用自行研制的激光冲击强化处理装置对7050航空铝合金两种状态的材料T7451,T7452进行了冲击强化试验,对试件进行了表面压应力测试和结构分析,结果显示,试件表面具有较大的残余压应力,材料内部有较高的位错密度.并进行了疲劳强度测试,测试结果的S-N曲线表明,在中等的加载强度下,试件的疲劳强度提高到2倍以上.

用LSM240全自动SLAB激光焊接机对Fe基、Ni基、Co基3种粉末材料进行焊接实验.研究了焦点位置、焊接速度、焊接线能量对粉末材料激光焊接焊缝质量的影响.结果表明,Ni对离焦量最敏感.并得到了焊接熔深H与输入线能量W的数学表达式.

介绍了LD泵浦Nd3+∶YVO4 1342nm激光器得到296mW的激光输出,最大斜率效率达到21.2%.同时给出了1342nm激光的光谱曲线及其输入-输出功率特性曲线.

报道了激光二极管泵浦的低阈值自调Q 946nm Nd3+,Cr4+∶YAG微片激光器的实验研究.激光器实现稳定的单频、基横模和偏振输出,输出斜率效率达到22%.946nm激光直接腔外倍频得到473nm蓝光输出,光-光倍频转换效率达到15%.

二甲基硫脲(DMTU)是一种特异的自由基清除剂,实验中,建立了动物视网膜激光损伤模型,观察了治疗组与对照组不同时间点视网膜的组织病理改变以及生化和分子生物学指标的变化.结果表明,DMTU可以有效地抑制感光细胞的脂质过氧化,能明显减少损伤区域视网膜神经元的凋亡数目,保护视网膜组织的结构和形态.

未来的高速和高度灵活的光分组交换网络要求开关速度达到纳秒量级且集成度高的大规模空间光开关矩阵.在分析了基于半导体光放大器的常用结构形式的光开关矩阵存在规模局限性的基础上,综述了新型的可实现大规模集成的基于半导体光放大器的光开关矩阵的基本原理和研究现状.

应用激光频率分裂技术可以测量波片的位相延迟.将波片插入到激光谐振腔内,使激光纵模产生分裂,分别探测由同级和不同级分裂纵模产生的相邻两个频差,就可以求得波片的位相延迟.这种方法只需测量频差而不依赖于任何机械量的测量,并可以将位相延迟的测量溯源到激光的波长上.实验表明,该系统的测量分辨率可达0.003°,多次重复测量的偏差在0.05°以下,系统不确定度对于厚度1.5mm的石英晶体1/4波片约为1′.

通过使用美国通用扫描公司的扫描头控制BBO晶体的转动,实现了BBO-OPO调谐系统的高精度激光波长输出的开环控制,相对波长调谐误差小于0.04%,并给出了0.347μm激光泵浦Ⅰ类相位匹配BBO-OPO输出波长随泵浦光入射角变化的理论和实验曲线.

使用矩阵分解方法,推导出了高斯光束通过内含硬边光阑ABCD光学系统的解析传输公式,并作了物理分析.以高斯光束通过空间滤波器所作的数值计算为例对理论结果进行了说明.对进一步的推广应用亦作了讨论.

为了更形象直观地了解偏振光、偏振态等问题,利用坐标变换介绍了偏振光的另一表示形式--布卡尔球,对其性质作了深入讨论,并举例说明.对于解决偏振光通过偏光器件后的偏振态变化的问题,利用布卡尔球分析解决,较其它矢量分析法更具明确性直观性.

选用一些常用SBS液体介质作为散射介质,实验研究了相同条件下不同介质所产生SBS脉宽、能量和波形的差异,分析讨论了液体介质的吸收系数对SBS性能的影响.

在Ti-6Al-4V合金表面进行了Ti+33%TiC的激光熔覆试验研究.利用SEM分析手段对Ti+33%TiC熔覆层的显微组织进行了分析,阐述了熔覆层的强化机制.显微组织分析表明,Ti-6Al-4V合金表面Ti+33%TiC激光熔覆层的显微组织沿层深方向可分为熔覆区、结合区和热影响区3个区域.熔覆区中的TiC以细小的枝晶形式存在,Ti基体填充在TiC树枝晶的间隙中,起到连接TiC和传递载荷的作用,熔覆层得到明显的强化.

通过大量试验,分析了使用不同的激光工作参数对材料进行激光强化处理时,所得材料表面可归为4种类别,即:未相变硬化,相变硬化,表面微熔及表面熔凝.并建立了激光工作参数与材料表面强化类别之间关系的人工神经网络模型.实验表明,运用该模型可以方便、准确的选择激光工艺参数,控制材料表面强化类别及工作性能.

叙述了激光器材料的发展,回顾了GaN薄膜制备的几个技术进展,总结了GaN基材料激光器(LDs)的发展历程.

通过对一种微分量子效率可以大于1的新型多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)结构,以及由此设计出的阈值电流更小、输出功率更大的器件与普通结构在反射率及注入电流都相同的条件下输出功率大小的比较及阈值电流密度大小的比较,从而在理论上证实了这种VCSELs新型结构的优势.

使用矩阵光学方法分析了V型折叠腔内腔倍频激光系统稳定运行的条件.分析了腔几何参数包括腔的尺寸、反射镜的曲率半径以及倍频晶体的热焦距对系统稳定性的影响,并作了数值计算和讨论.

为实现大功率稳定的532nm绿色激光输出,通过采用4镜Z型腔结构,激光二极管双端面泵浦Nd∶YVO4晶体,LBO晶体Ⅰ类角度匹配、腔内倍频的方法,在双端总的抽运光功率约为26W时,成功地获得了4.2W稳定的基模绿光输出,光-光转换效率达到17.6%.更重要的是所使用的全部仪器均国产化,表明有能力将瓦级全固态绿光激光器进行商品化.

对激光束空间相干性对照明均匀性的影响进行了实验研究.实验结果表明,激光束的空间相干性与照明均匀性具有密切的关系,当激光束空间相干性降低时,目标上照明光斑的闪烁率和功率谱密度也下降,激光照明的均匀性得到提高.所得结果对实际工作中照明激光器的选择是有用的.

通过分析双振镜2维扫描光学系统的成像原理,导出此扫描系统几何失真公式.根据失真公式设计电子线路,对失真进行校正,从而获得校正后的完善图形.这一校正技术在激光标记系统中得到应用.

设计了LD泵浦Cr4+∶YAG被动调Q的全固态Nd∶YAG脉冲红外激光器.腔外首先经过焦距为100mm的聚焦透镜,将1064nm的红外激光耦合到长为9mm的KTP 2倍频晶体中,得到平均功率为29mW的脉冲绿光.然后将532nm的脉冲绿光经过焦距为30mm的聚焦透镜,耦合到长为4mm的BBO 4倍频晶体上,获得了峰值功率为7.3W,平均功率为1.1mW,重复频率为12.5kHz,脉冲宽度为12ns的266nm紫外激光,其绿光-紫外光的转换效率为3.8%,红外光-紫外光的转换效率为0.7%.

从光脉冲在光纤中传输演变所满足的基本方程出发,研究了超高斯光脉冲在普通单模光纤中的传输特性.数值模拟的结果表明,超高斯光脉冲入射后脉冲波形、瞬时啁啾以及峰值强度的演变规律与高斯脉冲入射时不同,脉冲波形不再总保持单峰结构,通常将经历一个从近平顶、多峰、最后到单峰的演变过程;从脉冲的前沿到后沿,瞬时啁啾也不再为线性,而是具有多个极值;峰值强度随传输距离的变化趋势也不再为单调递减,而是先增加后减小.这些变化规律还与入射超高斯脉冲的边沿陡峭程度和初始频率啁啾有关.

对980nm泵浦光泵浦双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器进行了数值模拟,分析了泵浦光与激光在双包层Er3+/Yb3+共掺光纤中的分布情况、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度与腔镜反射率对输出激光功率的影响,计算的最大斜效率为56.3%,接近于理论计算值的极限.

在定义光纤喇曼放大器(FRA)功率转换效率(PCE)的基础上,考察了不同工作条件下光纤喇曼放大器的功率转换效率,分析PCE与光纤喇曼放大器的输入信号功率、输入泵浦功率和光纤长度的关系,比较了分布式与集总式FRA的功率转换效率,给出提高FRA功率转换效率的途径.

分析了RF CO2激光陶瓷基板划片的机理及工艺参数选择的原则.通过数值模拟和实验,分析了脉冲频率、脉冲宽度、划片速度、辅助气压大小、离焦量等工艺参数对激光划片质量的影响.

阐述了对LD输出光束进行整形的必要性.在国内首次对目前常用的一些典型的光束整形技术的整形原理、关键技术及整形效果进行了分析、比较和评价.

利用光的折射定律和坐标变换对Wollaston棱镜的分束角随任意入射角变化关系进行了理论分析.对在不同的入射面内分束角分别随入射角的变化,对在方位角为0的入射面内分束角随结构角的变化做了详细分析并进行了实验测试,新公式得到的理论结果与实验相符合.

建立了大气布里渊散射光频移的数学模型,分析计算了温度、水汽压、大气压力等大气参量对布里渊散射特性的影响.结果表明,布里渊散射光频移受大气压、水汽压的影响很小,而受大气温度的影响很大.这些结果对大气中隐形目标的探测技术具有重要的参考意义.

采用扩展边界条件法,得出亚波长正弦介质光栅正入射反射型1/4波片的结构参数.发现在一定精度范围内TE波与TM波的相位差能够在一段较大的槽深区域满足设计要求,从而降低了实际控制刻蚀深度的难度.讨论了线偏振光转化为圆偏振光的方位角问题.

研究了两正交偏振模耦合所致啁啾.利用耦合非线性薛定谔方程推导出带初始啁啾入射脉冲经偏振模耦合产生的啁啾表达式,分析了各因素对啁啾的影响.研究结果得出,入纤偏振角导致在两偏振方向上产生啁啾的差异;较弱的偏振走离效应对啁啾有一定影响,较强的偏振走离效应对啁啾几乎没有影响;初始啁啾则起了决定性的作用.

从部分相干光的传输理论出发,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束表示的部分相干光通过像散透镜后光强分布的解析表示式,并进行了数值计算.研究结果表明,像散影响部分相干光的聚焦特性.与没有像散情况比较,像散使部分相干光轴上最大光强的位置移动,导致实际焦点的光强减小.

利用光学矩阵的方法推导了石英晶体旋光特性的Muller矩阵表示,并将此表示用邦加球来描述.最后用邦加球描述方法分析了光弹性实验中1/4波片的旋光性所产生的误差.

研究了利用球形体、圆柱体、长方体(统称介质腔)实现光能在两根塑料光纤双锥之间的耦合.测量了光纤双锥的发射效率和介质腔耦合效率与其接收表面积、锥腔间距之间的关系.该器件能进一步发展为一种新型的光分插复用器.

讨论了利用λ/4波片测定任意波片位相延迟角的原理,介绍了实验测定的方法.