中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
在电子产业、航空航天、医药、汽车、微机电器件等领域，精密微孔是器件、功能部件上的重要结构单元。当前超短脉冲激光精密微孔制备缺乏高稳定、体积小、低成本的旋切加工系统。针对一百到几百微米尺寸的精密微孔加工需求，设计了一种基于扫描振镜的超短脉冲激光旋切制孔光学系统，并对系统的反射像和公差进行了分析。通过采用摄远结构设计和对称设计，大幅缩短了系统镜头总长，设计结果为加工孔径范围100~400 μm，最大加工深径比10∶1。搭建了基于扫描振镜的超短脉冲激光旋切制孔光学系统，对制孔效果进行了实验验证，制孔结果显示，基于扫描振镜的超短脉冲激光旋切制孔光学系统能实现高精度的微孔制备。
超短脉冲激光 旋切制孔 微孔 镜头 摄远结构 公差分析 光学学报
2023, 43(14): 1422003
1 成都精密光学工程研究中心，四川 成都 610041
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
采用蒙特卡罗方法研究了在不同溅射参数和材料模型下，溅射产额、损伤密度分布和纵向能量损伤分布等溅射特征参量对离子束溅射作用效果的影响。通过SRIM-2013软件的粒子跟踪和物理统计结果，分析了离子束初始能量、入射角度、离子种类和材料类型对表面溅射效果和能量沉积的影响规律，研究了表面损伤分布规律与溅射参数和溅射产额的关系。结果表明：85°的束源倾角设置可促进级联粒子密度集中和密度峰值群向表面移动分别达到2.8×108 atom/cm2和310-10 m，平均能量损失减小45.6%，Ar+溅射产额提高4.7倍；声子和电离产生大量的能量损失抑制了溅射产额的提高，两种能量损失占总损失比在0°入射时分别可达69%和30%。
材料 蒙特卡罗方法 离子束 SRIM 溅射产额 损伤分布 能量损失 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0716001
强激光与粒子束
2022, 34(4): 041005
红外与激光工程
2020, 49(7): 20201022
1 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学(威海)山东省特种焊接技术重点实验室, 山东 威海 264209
铝、钢金属在物理化学性质上的巨大差异使得铝/钢异种接头的优质连接成为焊接领域的难点。采用摆动激光热源实现了6061铝合金和316L不锈钢搭接接头的良好连接,研究了激光摆动模式、摆动频率对接头成形质量、界面组织结构及拉剪强度的影响。结果表明:摆动激光能够增加铝/钢界面的连接面积,减小接头的熔深,有效抑制焊缝中的气孔、裂纹等缺陷;同时,摆动激光能使界面温度均匀并增强对熔池的搅拌作用,降低界面处的冶金反应,有效抑制界面脆硬金属间化合物的产生;摆动激光焊接接头的界面组织主要为Fe(Al)固溶体及少量弥散分布的针状FeAl3相;摆动激光焊接接头的最大拉剪强度可达117.5 N/mm,相比于常规激光焊接接头提高了约45%,接头断裂位置为不锈钢与焊缝交界处。
焊接技术 摆动激光焊接 铝合金 不锈钢 微观组织 强度
1 陆军工程大学国防工程学院, 江苏 南京 210007
2 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室, 江苏 南京 210007
基于光频域反射技术,建立一种应变传递模型,推导了光纤应变传递关系,分析了分布式光纤应变测量结果的影响因素。通过等强度梁弯曲实验,分别从粘贴长度和涂覆层剪切模量等方面研究了光纤传感器的测量结果。研究结果表明,粘贴长度越长,应变传递率越高,当粘贴长度达到一定值时,光纤中间区域的应变传递率为1,两端的逐渐减小,涂覆层和胶粘剂的剪切模量越高,应变传递率越大。工程应用中应选用剪切模量高的涂覆层光纤及胶粘剂,粘贴长度应大于需测量区域的长度。
传感器 应变传递规律 分布式光纤 光频域反射 粘贴长度 剪切模量
中国海洋大学信息科学与工程学院海洋技术系,山东 青岛 266100
使用Version 3.01 (V3)、Version 4.0 (V4)星载激光雷达CALIOP Level 1 (L1) 廓线数据和Level 2 (L2) 的大气气溶胶和云层数据,对CALIOP 532 nm通道的 不理想瞬时响应进行分析。对不同时间、地点的数据进行晴空条件的筛选,比较不同晴空条件下的瞬时响应,再利用夜间特晴条件的数据比较不同天底角、 版本数据条件下的瞬时响应,同时也探究了地表信号强度对瞬时响应的影响。结果表明,不同晴空条件的结果不同,提取瞬时响应要选用特晴数据; 裸地地表类型(tIGBP=16)不受其他散射物的影响; V3、V4版本变化及天底角改变对瞬时响应没影响;地表后向散射信号 强度大小对瞬时响应有影响,去除了小于0.40 km-1sr-1的弱信号。
星载激光雷达 瞬时响应 晴空条件 地表信号强度 CALIOP transient response clear air condition surface signal strength
解放军理工大学国防工程学院, 江苏 南京 210007
针对碳纤维复合材料(CFRP)混凝土复合拱裂缝监测问题，尝试了使用裸光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器监控CFRP 混凝土复合拱初始开裂。从力学角度分析并确定粘贴位置，并对点粘和满粘(点粘是指只粘贴栅区两端点，而满粘将胶涂满整个栅区)两种不同粘贴方法开展研究。对比光纤光栅和应变片测量数据，验证光纤光栅测量应变的准确性和稳定性。运用K 值标准差准则，将开裂规律定量化。实验结果表明通过合理布设光纤光栅，可以监测结构的初始开裂，并且光纤光栅和应变片测量数据具有较好的一致性。
光栅 CFRP混凝土复合拱 初始开裂 点粘和满粘 K 值标准差准则
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
2 Key Laboratory of Functional Crystal Materials and Device, Shandong University, Ministry of Education, Jinan 250100, China
3 Chengdu Fine Optical Engineering Research Center, Chengdu 610041, China
Refractive indices for crystals ammonium dihydrogen phosphate (ADP), 30% deuterated ADP (DADP), 50% DADP, and 70% DADP are measured from 253 to 1529 nm with 5×10 6 accuracy. Numerical fits to modified double-pole Sellmeier equation are made. Second-harmonic generation, third-harmonic generation phase matching (PM) angles, and noncritical PM (NCPM) wavelengths are calculated using the Sellmeier parameters. The deuterated crystals show smaller PM angles than pure crystal. Fourth-harmonic generation process can be realized by DADP in smaller deuterium content than deuterated potassium dihydrogen phosphate (DKDP). The measured NCPM wavelengths are consistent with the calculated value. PM characteristics are compared between DADP and DKDP.
160.4760 Optical properties 160.4330 Nonlinear optical materials 260.1180 Crystal optics 190.4400 Nonlinear optics, materials Chinese Optics Letters
2015, 13(4): 041601
针对传统的激光诱导损伤阈值测试中存在的耗时问题, 提出了一种利用单发次、大口径光束的介质膜损伤阈值的快速测定方法。该方法以图像处理为基础, 通过坐标变换和栅格压缩, 建立了样品辐照区域内损伤分布与光斑强度分布之间的精确对应关系。基于对大口径光斑辐照区域内损伤信息的快速提取和统计方法, 通过单次激光辐照, 获取了待测区域的损伤阈值。根据此方法搭建了单发大口径光束损伤阈值测试平台, 并对HfO2/SiO2高反射膜损伤阈值进行了单发次测定的验证。
激光损伤阈值 介质膜 图像特征提取 大光束 laser induced damage threshold dielectric coatings feature extraction large beam 强激光与粒子束
2015, 27(5): 052006
