基于DP-LIBS铁合金中碳元素特征谱线的研究

采用双脉冲和单脉冲激光,对空气中标准铁合金样品中碳元素的激光诱导实验,研究两种方式下形成的光谱。双脉冲激光诱导击穿光谱采用两束激光,在第一束激光脉冲的基础上加入第二束高压激光脉冲,对等离子体进行二次激发。通过对比研究发现:双脉冲激发技术延长了原子特征辐射的有效时间,提高了获取信号的信噪比,增强了发射光谱的信号强度,提高了信号的稳定性。此外,通过分析影响双脉冲信号增强程度的因素,研究了脉冲宽度和延迟时间以及激发能级对光谱增强程度的影响。     

假目标散射特性对激光有源诱偏效果的影响

针对假目标散射特性对激光有源诱偏干扰效果的影响,提出了假目标激光散射特性的测量方法,实际测量了常见典型假目标的激光散射特性,得到了不同类型假目标对激光的散射规律。结果表明,利用假目标对激光制导武器进行有源诱偏干扰时,首先应选择散射系数较高的假目标,同时要依据假目标的散射特性确定干扰激光的照射部位,确保尽可能强的干扰激光信号进入导引头系统,形成有效诱偏干扰。     

大气条件下的激光主动成像仿真研究

基于距离选通的激光主动成像能够克服被动成像的缺点在低光照的条件下对目标清晰成像。根据成像的基本过程和模块化思想,建立了激光成像链路的7个数学模型,分别是激光发射模型、目标模型、目标和平台的运动模型、大气模型、接收光学系统模型、ICCD成像模型和噪声模型,研究了目标反射激光能量在各环节的传递情况,仿真得到了大气条件下的激光图像,通过对比分析实验图像,验证了模型的正确性。     

基于有限元的脉冲激光辐照材料温度场研究

在激光超声检测过程中,为了合理加载脉冲激光的能量,以便获得幅值较大的超声波信号,同时避免脉冲激光造成材料的损伤,需要对脉冲激光辐照材料的温升进行数值计算。依据有限元理论,建立脉冲激光辐照材料的有限元模型,结合导热微分方程,将脉冲激光以热流密度的形式加载于材料表面,分析材料表层受激光辐照时的温度场,讨论有限元热分析时网格尺寸的选取对分析结果的影响。给出了材料表层受脉冲激光辐照时温度场的计算方法和网格尺寸的选择依据,并利用温度场的理论解析结果和应力场分析结果分别验证了温度场有限元计算方法的正确性和有效性。     

z轴单层行程对激光熔覆成形的影响

为了探究z轴单层行程z与单层熔覆层高度的匹配对激光熔覆成形的影响,采用了在不同的z轴单层行程z的情况下进行激光熔覆成形试验的方法,通过理论分析和实验验证,得到了不同z轴单层行程z与单层熔覆层高度以及离焦量的关系曲线。结果表明,z轴单层行程z存在一个以第2层熔覆层高度为基准的最佳的取值范围,在此范围内,熔覆过程能够通过自身存在的反馈调节达到z轴单层行程z与单层熔覆层高度相等的稳定成形状态。该研究给出z轴单层行程z选取时的推荐值为0.5d2 z 0.6d2。     

隔热板的太赫兹无损检测

为了研究太赫兹无损检测技术对复合材料与金属板黏合面粘接质量的检测能力,在隔热板上制造了不同特征的人工缺陷,并使用德国SynViewScan 300连续太赫兹波成像系统对样件进行了检测。结果表明,太赫兹波能够穿透复合材料,并获得复合材料与金属板的黏合面处的2维太赫兹图像,从图像中能够清晰地分辨出不同特征的缺陷。该研究结果为检测复合材料黏合质量及脱黏状况提供了有效的办法。     

激光参数对铝硅壳体焊缝形貌和气密性能影响

采用不同电流和脉冲宽度对硅质量分数为50%的高硅铝合金盒体和硅质量分数为27%的硅铝合金盖板进行了封焊实验,对封焊后焊缝表面形貌和壳体气密性能进行了研究与分析。在此基础上,获得了优化的激光参数,使高硅铝壳体激光封焊后气密性能满足并优于GJB 548B—2005的要求,对铝硅材料的工程应用具有一定的指导意义。     

一种低复杂度的激光打标拐点检测算法

为了改善激光打标系统中图像解算的拐点检测率,提高激光标刻质量,采用一种基于斜率差的拐点检测算法,进行了理论分析和实验验证。该算法计算出图像数据中相邻两点间偏移坐标的斜率,并以此相邻坐标点连线斜率之差作为判决条件检测提取拐点。结果表明,新算法较传统算法而言,在拐点检测更为准确的同时,具有较小的运算复杂度;应用该算法能够修正传统打标系统中存在的拐点工艺问题,使图像拐点在提取过程中能够更节省存储空间,减少了运算量。     

激光化学气相沉积石墨烯的基底温度场仿真

为了分析激光化学气相沉积制备石墨烯过程中催化剂基底的静态和动态温度场分布与各个实验参量之间的关系,采用基于ANSYS软件建立有限元分析模型和加载532nm激光热源模型的方法,取得了不同实验参量影响下基底温度场分布和达到反应温度所需时间的数据。结果表明,在基底材料属性、激光功率大小、基底面积尺寸、聚焦光斑直径、反应气体流量的影响下,基底静态温度场的分布与达到反应温度所需时间均不同,可作为制备高质量石墨烯实验的参考依据。采用波长为532nm、功率为3W、聚焦光斑直径为50m、移动速率为1mm/s的连续型激光器,以镍箔为基底材料,在标准状态下甲烷和氢气流量分别为10mL/min和5mL/min条件下仿真得到的动态温度场符合激光化学气相沉积法制备图案化石墨烯的生长机理。     

射频板条CO2激光器整形光路自适应调节研究

为了解决射频板条CO2激光器因安装或腔镜热畸变造成的光路偏移问题,采用外光路偏移补偿的方法对其进行校正。研究了基于压电陶瓷的偏移补偿装置,设计了压电陶瓷驱动电路,并分析了控制精度和自适应控制方法。结果表明,通过偏移补偿装置,激光输出功率在任何占空比下均可达到或超过标准参考功率值,并通过对比有无自适应调节,激光输出功率最大相差100W,且可保持激光输出功率在2h运行中波动小于2%。此项研究可保证激光器高效运行,提高激光器的输出功率和模式的稳定性,具有较大的实用价值。