飞秒激光双光子成型点弹性模量测量与分析

借助原子力显微镜，选用无针尖探针测量了材料为SCR500的成型点的力学性能，由于成型点的形状为椭球，根据测量方法建立了球一平面探针接触的Johnson-Kendall-Roberts弹性接触模型，考虑到成型点剩余部分形变对结果分析的影响，推算出单个成型点的弹性模量。测量和分析表明，双光子固化成型点的弹性模量大约为宏观材料的1／10。     

Ti-Ni合金选区激光熔化快速成型基础实验研究

选区激光熔化（SLM）是一种极具挑战力的新型快速成型技术，能一步加工出具有冶金结合，相对密度接近100%，具有复杂结构、高的尺寸精度及好的表面粗糙度的金属零件。选用适用于医学植入体的Ti-Ni合金材料进行了选区激光熔化成型实验研究。讨论了扫描速度、铺粉厚度、激光功率等加工参数对成型致密性及成型精度的影响。设计和成型了梯度网格结构，重点分析了翘曲变形现象的成因及消除方法，认为可通过特殊的扫描策略，减小成型件各处温差的方法有效消除成型件的翘曲变形。对成型样品的内部组织显微分析表明，成型样品达到了完全的冶金结合，内部由枝晶和等轴晶两种组织构成，其分布取决于扫描方式、扫描速度、激光功率等参数。     

无人机复合材料软模成型法

软模成型法是一种低成本、高质量、高效率的复合材料生产工艺，适合于无人机复合材料构件大面积整体成型的需要。本文对软模成型的原理及关键技术进行了分析，给出了软模成型工艺的芯模选择、材料铺放、固化参数设定的方法，为软模成型在无人机复合材料构件生产上的应用提供了参考。     

小口径非球面硫系玻璃镜片的非等温热压成型仿真与实验

为提高小口径非球面硫系玻璃镜片热压成型质量，避免成型缺陷，通过热压过程的有限元分析，提出了一种新的非等温热压成型法。在上模仁和上加热板之间设置加热间隙，对上、下加热板设置不同的加热温度，以实现玻璃预形体的非等温加热。首先，根据硫系玻璃高温粘弹性本构模型和热传递模型，结合相关参数建立了镜片热压过程的有限元模型；接着，采用所建立的模型，分析了非等温温差对玻璃预形体内部的温度分布、成型镜片最大残余应力分布及轮廓偏移量的影响，以确定最佳的温差值；最后，进行了镜片的非等温热压成型实验，并将仿真和实验结果进行了对比研究，以验证仿真模型和结果的有效性。仿真与实验结果均表明，最佳的非等温温差值为10℃。该条件下，仿真获得的玻璃预形体内部温度差仅为2.6℃，成型镜片最大残余应力可减至3.375 MPa，成型镜片ASP1和ASP2的轮廓偏移量最大值分别为0.562 m和0.615 m；实验获得的成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为118.2、194.0 nm，Ra值分别为17.0、37.8 nm，轮廓偏移量最大值分别为0.583、0.644 m，均满足精度要求。仿真与实验结果具有较好的一致性，采用合理的温差值进行镜片的非等温热压成型，可有效降低玻璃预形体内部温度差及成型镜片最大残余应力，避免粘连、气泡等成型缺陷，提高成型镜片的精度。     

塑料成型模具设计多媒体与动态演示系统的研制

在对塑料成型工艺、成型设备、成型所用模具的特点进行系统分析的基础上，研制开发了旨在对初入模具行业的技术人员以模具设计知识为指导的塑料成型模具设计多媒体与动态演示系统。该系统利用多媒体计算机的文本、图像、动画、视频和音频的综合处理能力和其交互式特点，借助VB、AUTOCAD、3DS MAX等高级软件，为塑料成型模具设计学习人员创造了一个图文并茂、生动逼真的学习环境。     

光固化法快速成型技术中的紫外光源

本文简要分析了快速成型技术中光固化法的成型机理，给出了固化深度，固化线宽公式，据此对可适用的紫外光源进行了分析和比较。指出应用大功率的紫外固体激光器和普通的远紫外汞氙灯将成为快速成型技术的发展趋势。     

元器件短插成型工艺

本文针对彩电主板生产工艺中的元器件短插成型工艺进行阐述，介绍了现行元器件成型工艺的不足，短插成型工艺的特点及实际应用情况。     

基于激光超声技术的产品成型耦合控制方法

将激光超声波脉冲应用在材料成型中，提高产品的成型稳定性，提出基于激光超声技术的产品成型耦合控制方法。根据脉冲激光激发的超声波热力学及光谱偏移特性，构建激光超声在材料试件上的二维热传导模型，根据产品成型弹性体内的瞬态位移场分布特性，建立激光热力学耦合控制模型。测试结果表明，设计系统的产品成型检测的覆盖面较大，材料缺陷定位误差平均为3.61%,产品成型的裂缝条数最多为12条，平均成型精度为99.42%。     

54cmFS荫罩成型后四角孔亮的产生原因及对策

本文叙述了彩虹零件厂制造的54cmFS荫罩成型模具，在生产成型荫罩时产生的荫罩零件四角部孔亮原因分析及对策。解决了荫罩成型模具的加工、模具间隙、压边力及防皱筋对荫罩成型时的影响。     

复合材料软模法成型工艺研究与应用

简要叙述了软模法成型工艺的原理和成型工艺过程，对硅橡胶芯模的材料性能和设计、制造进行了试验，分析了影响膨胀压力的因素，并与热压罐成型工艺进行了性能对比。以硅橡胶材料制作的芯模与钢模组合使用研制了某碳纤维复合材料制件，应用效果较好，研究表明该工艺适用于多腔体复合材料制件的整体共固化成型。     

HE130合金激光焊接线能量与焦点位置研究

实验研究了连续波Nd∶YAG激光焊接线能量和激光焦点位置对HE130合金焊缝成形质量的影响。通过试验确定了不同板厚HE130合金激光焊接时的有效线能量 ,并量化了有效线能量与熔深及深宽比的关系 ,得到了HE130合金激光焊接的有效线能量曲线和激光功率与焊接速度在不同板厚范围内的匹配曲线。为获得最佳的焊缝成形 (焊缝深宽比及焊缝背面成形 ) ,通过试验确定了不同板厚HE130合金激光焊接时的最佳激光焦点位置 ,并量化了它与板厚的关系 ,即最佳激光焦点位置曲线。     

阵列位相环匀光器

基于衍射光学中的角谱理论,针对一种分布为同心3环、相位为0.9π,0和0.9π的结构进行深入分析,提出一种10×10的3环2值位相环阵列结构,并与二元光学中的10×10的菲涅尔波带片阵列结构进行比较,应用MATLAB软件仿真632.8nm激光器的高斯光通过二者后的效果。结果表明,阵列3环2值位相环对高斯光的匀光效果要明显优于阵列菲涅尔波带片,该阵列可以对激光束在远场的衍射光场进行修正,能较大地改善高斯光的匀光效果,在光均匀性要求较高的场合具有广泛的应用前景。     

连续相位板优化设计

提出一种适用于连续相位板设计的改进Gerchberg-Saxton(GS)算法,该算法应用相位展开相关原理,结合滤波处理使GS算法设计的近场相位连续分布,同时提出在GS算法的远场迭代中采用经过修正的振幅函数,可使远场光斑的包络更接近目标函数。模拟实验表明,该方法解决了现有连续相位板设计中相位连续性与靶面光强控制效果难以同时优化的矛盾,可满足惯性约速聚变(ICF)对束匀滑元件相位连续性、光斑包络及能量集中度的要求。     

太赫兹高斯光束整形环形光束

由于很多实际应用中需要光斑环形分布,因此太赫兹高斯光束整形环形光束的研究具有重要的理论和应用价值。文中利用GS算法设计相位板,将太赫兹波段的高斯光束整形为环形光束。讨论了刻蚀台阶数量对该波段相位板整形结果的影响。对不同传输距离进行了仿真计算,并在实验中将热释电相机PyrocamⅢ作为实验中的探测器对不同传输距离进行了实验。实验结果表明,实验结果与仿真计算结果接近。     

超短脉冲的光谱整形

针对激光放大过程中的增益窄化效应 ,采用了窄带干涉滤光片与石英双折射滤光片两种器件对中心波长10 5 3nm ,谱宽 13nm的超短脉冲进行光谱整形。石英晶片的参数由计算机仿真确定。光谱整形的实验结果与数值模拟的结果吻合较好。整形后的光谱形状变为平顶 ,谱宽增加了 2nm。     

飞秒激光微加工中光斑横向超分辨研究

飞秒激光微加工中焦点光斑横向光场的分布直接影响到激光微加工的精度、分辨率和表面粗糙度等。利用激光束空间整形技术对激光束聚焦光斑进行调制,基于横向超衍射理论和优化算法进行了研究和分析,完成了一种0-结构四环横向相位板的设计。该相位板归一化半径为r1=0.16、r2=0.27、r3=0.49,获得的峰值能量S、焦斑尺寸GT、旁瓣能量MT分别为0.38、0.74、0.20。并且基于该相位板在激光微加工系统中进行了一种光致变色材料的相位板加入前后的对比加工实验,实验结果表明,在飞秒激光微加工系统中使用这种相位板可以有效地减小加工点的尺寸大小。     

计算光学成像在散射中的应用

自然界中普遍存在光散射现象。如何通过散射介质实现高分辨率成像是光学成像领域亟待解决的重要问题。在早期研究中,多重光散射被认为是雾霾、云层、生物组织等复杂介质成像中的障碍。然而,最近研究表明,散射并不是成像的基本限制:光子在经过多次散射后仍然包含了大量信息。为了深入了解新兴的计算光学成像是如何解决多重光散射问题的,文中主要介绍了波前整形、散斑相关及深度学习等方法在散射成像领域中的研究进展。最新的研究成果表明:波前整形可以实现动态散射介质内部的高分辨率快速聚焦;散斑相关能够利用单帧散斑实现非侵入式成像;基于深度学习的成像技术能恢复出隐藏在光学厚度为13.4的白色聚苯乙烯平板背后的物体。     

达曼类滤波器的飞秒脉冲整形技术

为了研究飞秒激光时空变换整形技术,采用理论分析与计算机模拟结合讨论的方法,分析了以达曼类滤波器为模板的4f 系统的飞秒脉冲整形技术。以梯度算法优化设计出达曼类滤波器,包括等间距、等强度和不等间距、不等强度达曼光栅,并模拟讨论了产生的超快时域多脉冲与光谱平面上调制周期的重复数、元件间距不等效应和波长效应的影响。结果表明,以达曼类滤波器为模板的飞秒脉冲整形中,模板周期重复数越多,输出脉冲的质量越高;元件间距不等和波长效应使输出脉冲的平均度和衍射效率都有所降低。     

机械可调的相移长周期光纤光栅

介绍了一种利用机械应力在普通单模光纤(SMF)中产生相移长周期光纤光栅(LPFGs)的简单方法。通过光弹效应，用有凹槽的平板制作LPFGs；用螺丝控制2个凹槽平板之间的距离，可以得到不同的相移值，实现了相移值的连续可调。光栅的传输光谱可以通过所加外力实现调谐，谐振峰强度的可调谐范围达到了16dB。该方法对于光栅光谱的调谐有很大的灵活性，可应用于掺Er光纤放大器(EDFA)的增益平坦。     

CO2激光焊接船用铝合金T型材的焊缝成形控制

分析了船用铝合金T型材的特点,提出激光焊接船用铝合金T型材的方法。采用CO2激光填丝焊接方法实现了6.0mm厚船用5083铝合金T形构件角焊缝的焊接。在平板扫描焊接实验的基础上,重点研究了激光束入射角度、作用位置及焊接速度与送丝速度的匹配关系对角焊缝成形的影响。针对6.0mm的5083铝合金,采用Ar和He混合保护气在激光功率为3300～3500W,离焦量为0的情况下进行焊接。激光入射角度为22°～25°,激光作用于竖板距横板0.8～1.0mm处,焊接速度2.2～2.5m/min,送丝速度2.5～2.8m/min的条件下,能够得到满意的角焊缝成形。同时,讨论了船用铝合金T型材CO2激光焊接过程中产生气孔和过程不稳定的原因。