激光熔敷WC-TiN-SiC-Co高硬质合金及机理初探

叙述了用一台输出功率为2kW的连续CO₂激光器,在碳钢表面实现了激光熔敷WC-TiN-SiC-Co高硬质合金的实验方法,并对激光处理后的样品,从相的组成,显微组织,硬度分布及耐磨性能等方面作了综合分析。结果表明:样品表面的化学成分,显微组织和机械性能都发生了根本性转变和很大的提高,同时对激光熔敷形成高硬质合金的机理作了初步的探讨。 关键词：     

Cd0.96Zn0.04Te低温Raman光谱中荧光背景的猝灭现象

研究了Cd_0.96Zn_0.04Te表面低温Raman散射光谱中的样品荧光背景随激光功率的变化行为,观察到了荧光的“猝灭”现象和同时伴随的声子峰红移.分析表明样品荧光的“猝灭”现象与声子峰红移显示的表面结构变化有关,而激光对Cd_0.96Zn_0.04Te表面的加热是导致表面晶体结构变化的原因. 关键词： 低温Raman光谱 0.96Zn_0.04Te')" href="#">Cd_0.96Zn_0.04Te 荧光背景 猝灭     

碳笼俘获钇原子的激光消融质谱研究

将激光消融质谱技术应用于碳笼内部嵌入钇原子形成含钇碳笼包合物的研究．实验采用石墨/Y₂O₃组合棒电弧蒸发法制备含钇碳笼包合物．激光消融质谱实验结果表明，YC₈₂存在且聚集在样品表面，不同条件下制备的YC₈₂的产额不同．此外，还研究了YC₈₂在空气中稳定性的问题，并从理论上分析了YC₈₂存在的原因 关键词：     

由于表面粗糙引起的激光声表面波色散的实验和理论研究

表面粗糙是材料制造过程中必有的副产物, 粗糙表面会引起其中传播的声表面波的速度发生变化. 在利用激光声表面波对材料性质进行评估时, 常用宽带的激光声表面波速度频散特性对材料性质进行反演. 为了研究表面粗糙度是否能作为反演的特征参数之一, 本文建立了激光在表面粗糙样品中激发声表面波、聚偏氟乙烯换能器宽带接收声表面波的实验装置来研究不同粗糙度表面对声表面波速度的影响; 理论上建立了激光在粗糙表面中激发声表面波的计算模型, 利用有限元法得到声表面波的时域特征, 并进一步得到声表面波的速度色散曲线, 理论结果和实验结果能很好地拟合. 这为利用激光声表面波对表面粗糙的评估提供理论和实验依据. 关键词： 表面粗糙 激光声表面波 速度色散 聚偏氟乙烯传感器 有限元法     

连续激光诱导Zn/InP掺杂过程中温度分布的解析计算

在实验的基础上，分析表面蒸发Zn的InP样品在连续激光诱导下掺杂Zn过程.在一维热传导问题的第三类边界条件下，给出激光辐照有限厚双层材料Zn/InP温度分布的一种直观简洁的解析形式. 关键词： 激光诱导掺杂 Zn/InP 温度分布     

飞秒激光在空气和水中对硅片烧蚀加工的实验研究

采用1 kHz,800 nm,50 fs—24 ps的钛宝石激光脉冲对单晶硅样品在空气和水溶液环境中的烧蚀加工特性进行了研究.实验观察到了超短脉冲激光在空气氛围中烧蚀形成的双层环状结构,分析揭示了加工区域中心和边缘的烧蚀物理机制分别为热熔化和库仑爆炸,并测量了双层环状结构半径随入射激光能量、脉冲数及持续时间等的变化关系,结果表明获取较大深-宽比的加工效果需选择小能量脉冲激光的多次作用.在水溶液环境中,实验发现飞秒激光在样品表面诱导产生了亚微米量级的多孔状结构,而皮秒激光则更容易实现对硅表面的非热性去除.这是由于激光诱导的光机械应力和空泡效应随脉冲宽度变大而增强所致,在实验上确立了区分这两种不同加工状态的临界脉冲宽度. 关键词： 飞秒激光 硅片 激光加工     

光学玻璃基底原子层同质材料沉积薄膜光谱及激光诱导损伤特性研究

通过原子层沉积技术在熔石英玻璃表面制备了同质材料的单层SiO₂薄膜,对光学薄膜的物理化学性质和强激光辐照下的激光诱导损伤性能进行了深入研究。实验中采用双叔丁基氨基硅烷（BTBAS）和臭氧（O₃）作为反应前驱体,在熔石英光学元件表面进行了SiO₂薄膜的原子层沉积工艺研究,以不同沉积温度条件制备了一系列膜样品。首先对原子层沉积特性和薄膜均匀性展开了研究,发现薄膜生长厚度与沉积循环次数之间符合线性生长规律,验证了制备薄膜的原子级逐层生长特性,并且表面沉积膜层的均匀性很好,其测得膜厚波动不超过2%。然后针对不同温度条件下沉积的SiO₂薄膜,对其粗糙度及各类光谱特性展开了研究,对比结果表明：样品的表面粗糙度在镀膜后有轻微的降低;薄膜样品在200～1 000 nm范围内具有出色的透过率,均超过90%并逐渐趋近于93.3%,且其透射光谱与在裸露熔石英衬底上测得的光谱没有明显差异;镀膜前后荧光光谱和傅里叶变换红外光谱的差异证实了原子层沉积SiO₂膜中点缺陷（非桥键氧、氧空位、羟基等）的存在,这将会影响薄膜耐损伤性能。最后对衬底和膜样品进行了紫外激光诱导损伤测试,损伤阈值的变化表明熔石英元件表面沉积薄膜后的激光损伤性能有所降低,其零概率损伤阈值从31.8 J·cm-2减小到20 J·cm-2左右,与光谱缺陷情况表征相符合。薄膜中点缺陷部位会吸收紫外激光能量,导致局域温度升高,进而出现激光诱导损伤现象并降低抗激光损伤阈值。在选定的沉积温度范围内,较高温度条件下沉积的SiO₂薄膜其激光诱导损伤性能更好,可以控制沉积温度条件使得元件的抗损伤性能更为接近衬底本身,后续有望通过其他反应参数的优化来获得薄膜抗损伤性能的进一步提升。     

碳涂层对激光诱导金属等离子体辐射强度的影响

为了降低样品表面对激光束的反射率,提高激光诱导等离子体的辐射强度,文章报道了一种在钢样品表面涂抹碳层的方法.实验结果表明,当一束高能量激光(～25 D作用于覆盖有适当厚度碳涂层的钢样品时,激光等离子体发射的谱线强度提高了10%～28%.为解释谱线强度增强的机理,测量了等离子体的激发温度.此外,实验研究还发现,更强的原子发射光谱出现在激光等离子体径向的1 mm处,而不是在其中心位置.     

激光熔敷WC—TiN—SiC—Co高硬质合金及机理初探

叙述了用一台输出功率为２ｋＷ的连续ＣＯ２激光器，在碳钢表面实现了激光熔敷ＷＣ－ＴｉＮ－ＳｉＣ－Ｃｏ高硬质合金的实验方法，并对激光处理后的样品，从相的组成，显微组织，硬度分布及耐磨性能等方面作了综合分析。结果表明：样品表面的化学成分，显微组织和机械性能都发生了根本性转变和很大的提高，同时对激光熔敷形成高硬质合金的机理作了初步的探讨。     

透镜与样品之间距离对激光等离子体辐射特性的影响

采用高能量钕玻璃激光器产生的激光(～25J)在减压氩气环境下诱导钢和土壤样品等离子体,研究了激光束聚焦透镜(f=130 mm)与样品之间距离对等离子体辐射特性的影响。实验结果表明,当聚焦透镜的焦点围绕样品表面上下移动时,对于合金钢样品,激光束焦斑位于样品表面以下0.4 mm左右,则激光等离子体的辐射强度、激发温度和物质烧蚀质量均出现最大值;而对于土壤样品,当激光束聚焦位置在样品表面以下0.2 mm左右,等离子体辐射强度和物质烧蚀质量具有最大值。为了比较透镜与样品之间距离对等离子体形状的影响,也拍摄了氩气和空气环境下产生的激光等离子体象。所得结果证明,激光等离子体特性明显依赖于透镜与样品之间距离。     

Calculation of thermal processes upon the laser modification of HTSC ceramics aimed at increasing the critical current

A mathematical model for the heating of a surface layer of HTSC ceramics by a CW laser beam scanned at a constant rate is considered. The calculated depths of the molten region are presented for the heating of the Bi(2223) ceramics by a CW CO₂ laser. The theoretical results are in reasonable agreement with the experimental data. The calculations can be used for the optimization of laser processing of superconducting ceramics aimed at increasing the critical current density.     

半导体的CO2激光退火和合金化

本文主要研究连续CO₂激光对半导体的照射效应。实验结果与理论分析说明,用连续CO₂激光照射可将半导体样片加热到所需的温度。与其它短波长的激光不同,波长为10.6μm的连续CO₂激光照射半导体有如下特点:CO₂激光是借助于自由载流子吸收与半导体耦合;样片在深度方向被均匀加热;激光背面照射可以增强退火效果。连续CO₂激光照射可以固相外延再生长的方式使As离子注入Si的损伤层退火恢复。在再生长的过程中注入的As离子进入替位,电激活率很高,而且不发生杂质再分布。将连续CO₂激光背面照射成功地应用于GaAsFET制备欧姆接触,既可避免激光正面照射对器件结构的破坏,又能得到比热退火为好的电学性能。 关键词：     

非均匀光斑导致相变镜镜面偏转的研究

 针对高功率激光器中非均匀光斑热致变形导致光轴偏转的问题，提出用相变致冷镜作为腔镜来减小镜面变形峰谷值和角向偏转，在2kW连续二氧化碳激光器上进行了热变形和光束漂移实验。实验表明，与普通实心硅镜相比，相变致冷镜镜面温度分布更均匀，可有效地减小镜面偏转角和光斑中心漂移，提高远场光束质量。     

Formation of TiO2 film with lower electrical resistance by aerosol beam and fiber laser irradiation

Titanium dioxide (TiO₂) is a functional ceramic with unique photoconductive and photocatalytic properties. In our previous study, a TiO₂ film was formed by aerosol beam irradiation. The films were darkened by femtosecond laser irradiation in air. Then electrical resistance of the darkened area on the film decreased. The heating process is also a useful method to vary the TiO₂ film property. Local heating can be performed by using a continuous wave (CW) fiber laser. In this study, the film was irradiated with a commercial CW fiber laser in vacuum. Laser irradiated area on the film was also darkened after CW fiber laser irradiation. The electrical resistance of the darkened area on the films was decreased as laser fluence was increased. Electrical resistance of the darkened area after CW fiber laser irradiation in vacuum was much smaller than that after femtosecond laser irradiation.     

CO2 laser cutting of MDF: 1. Determination of process parameter settings

This paper details an investigation into the laser processing of medium-density fibreboard (MDF). Part 1 reports on the determination of process parameter settings for the effective cutting of MDF by CO₂ laser, using an established experimental methodology developed to study the interrelationship between and effects of varying laser set-up parameters. Results are presented for both continuous wave (CW) and pulse mode (PM) cutting, and the associated cut quality effects have been commented on.     

Experimental studies on the microstructure and hardness of laser-treated steel specimens

An experimental investigation with 5 kW CW CO₂ laser system was carried out to study the effects of different laser and process parameters on the microstructure and hardness of carbon steel specimen with varying carbon percentage. The laser beam is allowed to scan on the surface of the work piece varying the power (1.1–2.5 kW) and traverse speed (6–15 mm/s) at two different spot sizes using TEM_01* mode laser beam. The most hardenable microstructure achieved in case of three grades of carbon steel and the most influencing parameter on the value of hardness are reported. Besides the above study, some multipass operations are also carried out to recommend an appropriate gap between consecutive passes.     

大非线性相移下光学非线性Z扫描特性的研究

采用高斯分解法(GD)对大非线性相移下的Z扫描特性进行了分析，通过对数值算法的优化，将GD推广到对脉冲入射激光下大非线性相移下的Z扫描理论分析.对不同条件下大非线性相移Z扫描曲线峰谷结构的比较，发现在大非线性相移的情况下，Z扫描曲线的峰和谷随透过光阑或入射光强变化表现出某些新的特性.随着透过光阑孔径的增加，Z扫描曲线峰的变化要明显快于谷的变化，而且在谷明显存在的情况下，峰很快消失.采用皮秒脉冲激光下的纯二硫化碳实验对理论结果加以验证，实验结果和理论分析相一致.我们的分析结果对大非线性相移下Z扫描测量有一定的指导性意义，避免在大非线性相移下对Z扫描结果产生错误的分析. 关键词： 大非线性相移 高斯分解法 Z扫描     

Diode-pumped Yb:GSO-LBO laser at 544 nm

We report a green laser at 544 nm generation by intracavity frequency doubling of a continuous wave (CW) laser operation of a 1088 nm Yb:GSO laser under in-band diode pumping at 940 nm. An LiB₃O₅ (LBO) crystal, cut for critical type I phase matching at room temperature is used for second harmonic generation of the laser. At an incident pump power of 17.8 W, as high as 444 mW of CW output power at 544 nm is achieved. The fluctuation of the green output power was better than 4.6% in the given 4 h.     

1.06μm连续与脉冲激光对GaAs材料的联合破坏效应

 通过1.06μm连续激光和脉冲激光联合破坏GaAs材料的实验研究, 给出了GaAs材料在三种不同的连续激光功率密度辐照下, 所需脉冲激光的破坏阈值, 结果表明, 联合破坏时所需脉冲激光的破坏阈值小于单独使用脉冲激光的破坏阈值。根据轴对称二维热模型, 计算了三种情况下连续激光辐照时GaAs材料的表面温度分布曲线及表面辐照中心处温升随辐照时间的关系, 并估算了其后作用的脉冲激光对材料的温升, 对实验及计算结果进行了分析, 并着重比较了联合破坏方式和单独破坏方式的优缺点。