还可以分辨出吸收体和散射体的不同。可见光通信中的多维编码
摘要：为了提高可见光通信（VLC）的频谱利用率，提出一种多维编码方法，从编码原理和性能上进行了理论分析，在此基础上构建了基于RGB发光二极管（LED）的可见光视音频传输系统，并对该编码方法进行了实验验证。实验对多基色LED采用16脉冲位置调制（16-PPM）作为基调制的多维编码方法，在3m距离上实现了1．5Mbit／s的视音频数据流传输。结果表明，多维编码方法可以有效利用可见光的宽频谱，提高信道容量，为进一步实现高速通信系统提供了可能。基于太赫兹光非对称解复用器的全光倍频技术
摘要：太赫兹光非对称解复用器（TOAD）是一种全光信号处理领域中常用的器件，其具有响应速度快、可集成、稳定性好等优点。本文提出了一种基于TOAD的全光时钟倍频技术方案。通过模型仿真，模拟对TOAD输入直流光，在时钟脉冲前后沿附近会产生双峰输出现象，以此来分析TOAD的开关特性，研究了控制光能量、开关窗口大小、半导体光放大器增益恢复时间等因素对双峰输出特性的影响。对光时钟信号进行了全光二倍频、三倍频和四倍频的仿真，从频谱上观察，倍频准确，并且在实验上实现了200Mb／s和1Gb／s时钟的全光二倍频，与仿真结果相符。
