期刊基本信息
创刊:
1981年 • 双月刊
名称:
应用激光
英文:
APPLIED LASER
主管单位:
上海科学院
主办单位:
上海市激光技术研究所
出版单位:
应用激光
主编:
王之江
ISSN:
1000-372X
刊号:
CN 31-1375/TN
电话:
021-64700560-4
邮箱:
地址:
上海市宜山路770号
邮编:
200233
定价:
55元/期

本期栏目 2018, 38(6)

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应用激光 第38卷 第6期

作者单位
摘要
应用激光
2018, 38(6): 1
作者单位
摘要
北京工业大学信息学部,北京 100124
为了保障无人驾驶车的可靠性与安全性,首先根据多线激光雷达点云数据的特征结合区间共线点特征获取路沿点并利用改进的DPCA 算法对得到的路沿点进行聚类。其次,应用最小二乘法拟合出两侧路沿。最后,通过改进的 DPCA 算法将路面上的障碍物点进行聚类并计算得到障碍物的信息。利用区间共线点特征提取路沿点不易受其他干扰点的影响,而改进的DPCA 算法则能够自动并准确地获取聚类中心,解决了DPCA 算法需要人工选取聚类中心的缺陷。实车实验证明该算法的实时性与准确性。
无人驾驶车 多线激光雷达 区间共线点 DPCA算法 driverless vehicle multi-layer lidar interval collinear point DPCA algorithm 
应用激光
2018, 38(6): 1000
作者单位
摘要
华北理工大学电气工程学院,河北 唐山 063210
为实现对飞秒激光烧蚀的光斑阵列进行准确测量,构建微视觉系统进行图像的采集、处理。由于微视觉系统视场有限,单帧图像无法反映光斑阵列全貌,需对多帧图像进行拼接处理。首先,利用微视觉远心镜头对飞秒激光烧蚀的光斑列阵图像进行采集,获得多幅光斑阵列图像; 其次,运用Harris及RANSAC算子并加入ANMS非极大值抑制,对多幅光斑阵列图像进行配准与拼接,并经实验验证了采用此图像拼接方法能获得较好的光斑阵列整体图像。最后,运用SSIM评价法对拼接后图像与原图像进行对比,证明了拼接效果的准确性,能达到对原图像89.795 435%的还原,对测量大视场微结构图像有重要意义。
微视觉 ANMS非极大值抑制 micro vision Harris Harris RANSAC RANSAC ANMS non-maximal suppression 
应用激光
2018, 38(6): 1008
作者单位
摘要
1 武汉软件工程职业学院,湖北 武汉 430205
2 华中科技大学 激光加工国家工程研究中心,湖北 武汉 430074
非稳腔由于其良好的模式鉴别特性,且可获得接近衍射极限的输出束,因此在板条激光器及放大器中广泛应用。但非稳腔有多种不同结构,不同类型谐振腔的输出光束特性各不相同,因此对不同结构非稳腔特进行研究具有重大意义。采用Fox-Li迭代算法,数值模拟了对称正支和负支共焦腔,对称非稳腔和离轴非稳腔的输出特性,对不同结构谐振腔的稳定性进行了分析。研究结果表明,离轴非稳共焦腔输出光束远场分布能量更集中,且输出光束的M2因子仅为对称腔的1/5; 而离轴负支共焦腔的抗失调特性优于离轴正支腔。
非稳腔 光束质量 数值模拟 失调特性 unstable resonator beam quality numerical simulation misalignment characteristics 
应用激光
2018, 38(6): 1014
作者单位
摘要
上海飞机设计研究院结构设计研究部,上海 201210
随着先进民机对低成本、高经济性的追求,整体性和复杂性的民机结构件越来越多,其制造难度也逐步在挑战传统航空制造工艺。激光增材制造技术是通过激光能量将金属粉末熔化沉积来形成零件结构的一种先进数字化制造工艺,其解决了民机复杂结构的制造,促进了复杂轻量化结构的设计。通过分析激光增材制造技术在民机复杂结构上的应用及验证研究,对降低民机生产成本,提高复杂零件加工效率,增强民机制造能力具有重要意义。
增材制造 复杂结构 激光成形 技术优势 additive manufacturing complex structure laser forming technical advantage 
应用激光
2018, 38(6): 1022
作者单位
摘要
1 湖北工业大学机械工程学院,湖北 武汉 430068
2 上海市激光技术研究所,上海 200233
3 上海市激光束精细加工重点实验室,上海 200233
4 上海激光智能制造工程技术研究中心,上海200233
金属表面清洗工艺是现代工业生产中涂装、连接、维护和修理的重要环节。目前传统清洗方法在高精度要求和环境保护限制下其应用受到很大的制约。激光清洗技术作为近年来迅速发展的一种高效、绿色清洗技术,与机械打磨清洗、高压水射流清洗、化学清洗、喷砂清洗等传统清洗工艺相比,具有精准度高、低损伤、零排放和无污染的优点,极具应用前景。对激光清洗技术的原理、特点及分类进行了简述,重点介绍了金属表面激光清洗技术的研究及应用,最后对激光清洗技术的研究和发展进行了展望。
金属表面 激光清洗 清洗机理 清洗工艺参数 metal surface laser cleaning cleaning mechanism cleaning process parameters 
应用激光
2018, 38(6): 1028
顾俊 1,2,*张玲玲 1,3王健超 1,4
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所,上海 200233
2 上海激光智能制造工程技术研究中心,上海 200233
3 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心,上海 200233
4 上海市激光束精细加工重点实验室,上海 200233
随着机器人自动焊接技术的快速发展,机器视觉技术的需求越来越强,一方面导致了机器视觉技术的应用领域扩大化,另一方面对该技术的要求也更加严格和健全,这有力的推动了该技术的发展。简述了机器视觉系统的概念及典型组成,结合机器视觉技术在自动化焊接领域中的应用现状,综述了焊缝识别与定位技术,激光焊缝跟踪技术,熔池视觉形态监测,熔透与熔深智能控制技术,焊缝缺陷监测及控制技术的研究现状及发展趋势。
机器视觉 自动化焊接 焊缝跟踪 machine vision automatic welding seam tracking 
应用激光
2018, 38(6): 1038
陈亮 1,2,*王健超 1,2潘涌 1,3姜兆华 1,3[ ... ]张杰 1
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所,上海 200233
2 上海激光智能制造工程技术研究中心,上海200233
3 上海市激光束精细加工重点实验室,上海 200233
激光具有能量密度高、方向性好等特点,采用激光光源的汽车前照灯具有高亮度、照射距离远等优点,已成为固态照明领域的研究热点之一。尤其是在宝马和奥迪公司相继推出汽车激光前照灯后,各国科学家围绕车用激光照明展开了新一轮的角逐。对车用激光照明的工作原理、基本结构进行了介绍,总结了车用激光照明的研究现状、发展趋势,还对车用激光照明的关键技术进行了分析。
车用激光照明 半导体激光器 荧光陶瓷 automobile laser illumination semiconductor laser fluorescent ceramic 
应用激光
2018, 38(6): 1044
作者单位
摘要
1 内蒙古民族大学附属医院,内蒙古 通辽 028007
2 通辽市科尔沁区第一人民医院,内蒙古 通辽 028000
3 内蒙古民族大学临床医学院,内蒙古 通辽 028007
目的: 观察准分子激光原位角膜磨镶术 (Laser in situ keratomileusis,LASIK) 术后视疲劳及眼调节功能的变化,评价七叶洋地黄双苷滴眼液治疗LASIK术后早期视疲劳的临床效果。方法: 120例(240只眼)近视眼患者,进行LASIK手术,术后分成七叶洋地黄双苷滴眼液治疗组和对照组各60例(120只眼),每组又分为: A 组低度近视组(0~-3.0 D),B 组中度近视组(-3.25~-6.0 D),C 组高度近视组(≥-6.25 D)。术后第7、14和28 d观察: 1)主观性指标: 视疲劳主观症状问卷评分。2)客观性指标: 双眼调节幅度,调节滞后量,正/负相对调节。结果: 1)两组术后第7 d视疲劳症状评分上升,视疲劳症状明显加重,第14 d评分有所下降,症状逐渐改善,第7、14 d治疗组症状均较对照组轻,且均有显著性差异(p<0.05),第28 d视疲劳症状评分明显下降,且低于术前,症状明显改善,两组低度近视无显著性差异(p>0.05),中、高度近视有显著性差异(p<0.05)。2)两组术后第7 d双眼调节幅度明显降低,第14 d有所提高,第28 d明显提高,并高于术前,术后第7、14、28 d,两组低度和高度近视差异无显著性(p>0.05),中度近视差异有显著性(p<0.05)。3)两组负相对调节术后第7、14和28 d两组差异均无显著性(p>0.05)。4) 两组正相对调节术后第7 d明显下降,两组低、高度近视差异无显著性(p>0.05),中度差异有显著性(p<0.05),第14 d正相对调节有所提高,第28 d明显提高,并高于术前,两组第14、28 d正相对调节差异均无显著性(p>0.05)。5)两组术后第7 d调节滞后量减小,且两组差异均无显著性(p>0.05),术后第14 d调节滞后量有所增加,低度和高度近视差异无显著性(p>0.05),中度近视差异有显著性(p<0.001)。第28 d调节滞后量增加,并略高于术前,且两组低、中度近视差异有显著性(p<0.05),高度近视差异无显著性(p>0.05)。结论: 七叶洋地黄双苷滴眼液能够治疗LASIK 术后不同程度近视的早期视疲劳,中度近视的视疲劳效果最佳。
视疲劳 七叶洋地黄双苷滴眼液 LASIK LASIK asthenopia augentropfen stulln mono eye drops 
应用激光
2018, 38(6): 1049
作者单位
摘要
1 甘肃省中医院脊柱骨科,甘肃 兰州 730050
2 甘肃中医药大学,甘肃 兰州 730030
目的: 观察PLDD联合银质针治疗腰椎间盘突出症(LDH)放射性腰腿痛疗效。方法: 符合标准LDH患者50例,将所有患者随机分为治疗组和对照组各25例。对照组采用单纯PLDD治疗,治疗组采用PLDD联合银质针治疗。采用VAS评分、ODI腰椎功能评分分别评估两组患者术前、术后1周、1月、2月、6月的疼痛缓解情况及腰椎功能改善情况,采用改良的MacNab疗效评价标准评价患者术后2月、6月的临床疗效。结果: 两组患者基线资料及术前VAS评分、ODI评分比较,差异无统计学意义(P>0.05); VAS评分比较,两组患者术后各时间点与术前比较,差异均有统计学意义(P<0.05); 治疗组术后1周、1月的VAS评分优于对照组,差异显著(P<0.05)。两组患者术后各时间点ODI腰椎功能评分与术前比较,差异均有统计学意义(P<0.05); 治疗组术后1周、1月、2月的ODI评分明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者分别于治疗后2月、6月运用改良MacNab疗效评价标准疗效评价结果比较。治疗组术后2月、术后6月优良率均为96%,优于对照组术后2月优良率80%,同样也优于对照组术后6月优良率92%(P<0.05); 治疗组术后2月、术后6月有效率均为100%,优于对照组术后2月有效率96%,同样也优于对照组术后6月有效率96%(P<0.05)。对照组术后2月优良率80%,低于术后6月优良率92%(P<0.05)。治疗组与对照组术后2月、术后6月有效率无明显差异(P>0.05)。结论: PLDD联合银质针治疗LDH放射性腰腿痛短期内能够有效缓解疼痛、麻木等临床症状,并且能够为突出髓核的逐渐回缩提供有利环境,值得临床推广应用。
银质针 放射性腰腿痛 临床疗效 PLDD PLDD LDH LDH silver needle radioactive lumbocrural pain clinical efficacy 
应用激光
2018, 38(6): 1057
作者单位
摘要
1 廊坊市第四人民医院皮肤科,河北 廊坊 065700
2 霸州市第二医院医学影像科,河北 霸州 065701
目的: 探讨点阵超脉冲 CO2激光联合表皮生长因子凝胶治疗痤疮瘢痕的临床疗效。方法: 96例痤疮瘢痕患者随机分为C组(n=48)和L组(n=48)。C组采用点阵超脉冲 CO2激光治疗,L组在点阵超脉冲 CO2激光治疗基础上加用 rhEGF 凝胶治疗。比较两组临床疗效及治疗前后ECCA权重得分,治疗后结痂时间和红斑持续时间,患者满意度及治疗前后角质层含水量、经皮水分丢失量(TEWL)、乳酸刺激实验评分、角质层蛋白质含量。记录两组患者的治疗不良反应。结果: L组治疗总有效率为91.67%,明显高于C组的72.92%,差异比较具有统计学意义(χ2=5.79,P<0.05)。两组治疗后ECCA权重得分较治疗前均有下降(P<0.05),但L组改善幅度高于C组(P<0.05)。L组结痂时间、红斑持续时间短于C组(P<0.05),患者满意度高于C组(P<0.05)。与治疗前比较,L组治疗后角质层水含量、TEWL、乳酸刺激实验评分、角质层蛋白质等指标均有明显改善(P<0.05),且改善幅度高于C组(P<0.05)。而C组治疗后以上指标均无明显变化(P>0.05)。两组未发现严重不良反应。结论: 点阵超脉冲CO2激光联合rhEGF凝胶治疗痤疮瘢痕的效果显著,且明显优于点阵超脉冲CO2激光单用。
点阵超脉冲 CO2 激光 表皮生长因子 痤疮瘢痕 ultrapulsed lattice CO2 laser epidermal growth factor acne scar 
应用激光
2018, 38(6): 1063
作者单位
摘要
中山大学孙逸仙纪念医院,广东 广州 510120
目的: 观察超脉冲CO2激光联合重组人碱性成纤维细胞生长因子治疗睑黄瘤的疗效。方法: 在局麻下用1~2 W的超脉冲CO2激光对睑黄瘤行非接触式照射烧灼至瘤体组织完全清除,显露出白色的类似筋膜样的组织。术后即时在创面上涂抹重组人碱性成纤维细胞生长因子,并用无菌纱布包扎伤口。之后每日一次在清洁伤口后涂抹重组人碱性成纤维细胞生长因子直至伤口脱痂愈合。结果: 本组91例患者,失访6例,共计11个病灶,即85例患者,共计191个病灶完成随访。191个病灶的疗效评价,优: 42个(22%),良: 128个(67%),中: 21个(11%),差: 0个(0%)。结论: 超脉冲CO2激光联合重组人碱性成纤维细胞生长因子治疗睑黄瘤,手术操作简单,术后美容效果佳,是一种值得推荐的治疗方法。
CO2激光 重组人碱性成纤维细胞生长因子 睑黄瘤 治疗 CO2 laser rh-bFGF xanthelasma palpebrarum treatment 
应用激光
2018, 38(6): 1068
作者单位
摘要
1 暨南大学附属第一医院整形激光美容科,广东 广州 510630
2 华南师范大学光子中医学研究所,广东 广州 510630
目的: 观察不同波长微激光对人体皮肤紧致的调理效果以及联合化妆品对人体皮肤的调理作用。方法: 将60名符合条件的志愿者随机编号,按照单双号分为①组和②组。①组: 采用美国Tanda luxe型红光嫩肤仪,659 nm,109 mW/cm2。②组: 美国Baby quasar MD plus型红光嫩肤仪,635 nm,78 mW/cm2。照射区域为左右侧眼角,右侧眼角先用试剂涂抹15 min,左侧眼角什么都不涂,然后左右侧眼角同时照射红光3 min,隔天照射1次,每周3次,持续8周。以皮肤弹性及胶原纤维水平、皮肤皱纹水平为评价指标,治疗前后应用皮肤分析系统及数码相机拍摄的照片对评价指标进行比较分析,得到它们的量化值。结果: 光照1个月后,①组右眼角区域(联合处理组)的弹性水平有显著提高,其他组变化不明显。受试1个月后,各处理组的胶原水平均有极明显的提升。经过2个月的光照或联合处理,所有试验组志愿者皮肤的弹性水平、胶原水平较试验前均有极为明显地提升,差异有统计学意义(P<0.01)。结论: 所选择的两种红光光源(659 nm,109 mW/cm2和635 nm,78 mW/cm2)都具有很好的皮肤紧致效果。两种红光光源引起的皮肤紧致效果间无显著差异,且光照与紧致护肤品联合使用比单一光照具有更好的紧致效果,这种联合效应在659 nm的红光光源上表现得更为明显。
微激光 皮肤紧致 效果评价 弹性水平 micro laser skin compactness effect evaluation elasticity levels 
应用激光
2018, 38(6): 1072
作者单位
摘要
应用激光
2018, 38(6): 1077
作者单位
摘要
1 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃 兰州 730050
2 兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃 兰州 730050
为了提高新型Co-Al-W合金熔覆层质量及拓展其应用范围,采用场发射SEM观察、X射线衍射等方法对Co-Al-W合金涂层的形貌、组织特征、相组成及显微硬度进行了研究。结果表明,当P=1.6 kW,V=360 mm/s时,熔覆层具有最好的形貌、最佳的组织和工艺性能; 熔覆层主要是由基本上垂直于结合带的树枝晶和枝间共晶组织组成,树枝晶呈多方向生长; 在搭接重熔区,凝固组织有明显的粗化; 熔覆层合金主要由fcc的γ-Co基体及其上金属间化合物CoXAl和碳化物,如Cr23C6,Co6W6C共同组成; 熔覆层硬度总体上由表面到基体呈现下降趋势,熔覆层最高硬度可达732.9 HV1.0。
激光熔覆 Co-Al-W合金 熔覆层 微观组织 相组成 显微硬度 laser cladding Co-Al-W alloy cladding layer microstructure phase composition microhardness 
应用激光
2018, 38(6): 895
作者单位
摘要
1 华南师范大学 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东 广州 510006
2 大族激光科技产业集团股份有限公司,广东 深圳 518000
采用选区激光熔化(SLM)技术制备了CoCrMo合金。研究了激光线能量密度对SLM成型试样过程中飞溅行为的影响。在合理激光线能量密度区间,采用不同的激光能量和扫描速度进行块体成型试验,以高度方向尺寸精度为标准,选择最优工艺参数。在尺寸精度最高的前提下,研究了SLM成型CoCrMo合金试样的显微组织和力学性能。通过热处理工艺提高了试样的机械性能。研究结果表明,在激光线能量密度0.21 J/mm,激光功率115 W,扫描速度550 mm/s时,成型试样尺寸精确度可以达到0.03 mm。成型试样表面光滑,粗糙度Ra为6.149 μm,致密度可达99.7%,近乎全致密。在细晶强化作用下,成型试样的抗拉强度为1 057 MPa,延伸率为6.7%; T4热处理后,在固溶强化作用下,抗拉强度提升至1 153 MPa,延伸率提升至17.8%。
选区激光熔化 钴铬合金 飞溅行为 激光线能量密度 激光功率 扫描速度 selective laser melting CoCrMo alloy splash behavior laser line energy density laser power scanning speed 
应用激光
2018, 38(6): 902
作者单位
摘要
1 上海航天设备制造总厂有限公司,上海 200245
2 上海材料研究所,上海 200437
采用激光选区熔化工艺制备TC4钛合金试样,并主要研究了TC4合金微观组织的演变规律。结果表明,马氏体α′相的形貌、分布与激光能量密度密切相关,随着激光能量密度的增加,基本遵循如下演变规律: 非常细小的Z状马氏体α′相—细小的针状马氏体α′相—粗大的板条α相。能量密度的不同导致试样制备过程中热循环的差异,进而影响马氏体相的形貌与分布,这直接导致了初生、二次、三次和四次马氏体相的体积分数差异。
激光选区熔化 激光能量密度 组织演变 selective laser melting TC4 TC4 laser energy density microstructure evolution 
应用激光
2018, 38(6): 908
张喆 1,2,*王霏 1,2张际亮 1,2庄天涯 1,2刘华 1,2
作者单位
摘要
1 华侨大学 福建省特种能场制造重点实验室,福建 厦门 361021
2 华侨大学 厦门市数字化视觉测量重点实验室,福建 厦门 361021
钴铬合金是常用的人造骨骼材料,其多孔结构直接影响力学性能。应用选区激光熔化工艺成形多孔钴铬合金,设计4种常见的单元结构模型,通过数值模拟和实验验证,研究单元结构参数对多孔骨架抗压强度、弹性模量和应力应变关系等力学性能的影响。实验结果表明,具有交叉单元结构的多孔合金力学性能最优,结构中的形状突变会导致力学性能大幅降低,孔径的增大会降低合金力学性能,减小速率成反比例函数型减小。实验中所设计的A750和C结构的钴铬合金多孔骨具有较好的力学性能,满足人造骨骼的压缩性能需求。
选区激光熔化 多孔钴铬合金 单元结构 力学性能 selective laser melting porous cobalt-chromium alloy cell structure mechanical properties 
应用激光
2018, 38(6): 915
作者单位
摘要
兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃 兰州 730050
以ANSYS软件为平台,针对45钢表面激光熔覆Inconel 718合金建立了瞬态三维有限元温度场模型,采用半椭球体热源模拟半导体激光器矩形光斑热源,利用实验和模拟相结合的方法确定了最佳热源参数,然后就离焦量、激光功率、扫描速度对熔池最高温度、熔池尺寸的影响进行了数值模拟研究,确定了最优工艺参数为离焦量15 mm,扫描速度2.0 mm/s,激光功率1 300 W,并对最优工艺参数进行了实验验证。研究结果表明,建立合理的热源模型并采用正确的热源参数后,可以利用数值模拟的方法确定激光熔覆718合金的最优工艺参数,从而可大幅度减少实验工作量。
激光技术 激光熔覆 有限元模拟 半椭球热源 熔池尺寸 工艺参数 laser technology laser cladding finite element simulation semi ellipsoid heat source molten pool size process parameters 
应用激光
2018, 38(6): 920
作者单位
摘要
1 苏州市职业大学机电工程学院,江苏 苏州 215104
2 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
选区激光熔化(SLM) 快速成形金属模具,已成为该领域研究和应用的热点。对S136模具钢粉末在较优工艺参数下的SLM成形件进行微观组织及其形成机理研究。分析了测试件与粉末物相组成及受激光功率的影响规律,测定了熔池边界和熔池内部微观性能并分析了存在差异的原因。实验结果表明,SLM成形的S136模具钢试样接近全致密,熔道搭界良好,熔池边界清晰,但仍观察到微孔隙和微裂纹缺陷,在熔池内部和熔池边界及附近微观形貌不同,熔池边界附近呈现柱状晶,熔池内部呈现胞状晶,微观晶粒细小。成形件与粉末物相均由Fe-Cr相和CrFe7C0.45相组成,碳化物相CrFe7C0.45的含量随激光功率的增大而增多,熔池边界的弹性模量和显微硬度比熔池中心低。
选区激光熔化 微观组织 物相组成 显微硬度 弹性模量 selective laser melting microstructure phase composition micro-hardness elastic modulus 
应用激光
2018, 38(6): 927
作者单位
摘要
1 山东职业学院轨道交通应用技术研究所,山东 济南 230000
2 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,江西 南昌 330013
利用半导体激光器在45号钢表面制备了FeNiAl合金熔覆涂层,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)及能谱仪(EDS)对熔覆层的显微组织进行分析。利用显微硬度计和磨损试验机及多功能材料表面性能测试仪测试熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明,FeNiAl合金熔覆涂层组织均匀致密,与基体形成良好冶金结合; 熔覆涂层物相为AlNi、Al0.9Ni1.1、γ-Fe以及α-Fe相。随着扫描速度的增加,熔覆层的显微硬度和耐磨性表现为先升高后降低。当扫描速度为270 mm/min时,可得到显微硬度较高、耐磨性较好的熔覆涂层,此时熔覆层显微硬度为471.3 HV0.2,是基体的2.35倍,磨损量(载荷300 N)为0.007 1 g,是基体材料的2.8倍。
激光熔覆 扫描速度 组织 耐磨性 laser cladding scanning speed FeNiAl FeNiAl microstructure wear esistance 
应用激光
2018, 38(6): 934
作者单位
摘要
1 广东工业大学 广东省焊接工程技术研究中心,广东 广州 510006
2 广东锻压机床厂有限公司,广东 佛山 528300
针对V型坡口中厚板对接焊,研究一种噪声环境下应用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络补偿卡尔曼滤波(Kalman Filter,KF)误差的焊缝跟踪方法。根据三角测量原理设计激光结构光视觉传感器并采集焊缝图像,对受噪声干扰的焊缝图像进行预处理。采用基于光强度分布特性的灰度平方加权重心法提取结构光条纹中心线,通过道格拉斯-普克算法(Douglas-Peucker algorithm)和最小二乘法相结合的方法提取焊缝特征点。建立描述焊缝中心位置的系统状态方程与测量方程,运用RBF神经网络补偿卡尔曼滤波模型误差及噪声统计不确定性造成的滤波误差,修正卡尔曼滤波估计值。试验结果表明,RBF神经网络补偿卡尔曼滤波能够减小噪声干扰的影响,提高焊缝跟踪精度,有效抑制卡尔曼滤波发散。
卡尔曼滤波 RBF神经网络 焊缝跟踪 道格拉斯-普克算法 Kalman filter RBF neural network weld seam tracking Douglas-Peucker algorithm 
应用激光
2018, 38(6): 940
作者单位
摘要
大族激光科技产业集团股份有限公司,广东 深圳 518057
介绍了绿光激光器的发展现状及应用前景,对绿光激光焊接工艺进行了研究,并与传统近红外激光焊进行对比。在不同激光峰值功率、脉冲宽度下,测试激光焊接紫铜的焊缝成型。结果表明,随着激光峰值功率、脉宽的增加,绿光激光焊接紫铜的焊缝熔深、熔宽随之增加。绿光激光焊接紫铜最大熔深0.5 mm,由于光斑较小,更适合0.2 mm紫铜搭接焊。相比传统近红外激光焊接,绿光激光焊接焊点一致性良好、表面光滑美观、无飞溅。
绿光激光 激光焊接 紫铜焊接 green laser laser welding copper welding 
应用激光
2018, 38(6): 946
成健 1,2,*黄易 2杨新龙 3李帅 2[ ... ]刘顿 1,2
作者单位
摘要
1 现代制造质量工程湖北省重点实验室,湖北 武汉 430068
2 湖北工业大学机械工程学院,湖北 武汉 430068
3 沈阳精合数控科技开发有限公司,辽宁 沈阳 110131
4 上海市激光技术研究所,上海 200233
5 上海市激光束精细加工重点实验室,上海 200233
6 上海激光智能制造工程技术研究中心,上海 200233
激光焊接因其能量集中、热影响区小和易于自动化等优势在各行业中得到了广泛应用,特别是在动力电池焊接领域铝合金的激光焊接技术得到了极高关注。利用准连续脉冲激光器实验研究铝合金焊接问题,探讨不同激光工艺参数对铝合金焊接性能的影响,改变激光功率和焊接速度来研究其对焊缝力学性能和形貌的影响。实验研究发现,激光工艺参数对铝合金焊缝抗拉强度和熔池形貌有较大影响,选择合适的激光工艺参数有利于提高焊缝的抗拉强度,减少焊缝缺陷。
激光焊接 铝合金 穿透焊 动力电池 laser welding aluminum alloy penetration welding power battery 
应用激光
2018, 38(6): 953
李敏 1,2,*荣佑民 3
作者单位
摘要
1 江汉大学光电化学材料与器件教育部重点实验室,湖北 武汉 430056
2 江汉大学化学与环境工程学院,湖北 武汉 430056
3 华中科技大学机械科学与工程学院,湖北 武汉 430074
选取耐高温石英玻璃作为观测介质,试验研究了焊接速度对动态匙孔及焊缝质量的影响行为。首先,瞬态匙孔存在波动行为,其1.0、1.5 和2.0 m/min不同焊接速度下的平均深度分别为4.57、4.98和2.01 mm; 其次,随着焊接速度的增加,焊缝上宽度从2.1、1.2至 0.7 mm逐渐变窄; 进一步,1.5 m/min和2.0 m/min焊接速度下焊缝微观组织出现鳞状奥氏体; 最后,在给定的三种不同焊接速度下,焊接速度1.5 m/min情况下的匙孔动态行为更有助于获得好的焊缝形貌和可接受的微观组织。
激光焊接 匙孔动态行为 焊缝形貌 微观组织 laser welding keyhole dynamic behavior weld profile microstructure 
应用激光
2018, 38(6): 959
作者单位
摘要
武汉职业技术学院电子信息工程学院,湖北 武汉 430074
针对压铸铝与6063铝合金焊接中焊缝内部存在气孔的问题,采用功率为1 000 W光纤激光器进行焊接实验,通过对激光重复频率进行实验,得到没有气孔的焊缝。然后对激光功率、焊接速度及激光重复频率三因素进行正交实验,得到最佳工艺参数,焊缝接头最大强度为120.5 MPa。对焊缝表面成型进行研究,结果表明,焊缝成型状态直接影响了焊接接头强度。
压铸铝 6063铝合金 激光焊接 气孔 die-cast aluminum 6063 aluminum alloy laser welding porosity 
应用激光
2018, 38(6): 963
戴超伦 1,*刘亚 1赵旸 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学工程科学学院,安徽 合肥 230000
2 中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽 合肥 230000
随着微电子技术的发展,金/二氧化硅薄膜结构作为微电子器件中常见的结构,其较低的界面热导数值对器件散热造成困难,提高金/二氧化硅界面热导并对该界面热导进行准确测量变得越来越重要。采用基于时域热反射法搭建的双光束飞秒激光瞬态热反射测量系统对不同厚度铬粘附层的金/二氧化硅界面热导进行测量。铬粘附层厚度范围为0~4 nm,通过控制磁控溅射镀铬粘附层的时间来控制厚度。测量结果表明铬粘附层的存在对金/二氧化硅界面热导提升有重要作用,随着铬粘附层厚度增大,金/二氧化硅间的界面热导数值有微弱的增大趋势,基本不变。铬粘附层使金与二氧化硅之间的结合由物理粘附转化为化学粘附,增大界面之间的结合力,从而起到增大界面热导的作用。利用纳米划痕实验法比较了不同铬粘附层厚度的金/二氧化硅间的界面结合力,其结果与界面热导数值具有相同的趋势。
界面热导 飞秒激光 时域热反射 粘附层 thermal boundary conductance femtosecond laser time-domain thermoreflectance adhesion layer 
应用激光
2018, 38(6): 968
作者单位
摘要
1 云南电网有限责任公司电力科学研究院,云南 昆明 650217
2 云南电网有限责任公司电力科学研究院临沧供电局,云南 临沧 677000
激光除锈是一种新兴的绿色除锈技术,近年来得到了广泛的关注。采用脉冲光纤激光器,对深度锈蚀钢板进行了除锈工艺研究,包括扫描速度、扫描策略、激光重复频率等。结果表明,对于深度锈蚀钢板,采用高低扫描速度组合能获得良好的除锈效果; 激光重复频率及扫描间距也对除锈效果有很大的影响,存在一最佳参数,过低由于激光能量输入大造成二次氧化,过大由于激光能量小难以将锈蚀清除干净。最后获得了优化的工艺参数为激光功率19.5 W,扫描间距0.03 mm,激光脉冲频率50 kHz; 先采用低扫描速度800 mm/s扫描4次,然后采用高扫描速度3 000 mm/s扫描2次。
激光除锈 工艺参数 深度锈蚀 laser rust removing process parameters deep rusting 
应用激光
2018, 38(6): 975
张瑄珺 1,2,3,4,*沈佳骏 1,2王健超 1,2,3,4
作者单位
摘要
1 上海市激光技术研究所,上海 200223
2 上海市激光束精细加工重点实验室,上海 200233
3 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心,上海 200233
4 上海激光智能制造工程技术研究中心,上海 200233
采用皮秒激光在不锈钢表面加工形成了6种不同规则形态的微结构,这些微结构微观形貌呈现微米级类波纹状突起,突起表面分布有一个个纳米级的小微坑。加工区域元素的组成成分基本和基底一样,含量也接近,只有C元素含量有所增加,Fe元素含量有所降低。织构区域的摩擦系数普遍都比无织构区域小,无织构的不锈钢薄板摩擦系数在0.8~0.9之间,而织构过的表面摩擦系数明显降低,在0.1~0.2之间。摩擦系数均呈现出先爬升后稳定的变化,但织构表面相对未织构表面摩擦系数达到稳定状态的时间较短。织构表面摩擦系数在4 000~7 500 s时显著升高,表面微结构的减磨作用贡献结束。织构表面磨斑均比原始表面的磨斑宽,当摩擦方向垂直于织构表面,具有更好的减磨作用。
皮秒激光 表面织构 微结构 摩擦性能 picosecond laser surface texture microstructure friction performance 
应用激光
2018, 38(6): 981
作者单位
摘要
1 东华大学理学院,上海 201620
2 东华大学信息科学与技术学院,上海 201620
旨在解决生物活性骨骼应变检测难题,研究了激光散斑干涉应变检测原理及关键技术。通过分析影响生物活性骨骼散斑干涉稳定成像的因素,提出了一种基于磷酸盐缓冲溶液(PBS)介质环境下激光散斑干涉成像的新方法。采用散斑图像局部空间衬比度算法,对空气介质和液体介质激光散斑的稳定性进行了对比及评估。同时,为了验证所提出应变检测方法的有效性,设计了实验装置,并采用生物活性骨骼样本对所提出方法进行了应变检测实验,验证了所提出方法的有效性。
生物活性骨骼 应变检测 PBS溶液 散斑干涉 散斑稳定性 bioactive bone strain detection PBS solution laser speckle interferometry speckle stability 
应用激光
2018, 38(6): 987
作者单位
摘要
华北电力大学(保定)热能系,河北 保定 071000
可调谐激光吸收光谱(TDLAS)技术常用于气体检测,但是某些气体在线强较弱或者低压、低浓度条件下,吸收信号微弱、信噪比高、检测精度低。根据Beer-Lambert定律,提升吸收光程能有效提升吸收信号强度。仿真并设计了一Herriott池结构的多光程测量系统,并对系统有效性以及精确性进行了检验。系统整合在5U机箱内,吸收光路固定,设置了参考光路消除空气中组分吸收影响。只需通过抽气进气阀控制气室内压力,调节激光控制器即可采集数据。系统单光程长204 mm,设计反射100次,实际有效光程为20.28 m。经检测,系统在真空条件下漏气率为56 Pa/h,在低压(10 kPa)条件下漏气率为15 Pa/h。将该系统与普通直接吸收系统对2 005 ppm标准NH3气体检测结果进行了比较,前者吸收率峰值较普通直接吸收系统增强了50倍左右。结果表明,该系统检测误差为2.9%,普通直接吸收系统检测误差高达37.4%。该系统可有效应用于低压、弱吸收线强条件下气体及微量气体现场精确检测。
可调谐激光吸收光谱 Herriott池 NH3浓度测量 tunable laser absorption spectroscopy Herriott cell NH3 concentration measurement 
应用激光
2018, 38(6): 993