激光回馈精密测量技术及应用

介绍了激光回馈干涉的理论模型,阐述了激光回馈测量灵敏度高、装置结构简单、可自准直、能够对非合作目标进行精密测量的技术特点。探讨了激光回馈测量技术在工业和科研领域中的应用方向,包括位移、角度、振动、绝对距离测量等,指出利用倍频复用、频率复用、偏振复用、全程准共路等技术可提高回馈测量的应用性能。分析了激光回馈测量相较传统干涉测量的优势,展望了激光回馈测量技术在科学研究、工业生产、精密制造等领域的应用前景,提出通过提高光源稳频精度、研究不同光回馈水平下的实验现象和理论模型、探索新型激光器的回馈效应等方式,进一步提升激光回馈干涉仪的灵敏度和测量性能。     

激光技术在材料加工领域的应用与发展

激光因其具有方向性强、能量密度高、时间和空间控制性好等特点,在航天航空、汽车制造、电子电器和生物医疗等领域获得广泛应用,尤其在材料加工领域。简要介绍了激光加工技术的原理及优势,主要从组织性能研究、工艺开发与优化、数值模拟等方向综述了激光技术在切割、焊接、增材制造和表面改性4个加工领域的研究进展和应用现状,表明超短超快激光技术的发展进一步促进了激光技术在材料加工领域的纵深应用,并对激光技术未来发展进行展望。     

激光外差干涉测试

激光干涉测试具有测量准确度高、测量范围宽、测量速度快、测量过程容易实现自动化等优点。本文介绍一种抗干扰能力强、能在车间现场进行精密计量的激光外差干涉测试法和它的应用。     

论激光表面处理技术的应用

激光技术在制造业、医疗仪器、军事、信息等多个领域都具有重要的应用价值,在激光加工技术和工艺设备中,激光加工是重要的工艺。在这一工艺中,尤为突出的是激光表面处理。随着激光处理技术的发展,激光制造技术在制造领域内必将取代传统的机械制造技术,使生产微精密元件成为可能。激光处理技术的发展推动了国民经济和工业的发展,文章介绍了激光的表面处理技术重点的研究方向和应用范围。     

超短脉冲激光精细加工纤维增强树脂基复合材料的研究进展

纤维增强树脂基复合材料具有轻质量、高强度、耐腐蚀和抗疲劳等优点，被广泛地应用在航空航天、风电及汽车等领域。然而纤维树脂复合材料是各向异性的非均质材料，属于典型的难加工材料，现有的加工技术存在热影响区过大、分层、起毛等问题，成为航空航天工业领域的精密加工技术瓶颈。超短脉冲激光加工作为一种新型加工技术，具有无热传递、不受物质种类限制、微小尺度、可控性强、非接触等优点，有望实现纤维复合材料的精细加工。本文在介绍目前激光加工纤维复合材料研究工作的基础上，讨论了超短脉冲激光加工以碳纤维增强树脂基复合材料为主的纤维复合材料的作用机制和提高加工质量的几种方法，指出了以突破航天工业高精度加工技术瓶颈为目的的超短脉冲激光精细加工纤维增强树脂基复合材料的研究方向、内容和科学问题，为后续实现符合航天工业高精度及大尺度要求的精密加工提供了技术路线和可能的解决方案。     

高加速度超精密激光外差干涉测量模型

为了精确地描述激光外差干涉在高加速度超精密测量中加速度对位移测量精度的影响机理与规律,建立了高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型.通过分析测量棱镜三维运动对多普勒频移的影响,推导出高加速度激光外差干涉位移测量模型.理论分析和仿真实验表明,当测量加速度为9m/s2,匀加速运行的位移为500mm时,由于加速度变化引起的相对论性效应对测量精度的影响为5nm.高加速度超精密激光外差干涉位移测量模型的建立,可提高激光外差干涉在高加速度超精密测量中的测量精度,为激光外差干涉在高速和超高速测量领域的应用提供了理论依据.     

高精度光栅干涉测量技术及仪器

在超精密测量和控制技术中,对测量精度提出了越来越高的要求,如尺寸精度１ｎｍ和角度０．００１。由于光栅具有精度高、抗干扰能力强、寿命长和价格便宜等优点,最近几年光栅干涉测量技术被广泛研究和使用。本文简单介绍几种在超精密测量和制造过程中常用的微纳米光栅干涉测量技术。     

激光微细加工技术在医疗器材领域的应用

激光微细加工技术具有超快、超精密等特性，在医疗器材领域的应用中有着传统加工技术无可比拟的独特优势，尤其是对生物材料表面加工改性，提高材料生物相容性方面有着不可替代的作用。本文综述了近年来激光微加工技术在医疗器材制造加工领域的最新应用，着重介绍了血管支架和骨支架的结构与表面制造，生物材料表面改性与抗菌性处理等。最后对目前激光微加工技术存在的局限性做了讨论，对未来激光微加工技术在医疗器材领域的应用发展做了展望。     

大尺寸测量

大尺寸如何利用高端精密设备进行精密测量,文章介绍方法是在原有的测长机上架上双频激光形成了激光测长机,更有效地提高了测量精度。     

金属材料水导激光加工实验研究

金属材料的激光加工目前正向着低表面粗糙度、小热影响区及大深径比结构的趋势发展。新近发展了一种基于激光-水射流耦合原理的水导激光加工技术,本文阐述了水导激光加工技术的基本原理及其相对于传统激光加工方法的优势,基于激光-水射流耦合原理构建了一套水导激光加工设备,对多种金属材料进行了水导激光加工实验。利用超景深显微镜对加工工件表面进行了观测与分析,发现两种金属材料加工得到的盲孔边缘规则圆滑,切槽的边缘平直无毛刺,没有热影响区。实验结果说明对金属材料的水导激光精密加工具有可行性且有重要的应用价值。     

食品接触材料接触面积三维测量技术与人工测量方法对比

目的 分析三维测量技术在不规则食品接触材料表面积和容积的计算中,相较于常用人工测量方法的应用优势.方法 以7种常见的不规则食品接触材料为例,分别用三维测量技术和人工测量技术测量样品表面积,每个样品平行测定6次,对比2种方法测量结果的准确度和精密度.结果 三维测量技术结果准确度高,精密度为0.0134％～1.63％;人工测量结果的精密度为0.748％～3.04％,其稳定性明显低于三维测量技术.结论 人工测量技术存在测量方法不确定、测量偏差大和测量难度大等缺点;三维测量技术操作简单、结果稳定性高、适用性广,具有广泛的应用前景.     

激光前向转移技术及其温度场数值模拟研究

激光具有加工重复性好、能量精确控制及加工精度高等优点,其加工对象的尺寸可以达到微米甚至是亚微米级,可实现三维空间结构高精度加工。激光因其具备上述优异的性能,被应用于材料加工。激光能量还被用来诱发物质向特定方向转印,此类技术也被称为激光前向转移技术。主要综述了激光前向转移技术的实现过程、原理及微观机制,着重介绍并分析了激光前向转印技术发展的历史及其应用现状,如金属Cu,Cr,Al等金属薄膜的转印、单壁碳纳米管转印键合、微纳米结构的加工、元件异质集成等。最后对激光前向转移技术的温度场仿真的研究现状进行了分析和总结,具体包括仿真的方法、模型的使用等。     

增材制造铜/钢双金属材料研究进展

铜/钢双金属材料具有力学强度高、物理化学性能优良等优势,在交通运输、电力能源和建筑工业等领域应用前景广阔。然而,传统熔铸工艺在制造铜/钢双金属材料时,容易在铜/钢界面处产生偏析现象,在一定程度上限制了铜/钢双金属材料的发展。与传统工艺相比,增材制造技术不仅能实现复杂加工零件的快速制造,而且在成形过程中较短的保温时间能缓和或消除异种金属材料界面产生的冶金缺陷,进而增强铜/钢双金属材料的力学性能。由于双金属材料是近年来的研究热点,有关增材制造铜/钢双金属材料的综述性文章较少,故综述了近年来激光、电子束及电弧增材制造技术制造铜/钢双金属材料的研究发展现状,分析了各技术的优缺点,并从制备方法、工艺参数及界面合金元素等角度,分析了影响材料界面组织性能变化的关键因素。发现在增材制造铜/钢双金属材料方面,目前激光增材制造技术主要应用于精度要求较高的小尺寸零部件,电子束增材制造技术适用于某些具有特殊性能的合金,如钛合金,而电弧增材制造技术适用于精度要求较低的大型复杂零部件。在铜/钢双金属材料增材制造过程中,界面处易形成显微组织分布不均匀、界面晶粒尺寸差异较大等现象,导致界面处产生应力集中,从而造成材料...     

面向现代制造的先进测试技术及其发展趋势

先进测试技术与仪器对于现代制造系统的发展具有重要支撑作用。在分析现代制造系统与先进测试技术同步发展特征的基础上,探讨现代制造系统与先进测试技术相互关系和协同发展的问题,分析论述了现代制造系统中的精密测试、在线检测、数字化测试、计算机视觉测试、三坐标测试机等关键技术的应用和发展概况,介绍了在工业机器人视觉检测、超声波在线探伤系统以及基于Web的智能远程无损评估系统等方面的研究工作成果。针对先进测试技术的研究要紧紧围绕现代制造业的发展需要,分析论述了先进测试技术领域的一些值得关注、重点研究和应用的技术发展方向。     

钴基高温合金增材制造研究现状及展望

钴基高温合金是一种在高温下具有高强度、良好的耐热、耐磨和耐腐蚀性能的材料,被广泛用于航空航天等领域。钴基高温合金增材制造技术具有材料利用率高、制造周期短和能够制造较为复杂零件等优点,相对于传统制造技术有巨大的优势,受到了社会的广泛关注。对钴基高温合金的合金化原理进行了阐述,总结了国内外钴基高温合金增材制造所使用的不同工艺方法,重点对钴基激光增材制造技术、钴基电子束激光增材制造技术进行了分析,综述了各种方法的研究现状和最新成果。评价了钴基高温合金增材制造技术在材料利用率、内部缺陷、成形精度、相关标准化方面的不足,并对钴基高温合金增材制造技术发展方向提出了预测。     

Laser-based manufacturing concepts for efficient production of tailor welded sheet metals

Laser welding is an established manufacturing technology for a large variety of automotive applications due to its attractive properties such as low heat input,high precision and fast welding speed.Especially when welding high strength steels,which are dominantly used in today's car body construction,the low heat input by laser welding bears significant advantages with regard to the properties of the weld seam.The exploitation of the full application potential of laser welding in mass production requires an appropriate manufacturing concept and corresponding auxiliary technologies.The present paper demonstrates the integration of laser welding into the surrounding manufacturing concepts by a modular setup with different levels of automation.This approach offers flexible solutions for individual needs thereby optimizing investment cost,labor cost and productivity.Recently available laser sources enable exceptionally high welding speed on thin gauged sheet metals but require efficient material handling concepts to utilize the full speed potential.Industrial concepts are presented offering efficient material handling and high process robustness for mass production welding.     

干扰吸收峰影响下TDLAS温度测量方法研究

固体飞秒激光器以其体积小、成本低、使用寿命长、稳定性高、技术较为成熟等特点,受到市场的广泛青睐。重复频率是飞秒激光器的一个重要参数,在实际应用中,高重复频率能带来高效率、高精度等诸多重要优势。本文介绍了SESAM锁模、KLM锁模、高次谐波锁模等常用的GHz固体飞秒激光器锁模技术及发展情况,阐述了GHz飞秒光源在激光加工、距离测量、光谱测量等应用场景中突出的性能优势,并对GHz重复频率固体飞秒激光技术的发展方向进行了预测,为推动GHz重复频率固体激光器技术的完善与提升提供借鉴。     

一种基于图像处理的万能工具显微镜测量新方法

在分析传统万能工具显微镜及现代数字化仪器优缺点的基础上,提出了一种基于图像处理的万能工具显微镜的测量方法。该方法将图像处理技术与基于FPGA和单片机的光栅测量技术相结合,在保证原有仪器的准确度高、抗干扰能力强、稳定性好、应用范围广优点的基础上,运用AutoCAD二次开发技术实现对长度、角度、圆直径等几何量的精密测量,提高了测量效率和精度,降低了操作人员的劳动强度。经过与双频激光干涉仪的测试结果进行比较,证明提出的方法具有较高的重复性和测量精度。     

Laser damage thresholds of optical coatings

Since the very beginning of laser technology, Laser Induced Damage Thresholds (LIDT) of optical components were always an obstacle for the application of laser systems operating at high power levels. Also, further progresses in the development of new high power laser concepts are often directly limited by the availability of advanced optical components with high quality and LIDT-values. Nowadays, in the course of the development of optical materials with excellent quality and power handling capability, the problem of laser induced damage has shifted from the bulk to the surface of the optical component. The optical surface is objected to various production steps and environmental influences, which modify its structure and composition. Especially, the thin film coating, which is deposited on the optical surface to adapt its reflectance and transmittance to the application, contributes predominantly to the reduction of the LIDT-values. As a consequence, the measurement and optimization of the power handling capability of thin films is considered as one of the primary research areas in modern optics technology and is supported by an extensive scientific community.In the present paper, a brief review will be given on selected fundamental damage mechanisms in thin films considering different operation conditions of modern laser systems. Also, the current standards for the measurement of LIDT will be described, and examples illustrating some practical aspects of high power optical coatings will be presented. Finally, recent trends in laser technology will be discussed in respect to research in laser induced damage.