中国激光杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

中国激光 2016年第09期杂志 文档列表

中国激光杂志激光物理

基于平行相位调制算法的频谱相位测量和补偿1-10

摘要：详细探究了平行相位调制（PPM）算法在飞秒激光脉冲的频谱相位测量与补偿中的应用。通过数值模拟讨论了调制频率选取和相位复原问题。基于该算法搭建了一套飞秒激光脉冲整形装置，使用自行编写的LabVIEW程序完成频谱相位的测量补偿过程，并使用多光子脉冲内干涉相位扫描（MIIPS）方法验证了实验结果的准确性。不同于MIIPS等已有超快激光脉冲测量方法，PPM法无需测量非线性信号的光谱，只需测量信号强度即可快速确定频谱相位。

高功率激光片状放大器片腔内流场模拟及优化11-17

摘要：片状放大器腔内钕玻璃表面的洁净度是保证放大器高工作性能和长寿命的关键指标，而合理的腔内流场分布是放大器保持腔内洁净的前提条件。运用计算流体力学方法，利用Fluent软件对纯氮气冲洗片状放大器过程中的腔内流场进行模拟，并在样机上验证了模型的有效性；通过调整放大器的进出气口结构及位置排布，获得了最佳的流场分布。实验结果表明，相比未优化放大器，优化后的放大器仅使用一半时间就可以达到相同的腔内洁净度等级，且钕玻璃表面洁净度更高。

Yb：GdYCOB晶体涡旋激光器18-23

摘要：采用光强分布为环形的半导体激光器端面抽运YbGdYCOB晶体，实现了激光谐振腔直接发射涡旋激光。通过测量输出激光光束的空间强度分布、光束品质因子、光束纯度以及光束的波前相位信息，证实激光器输出的光束为高纯度涡旋光束。当抽运功率为3．2 W时，最大输出功率为281 mw，光-光转换效率为8．7％，斜率效率为21．7％。

亚波长抗反射光栅的设计24-31

摘要：设计了一种具有波长和偏振模式选择特性的GaAs材料的亚波长抗反射光栅，工作波长为976 nm。采用等效介质理论与薄膜理论对光栅进行初步设计，基于严格耦合波法依次对光栅占空比、脊高和周期进行优化确定，同时分析了各个参数对光栅透射率的影响。所设计的抗反射光栅分别具有99．99％（横电模）和99．86％（横磁模）的高透射率，并且在976 nm-30 nm的范围内保持99％以上的高透射率，满足器件应用要求。最后研究了工艺误差导致的光栅非矩形形貌对光栅透射率以及偏振优势模式的影响。

偏振可调的太赫兹单偏振单模光子晶体光纤32-38

摘要：采用折射率匹配耦合法，提出了一种偏振可调的单偏振单模太赫兹光纤。通过在纤芯设计非对称微结构来实现芯模z、y偏振模式的分裂；在包层空气孔中填充折射率匹配液来引入缺陷模式，通过调整液体折射率来分别实现它与芯模z、Y偏振模式的匹配。结果表明，当液体折射率为1．288时，z偏振模式匹配。当入射光频率大于O．73 THz时，偏振损耗比大于100，光纤以Y偏振模式运转；当入射光频率为1 THz时，偏振损耗比达到最大值1020。当液体折射率为1．338时，Y偏振模式匹配。当入射光频率在0．87-0．93 THz时，偏振损耗比大于100，光纤以单偏振模式运转；当入射光频率为O．9 THz时，偏振损耗比达到最大值118。该设计实现了光纤单偏振运转模式的切换，具有宽带、可调、易于实现的特点。

高峰值功率皮秒超短脉冲抽运KTP晶体倍频研究39-43

摘要：脉冲光纤激光器具有输出光束质量好、峰值功率高等优势，易于激发晶体内部的非线性效应。晶体非线性效应能够将光纤激光的近红外输出波段变换至深紫外或中红外等波段。利用实验室自主搭建的中心波长为1064／im，脉宽为650 ps的脉冲光纤激光器抽运KTP（磷酸钛氧钾）晶体，实现了高功率超短脉冲对i064 nm激光的单程倍频，输出532 nm激光。将脉冲宽度由650 ps压缩至1 ps后，抽运激光的峰值功率密度达到24．97 GW／cmz，有效地将单程倍频转换效率从0．8％提高到8．4％。研究了不同平均功率、脉宽、光斑直径的超短脉冲下KTP晶体的倍频效率，验证了未来在振荡腔结构下实现KTP晶体高效倍频的可行性。

基于FLUENT的准分子激光器气体流场数值仿真44-49

摘要：利用ICEM软件对简化后的准分子激光器气体流道进行二维截面网格划分。基于realizable k-ε湍流模型和多参考系（MRF）模型，利用FLUENT软件对激光器内部气体流动进行稳态流场仿真，获得了气体流动速度大小和分布。仿真结果表明，气体平均流速与风机转速大小呈线性关系，风机扭矩与风机转速的平方也呈线性关系。采用皮托管实测流速分布并与仿真结果进行对比，它们之间的一致证实了仿真结果的可靠性。

光栅反射镜作为激光器后腔镜输出径向偏振光50-54

摘要：利用光栅反射镜的偏振选择原理，设计并制备了35层镀膜、1000 nm周期、70 nm槽深的圆环型微结构光栅反射镜。使用该光栅反射镜作为激光二极管抽运的Nd：YAG激光器的后腔镜，通过对激光谐振腔的优化，获得了功率为13．4 w的径向偏振激光。分析并设计偏振度的计算方法，测量得到径向偏振激光的偏振度可达97％。

基于多路窄线宽光纤激光的9．6kW共孔径光谱合成光源55-61

摘要：理论和实验研究了一种基于双多层电介质膜（MLD）光栅色散补偿构型设计的光谱合成激光器，该激光器既实现了多路光纤激光高光束质量共孔径光谱合成输出，也降低了单路光纤激光的线宽要求。优化了该激光器的光束质量退化分析模型，分析了激光波长、光栅色散和光谱结构对光谱合成输出光束质量的影响，实验研究了不同功率水平下的光谱合成输出光束质量变化特性，获得了最大输出功率为9．6 kW的高光束质量共孔径合成输出，光束质量M2为2．9，合成效率达到92．0％。通过进一步压缩每路光纤激光的线宽并提升其功率或增加合成路数，可以获得更高功率和更高光束质量水平的共孔径激光输出。

中国激光杂志激光制造

光纤激光-变极性TIG复合填丝焊接A7N01铝合金接头的组织与力学性能62-69

摘要：采用光纤激光与变极性钨极惰性气体复合填丝焊接A7N01铝合金，经工艺参数优化，得到了成形良好、无缺陷的焊接接头。研究了这些接头的显微组织、拉伸和疲劳性能，并分析了疲劳断裂特征及断口形貌。研究结果表明，接头主要由细晶区、柱状晶和等轴树枝晶组成；焊态下接头抗拉强度均值为320 MPa，约为母材的75％；自然时效30天后，抗拉强度均值提高到369 MPa，达到母材的83％；断裂位置位于焊趾应力集中处，拉伸断口呈明显的韧窝状，为典型的韧性断裂；接头的疲劳极限为115 MPa。

建筑用玻璃／不锈钢、玻璃／钛合金激光焊接机理研究70-75

摘要：开展了玻璃／不锈钢和玻璃／钛合金的激光焊接试验研究，重点分析了焊缝的断口形貌、截面形貌及焊缝处物相的差异。结果表明，玻璃／不锈钢、玻璃／钛合金焊接的机理类似，焊缝中玻璃与金属形成的镶嵌结构及分布在界面处的粘附物是两者能连接的主要原因；玻璃与钛合金的线膨胀系数差异较小是玻璃／钛合金焊接件拉断力高的主要原因；激光作用下玻璃与钛合金形成化学结合，生成化合物Ti5si3，而玻璃与不锈钢主要为机械混合。

飞秒激光诱导钛合金表面形貌变化的规律76-82

摘要：研究了飞秒激光诱导的钛合金表面微纳结构随激光能量密度和脉冲个数的变化规律，并给出了微纳结构的扫描电子显微镜图。研究结果表明，钛合金表面微纳结构的演化主要经过4个阶段，依次为无激光诱导周期表面结构阶段、经典条纹结构阶段、经典与非经典条纹结构并存阶段和微驼峰结构阶段。进一步的研究表明，非经典条纹的周期随着激光能量密度或脉冲个数的增加而增加。

小间隙双层斜套激光立体成形工艺研究83-90

摘要：利用光内送粉技术对小间隙双层斜套的成形工艺进行了研究，采用依次独立堆积路径、法向分层、无错位堆积工艺方法成形了双层斜套。实验结果表明，该工艺可以提升激光成形双层斜套的效率，节约金属粉末，有效保证薄壁件的厚度均匀性和双层斜壁之间的间距稳定性。成形件表面形貌平整，显微组织致密均匀，无裂纹、气孔等缺陷，显微硬度分布均匀。

升温条件下激光冲击强化对工业纯钛拉伸性能和断口形貌的影响91-97

摘要：对激光冲击强化（LSP）TA2工业纯钛拉伸试样在不同温度条件下的断口进行表征和分析，考察了温度对断口特征形貌和拉伸性能的影响。结果表明，在相同温度下，LSP后的试样比未处理试样的拉伸断口颈缩现象明显，且塑性更好。随着温度的逐渐升高，断裂形式从脆性断裂变为混合断裂、最后变为韧性断裂。

皮秒激光熔覆硼掺杂硅纳米浆料的实验研究98-104

摘要：采用硼掺杂的硅纳米颗粒和有机载体混合配制的硅浆料作为原料，以标准太阳能电池工艺中的预处理硅片作为基片，在硅片背面丝网印刷硅浆料，烘干后形成硅纳米薄膜，经皮秒激光熔覆形成掺杂的硅熔覆层，同时硼元素扩散进入硅基片。采用激光形貌仪、扫描电子显微镜、二次离子质谱等手段分析了熔覆层的组织结构和硼元素的掺杂情况。结果表明，皮秒激光形成的硅熔覆层组织均匀致密，与基体之间结合紧密，无裂纹、孔洞等缺陷。硅熔覆层中的硼掺杂浓度最高达到3×10^19atom／cm3，在硅基体内扩散深度为0．5～1μm。在中电电气（南京）光伏有限公司太阳能电池生产线上进行了电池制备实验，平均光电转换效率达到20．3％。

中国激光杂志测量与计量

谐振腔振荡式飞秒单次脉冲信噪比的测量技术105-111

摘要：提出了一种谐振腔振荡式单次脉冲信噪比测量技术，通过精确设置谐振腔长度、两谐振腔之间的光程差、高反镜的反射或透射率，可简便地实现信噪比测量中高动态范围、大时间窗口和高时间分辨率三个关键指标。同时，采用全口径光束测量，保证了测量信号的高保真度。从理论上分析了谐振腔结构的各种功能和稳定性，以及色散引起的误差影响，在谐振腔中引入楔形高反镜，避免了次脉冲噪声的产生。理论上，该种结构可以实现10^10，甚至更高信噪比的测量，而且能达到百飞秒的高时间分辨率。

不同干涉仪检测光学元件功率谱密度的比较112-119

摘要：为了探究不同干涉仪对中频误差的响应规律，获得相对真实的功率谱密度（PSD）分布，分别利用4DAccuFiz、ZYGO DynaFiz以及ZYGO GPI三台干涉仪检测周期性波纹和划痕样品，并对一维实测PSD曲线进行对比分析。结果表明，不同干涉仪对中高频信息的响应度不同；干涉仪分辨率越高，响应度越高。利用仪器传递函数（ITF）曲线对实测PSD分布进行了修正，获得了较为真实的PSD分布。在某些频率范围内，标定的ITF曲线和实际响应仍存在差异。

一种对称式双光栅干涉位移测量系统的研制120-126

摘要：作为纳米位移测量技术领域的关键解决方案之一，干涉型光栅位移测量系统具有高精度、高分辨率、小体积的特点。干涉型光栅位移测量系统中采用的干涉光来自光栅的衍射，所以系统对光栅的偏摆角度较为敏感，装调难度大。为此，研制了一种对称式双光栅干涉位移测量系统，基于光学多普勒频移效应和圆偏振光干涉等原理实现高精度位移测量，系统对位公差小，装调简便。性能测试结果表明，该系统的实测分辨率为0．8 nm，重复性为1．4 nm；在1～14．5μm的位移范围内校正前系统测量精度为15．4 nm，采用系统运动轨迹误差校正后精度为5．5 nm，进一步采用周期性误差校正后精度达到1．4 nm。