上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240
激光驱动微滴前向转移工艺在三维金属微结构打印方面具有重要的应用前景。脉冲宽度是影响微滴转移行为的一个重要因素，但是目前的研究对于不同脉宽下微滴产生以及沉积行为认识不够充分。本文以500 nm铜膜为对象，开展了5种不同脉宽下激光驱动微滴前向转移实验。研究结果表明，随着脉冲宽度的增大，获得完整微滴的激光驱动微滴前向转移工艺最低以及最高能流密度阈值逐渐增高，同时脉宽对沉积微滴形貌有显著影响。根据实验确定了不同脉宽下的激光驱动微滴前向转移工艺区间，并统计了不同脉宽下微滴沉积的材料转移比率。最后利用振镜线扫描方式实现大面积微滴阵列的制备。
激光器与激光光学 微滴增材制造 脉冲宽度 激光诱导 金属微滴 激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1914001
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽省光子器件 与材料重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
3 深圳盛方科技有限公司,广东 深圳 518173
4 深圳技术大学新材料与新能源学院,广东 深圳 518118
5 合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009
由于具有波长短、聚焦特性好、峰值功率高等优势, 紫外超短脉冲在超快科学、强场物理等领域具有重要的应用价值。准分子激光工作气体作为增益介质在放大紫外超短脉冲方面具有独特的优势, 利用准分子激光放大紫外超短脉冲获得高强度的激光输出为紫外激光的应用提供了新的可能性。概括介绍了准分子激光放大的特点, 进而基于准分子的放大特性分单元介绍了紫外超短准分子激光放大技术, 并对深紫外超短脉冲脉宽的测量进行了简单阐述。
激光技术 紫外超短脉冲 准分子激光放大 脉宽测量 laser technique ultrashort ultraviolet pulse excimer laser amplification pulse duration measurement
强激光与粒子束
2022, 34(9): 095001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Science and Engineering, and Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Shandong University, Qingdao 266237, China
2 State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
An actively mode-locked fiber laser with controllable pulse repetition rate and tunable pulse duration is presented, in which an optical delay line (ODL) is used to adjust the cavity length precisely for regulating the repetition rate, and a semiconductor optical amplifier (SOA) is introduced for enabling the pulse duration control. Experimentally, continuous tuning of the repetition rate from 2 GHz to 6 GHz is realized, which is limited by the availability of an even higher repetition rate radio-frequency (RF) source. Specifically, when the repetition rate is fixed at 2.5 GHz, the pulse duration can be tuned from 4 ps to 30 ps, which is, to the best of our knowledge, the widest tuning range of pulse duration ever achieved in a gigahertz (GHz) repetition rate actively mode-locked 1.5 µm fiber laser oscillator.
active mode-locking semiconductor optical amplifier tunable pulse duration high repetition rate Chinese Optics Letters
2022, 20(7): 071402
大族激光科技产业集团股份有限公司, 广东 深圳 518052
采用MOPA纳秒脉冲激光器对316不锈钢进行焊接, 探索脉宽、频率及焊接速度对焊缝成型的影响, 并对纳秒脉冲激光焊接的模式及机理进行了分析。研究表明, 采用纳秒脉冲激光在高频下焊接316不锈钢可以得到表面光滑、无气孔缺陷的焊缝, 频率是影响焊接的最大因素；当脉宽为30~120 ns时, 熔深随频率增加而增大, 在中心频率处获得最大值, 随后逐渐减小；当脉宽为200~500 ns时, 脉宽随频率(＞100 kHz)增大而减小；由焊缝截面形貌分析可知, 随频率变化存在两种焊接机制, 即热导焊和深熔焊；针对不锈钢薄板材料, 在长脉宽、高频率下以热导模式进行焊接, 可获得良好成形。
纳秒脉冲激光微焊接 316不锈钢 脉宽 频率 熔深/熔宽 焊接模式 nanosecond pulse laser welding 316 stainless steel pulse duration frequency penetration/width welding mode
河北工业大学电子信息工程学院先进激光技术研究中心, 天津
在**对抗中, 侦察探测系统与制导**通常由图像传感器成像实现精准控制。近年来, 如何利用高能激光**对敌方传摘感系统实施精准打击成为了研究热点。文中从具有高峰值功率的短脉冲激光器对 CCD/CMOS传感器的损伤效果着手, 提出将 SBS脉宽压缩技术获得的百皮秒激光作为光电对抗**。介绍了 SBS脉宽压缩的原理及研究进展, 并分析了百皮秒激光器在光电对抗中的应用前景。
光电对抗 受激布里渊散射 脉宽压缩 百皮秒激光 electro-optical countermeasure stimulated Brillouin scattering pulse duration compression hun. dred picosecond laser
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 上海飞机制造有限公司, 上海 201324
3 中车长春客车轨道股份有限公司, 吉林 长春 130062
分别采用毫秒级和纳秒级脉冲宽度的激光对2024铝合金表面环氧油漆涂层进行激光清洗实验,使用高速摄像机对激光清洗过程进行监测,分析了清洗后试样表面的宏观与微观形貌。结果表明这两种激光在合适的工艺参数下均能有效去除涂层,获得清洁的基材表面,但二者的除漆特性有较大区别。纳秒脉冲激光除漆的能量效率远高于毫秒脉冲激光。经毫秒级CO2激光清洗后试样表面残留一层黑色炭灰,该物质为油漆涂层的燃烧产物,清洗过程中基材表面不容易发生熔化。纳秒脉冲激光清洗过程中产生了较强的等离子体,有大块的漆层碎片从基材表面剥离,当激光功率高于250 W时基材表面发生明显重熔。结合热弹性振动模型与热传导模型,对两种激光除漆过程的物理机制进行了探讨,发现毫秒脉冲激光除漆的主要机制为气化与燃烧效应,而纳秒脉冲激光除漆的主要机制为热弹性振动效应。
激光技术 激光清洗 脉宽 油漆涂层 表面形貌 清洗质量 物理机制
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Information Technology, Nanjing Forest Police College, Nanjing 210023, China
2 School of Physics and Technology, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China
In this work, a neural network (NN) method is developed for pulse duration inferring for an erbium-doped fiber laser at 1550 nm. Experimentally, the interferometric autocorrelation trace is observed clearly with the use of the two-photon absorption (TPA) effect in a GaAs photodiode. The intensity autocorrelation function is curve-fitted by the NN with an appropriate performance, and the measuring accuracy is consistent with a commercial autocorrelator. Compared with the Levenberg–Marquardt curve-fitting method, the NN can retrieve the intensity autocorrelation function more stably and has a certain noise reduction ability, simplifying the signal processing for a TPA photodiode-based autocorrelator.
neural networks pulse duration two-photon absorption femtosecond laser Chinese Optics Letters
2020, 18(12): 121901
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 国防科技等离子体物理重点实验室, 绵阳 621900
为了研究波前像差对超短飞秒激光脉冲聚焦特性的影响, 基于瑞利-索末菲标量衍射理论, 对比研究了在散焦、像散、慧差、三叶形像差以及球差等各类波前像差下, 均匀强度分布和高斯强度分布的超短飞秒激光脉冲的聚焦特性。结果表明, 波前像差对均匀强度分布的飞秒脉冲在焦平面处的光强分布具有明显的不利影响, 从而降低飞秒脉冲的聚焦峰值功率, 而对高斯强度分布的飞秒脉冲影响相对较小, 即在高斯强度分布下, 在焦平面处仍然有可能获得较好的、近衍射极限的聚焦光斑; 在非焦平面处, 即使初始脉冲具有高斯强度分布, 非焦平面处的光强分布受各类波前像差的影响也较为明显; 对于所研究的30fs（1/e2半宽度）超短脉冲, 波前像差对脉冲持续时间的影响几乎可以忽略。此研究结果对超短飞秒激光束的光束质量评估及聚焦特性分析具有实际的指导意义。
超快光学 聚焦 波前像差 持续时间 衍射理论 ultrafast optics focusing wavefront aberration pulse duration diffraction theory
1 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 吉林大学原子与分子研究所, 吉林 长春 130012
聚焦激光脉宽和偏振对飞秒光丝诱导燃烧场中间产物荧光光谱的影响,通过改变激光脉宽、偏振状态,观测了燃烧中间产物如OH、CH、CN、C2分子和C原子的荧光光谱变化。结果发现:随着激光脉宽和偏振椭圆率增大,各组分荧光信号强度减小,这是因为光丝内激光钳制强度及等离子的密度与激光脉宽、偏振密切相关,进而导致多光子激发燃烧中间产物的信号随之变化。
光谱学 飞秒激光成丝 燃烧 荧光 偏振 脉宽
