基于变形镜热形变预估模型的自校正效果分析
摘要：在波前校正过程中，变形镜（DM）在强激光连续辐照（cw）下会产生热形变，进而对入射光引入附加波前畸变，从而制约了变形镜的波前校正效果，致使光束质量改善效果变差。从变形镜热形变面形的Zernike多项式分解出发，建立了强激光连续辐照下变形镜的热形变预估模型，根据预估所得的热形变面形，模拟计算得到了变形镜的驱动器控制信号参数，进而驱动变形镜对其自身的热形变面形进行了实时补偿。仿真结果表明，该自校正方法能有效补偿变形镜自身的热形变面形，减小变形镜热形变对其校正能力的影响；采用局部换热方式只能在一定程度上减小变形镜形变面形引起的平移相差和离焦相差，对光束质量的改善效果也比较有限，而该自校正方法能有效减小热形变引起的光程差，从而对光束质量起到明显的改善作用。宽调谐范围光栅外腔窄线宽405nm蓝紫光半导体激光器研究
摘要：自由运行的半导体激光器通常为多纵模光谱输出,谱线宽度较大,不能满足拉曼散射等对光源线宽有要求的应用。为得到稳定输出的窄线宽激光,通过使用反射式全息光栅,有效地窄化了405 nm波段激光二极管的谱线宽度。使用高分辨率单色仪检测了Littrow布局下光栅外腔半导体激光器的输出光谱,并通过输出功率和光谱特性研究了光栅外腔半导体激光器的阈值和调谐特性。实验发现,通过使用2400 l/mm和3600 l/mm刻线密度的反射式全息光栅,激光二极管的阈值电流由30.0 m A分别下降到19.7 m A和21.3 m A,谱线宽度也从自由运行时的1 nm左右下降到0.03 nm以内,在标称的工作电流范围内得到了窄线宽激光输出,并且分别实现了5.45 nm和5.33 nm宽度的波长调谐。这一结果有利于推动蓝紫光激光二极管的光谱应用。二极管抽运Yb∶YAG陶瓷连续激光器和波长调谐实验研究
摘要：实验研究了二极管激光器抽运的国产Yb∶YAG陶瓷的高效率连续激光输出和波长调谐输出特性。比较了不同掺杂原子数分数（1%、2%、5%、10%、15%）和不同厚度（3、6 mm）的激光陶瓷的输出激光性质。当吸收抽运功率为6.3 W时,在3 mm厚15%掺杂样品中得到了2.4 W的连续激光输出功率,斜效率为47%。在谐振腔内插入三棱镜进行波长调谐,实验上得到的最宽波长调谐范围为1017~1095 nm。实验结果表明高质量的Yb∶YAG陶瓷在高功率全固态超短脉冲产生和放大中具有重要的应用。百微焦级飞秒光纤激光放大系统
摘要：实验研究了基于掺Yb3＋光纤的啁啾脉冲放大（CPA）系统。利用半导体可饱和吸收体锁模光纤激光器作为种子源,采用啁啾脉冲放大技术,将波长为1030 nm的脉冲展宽到数百皮秒进行放大。采用多级的掺镱单模光纤和双包层光纤组成预放大器,主放大器采用大模场的掺镱棒状光子晶体光纤作为激光工作物质,实现了重复频率为211 k Hz,功率为50 W的单模皮秒脉冲输出。通过合理地控制放大系统中每一级光纤放大器的增益以及非线性积累量,有效抑制了高能脉冲放大过程中非线性效应对脉冲时域特性的影响。采用反射式光栅对,对输出的放大脉冲进行压缩,最终获得了脉宽为887 fs的激光输出,单脉冲能量达到124μJ,对应峰值功率为139.8 MW,该实验结果为国内首次报道基于光纤结构的百微焦级飞秒激光系统。间接驱动装置中球形腔内激光束传输特性
摘要：针对间接驱动装置中球形腔结构及其光路排布,并基于光谱角色散、连续相位板（CPP）和偏振控制板联用的束匀滑方案,建立了球形腔内激光束的传输模型。由于球形腔和光路排布的高度球对称性,在对激光束经过注入孔的传输特性进行分析时,选取注入孔所在平面作为观察面,并主要对其＂堵孔＂问题进行分析;在对腔内的传输及腔壁的辐照特性进行分析时,选取了一系列同心球面作为观察面,以分析其均匀性。计算结果表明当不同入射角度的激光集束采用相同的CPP设计时,随集束入射角度的增大,在注入孔处,激光的注入率降低,更易导致＂堵孔＂现象,但激光集束在腔内的交叉重叠会逐渐减少,其在腔壁上的光斑均匀性有所改善,且整体光斑的占空比较有所提高,更利于靶丸均匀辐照。当不同入射角度的激光集束采用不同的CPP来优化光斑时,在注入孔的＂堵孔＂问题得到改善,而腔壁的占空比有所降低。在实际工作中,应综合考虑注入孔的注入率和堵孔问题、腔内的交叉、腔壁上的光斑均匀性及占空比,对球形腔中集束的入射角度进行合理设计。半导体激光端面抽运碱金属蒸气放大器的理论研究
摘要：简要概述了半导体激光器抽运碱金属蒸气激光器（DPAL）的研究背景与独特优势,介绍了DPAL主振荡功率放大器（MOPA）在国内外的发展现状。构建了基于碱金属原子三能级受激吸收-受激辐射理论的端面抽运DPALMOPA系统的速率方程模型并进行了系统的理论计算,分析了DPAL-MOPA的输出功率和提取效率随蒸气池温度、蒸气池长度、抽运功率和抽运光束的束腰半径的变化特性。与已发表的实验结果对比后发现,理论计算结果和实验数据十分吻合,验证了该理论模型的有效性。该研究对构建定标放大的DPAL系统具有理论指导意义。不同偏振状态下Yb^3＋∶KGd（WO_4）_2晶体的无热透镜方向分析
摘要：利用Yb^3＋∶KGd（WO_4）_2晶体的热膨胀系数各向异性和折射率温度梯度为负值的特点,就可能找到被光抽运时热透镜效应为零的特定方向,此方向即为＂无热透镜方向＂。鉴于前人的理论计算中存在着一些缺陷,利用最小二乘法和二阶张量旋转法,精确计算了Yb^3＋∶KGd（WO_4）_2晶体的热膨胀张量以及在不同偏振状态下的无热透镜方向：m偏振时,在p-g平面内与p轴成±46.3°的方向;p偏振时,在m-g平面内与m轴顺时针成24.9°以及与m轴逆时针成81.2°的方向;g偏振时不存在无热透镜方向。将之与前人的计算结果进行了比较,指出了其理论模型中存在的缺陷。计算了p偏振时在m-g平面内与m轴顺时针成17°的方向上传播以及m偏振时b方向传播的单位光程变化值,并与前人已发表的理论与实验结果做了对比分析,证实了所建理论体系的有效性。激光选区熔化成型NiCr合金曲面表面形貌及粗糙度变化规律研究
摘要：为快速直接制造具有复杂曲面的个性化金属零件，需要保证激光选区熔化（SLM）成型曲面特征的表面成型质量。通过正交实验获得NiCr合金优化工艺参数，采用s型正交层错扫描策略成型两种柱面体模型；在超景深显微镜、扫描电镜下观察成型件内、外侧曲面表面形貌，并测量相应表面粗糙度。结果表明：成型不同空间位置摆放的曲面零件，各层面轮廓误差、层面间台阶效应的逐层堆叠最终使曲面形成台阶状、网结状形貌，成型倾斜切角小于60。的悬垂曲面时因粉末粘附严重甚至会形成条虫状、粒球状形貌；表面粗糙度尼值与曲面特征表面形貌变化规律具有相关性，这为提高sLM成型曲面零件的表面成型质量提供了重要参考。同点间隔多次激光微织构工艺研究
摘要：探讨了单脉冲同点间隔多次（SPI）32艺对激光微织构加工效果的影响。采用纳秒倍频Nd3＋：YAG激光器在45钢表面进行激光微织构实验，研究激光能量密度、脉冲个数对微凹腔几何形貌参数的影响规律；分析烧蚀所致表面等离子体对激光吸收率的影响；并从实验和温度场模拟角度，对比分析了SPI工艺相比同点连续多次工艺的特点及技术优势。结果表明：随激光能量密度增加，微凹腔直径呈对数函数关系增加，而凹腔深度则随之先增大后趋于平稳，最后略微下降。作用脉冲个数对凹腔直径影响不明显，但凹腔深度随之呈线性增加。较之同点连续多次工艺，SPI工艺能最大限度降低激光加工产生的负面热效应，且多脉冲作用对微织构内部形貌具有“平滑”作用；同时，在保证单个脉冲材料去除率的条件下，提高了激光加工高质量微织构的总效率。强激光冲击对7075铝合金等离子弧焊接头电化学腐蚀行为的影响
摘要：采用极化曲线、电化学交流阻抗谱、x射线衍射仪（xRD）测试残余应力、扫描电镜（SEM）测试腐蚀形貌从实验上研究了强激光冲击对7075铝合金等离子弧焊接头电化学腐蚀行为的影响。研究结果表明，激光冲击后7075铝合金焊接头表面残余应力由拉应力变成压应力，从而使得铝合金等离子弧焊接头的自腐蚀电位和点蚀电位提高，激光冲击4次后自腐蚀电位正移700mV，点蚀电位正移约为1000mv，极化曲线上出现了电位范围至712．9mV的阳极钝化区间。经过激光冲击处理细化晶粒，7075铝合金焊接头的显微孑L洞数量和气穴的体积减少，组织致密性提高，溶液中cl等原子的渗入被有效阻止，从而降低了腐蚀速率，使自腐蚀电流密度降低了1个数量级。激光冲击使焊接头处晶粒沿卢相分布变得均匀，卢相与a基相构成的微电偶的活性降低，钝化电阻比冲击前提高了近30倍，浓差极化现象大为改善。光束偏移对Ti2AINb/TC4异种钛合金激光焊接特性的影响
摘要：针对Ti2A1Nb/TC4异种钛合金利用激光焊接焊缝容易产生气孔的问题，提出了采用激光光束偏移来焊接Tj-22A1-27Nb与Ti-6A1-4V异种材料的方法。试验结果表明，光束偏向Ti-22A1-27Nb侧时能够有效抑制焊缝中气孔缺陷产生；光束居中及偏向Ti-22A1-27Nb-侧焊接时，焊缝相组成为B2相，光束偏向Ti-6A1-4V-侧进行焊接时，焊缝相组成为B2＋α相；Ti-22A1-27Nb侧热影响区为单一的B2相，Ti-6A1-4V侧热影响区为针状α＇相和原始α相。由于激光光束偏向Ti-6A1-4V-侧时焊缝中针状α＇相的第二相强化作用，使其抗拉强度及塑性高于光束居中和偏向Ti-22A1-27Nb一侧时的性能。一种提高扫频光学相干层析成像分辨率的延时自动校正算法
摘要：在扫频光学相干层析（SS—OCT）仪器中，由于光谱标定信号k-clock与OCT信号之间存在不确定的延时，导致光谱标定结果不准确，成像分辨率降低。延时自动校正算法能够准确地自动校正k-clock信号与OCT信号之间的延时。该算法基于提出的平均峰值法和平均半峰全宽（FWHM）法，对OCT信号进行处理分析，分粗调、微调和精调三步对延时点进行自动查找，根据查找结果完成对延时的校正。延时校正后，通过光谱标定得到波数（K）空间均匀分布的OCT信号，可以实现高分辨率图像的重建。实验结果显示，经过自动延时校正，成像分辨率可提高60％，证实了该算法的有效性。硫系60°弯曲光子晶体波导结构优化及传输特性研究
摘要：通过平面波展开法（PWE）计算硫系光子晶体带隙并采用时域有限差分法（FDTD）模拟硫系60。弯曲光子晶体波导的传输特性，在波导弯曲部分线缺陷处添加小空气孔缺陷，提高了其带宽和透光性。在600弯曲区域线缺陷外边缘处引入2个对称空气孔，通过改变其半径来改善波导传输效率。模拟结果表明，当引入半径为0．54R的空气孔时，传输带宽由初始的60mm提高到161nm，但此时透射率波动性较大。在此基础上在弯曲线缺陷中心处又引入若干个空气孔，当引入3个半径为0．48R的空气孔时，此种结构不但提高了波导的传输效率，并且使传输带宽增加到340nm。将单个60°弯曲波导优化结构应用于连续60°弯曲波导中，研究结果表明连续弯曲波导的传输她率得到品菩根高．基于小波降噪和改进ISFA的CO-OFDM信道估计方法
摘要：提出了一种基于小波降噪与改进的符号内频域平均（IsFA）联合的相干光正交频分复用（CO—0FDM）系统信道估计方法。该方法利用最小二乘（Ls）方法进行信道估计，并对估计后的结果进行小波去噪处理，最后采用Kaiser窗函数改进ISFA算法对小波处理结果进行ISFA，完成联合去噪。仿真结果表明，该方法可以有效地提高信道估计精度。当光信噪比（0sNR）为17dB时，该算法的误码性能（BER）比ISFA算法的误码性能提高将近一个量级。激光沉积修复GH4169合金热处理的组织及性能
摘要：激光沉积修复GH4169合金强度与塑性仅达到铸件标准Q／5B453-1995，热处理是改善其力学性能的重要手段。研究了不同热处理工艺对激光沉积修复GH4169合金显微组织和拉伸性能的影响规律，结果表明：激光沉积修复GH4169合金试样经直接时效热处理后，与沉积态相比，枝晶间的Laves相少量熔解，拉伸强度提高，与锻件标准Q／3B548—1996（高强）相当，而塑性略有下降；且随着时效时间的延长，试样拉伸强度与塑性没有提高。修复试样经固溶处理后，Laves相部分熔解，并在其周围析出大量针状8相，拉伸强度达到锻件标准，断后伸长率比沉积态提高21％；修复试样经均匀化处理后，Laves相基本熔解，在晶界及晶内均析出了8相，拉伸强度接近锻件标准，断后伸长率超过了锻件标准27．1％。试验表明合适的热处理能有效提高激光沉积修复GH4169合金的强度与塑性。钢/镁异种金属搭接添加Sn箔激光熔焊接头的微观组织分析
摘要：采用光纤激光器作为焊接热源的激光熔焊工艺对双相钢DP600和变形镁合金AZ31进行添加sn箔的搭接焊研究。通过调整焊接参数获得最佳焊接成形，采用卧式金相显微镜、带有能谱仪（EDS）和电子背散射衍射（EBSD）探头的扫描电镜（SEM）和x射线衍射仪fXRD）等观察焊接接头的微观组织、相分布、晶粒大小、元素分布和相结构组成。结果表明，添加sn箔激光熔焊是一种适用于Fe和Mg异种材料连接的有效方法，通过过渡区域形成新相可实现Mg/Fe有效连接。实验还发现，钢上、镁下搭接激光熔焊上层双相钢的热影响区未出现明显的软化组织，焊接熔池和钢/镁接头过渡区域未见大规模氧化物和气孔缺陷，钢侧过渡区域生成FeSn、Fe1.3Sn、Fe3Sn等Fe-sn相，镁侧过渡区域生成柱状枝晶的Mg2Sn相，这些新相的存在可实现钢/镁异种金属的“双向”冶金结合。ZrO_2∶Er^3＋/Yb3＋/Li^＋纳米晶的上转换荧光特性与温度传感研究
摘要：用溶胶-凝胶法制备ZrO_2∶Er^3＋/Yb^3＋/Li^＋纳米晶,研究上转换发光强度随着Li^＋掺杂浓度的变化关系。根据荧光强度比测温技术,在303 K~753 K温度区间,研究荧光峰积分强度比和荧光峰峰值比对ZrO_2∶Er^3＋/Yb^3＋/Li^＋纳米晶测温性能的影响。当采用525和562 nm处的峰值比时,在440 K获得最大的测温灵敏度为0.0050 K-1。基于正交消隐点无穷单应的摄像机内参数自标定方法
摘要：利用正交消隐点的几何特性和不同位姿摄像机图像平面中对应消隐点间的无穷单应关系，提出了一种摄像机内参数的自标定方法。该方法在任意两个位置下拍摄两组正交平行线，获取两幅图像上共四个消隐点后，设计了判定算法确定其间的对应情况。利用对应消隐点之间的无穷单应关系，结合正交消隐点与摄像机光心连线的正交性建立约束方程，实现了对摄像机内参数的线性求解。为了抑制噪声对标定结果的影响，建立基于矩形成像反演点特性的指标函数，利用LM寻优算法实现了对内参数的非线性优化。实验结果表明，该算法具有对应消隐点判断简单有效，标定结果精度高、实时性强、适用范围广的优点，而且参数优化能够有效地抑制图像噪声，提高了标定算法的稳健性。
