中国激光杂志

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中国激光杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

Chinese Journal of Lasers

  • 31-1339/TN 国内刊号
  • 0258-7025 国际刊号
  • 1.54 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
中国激光是中国光学学会;中国科学院上海光学精密机械研究所主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1974年创刊,目前已被CA 化学文摘(美)、北大期刊(中国人文社会科学期刊)等知名数据库收录,是中国科学院主管的国家重点学术期刊之一。中国激光在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:激光制造、简讯

中国激光 2017年第06期杂志 文档列表

中国激光杂志综述
相位敏感光时域反射仪研究和应用进展1-14

摘要:国家重大基础设施和关键区域的安全, 对于保障经济发展、国家安全、社会稳定和人民生活具有极其重要的意义。基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在入侵探测、周界安防和基础设施安全监控等方面具有独特的技术优势, 近年来受到各国科技界和工业界的广泛关注。详述了本课题组近10年来在该领域的研究成果, 包括Φ-OTDR定量化相位解调技术、信号干涉衰落的机理研究、超高频率响应带宽系统、超高空间分辨率系统、低噪声窄线宽单频激光器和激光扫频技术等方面的进展; 介绍了Φ-OTDR系统在周界安防和铁路安全监测等领域的工程应用, 并对Φ-OTDR的国内外发展趋势进行了简要的评述。

中国激光杂志激光物理
腔长控制镜对激光陀螺动态特性的影响15-22

摘要:环形谐振腔是激光陀螺(RLG)的核心。基于环形谐振腔光线传输理论,通过求解自洽方程,数值分析了反射镜的变形对谐振腔稳定性的影响;在此基础上,借助有限元分析软件Ansys,通过参数化建模,进一步开展了RLG腔长控制镜(PLcM)结构参数对其综合性能影响的仿真分析。结果表明,在相同尺寸限制和不影响陀螺稳频工作效率的前提下,PLCM结构参数的局部优化可大大地提升谐振腔的动态稳定性;实验验证与仿真分析结果相吻合,且优化后的单筋PLCM可满足陀螺在常规机载导航系统振动环境下的使用要求。这对进一步提升RLG,尤其是小型化RLG的工程化水平具有重要参考意义。

短蒸气室自加热碱金属激光器输出特性23-30

摘要:短蒸气室自加热碱金属激光器的原理是利用未被增益介质吸收的抽运光加热碱金属蒸气室。基于三能级速率方程,建立了半导体激光双端抽运碱金属激光器的理论模型,研究了增益介质长度、蒸气室温度和抽运源线宽等参数对短蒸气室自加热碱金属激光器输出激光的影响。研究结果表明,在普通外腔半导体激光器抽运下,增益介质长度为2mm时可以实现瓦级激光输出,选择较高的抽运光功率可提高自加热碱金属激光器的输出功率。该研究结果将为自加热碱金属激光器的实验提供理论基础,并可进一步拓展小功率碱金属激光器的应用领域。

气流环境下激光辐照金属能量耦合特性31-36

摘要:在马赫数为0.5气流条件下,进行了激光辐照30CrMnSiA钢材料的温度测量实验。实验结果显示,材料的温升速率和上升最高温度在有气流环境下比无气流环境下明显下降。利用数值反演方法获得了气流条件下激光加载面样品材料实际吸收热流密度变化以及温度变化。与无气流条件下的数据对比可发现,相同温度对应的实际吸收热流密度在气流环境下大于无气流环境,该结果是由气流条件加速样品材料的氧化影响激光金属反射率所致。

808nm准连续600W高功率半导体激光芯片研制37-42

摘要:通过设计极低损耗808nm半导体激光芯片外延结构,实现腔内损耗小于0.5cm-1。采用该高效率外延结构研制出高峰值功率808nm巴条芯片,巴条的填充因子为85%,包含60个发光点,发光区宽度为140μm,腔长为2mm。在驱动电流为500A,脉冲宽度为200“s,重复频率为400Hz,占空比为8%的工作条件下,该芯片的准连续(QCW)峰值输出功率为613W,斜率效率达1.34w/A,峰值波长为807.46nm,光谱半峰全宽为2.88rim。任意选取5只芯片,在准连续300W(占空比8%)条件下进行了寿命验证,芯片寿命达到3.63×109shot,定功率300W下电流变化小于10%,达到商业化水平。

适于空间应用的高重复频率窄脉冲电光调Q激光器43-48

摘要:给出了一种适用于空间应用的全固态高重复频率窄脉冲激光器。激光器采用超稳双porro棱镜直线谐振腔,以LD侧面抽运Nd:YAG板条,磷酸氧钛铷(RTP)晶体作为电光调Q开关,并利用偏振耦合输出激光。实现了激光脉冲重复频率为1kHz、平均功率为1.15w、脉冲宽度为1.3ns、光束质量因子M2为Mx2=1.20和My2=1.23、波长为1064nm的脉冲激光输出。激光器结构紧凑,性能良好,可作为未来新型空间探测激光雷达系统的光源。

930nm被动锁模掺钕全光纤激光器的研制49-54

摘要:报道了一种紧凑型930rim被动锁模掺钕全光纤激光器,该激光器由掺钕全光纤振荡器和一级掺钕全光纤放大器构成。振荡器采用线型腔结构,增益介质为长度8cm的高掺杂掺钕石英光纤,抽运源为一个最大功率为200mW的808nm单模半导体激光器,利用半导体可饱和吸收镜实现被动锁模,获得超短脉冲激光输出。振荡器输出平均功率为1mw,重复频率为28.2MHz,脉冲宽度为8.8ps,3dB光谱宽度为0.37nm。为抑制掺钕光纤放大器中1060nm波段激光的竞争,采用长度为10m的W型掺钕光纤作为增益介质进行功率放大,很好地抑制了1060nm波段激光,最终实现了平均功率为117mW,中心波长为930nm,单脉冲能量为4.15nJ,重复频率为28.2MHz,脉冲宽度为8.8ps,10dB光谱宽度为2.98nm的脉冲激光输出。

百瓦级全固态连续单频1064nm激光器的研究55-62

摘要:利用四块Nd:YVO4晶体,采用主振荡功率放大结构对全固态连续单频1064nm激光种子源进行四级放大,实现了实验级别的百瓦级连续单频1064nm激光源输出。注入抽运功率为220.00W时,放大级最大输出功率为103.80W,总的光光转化效率为33.2%。激光放大器的输出功率为97.73w时,激光放大器的长期功率稳定性在5小时内优于±O.53%,光束质量因子M2〈1.38,强度噪声在4.3MHz处达到了量子噪声极限。

基于飞秒光纤激光器的光频率梳设计与研制技术63-71

摘要:提出了一种基于飞秒光纤激光器的光频率梳设计与研制技术。设计与研制出脉冲宽度为55fs、频率为210MHz的色散管理孤子锁模掺铒光纤激光器,并优化设计了啁啾脉冲光纤放大链路;由负色散高非线性光纤产生了频率范围为1080~2320nm的倍频程超连续谱,经f-2f(f为频率)自差拍检测出信噪比达32dB的载波包络偏移频率;通过将重复频率的4次谐波和载波包络偏移频率锁定到商用铷原子钟,实现了对光频率梳的高精度锁定。测量结果表明,1s计数门控时间下的重复频率和偏移频率标准偏差分别为O.65mHz和1176mHz,100s采样时间下的Allan偏差分别为1.74×10-13和1.80×10-11。这种光纤光梳可望满足光频计量、光梳光谱、时频传递和微波产生等领域的应用需求。

飞秒激光诱导电晕放电的优化设计方案72-76

摘要:针对飞秒激光诱导电晕放电实验,提出了一种新的电极优化设计方案。理论分析了球形电极与传统锥形电极在飞秒激光诱导电晕放电中的不同,给出了飞秒光丝附近的空间电场分布,比较了两种情形下飞秒光丝尖端附近电晕放电的起晕电场阈值。对比了球形电极与锥形电极在飞秒激光诱导电晕放电中的实验现象。理论和实验结果表明,新设计的球形电极可显著提高飞秒光丝与外加电场的耦合效率,并可提高飞秒光丝诱导电晕放电的效率。

中国激光杂志激光制造
粉末混合均匀性及W粉形态对激光直接成形W-Cu复合材料成形质量的影响77-84

摘要:进行了W—Cu复合材料的激光直接成形实验,研究了混合粉末均匀性和W粉的形态对激光直接成形W—Cu复合材料成形质量的影响,对成形试样的微观组织进行了分析,并测量了成形件的致密度。研究结果表明,当混合粉末均匀性较差时,成形气孔主要是由W粉末颗粒团聚引起,且随着激光功率的增大,成形气孔数量增多,成形件的致密度减小。使用直径为54-100μm的球形W粉,由于粉末流动性好,成形试样的致密度大于99%;使用直径为25-54μm的球形W粉,由于送粉过程中粉末飞散,成形试样Cu、W分布不均匀,成形试样表面凹凸不平。

曲面基底衍射光学元件的激光直写技术85-91

摘要:飞秒激光直写技术(FsLDW)因其优异的三维加工能力、高空间分辨率、低附加损伤等优点被广泛地应用于微纳加工领域,但传统飞秒激光直写技术在加工效率、加工面积和加工精度之间存在矛盾。为了实现高速、大面积、高精度的激光微纳加工,构建了一种由大范围水平位移台和高速旋转台组成的极坐标系飞秒激光直写系统。基于该系统,研究了轴对称样品中心对准方法及曲面曲率校准方法,并在曲面上制备了多阶三维结构。最终完成了在透镜曲面上制备直径为10mill的衍射圆光栅结构,实现了飞秒激光高速、大尺寸、高精度地制备大面积三维结构。该研究为高性能折衍混合光学元件的制备提供了有力的技术支持。

高功率连续激光辐照CFRP层合板热力破坏效应多尺度分析模型92-101

摘要:建立了能够反映高功率连续激光辐照碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板时材料发生烧蚀、热解与层间开裂等热力损伤效应的多尺度分析模型。从细观尺度分别建立了纤维和基体的热解动力学方程,通过热重分析获得热解动力学参数,进而得到CFRP层合板宏观的热物与力学性能参数。通过内聚力模型建立了激光辐照引起层间开裂的分析模型,提出并建立了热解和层间开裂效应阻碍能量传递的热阻模型。将多尺度模型获得的热一力学性能参数与热力耦合数值模型相结合,模拟了高功率连续激光引起的烧蚀、热解及层间开裂行为,模拟结果与实验结果吻合较好。

空间多元密排扭曲薄壁件的激光熔覆成形研究102-111

摘要:基于光内送粉技术,进行了空间密排多元扭曲薄壁件的成形研究,获得了熔覆喷头的空间运动轨迹及姿态;根据熔覆层截面与工艺参数之间的解析关系和单道实验,建立了高度工艺模型,并进行了二元扭曲薄壁成形;采用间歇熔覆工艺,完成了多元扭曲密排叶片的堆积。检测结果表明,成形件表面平整,叶片单元最小间隙为6.5mm,叶片厚度基本稳定在2.7mm;各部位组织致密、显微硬度分布较均匀。

深冷环境下激光冲击波在单晶钛中的传播及位错扩展特性112-118

摘要:采用分子动力学方法对深冷环境下(77K)的单晶钛内诱导的位错扩展进行了模拟,使用共同近邻分析(CNA)法分析了温度对位错扩展的影响,系统研究了激光冲击波在深冷环境和常温环境条件下沿[0001]方向的冲击传播特性。结果表明,[0001]方向上单晶钛的激光冲击波为弹塑性双波结构。深冷环境下激光冲击波后材料内部出现大量位错,塑性变形主要表现为不全位错的发射和传播。冲击应力和剪切应力与激光冲击波速度呈线性关系。深冷环境下的激光冲击波速度与冲击波压力均高于常温下的,冲击波速度提高了9%~10%,冲击波压力增加了8%。深冷激光冲击通过抑制动态回复从而诱导高密度位错,进而显著改善材料强度,为深冷激光冲击强化机理的研究提供了参考。

半导体激光熔覆新型Co基合金耐擦伤性机制119-126

摘要:在316不锈钢表面进行激光熔覆Stellite3、Stellite21与新型Co基合金(Co-3)试验,分析了熔覆层的显微组织及相成分,研究了硬度分布和耐擦伤机理。试验结果表明,Co一3显微组织均匀、致密,无裂纹与气孔,其强化相主要为(Co,W)3C、Cr23C6、Cr7C8和Co3Mo。熔覆层的平均显微硬度约为624HV0.2较基体提高3倍以上。Co~3的耐擦伤性能明显优于316基体的,在载荷为O~150N的情况下,当划痕长度S≤3.3mm时,擦伤机理主要是塑性变形;当划痕长度3.3mm〈s≤6.9mm时,擦伤机理主要是塑性变形引起的晶粒滑移与微裂纹形成;当划痕长度s〉6.9mm时,擦伤机理主要是裂纹扩展与塑性去除。

双波长激光束同轴复合焊接系统设计与实验研究127-134

摘要:铜及其合金材料热导性良好、反射率高,采用单一激光焊接难度较大。提出绿一红外双波长脉冲激光同轴复合焊接方法,并研制了焊接系统。系统的绿激光脉冲能量为255.4mJ,功率稳定度为±2%;消色差焊接头保证了T2紫铜的双波长激光同轴复合精密焊接。对焊缝进行显微组织及显微硬度测试,结果表明,焊缝光滑平整,无缺陷;焊缝正面高度与母材区的持平,宽度约为0.5mm,焊缝反面高度略低于母材区,宽度约为0.4mm;焊缝平均显微硬度为134HV,为母材的64.8%,未出现严重的软化现象。

薄板铝合金光纤激光压焊坡口内材料的熔化行为135-141

摘要:利用光纤激光扫描焊接铝合金V型坡口,研究了坡口角度、透镜焦距、离焦量等对坡口内材料熔化行为的影响。结果表明,V型坡口对光纤激光具有明显的汇聚作用。当焦距为300mm、离焦量为0~10mm、坡口角度为5。时,坡口内可获得较好的熔化效果。进一步分析表明,这与铝对光纤激光在布儒斯特角处的吸收率不高有关,但由于每次反射会损失部分激光能量,因此光纤激光在V型坡口内的反射次数不宜过多。