掺稀土离子液体激光器的研究进展

综合介绍了掺稀土离子液体激光器的主要发展历程,分析了掺稀土离子液体激光材料研究过程中需要解决的主要问题包括降低无辐射跃迁、增大溶解度和减少热致折射率梯度引起的光偏折损耗等.重点介绍了稀土离子在溶液中的无辐射跃迁机理以及降低无辐射跃迁的措施.     

厄米-高斯光束中带宽对横向强度分布均匀性的影响

使用惠更斯-菲涅耳衍射积分和傅里叶变换,推导了横向模式为厄米-高斯的激光束通过硬边光阑的传输表达式。利用所得公式通过数值计算详细分析了光束的频带宽度对光束横向强度分布的影响。分析发现激光束通过硬边光阑后会出现大量的强度尖峰,引起近场的强度分布不均匀。然而,当带宽增加时,强度尖峰的数量减少,幅度减小,光束的均匀性得到改善。在远场,光束的横向强度分布没有强度尖峰出现,但宽度随带宽的增加而减小。因此带宽增加会带来近场强度匀滑化和远场光束宽度变窄的效应。另外,数值结果表明带宽对模指数为1和2的厄米-高斯光束的强度分布的影响是类似的,均有近场强度匀滑化和远场光束宽度变窄的效应。     

激光淬火+冲击复合强化处理QT800-2的实验研究

对经激光淬火强化处理后的球墨铸铁QT800-2的强化区域再进行激光冲击强化处理进行了研究。结果表明,复合强化处理后的球墨铸铁QT800-2与经激光淬火强化处理区域相比,各项机械性能都得到了较大提高,其中硬度提高了18％,耐磨性提高了100％,尤其是材料内部残余应力全部变成了残余压应力。     

气缸孔两种激光表面处理加工技术的比较

本文简要介绍了激光淬火技术和激光珩磨技术,并从耐磨延寿机理、主要技术要素、处理加工工艺以及应用 效能等方面对它们进行了比较研究,结果表明两者是不同的激光表面处理加工方法。     

二维随机体系中长寿命模的研究

用时域有限差分法求解Maxwell方程,数值研究了TM模在二维随机散射体系中传输,通过傅里叶变换得到不同几何参量和光学参量的散射体系内长寿命模的频谱。计算得出宽带脉冲源激励随机散射体系后,存在于随机体系中的长寿命模频谱以分立频率窗口的形式存在。建立了用以解释长寿命模以分立频率窗口存在的物理模型,该模型与数值研究结果吻合较好,论证了存在于随机散射体系中长寿命模的形成机制与传统光学谐振腔内冷腔模形成机制的相似性。     

基于超材料的多频带可调谐太赫兹吸收器

设计了一种多频带可调谐的太赫兹超材料吸收器。在超材料吸收器的结构中,引入光敏半导体硅材料,设计特殊的顶层金属谐振器,分析开口长度、线宽、介质层厚度等参数尺寸对太赫兹超材料吸收器的吸收光谱特性影响。根据光照与光敏半导体硅电导率之间的关系,研究太赫兹超材料吸收器的频率调谐特性。仿真结果得到太赫兹波段的12个吸收频率调制,其中有10处吸收峰的吸收率超过90%近完美吸收,且有6处吸收率达到99%的完美吸收,而且吸收率调制深度和相对带宽分别达到85.9 %和85.5%,具有很强的可调谐特性。设计的光激励太赫兹超材料吸收器结构简单,具有多频带可调谐和完美吸收特性,扩大了吸收器的应用范围。     

铜箔激光冲击微成形微观组织与残余应力研究

为了研究激光成形方式对成形轮廓和微观组织的影响,采用厚度为40μm和80μm的T2铜箔进行激光冲击微胀形和微拉深实验。同时使用ABAQUS有限元仿真对实验进行模拟,研究不同变形方式下箔材位移和残余应力场。结果表明,激光冲击微胀形后铜箔变形区域出现颈缩,激光作用区域内变形机制主要为位错滑移、变形扭曲晶粒和机械孪晶;箔材上表面（激光冲击表面）为残余拉应力,最大值约为372.3MPa,箔材下表面（背向激光冲击面）为残余压应力,最大值约为-218.7MPa;而对于微拉深,箔材成形轮廓过渡圆滑,厚度分布均匀,光斑作用区域内出现大量位错露头和一些机械孪晶,箔材上表面为残余压应力,最大值约为-365.6MPa,箔材下表面为残余拉应力,最大值约为203MPa。这一结果对激光冲击箔材成形控制是有帮助的。     

飞秒激光作用下金属箔材的温度场研究

为分析飞秒激光作用下金属材料的温度场及其影响因素,基于一维双温模型对飞秒激光作用下铜箔的温度场进行数值求解。采用脉宽100～800 fs,能量密度509.30～2 546.48 J/m2的激光参数进行计算,研究电子和晶格温度随时间和深度的变化规律。结果表明,电子温度在10-13 s时间尺度达到峰值,在此期间晶格温度保持不变,此后通过耦合作用二者在几ps时间尺度达到热平衡;脉宽越短,电子温升越快、峰值温度越高、耦合时间越短;而能量密度越大,电子温升越快、峰值温度越高、耦合时间越长。     

一种高量子效率Nd3＋有机配合物的合成、表征及发光性能研究

合成一种新型Nd3+有机配合物,以不含C-H的五氟丙酸(C3F5COOH)为第1配体,仅含4个C-H的2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(Tfpy)为第2配体。配合物的紫外(UV)谱、红外(FT-IR)谱和核磁共振H(1 H HMR)谱表明,所有配体和Nd3+成功配位。制备了配合物溶于氘代二甲亚砜(DMSO-d6)的溶液,测试了溶液的紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收谱、荧光谱以及荧光寿命,并对溶液体系进行Judd-Ofelt(J-O)计算,得到3个强度参数Ωt(t=2,4,6)、激发态寿命τr和受激辐射截面σem。Ω2=1.083×10-20 cm2,表明配合物中Nd3+与配体的配位键离子性较强。配合物实测荧光寿命τ=8.3μs,激发态寿命τr=541μs,因此Nd3+在这种有机液体体系中荧光量子效率可达1.53%。1 064nm处受激辐射截面σem约2.696×10-20 cm2。相对于同类Nd3+有机液体激光材料,此体系的实测荧光寿命、量子效率和受激辐射截面均较高,可以和文献报道的无机材料相媲美。研究表明,此材料将是非常有潜力的液体激光介质。     

熔质流动特性对毛化凸点成形的影响

具有毛化凸点的金属零部件在工程中有广泛应用,精确控制毛化点形貌对实现精准控制相关零部件性能至关重要。以45钢为研究对象,采用二维轴对称模型仿真,探究脉冲激光作用下熔池内温度场、流体流向和流速的演变规律,据此研究毛化形貌形成的微观机理和动态过程。结果表明:在加热过程中,当表面温度低于临界温度时,切向应力为负,熔质流向熔池中心;当表面温度高于临界温度时,切向应力为正,熔质向边缘流动,最终在2个异向环流交界处形成对流零点;对于同种环流,切向应力越大,对应的流速峰值越大。超过临界温度后产生新环流,若环流流速较小,则削弱形貌变形量,若环流流速较大,则会在对流零点处产生异形形貌。