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12期杂志 文档列表

中国激光杂志综述
焊接领域激光结构光视觉传感技术的研究及应用1-10

摘要:基于激光结构光的视觉传感技术是实现焊接坡口检测、焊缝跟踪和焊接机器人路径规划等的主要技术手段和基础。介绍了基于激光结构光的视觉传感技术应用于焊接领域的优势,分析了其基本检测原理,归纳总结了该技术在焊接领域的研究热点和发展方向。通过探讨各种激光结构光视觉传感器的原理和特征,对其进行了全面的总结和全新的分类,并详细介绍了它们各自的技术特点及研究进展。最后,对基于激光结构光的视觉传感技术存在的问题进行了探讨,以期促进该技术的进一步研究和应用。

中国激光杂志激光物理
基于光-光同步放大抑制光谱红移的光谱整形技术11-17

摘要:在基于钛宝石啁啾脉冲放大(CPA)技术获得拍瓦级输出的激光装置中,光谱发射截面的不同和饱和放大的影响会使放大光谱产生增益窄化和光谱红移。光谱红移效应普遍存在于激光放大过程中,尤其在高能量饱和放大时更加严重。基于中国科学院上海光学精密机械研究所5.0PW激光装置的实验结果,针对Apollon-10PW激光装置的光谱控制,在理论上提出一种基于光-光同步放大的光谱整形技术,用以抑制高能量放大过程中的光谱红移。该技术基于传统的放大模型,通过在功放级引入短脉冲抽运,利用抽运光和啁啾种子光同步放大的方式抑制了光谱的红移。该技术无需引入任何其他光学器件,也不会引入附加损耗,操作简单。数值模拟结果表明,利用该技术可以有效地对放大的光谱进行整形,抑制了光谱红移效应。

900nm波段的全固态高功率单频可调谐钛宝石激光器18-25

摘要:采用自制的全固态高功率532nm单频绿光激光器端面抽运布氏角切割的钛宝石晶体,设计了紧凑、稳定、像散自补偿的嵌入式六镜环形谐振腔结构。通过调节抽运光与振荡光之间的最佳模式匹配关系,实现了高光束质量、高转换效率的900nm波段全固态单频可调谐钛宝石激光器。当抽运功率为15 W、输出镜在922nm处定点透射率为4.5%时,获得了平均输出功率大于2 W、波长可调谐范围为852-934nm的宽带可调谐单频红外激光器,3h内的功率稳定性优于±0.7%,光束质量因子M^2〈1.04。

掠入射Nd:YVO4板条激光放大器的优化设计26-33

摘要:采用基于半导体可饱和吸收镜的被动调Q微晶片激光器,对三通掠入射Nd:YVO4板条激光放大器进行了实验研究。理论研究了水平方向模式匹配比和掠入射角对板条激光放大器热致畸变的影响。实验验证了掠入射板条激光放大器水平方向最优模式匹配比为0.6,且采用较小的掠入射角可以在保证高增益的同时产生较小的水平方向热致畸变。确定模式匹配比为0.6且三通掠入射角分别为3°、5°、7°时,重复频率为100kHz、平均功率为2mW、光束质量因子M^2=1.17的种子光源所产生的激光经过掠入射Nd:YVO4板条三通放大后,最终获得12.6 W的激光输出,光-光提取效率达到28%,脉冲峰值功率为1.1 MW,脉冲能量为126μJ,M^2=1.4。

谱色散匀滑化光束空间大尺度传输过程的模拟实现34-38

摘要:谱色散匀滑化技术在大型激光聚变装置上得到了广泛应用。以焦平面内谱色散匀滑化光束的光强分布作为激光等离子体相互作用程序LAP3D的边界条件,实现了谱色散匀滑化光束在黑腔大尺度等离子体传输过程中的模拟。采用改进算法实现了焦平面内谱色散匀滑化光束光强分布的高效并行计算,从而对整个光束在等离子体中的传输过程进行模拟,分析了谱色散匀滑化光束调制频率对光束传播的影响。

Nd:YAG平面波导激光放大器效率的影响因素39-44

摘要:以Nd:YAG平面波导为激光放大器增益介质,研究了1064nm激光在放大过程中光光效率的影响因素;采用基于棒状Nd:YAG的1064nm自由运转振荡器为种子源,放大器抽运源为808nm半导体激光器阵列,抽运光脉宽与种子光脉宽相同且同步输出;Nd:YAG平面波导的尺寸为60mm×10mm×1mm,芯层厚度为100μm。对比研究了种子光能量、抽运能量和抽运方向对激光放大效率的影响。结果表明,当注入种子光能量为10mJ时,实现了100Hz脉冲重复频率下最大能量为713mJ的准连续激光输出,此时的抽运能量为1478mJ,对应的光光效率为47.6%。

中国激光杂志激光制造
多脉冲激光修整青铜金刚石砂轮的表面变质层45-55

摘要:对脉冲激光修整青铜金刚石砂轮石墨变质层进行了理论研究,当激光功率密度为1.68×10^8-3.359×10^8 W/cm^2时,对金刚石表面的温度演化进行了数值仿真。研究结果表明,金刚石达到石墨化温度的时间约为435-440ns,金刚石的石墨化程度较低。提出了水柱流辅助脉冲光纤激光修整青铜金刚石砂轮的新方法,降低了金刚石的石墨化程度。

激光透射焊接聚碳酸酯工艺参数对接触热导率的影响56-64

摘要:基于建立的三维粗糙表面模型、瞬态有限元模型与热接触模型,研究了激光功率、焊接速率和夹紧力对激光透射焊接聚碳酸酯接触热导率的影响,并对仿真结果与实验结果进行了对比。研究结果表明,随着焊接速率的增大,接触热导率减小,且减小趋慢;随着激光功率的增大,接触热导率增大,且增大趋慢;在0-0.25 MPa的夹紧力范围内,随着激光功率的增大,接触热导率逐渐增大;在较高的激光功率和夹紧力以及较低的焊接速率下,能够得到较大的接触热导率;所建立的数学模型能较好地预测接触热导率。

X100管线钢光纤激光焊接头的显微组织及性能65-72

摘要:通过激光焊接X100管线钢试验,研究了热输入对焊接接头显微组织和硬度的影响,并对典型的全熔透样品进行了力学性能分析。研究结果表明,当热输入达到1.5kJ·cm^-1时,可获得全熔透焊缝,熔宽和热影响区的宽度分别达到1.8mm和1.0mm。一定范围内的热输入对焊接接头各个微区的显微组织影响不明显,焊缝区、粗晶区和细晶区的硬度均高于母材的,混晶区的硬度低于母材的。拉伸断裂的位置出现在母材。激光全熔透焊接接头的冲击功达到母材水平,热影响区的冲击功达到母材的66%,均为典型的韧性断裂。

铜板表面激光熔覆Ni-Mo-Si涂层的组织和微观力学性能73-80

摘要:利用激光熔覆技术,在铜基体表面制备了三种Ni-Mo-Si复合材料涂层,对三种涂层的相组成与组织进行了研究,利用压痕法研究了涂层硬度与韧性。研究结果表明,三种涂层的相组成分别为MoSi2+Ni2Si+γ-Ni(涂层1,Ni-20Mo-40Si)、Mo5Si3+Ni2Si+γ-Ni(涂层2,Ni-30Mo-30Si)和Mo2Ni3Si+Moss+γ-Ni(涂层3,Ni-40Mo-20Si)。涂层1的平均硬度为1100HV,平均摩擦系数为0.44;涂层2的平均硬度为1200 HV,断裂韧性较差,平均摩擦系数为0.50;涂层3的平均硬度为860 HV,断裂韧性较好,平均摩擦系数为0.55。涂层1-3的磨痕深度依次为6.30,5.26,7.00μm。

铝合金激光清洗机理与质量评估81-88

摘要:针对轻量化发展中铝合金焊前表面清理的工艺需求,研究了铝合金板材光纤激光清洗机理。通过分析激光空间与能量分布参数,确定激光清洗中需要的激光密排方式。在此基础上,进行激光清洗工艺实验,得到了激光参量对表面状态的影响规律,探究并优化了氧化膜剥离工艺,并提出铝合金表层氧化膜可能的两种剥离机制。通过对优化后的清洗参数进行焊接评估,发现激光清洗可以改善焊缝成形,显著提升接头力学性能,验证了光纤激光清洗改善铝合金接头质量的可行性,有助于高强度铝合金接头在制造业领域的大面积推广。

激光焊接参数对有机玻璃与不锈钢接头力学性能的影响89-96

摘要:通过对有机玻璃与304不锈钢进行异种材料的搭接焊试验,研究了焊接过程中出现的物理现象及焊接缺陷。利用正交试验得到了优化的工艺参数组合,并获得了成形良好的焊接接头。分析了工艺参数对剪切应力的影响。研究结果表明,激光焊接速度、脉冲宽度、光斑大小和脉冲频率对剪切应力具有较大影响,焊接接头的最大剪切力为191N·mm^-2。焊接缺陷和能量密度是导致焊接接头失效的主要因素。

激光选区熔化成形边缘堆高控制97-105

摘要:激光选区熔化(SLM)成形中,常产生边缘位置高于内表面即边缘堆高现象,边缘堆高将会对SLM成形过程产生不良影响。理论分析了SLM成形中边缘堆高的产生机制,提出了轮廓-实体和边缘重熔两种控制方法。进一步研究了这两种控制方法下工艺参数,如边缘宽度、边框厚度、扫描速度和激光功率,对堆高高度的影响。结果表明:两种方法均能有效地消除边缘堆高。对于轮廓-实体控制方法,堆高高度随扫描速度的增大而减小,随激光功率的升高而增大,轮廓间距对边缘堆高无影响;对于边缘重熔控制方法,堆高高度随扫描速度的增大而减小,随激光功率的升高而增大,随边框厚度的增大而增大。

微弧氧化铝合金与高铝超薄玻璃的激光焊接性能及机理106-116

摘要:利用微弧氧化工艺,在铝合金表面制备了不同厚度的氧化涂层,对微弧氧化铝合金和高铝超薄玻璃进行了激光透射焊接。研究了微弧氧化涂层厚度对焊接件的剪切力、焊缝形貌及焊缝结合界面的影响,并分析了焊缝形成机理。研究结果表明,微弧氧化涂层能够有效地充当焊接件的激光能量吸收层和缓冲层,焊缝处形成的混合镶嵌结构是实现材料连接的主要原因;微弧氧化涂层越薄,焊接件的剪切力越大。

CeO2含量对激光熔覆TiB/TiN涂层显微组织和性能的影响117-123

摘要:在Ti和h-BN粉末中添加不同含量的CeO2作为原料,采用激光熔覆技术在Ti3Al2V表面原位合成TiB/TiN复合陶瓷强化涂层。通过测试分别研究了不同含量的CeO2对熔覆层的强化相微观组织形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,熔覆层原位合成了TiB和TiN强化相;通过添加适量的CeO2,熔覆层中的强化相变得更加细小,组织分布更加均匀,硬度和摩擦磨损性能得到提高。CeO2加入量的质量分数为2%时,熔覆层的表层硬度可达1400HV,耐磨损性能最佳。

中国激光杂志材料与薄膜
改性抛光剂对光学玻璃抛光质量的影响124-130

摘要:为了抑制抛光粉纳米颗粒的团聚,改善抛光液的性能,使光学玻璃获得更高的抛光速率与更低的表面粗糙度,在氧化铈抛光液中添加阴离子表面活性剂梅迪兰,研究了梅迪兰质量分数对抛光液中粒子粒径、分散性以及材料去除率和抛光后光学玻璃表面粗糙度的影响。结果表明:微量梅迪兰能显著改善抛光液中粒子的分散性,抑制纳米粒子的团聚,提高抛光液的质量;当梅迪兰质量分数为0-0.32%时,随着质量分数增大,化学机械抛光速率先增大后减小,当质量分数为0.26%时达到最大值122nm/min;玻璃的表面粗糙度随着梅迪兰质量分数增加而先减小后增大,在质量分数为0.13%时达到最小值0.928nm。

基于量子衍生遗传算法的光学薄膜结构分析131-138

摘要:掠入射X射线反射(GIXR)由于检测精度高且对检测薄膜的无损伤而被广泛用于薄膜检测和高精度表征。GIXR是一种基于数值拟合的间接检测方法,因此在薄膜微观结构的求解,特别是复杂多层膜膜系的求解过程中对数值优化算法的要求较高。为此提出了基于量子衍生遗传算法(QIGA)的薄膜GIXR拟合求解方法,并基于QIGA对Si单层膜和等周期Mo/Si多层膜的GIXR分别进行拟合求解。结果表明,该方法具有求解速度快、拟合精度高的明显优势,说明QIGA在光学薄膜表征方面有潜在的应用价值。

中国激光杂志测量与计量
基于数字全息显微的微粒三维位移跟踪测量技术139-146

摘要:提出一种基于离轴数字全息显微的技术,用于测量液态环境中微粒的三维位置。该技术采用透射式离轴数字全息显微系统,测量方法结合了光程长(OPL)差分算法和去条纹法。利用光程长差分算法定位微粒内部两点间光程长差分曲线拐点的位置,追踪微粒的轴向位移;对离轴全息图使用去条纹方法,即频域滤波结合Hough变换,获取微粒的横向二维位移。进行轴向测量时,与传统数字全息追踪微粒位移的技术相比,光程长差分算法仅用两点光程长相对运算代替面的运算,提高了测量效率,且不需要对微粒进行自动聚焦,微粒的位置也不受离焦面的限制。对微粒进行纳米级三维位移操纵,实验结果表明光程长差分算法结合去条纹法对液态环境中微粒的三维位移测量分辨能力能够达到纳米量级。