大功率盘形激光焊接飞溅动态识别和特征分析

提出了一种识别飞溅动态并基于飞溅特征分析焊接状态的方法.以304不锈钢板为试验对象,进行大功率盘形激光平板堆焊试验.利用高速相机捕捉紫外波段和可见光波段的飞溅图像,通过图像处理提取飞溅特征参数,包括质心位置、面积、灰度、平均灰度和半径.基于飞溅特征参数建立飞溅搜索信息库和相似度函数,用于识别飞溅、计算飞溅体积和灰度以及...     

大功率盘形激光焊接飞溅动态识别和特征分析（英文）

提出了一种识别飞溅动态并基于飞溅特征分析焊接状态的方法。以304不锈钢板为试验对象,进行大功率盘形激光平板堆焊试验。利用高速相机捕捉紫外波段和可见光波段的飞溅图像,通过图像处理提取飞溅特征参数,包括质心位置、面积、灰度、平均灰度和半径。基于飞溅特征参数建立飞溅搜索信息库和相似度函数,用于识别飞溅、计算飞溅体积和灰度以及评估焊接状态。通过焊缝宽度与飞溅特征信息的比较,研究焊接状态与飞溅特征参数之间的内在关系。对飞溅特征与焊接状态之间关系进行了试验分析,结果表明,激光焊接过程中飞溅的体积和灰度值增大,焊缝宽度会相应减小,通过飞溅特征参数可有效监测和评估大功率盘形激光焊接过程的状态。     

大功率光纤激光焊焊缝跟踪偏差红外检测方法

精确控制激光束使其始终对准并跟踪焊缝是保证激光焊接质量的前提.针对大功率(激光功率10 kW)光纤激光焊接304型不锈钢紧密对接焊缝(间隙为0-0.1 mm),研究一种基于红外热像的焊缝跟踪偏差检测新方法. 采用红外传感高速摄像机摄取焊接区域熔池红外动态热像,分析激光束对准和偏离焊缝中心时的熔池温度分布和红外辐射特性,以熔池匙孔形变参数和热堆积效应参数作为激光束与焊缝中心偏差检测特征值,通过图像识别技术研究和分析特征值与焊缝偏差之间的关系. 激光焊接试验结果表明,熔池匙孔形变参数和热堆积效应参数与焊缝偏差 关键词： 大功率光纤激光焊 焊缝跟踪偏差 红外热像 检测     

大功率半导体激光合束进展

经过近30年的发展,半导体激光器已由信息器件逐步发展成为能量器件,特别是大功率高光束质量半导体激光器,已从泵浦光源过渡成为直接作用光源,并部分应用在加工及国防领域。本文介绍了大功率半导体激光单元发展现状,分析讨论了各种激光合束技术及相应的合束光源,介绍了长春光机所在激光合束方面所做的部分工作,提出了我国半导体激光产业建设及发展的几点建议,并对半导体激光技术的发展新动向进行了展望。随着单元亮度的提升和合束技术的成熟,大功率半导体激光源作为间接光源和直接作用光源将在国防和工业领域大放异彩。     

盘型激光焊金属蒸汽特征色调-色饱和度-亮度分析法研究

对于大功率盘型激光焊,金属焊件表面在激光束辐射下强烈汽化并形成等离子体状的金属蒸汽羽状物. 该金属蒸汽羽状物可逆向激光束传输,对激光有明显的屏蔽作用, 降低激光辐射至焊件的能量密度,影响焊接效率和质量. 因此研究金属蒸汽特征变化规律及其与焊接质量之间的关联 ,可实现由金属蒸汽特征实时监测激光焊接状态. 以10 kW大功率盘型连续激光焊接304不锈钢钢板为试验对象, 应用高速摄像机摄取金属蒸汽动态图像,将其转换至色调-色饱和度-亮度空间, 提取金属蒸汽面积、激光束受影响路径长度等相关特征量, 以焊缝熔宽的变化作为衡量焊接状态稳定性的参数. 通过金属蒸汽特征值的均值统计和方差分析,试验证明根据金属蒸汽面积和激光束受影响路径长度等金属蒸汽特征可有效地反映熔宽质量, 从而对焊接状况做出动态评估.     

基于4 kW YAG激光器的激光拼焊焊接工艺

分析了激光拼焊工艺特征,重点研究了在大功率固体激光器条件下,激光拼焊焊接工艺中激光功率、焊接速度和离焦量等因素变化对焊接质量的影响,得出了变化规律曲线。并系统全面地研究了目前汽车常用板材全厚度系列激光拼焊工艺,采用叠代寻优的方法获得到了适用于全自动激光拼焊生产线的优化工艺规范。     

基于光压原理的大功率激光功率测量北大核心CSCD

大功率激光功率测量常用量热法,但溯源复杂。介绍了具有较高测量精度的基于光压原理的大功率激光功率测量方法,设计了利用1/10^(5)精度天平大功率激光测量实验,测试了基于GaAs半导体材料制作的反射镜的反射率及损伤阈值,确定了基于GaAs半导体材料反射镜的相关性能。得到了普通实验室条件下的功率测量重复性及线性,验证了1/10^(5)精度天平用于大功率激光测量的可行性。通过实验结果结合理论计算,得出利用1/10^(5)精度天平的光压测量功率的测量上限可以达到3×10^(4)W以上。     

大功率光纤激光合成功率突破1 kW

2008年12月24日,中国兵器装备研究院大功率激光实验室成功完成了7路光纤激光组束合成实验,在7路光纤激光输出总功率为1 288 W的情况下,通过自制的7×1熔融拉锥耦合器成功实现激光合成输出1 002 W,其合成效率为77.8%.     

大功率光纤激光大气传输特性的研究

影响激光传输效果的主要因素包括大气分子和气溶胶粒子吸收以及由散射造成的衰减效应、大气湍流引起的湍流效应和强激光加热空气造成的热晕效应。针对光纤激光的大气传输进行了研究,研究了在1080nm特定波长的光纤激光大气传输过程中的大气湍流、热晕效应、湍流热晕相互作用对光纤激光远场功率密度的影响。     

V形固体激光腔的动力学分析与改进

对通用的V形固体激光腔进行了全面的动力学分析，指出了它的优缺点，它的致命缺点是在动力学因子1ft≈1l1-f附近出现高损耗的运行区，激光器无法运行.为了克服这一缺点，在一种改进的V形腔基础上提出了一种更为紧凑的V形改进腔. 关键词： 固体激光腔 V形固体激光腔 改进的V形腔     

40mm孔径Nd:YAG片状器件的激光特性研究

本文首次报道了40mm孔径Nd:YAG片状激光器的激光特性.理论分析表明这类器件可望获得千瓦级激光平均功率.     

高功率激光装备小型化轻量化技术

自激光器问世以来,激光在各领域的需求和应用非常广泛,而随着高功率激光装备输出功率不断提高,重量与体积已成为制约高功率激光装备应用与发展的关键问题之一。由于当前高功率激光装备仍将提高输出功率作为其发展目标,加之高功率激光装备结构功能复杂、能量转换效率低等特点,制约了高功率激光装备小型化、轻量化的实现。本文在介绍高功率激光装备的特点及其小型化、轻量化技术约束的基础上,综述了装备常用小型化、轻量化技术应用、新型高功率激光技术应用、提高能量转换效率及散热效率等高功率激光装备小型化、轻量化实现途径,以及各种技术途径在高功率激光装备中已有的应用。根据高功率激光装备现状及特点,其在小型化、轻量化方面具有很大的发展空间及应用前景。     

激光技术及强激光与物质相互作用实验

利用科研成果，开设激光技术及强激光与物质相互作用实验，让学生了解强激光与物质相互作用时的2个典型效应：二次非线性光学效应，高压冲击波（光力学）效应，实现了科研与实验教学的紧密结合。     

用于高功率激光系统的氟磷玻璃

本文在研究各组分对玻璃光谱及物理性质影响的基础上,制定了实用玻璃组成及工艺.结果表明,氟磷玻璃具有良好的激光和物化性能.唯一遗留的问题是玻璃中的夹杂物,正努力解决.     

带宽对强光束非线性成像的抑制效应

宽频带激光驱动器中光束的传输与常规的窄带系统有很大区别。数值分析了宽带激光的成像这一非线性传输现象,并与窄带激光的成像特性进行了比较,发现宽带激光的热像位置和窄带激光基本相同,但宽带激光的热像强度比窄带激光低很多,说明宽带激光能很好地抑制非线性成像的形成。此外,通过改变脉冲啁啾和脉冲宽度两种方式分别揭示了带宽对非线性成像和光束匀滑的影响,发现不同带宽情形下热像的位置基本相同,均处于共轭位置处;热像的光强和热像处光束的调制对比度随着啁啾值的增大而降低,随脉冲宽度的增大而增大。由于受到群速度色散效应的作用,带宽能够阻碍热像的形成,并提高光束的匀滑度。     

强激光实验室天体物理研究进展

高功率激光器技术的发展使得人们可以在实验室中创造出与天体环境类似的极端物理条件,这为科学家提供了针对某些重要天体物理过程进行实验室研究的可能性,由此催生了一个新的物理学前沿领域——实验室天体物理学。文章将简单介绍该领域中几个热点问题的新进展,包括实验室和天体流体过程的定标关系、无碰撞冲击波、磁重联、喷流、超强磁场的产生等,最后对实验室天体物理学的发展方向作了展望。     

光谱线宽与中心波长可同时调谐的高功率光纤激光实现3 kW输出

光谱灵活可调的高功率光纤激光在光谱合束、光声光谱检测和非线性频率变换等方面具有独特优势,近年来受到国内外研究人员的广泛关注。基于光谱灵活可调的超荧光光纤种子源,通过主振荡功率放大器结构实现了光谱中心波长1065～1085 nm可调谐、3 dB线宽2.4～13.8 nm可调谐的3 kW光纤激光输出。

     

高频调制大功率窄线宽分布反馈光纤激光器

研制了一种窄线宽光纤激光器.在有源相移光栅后加一段掺铒光纤,当用980 nm抽运光注入时,首先形成了分布反馈(DFB)光纤激光器,而残余抽运光将铒纤中铒离子从基态抽运到了激发态,对DFB激光实现了有效放大,实现了对残余抽运光的充分利用,节省了功耗、降低了成本;同时利用温控技术克服了DFB光纤激光器的温度敏感问题;将相移光栅黏贴于片状压电陶瓷(PZT)的表面实现了高频调制.实验研制的激光器的最高调制频率为2 kHz、输出功率为15.6 dBm,线宽为300 kHz. 关键词： 分布反馈光纤激光器 窄线宽 大功率 高频调制