激光脉冲超声调制打孔的研究

分析了采用规则激光脉冲尖峰序列打孔的优点及脉冲尖峰参数的选择。对激光脉冲尖峰超声调制的一些规律及对打孔的影响进行了研究。实验和分析表明,采用超声调制打孔可较大地改善打孔的精度、表面质量及打孔的重复性。     

脉冲激光对单晶硅打孔的研究

采用波长为1064 nm的重复脉冲激光对单晶硅进行打孔实验,观测了小孔烧蚀深度以及表面孔径大小随脉冲个数的变化规律,并对激光辐照单晶硅的热力学过程进行了理论分析。研究结果表明:入射激光在穿过等离子体到达单晶硅的表面时,光斑尺寸会有所增大,小孔孔径会大于聚焦光束尺寸。小孔内的等离子体本身具有很高的温度,高温等离子体在膨胀过程中会通过热辐射和热传导等过程向小孔周围传递热量,这也会对小孔孔径起到一定的拓展作用。当脉冲个数低于6个时,孔深随入射脉冲个数的增加近似线性增长,而后开始缓慢增长直至保持不变,这主要是由激光等离子体屏蔽效应决定的。     

激光打孔脉冲波形探讨

研究了打孔激光脉冲与材料的相互作用，提出一种新的深孔加工激光脉冲波形，更符合打孔过程向加工区输入能量的规律性，比常规波形脉冲更有利于打孔加工。     

脉冲激光打孔声波产生机理研究

为了研究激光打孔过程中声波信号产生机理。利用电容传声器、PVDF传感器分别测量了激光打孔过程中的声波型号与冲击波信号,比较并分析了氧气为辅助气体、无辅助气体时声波信号的异同。研究结果表明:激光作用于孔内材料诱导产生的等离子体冲击波是激光打孔过程中产生声波的主要原因;辅助气体不是产生声波信号的必要条件;氧气作为辅助气时起到两方面作用:一方面,气流的物理作用减弱材料蒸汽和等离子对激光的屏蔽效应,维持较为连续的声波信号输出;另一方面,氧气的化学作用会增强材料蒸汽和等离子的屏蔽效应。氧气的物理作用与化学作用交替进行产生了不连续的声波信号。     

复合脉冲深度激光打孔的实验研究

为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物主要靠高峰值功率密度的激光脉冲串,并研究了脉冲能量、脉冲宽度、打孔方式等不同激光参量下的激光打孔效果。结果表明,与长脉冲激光单独激光打孔相比,复合脉冲激光打孔能大幅减小穿孔时间,对脉宽2ms、单脉冲能量2.9J的长脉冲,复合脉冲打孔速率提高2.3倍,所需能量减少20%,且脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,打孔速率越快。此研究为复合脉冲打孔的激光器选择提供了依据。     

脉冲激光对镍钴基超合金打孔研究

用美国光谱物理公司生产的四倍频Nd∶YAG调Q脉冲激光器,激光输出波长在1064 nm时最大输出能量为1500 mJ,532 nm时为800 mJ,532 nm时为475 mJ ,266 nm时150 mJ.脉冲宽度8 ns, 激光重复率10 Hz;打孔材料为Ni-Go基超合金Inconel-718.这种合金材料除了Ni、Go以外,还含有Cr,Fe,Mo,Ti,Al,Cd和C等. 我们使用短脉冲的4个不同波长的激光对718合金进行打孔,研究了不同波长、不同激光能量和不同透镜焦距对打孔速率和质量的影响.实验表明,在其它条件不变的情况下,存在最佳激光能量和透镜焦距;激光的波长越短,打孔的速率越快同时打孔的质量也越好,即;短波长激光打孔时,孔周围的再铸层和微裂纹明显减少;并讨论了激光与镍钴基超合金作用时的物理现象.(OE8)     

多激光脉冲打孔能量的程序控制

在多激光脉冲打孔时,为了提高孔形质量可以采用变能量打孔的方法。文献[2]提出:在孔径大而深的情况下,光脉冲串的能量应呈阶梯状增加;在孔径小而深的情况下,光脉冲串的能量应呈阶梯状减小。另外,还有一些非单调变化的变能量打孔方式。实践证明:如能在打孔中准确而又迅速地变换打孔能量,就能提高打孔速度和质量,获得较好的经济效益。 图1示出一种可靠的多激光脉冲打孔能量程序     

三脉冲激光支持爆轰波打孔实验

激光支持爆轰波在航天推进,激光微加工等领域具有广泛的应用前景。本文通过改进调Q技术,在一次氙灯泵浦的时间内输出3个强脉冲,对铝靶材进行打孔实验.研究结果表明:三脉冲激光对铝材料烧蚀,产生空洞结构,材料在三脉冲激光产生的爆轰波作用下被充分消融并向空洞结构四周扩散,沉积。     

脉冲间隔调制激光通讯系统

激光通讯过去受到来自光频杂散光子干扰量子噪声的影响,其前景似乎有些暗淡,现在已比较光明。有人提出一种脉冲间隔调制系统,考虑了杂散光子的几率,以几种可能的编码时间间隔之一发送短而高峰值的激光脉冲,在接收器处消除杂散光子。     

准光柱聚焦法激光打孔的研究

孔的质量(精度,表面质量和稳定性)受熔化孔壁的影响。为了减少这种不良影响,提出了准光柱聚焦法打孔工艺。通过理论和试验分析表明,打孔效果优于一般光锥聚焦法打孔。     

短脉冲激光微孔制备的双脉冲方法研究

为了提高纳秒短脉冲激光微孔制备的加工效率,采用了一种新颖的双脉冲方法。通过时域脉冲塑形将调Q激光器产生的普通纳秒脉冲变换为具有几十纳秒脉冲时间间隔的双脉冲序列。使用这种双脉冲序列对不锈钢试件进行打孔实验,与传统单脉冲打孔结果对比发现,在一定条件下双脉冲序列能将打孔烧蚀率提高一个数量级以上。实验中研究了脉冲能量、重复频率以及环境气体压力对双脉冲序列烧蚀率的影响,并将脉冲烧蚀率提高的原因归结为材料预加热、材料溶液的加速以及瞬时准真空环境,对各种机制分别进行了讨论。结果表明,采用双脉冲方法替代普通单脉冲进行金属打孔,可以在相同能量密度,相同脉冲重复频率的情况下大幅度提高脉冲烧蚀率,为高效激光微孔制备提供了新方法。     

扫频场作用下原子多步级联共振光电离

通过对薛定谔方程的数值解,给出了扫频脉冲光场对四能级原子系统作用的结果,说明了扫频脉冲光场应用于高斯分布的多普勒加宽原子统计系统,在适当的扫频条件和激光功率下能得到比单色或调幅脉冲光场更有效的三步光电离。     

脉冲调制减小CO2激光焊接气孔倾向的研究

针对激光深熔焊过程中易出现的气孔问题 ,本文研究了激光焊接时脉冲频率对焊缝气孔倾向及焊缝成形的影响规律。利用自制的斩波盘式激光脉冲调制机构和 3kW快轴流CO2 激光器进行了 5mm低碳钢板的激光焊接 ,分析了不同脉冲频率条件下焊缝成形和气孔分布。结果表明 ,厚板连续激光焊接时 ,气孔倾向十分严重 ,在未焊透的焊缝中 ,气孔主要分布在焊缝的根部 ,而采用频率在 15 - 2 0Hz范围的脉冲激光焊接 ,能显著减少焊缝中的气孔     

紫外ns激光脉宽的研究

实验装置中激光器的放电体积为: V:340000(mm~3) 在主放电电极的垂直平面内安装二排针式预电离电极,每排由相距0.6mm的27个针电极串联而成。 放电回路为转移回路,如图1所示。电容C_1、C分别为38nF,35kV;18nF,30kV。SG_1和SG~2分别为主放和预放电回路的触发球隙,在SG_1中充     

钙离子和溴化亚铜共振亚稳跃迁激光脉冲的研究

铜蒸汽激光器是一种典型的共振亚稳跃迁激光，通常认为其激光脉冲出现于电流脉冲的前沿。实验研究表明，钙离子激光冲在各种上始终在电流脉冲的前沿,而对于CuBr激光，其脉冲的延时时间与工作温度有关。由于工作物质铜原子是通过分解CuBr成为铜离子，再由铜离子复合成铜原子，故工作温度较低时，复合系数较大，造成激光脉冲的延时时间变长，而当工作温度较高时，复合系数变小，使激光脉冲提前。     

大气激光通信中压缩数字脉冲间隔调制技术

为了提高大气光通信信息传输的高效性和可靠性,提出一种压缩数字脉冲间隔调制( CDPIM)技术。该技术对相邻4位信息码组分别经PPM编码后,把编码脉冲之间多余的空闲时隙用分段压缩码进行替换来进行编码。描述了CDPIM的符号结构,运用Matlab对发射功率、频带利用率、信道容量占用率、传输误包率等的仿真结果表明：在相同位分辨率4时,CDPIM的发射功率比FDPIM的发射功率节约23%,CDPIM的频带利用率比DPIM的频带利用率提高72%,CDPIM的传输容量比OOK的传输容量提高67%。在相同信噪比2时,CDPIM的误包率比DPIM的误包率提高60%,而且CDPIM调制技术能对接收的错误码组进行有效的自我纠错。