黑矩阵扩散法修复亮点理论模型及影响因素分析

本文建立了黑矩阵扩散法修复亮点的理论模型并实验验证了该模型,分析了影响修复效果的各个因素及影响程度,为提升亮点修复成功率奠定基础。我们设置一系列实验,定性分析了激光泵浦源、激光波长、光斑大小、加工速度、产品设计和修复模式因素对修复效果的影响。首先,通过FIB图像分析,验证了创建的修复理论模型;其次,分析了上述因素对修复成功率的影响,最后对一款修复难度大的产品进行改善提升。实验结果表明:修复过程按照产生空隙(Gap,约1.5μm),黑矩阵颗粒化和空隙填充三阶段进行;从成功率看,Laser Diode泵浦方式优于Flash Lamp,B波长激光优于A波长激光,光斑大小选取1/2子像素、速度选取100~200μm/s时Gap成功率最高,有Overcoat层(OC)且黑矩阵(BM)比重大的产品修复成功率更高。最后我们以上述理论分析和实验结果为指导,将一款修复难度极大的产品的成功率从40%提升到90%以上。     

黑矩阵遮挡法修复液晶显示屏亮点成功率的研究

液晶显示屏由于其生产工艺复杂,在制作过程中会出现点缺陷,最常见的是亮点。一般的维修方法是通过激光破坏控制该像素电路的方法使之成为暗点。最近发展了一种使用激光将亮点周围的黑矩阵进行颗粒化然后推入像素上进行遮挡的修复方式,但成功率不是很高。通过研究不同颜色对光波能量吸收的理论,并通过一系列实验,将原来红、绿、蓝像素使用同一激光能量更改为使用不同的激光能量,找到各自相应合适的激光能量,使得维修成功率大大提高至接近100%。     

机车内燃机涡轮增压器导向叶轮的故障分析与激光修复

对某机车内燃机涡轮增压器导向叶轮的故障进行了分析, 提出了采用激光熔覆法修复受损叶轮。通过对激光熔覆样品的拉伸与疲劳性能测试, 验证了激光熔覆法修复该机车内燃机增压器导向叶轮的可行性。     

超声场下激光沉积TA15钛合金的组织和力学性能

为提高激光沉积TA15钛合金力学性能,采用ANSYS有限元动力学分析中的谐响应分析,对超声场下激光沉积修复梯形槽底部表面振幅分布及质点振动情况进行了数值模拟,并对模拟结果进行了实验验证,最后对超声场下激光沉积修复试样的综合力学性能进行了实验研究。结果表明:超声场下梯形槽底部表面各质点呈现周期性运动特点,最大振幅在1.6 m左右,对质点振幅进行测量,与模拟结果吻合较好。进行了超声场下激光沉积实验,沉积区硬度略有提高,修复试样抗拉强度提高3.2%,屈服强度提高7.1%,超声场下显微组织进行观察发现片层变短。     

TFT LCD常见点缺陷的检测与修复

TFT—LCD在制程中会产生亮点、暗点、闪点、碎亮点等常见点缺陷。说明了检测点缺陷的装置、方法和过程。采用ITO隔离、激光炸射等方法对点缺陷进行修复或者淡化,其中ITO隔离法修复或淡化效果显著。修复成功率从45％提升到80％。     

AlSi12粉激光成形修复7050铝合金组织

采用300 W YAG激光器对7050铝合金预拉伸板进行激光成形修复实验研究.实验中选用的粉末是AlSi12,通过多道多层激光修复实验,得到了优化的工艺参数.分析了冶金缺陷产生的原因及消除措施,并分析激光修复区的组织形成和分布规律.实验结果表明,修复过程中产生的冶金缺陷主要有界面熔合不良、气孔和液化裂纹.通过对基材表面进行化学处理、优化修复工艺参数、改变粉末状态等方法获得了修复区内无气孔、裂纹,同时界面熔合良好的修复试样.组织分析结果表明,修复区底部为α-Al固溶体树枝晶和少量的枝晶间Al-Si共晶组织,随着熔覆层数的增加,共晶体积分数不断增加,同时α-Al同溶体树枝晶组织不断细化,并发生柱状晶/等轴晶转变,在修复区顶部获得了完全细化的等轴晶组织.     

水平链路激光广播技术的功率传输方法与验证

当前传统点对点激光通信技术已经得到了长足进步,为了探索在有限范围内实现局域激光广播的有效手段,提出了一种适用于短距离水平链路激光广播的有效方法,设计了相应的验证性广播通信系统,并在光功率最优分配的角度上对激光广播进行了系统建模研究。首先,从光功率衰减的角度对激光扩束理论模型和平行光幕理论模型进行了分析和对比,揭示了平行光幕通信模型的光功率损失模型;其次,结合高斯光束光学成像变换理论模拟了平行光幕的远场场强分布情况,通过一个领先的光学和照明设计软件,揭示了光幕远场分布与传输距离的关系;最后,通过在不同信道环境下的野外通信实验验证了平行光幕理论模型的优越性与可行性。     

DPL中热透镜的不对称性对输出光斑的影响

通过建立一个热传导理论模型,分析了激光二极管抽运固体激光器中,激光晶体热效应的不对称性。数值计算结果表明,在激光晶体散热比较好和散热不均匀两种情况下,输出光斑的形状有明显不同。因此得出,热透镜的这种不对称性是造成激光光斑畸变的重要因素。通过一组实验验证了此计算结果的正确性。     

包装材料激光切割数学建模与实验研究

根据CO2 激光束加热材料的实际情况,建立了连续激光辐照材料的数学模型,并进行实验验证。结合实际的边界条件,采用微积分的数学处理方法推导出切割深度与激光参数的解析表达式,讨论了激光参数等因素对切割深度的影响。并且设计实验以验证理论模型,用Matlab 软件绘制各参数的关系图。结果表明：材料的切割深度受激光两个参数影响最大,激光功率与激光束移动速度。理论分析和试验结果表明切割深度随着切割速度的减小而增加,随着激光功率的增加而增大,并根据实验数据小幅修改了理论模型,该模型可对激光切割包装材料时在参数选择方面做指导。     

激光参数及激光超声探测方法对超声信号影响

文中通过激光超声激发过程理论模型,获得激光超声信号的波形特点,并分析相关参数对激发超声信号的影响。应用两种不同的激光超声探测方法对激光超声信号进行探测,即分别采用超声探头和基于双波混合干涉的光学探测方式搭建两种实验装置。实验针对入射激光参数对激发超声信号的影响及两种探测方法获得激光超声信号的特点进行分析。通过实验验证了理论分析结果,得出入射激光参数会影响激发超声的幅度,而基于双波混合干涉的光学探测方式可以获得更为完整的超声波形信息。     

不同脉宽皮秒激光对介质膜损伤修复的热影响

为了更深层次探究超短脉冲激光对惯性约束聚变(ICF)光学系统中常见的多膜层元件损伤修复性能以及特点,分别采用了240、35、6ps的1053nm激光脉冲在1053nm 0°高反膜上进行了损伤修复以及损伤增长测试实验,并在1053nm 45°高反膜上进行了大损伤区域的扫描修复实验。通过比较不同脉宽的修复点形貌以及损伤增长阈值,说明了超短脉冲用于修复多膜层光学元件损伤的优越性,并且脉宽越短修复效果越好。多点脉冲扫描修复结果表明,可以通过三维控制系统来任意控制扫描修复点形貌以达到最佳修复状态。     

熔石英表面紫外损伤点的飞秒激光修复技术

熔石英表面激光损伤发展问题一直制约着高功率激光系统的运行通量,采用飞秒激光修复损伤点抑制损伤发展并探索修复机理。首先采用时域有限差分方法(FDTD)分析不同形状修复点的电场分布,优化修复点结构。通过改变飞秒激光脉冲能量、样品台移动参数控制修复点的形状、尺寸与深度,实现最优化修复结构。结果表明矩形修复结构降低了局部区域光强分布,经飞秒激光修复后,修复点的损伤发展阈值远高于修复前损伤点的发展阈值。采用微区电子能谱仪(EDS)分析修复点的化学成分发现飞秒修复能减少氧缺陷含量,从而降低吸收系数。因此,减少吸收性缺陷以及降低局部光强是抑制损伤发展的关键因素。     

铝合金的激光熔覆修复

通过对航空航天用超高强7050铝合金进行激光熔覆修复的实验研究,探讨了激光熔覆修复铝合金的可行性。实验采用5kWCO2连续激光器作为加热源,在惰性气体保护隔离箱中,对7050铝合金的板状试样进行了激光单道熔覆、多道搭接熔覆、多层堆积熔覆的实验研究。得到优化的激光熔覆工艺参数,制备了激光熔覆修复试样,并观察了不同激光熔覆区的微观组织以及拉伸断口形貌。实验结果表明,优化激光熔覆工艺参数是:激光功率密度为1.84×104～2.12×104W/cm2,扫描速度为5mm/s,送粉量为1.8～2.4g/min,搭接宽度为1.5mm。采用优化工艺参数熔覆,基底和熔覆区形成良好的冶金结合,熔覆后工件表面平整且基底没有变形。同时,采用干燥的氩气加强对激光熔池的保护可以有效消除铝合金激光熔覆中的缺陷。     

海水泵轴激光修复试验研究

轴类部件的损坏是工农业生产中常遇到的问题。大型轴件的损坏 (如发电机转轴、水泵泵轴以及卷扬机传动轴的损坏 )会造成重大经济损失与人身危害。同时 ,这些轴大都价格较高 ,生产周期长 ,具有较高的修复价值。传统工艺 (如手工电焊 )对轴类部件的修复存在着修复层结合强度低、工件易变形、操作难度高等问题。本文作者采用激光堆焊技术 ,进行了海水泵轴的激光修复实验。修复对象为一根已磨损的长 1.5m ,直径 30cm的海水泵轴。实验结果表明 :激光修复由于热量很快通过基体导走 ,不会造成大的热应力集中和变形 ;修复层与轴件基体是冶金结合 ,结合强度高 ,修复层更耐磨 ;数控编程等手段的运用大大提高了工作效率 ,也降低了现场操作的难度。     

用于重大装备修复的激光再制造技术

提要针对解决重大昂贵装备修复技术，提出了激光再制造技术概念，它由三维激光成形光束头、三维激光涂敷系统、cAD，CAM软件、专用材料工艺、控制检测系统等组成。对比研究了激光修复与常规修复材料特性，并展望了激光修复的若干工业应用前景。     

激光熔覆修复技术参数模拟优化分析

为提升激光熔覆修复技术的性能,提出激光熔覆修复技术参数模拟优化方法。通过分析激光熔覆技术工作原理及类型,确定激光熔覆修复技术参数。确定激光熔覆修复技术参数,引入BP神经网络方法,构建熔覆层形貌和激光熔覆修复参数之间的模型预测。采用粒子群优化算法,优化构建的激光熔覆修复参数预测模型,实现激光熔覆修复技术参数模拟优化。仿真结果表明:采用本方法对激光熔覆修复技术参数进行优化后,激光熔覆修复的效果较为理想,明显提高了激光熔覆修复技术的工作效率。     

感应预热对激光沉积修复TA15钛合金显微组织和残余应力的影响

利用6 kW光纤激光器的激光沉积修复系统和电磁感应加热设备,采用TA15钛合金粉末在基板未预热和预热到200℃、400℃时分别进行激光沉积修复实验。利用光学显微镜、显微硬度计、压痕法应力测试仪对激光沉积修复试样的显微组织、显微硬度、残余应力进行测试分析,得到不同预热温度对激光沉积修复显微组织、显微硬度、残余应力的影响规律。结果表明:随着感应预热温度的升高,片层组织变得粗大,初生相生长更加充分;组织分布均匀化,显微硬度轻微降低;残余应力明显减小。为感应加热辅助激光沉积修复提供指导依据。     

激光熔覆技术应用于轴类零件表面修复的实验研究

本文通过两种铁基合金粉末对45号钢调质态棒料,用宽带(矩形光斑)激光光束,以不同的工艺参数,按同步供料法分别进行激光熔覆修复实验;并对实验结果进行分析比较,选出最佳工艺参数及熔覆层数;研究熔覆层和基材的冶金结合程度;分析在一定送粉率下,激光熔覆工艺参数的改变,熔覆层质量和显微组织变化情况;使之为工业应用奠定基础.     

基于颜色信息和阈值的图像修复算法

在Criminisi算法的基础上,针对该算法,加入颜色信息,改变待修复块的顺序,同时根据图片待修复区域复杂度的不同采用新的方法来调整模版窗口的大小;最后,通过阈值的设定来减少修复的时间.实验结果表明,该算法对于大的缺损块和有纹理的图像的修复效果较好,修复质量得到提高,更适合人眼的视觉效果.     

He-Ne激光对小麦DNA UV-B损伤修复的影响

研究并分析了He-Ne激光对小麦DNA UV-B损伤修复的影响和机理,以探明激光对UV-B损伤修复的影响途径及机制。结果表明,小麦对增强UV-B辐射损伤具有一定的切除修复能力,切除修复的高峰期发生在UV-B辐射后4～6h内;He-Ne激光主要通过促进小麦的切除修复途径影响小麦对 UV-B损伤的修复,在对损伤DNA的切除及DNA的修复合成两方面均有不同程度的促进作用,其切除高峰期发生在UV-B辐射后4～6h;DNA的修复合成高峰期在辐射后6～7h。