连续分振幅式高功率准分子激光角多路编码光路设计

在高功率准分子激光系统中,一般采用光学角多路技术来获得高能量窄脉冲输出。文中介绍了角多路技术原理,提出了一种采用矩形阵列和空间层叠光路结构的连续分振幅两次编码方式,并针对该实验室的XeCl高功率准分子激光系统进行了具体的编码光路设计,给出了设计实例。该方法具有编码结构紧凑,编码精度高,与光路准直、激光参数测量系统等兼容性好,便于加工制作和安装调节等优点,目前已在系统中应用,效果良好。     

激光平网雕刻机设计

研制了用于制作平面网版的激光雕刻机，设计了雕刻机用CO2激光器、光路系统及单片机控制系统，探讨了将图像文件转化为控制命令文件的方法。     

光纤激光雕刻机的设计及其在纺织品加工领域的应用

使用空心传能光纤代替传统激光雕刻机中的反射镜系统作为激光雕刻机的光路传输,克服了使用反射镜系统带来的对环境稳定性要求高、激光输出方向不灵活以及易受机械安装精度影响等缺点。并且利用现有的传能光纤激光雕刻系统对电脑绣花机进行改进,为其增加激光切割和雕刻的功能,从而实现纺织品的刺绣、切割、花样雕刻一次完成,极大的提高了生产效率,降低企业的生产成本。     

光路检测中的激光调整分析

提出了光路检测的一种激光调整方法。在充分考虑了仪器试剂、液路以及压力对光路的影响的前提下,对激光部分及流式细胞单元部分产生怀疑,再分别检测分析调整之后达到实验要求。文中对检测仪器的原理、检测方法、调整方法等做了详细说明,并成功解决问题。试验结果表明,这种方法原理简单、精度高,可以有效地改善光路检测中存在的问题。     

Nd:YAG脉冲激光器双光路时分复用系统研究

为满足多光路、多工位激光加工需求,采用Nd:YAG脉冲激光器为光源,研制出激光器双光路时分复用系统。提出了时分复用的具体实施方案,设计出能够实现时分复用分光的可控30°旋转分光装置以及对装置的工作状态实现实时控制的时分复用控制电路,并确定了系统的工作时序。最终在不降低输出功率的前提下,实现了激光的时分复用、双光路输出。实验利用能量计采集数据,对光路耦合效率进行计算,实验表明,在电流为50A、脉宽为4ms、能量为7.3J时,A路耦合效率为85.21%,B路耦合效率为85.23%,满足多工位加工需求。最后结合实际应用,将所设计的两光路,一路用于焊接,一路用于熔覆。     

激光对准快速反射镜控制系统的设计

为了校正激光发射设备中激光对准光路的偏差,设计了一种激光对准快速反射镜控制系统。采用步进电机作为驱动,控制快速反射镜在互相垂直的两个方向进行运动,校正激光光路的偏差,达到了精确控制激光光路的目的。对激光对准快速反射镜的工作原理和设计过程进行了详细阐述,并利用对准控制机箱等硬件设备对软硬件设计进行了实验验证,取得了较好的实验数据。结果表明,快速反射镜控制系统在小角度工作范围内方位误差和俯仰误差均方根都小于1,即控制精度小于1。该系统能够很好地控制快速反射镜进行2维运动,软件设计和硬件设计都是正确可靠的,能够满足激光对准控制系统精确控制激光光路的要求。     

原子印章YAG激光雕刻机的研究

本文阐述了原子印章ＹＡＧ脉冲激光雕刻机的工作原理，详细介绍了整机结构特点，以及激光器参数、工艺参数和计算机排版软件功能，并简述了激光进行原子印章雕刻时的作用机理，和激光特性参数、印章材料及计算机软件等因素对印章雕刻效果的相应影响。     

汽缸表面处理的新发展——激光珩磨

介绍了激光在发动机汽缸表面处理中的3个发展阶段:大斑点慢扫描螺旋式激光淬火、小斑点快扫描网纹式激光淬火和激光珩磨,在比较中揭示了激光珩磨的优点。并对激光珩磨的加工方法进行了探讨,从光束特性、加工原理、加工工艺等方面对YAG激光和准分子激光在激光珩磨中的使用作了对比和分析。     

新型激光加热基座生长法生长氧化锆单晶光纤

为了拉制氧化锆单晶光纤,采用一种基于激光加热基座生长法的单晶光纤拉制系统,在原有的激光加热基座生长法生长单晶光纤的基础上,设计出环形聚焦激光加热系统,对其光学系统进行了改进、优化.利用椭球镜的双焦点特性设计光路,在其第一焦点处形成聚焦环形热源,用于熔化晶棒,拉制光纤;通过ZEMAX光学软件对系统进行了光学仿真.结果表明,在光学系统的聚焦点,能形成高质量的环形热源.该系统有着其它激光加热基座生长法的光学系统无法比拟的优点,在拉制氧化锆和其它高温单晶光纤方面有着很好的应用.     

基于叉丝阵列的准分子激光MOPA系统多路光束自动准直

为了实现激光在放大器多程放大及靶面高指向精度,介绍了高效准分子激光系统多路光束自动准直技术的研究工作。提出利用双叉丝阵列像传递光路,分别在输入光路和输出光路上设置叉丝阵列作为近远场基准,解决了光路中无天然准直基准及多路并行准直等问题。搭建了预放大器II的三路双程激光自动准直系统,验证了该方法的可行性,并利用成像系统和反馈控制结构实现了自动准直系统的联调实验。     

Nd:YAG高速激光深雕刻机的研究

介绍了自主研制的一种工业用深宽雕刻的全自动高速激光深雕刻机.此机主要由双棒串接Nd:YAG激光器、三轴联动转台、光学导光运动系统构成,可以实现在具有自由曲面的材料上进行既深又宽的雕刻.输出功率250W;光束质量M2值为30;聚焦光斑0.2mm.目前在低碳钢材料上雕刻速度30mm/s时,雕刻出的字符深度和宽度均能达到1mm.     

多模光纤激光靶面辐照匀滑特性研究

研究了基于光纤放大网络的激光惯性约束核聚变的靶面光场的均匀特性,采用透镜阵列匀滑多束多模光纤激光器集束后的光场,设计了合适的透镜阵列并进行相应的实验,获得聚焦后靶面处的极小光斑,其靶面光场顶部区域RMS(Root Mean Square)低于5%。同时实验上研究了靶面位置和集束激光器数目对匀滑效果的影响,合适的靶面位置和增加集束激光器数目能明显的改善匀滑效果。     

光热光束偏转方法测量激光束特征参数

本文叙述了光热光束偏转方法的基本原理,介绍了一种新的应用光热光束偏转方法测量聚焦激光束的特征参数及聚焦透镜焦距的方法。实验测量了经单一锗透镜聚焦后的CO_2激光束的腰斑半径和位置,同时确定了聚焦锗透镜的焦距,其结果与实际情况一致。     

一种应用于激光微烧蚀的光学聚焦系统简化设计方法

针对激光微推力器对光学聚焦系统结构紧凑、聚焦光斑尺寸小以及避免羽流污染的特殊要求,采用传统的光线追迹法研究单透镜直接聚焦、双透镜准直聚焦两种典型方案光学设计方法。针对低功耗半导体激光器光纤耦合输出的芯径和数值孔径条件,在50m级聚焦光斑约束下,研究单透镜聚焦系统设计方案,得到了透镜厚度、焦距、工作距等设计参数的关系;研究准直聚焦光学系统的双透镜系统设计方案,得到了透镜厚度、透镜中心距、工作距等设计参数特征关系。针对两种典型光学设计方案,给出了工程应用设计参数。文中提出的设计方法避免了复杂的光学设计过程,可为激光微推力器激光光束微尺度聚焦提供一种简单实效的方法。     

纳秒激光雕刻柱塞表面工艺参数研究

采用纳秒激光在压裂泵柱塞表面进行激光雕刻实验,考虑激光功率、扫描速度、烧结次数、移动路径4种工艺参数,借助白光干涉仪获得雕刻后的织构三维形状及其几何尺寸,对比分析各工艺参数对织构体积的影响。研究结果表明:增加激光功率可以显式提高柱塞表面织构的体积;激光扫描速度对织构体积的影响程度随速度的增加而降低;适当增加烧结次数可以实现对烧蚀体积微弱修正;采用弓形路径相比环形路径所获得的烧蚀体积增量较大。     

基于Fresnel透镜的激光车灯的设计与加工

激光车灯对比于LED车灯,具有能耗小、体积小、亮度高等优点,是汽车车灯发展的新方向。提出了一种激光车灯的完整的设计思路。光源采用激光二极管激发荧光片得到白光。通过搭建光学检测平台研究激光驱动白光光源的光学特性,通过机器视觉的方法研究荧光片前后光斑的形状和尺寸的变化,从而精确地建立光源的仿真模型,为后续的光学设计提供理论依据。通过非成像光学设计方法,设计了Fresnel透镜实现了对激光的整形,并利用超精密车削实现透镜的加工。完成了车灯的设计和组装,并通过光学仿真和光学实验验证了设计的正确性。     

缺陷镜技术直接产生高功率高阶涡旋激光研究（特邀）

涡旋光在光通信、量子纠缠、新的非线性光学效应、微纳机械加工、超分辨成像和光镊等领域具有重要的应用价值。涡旋光应用的前提条件是高质量涡旋光束的产生,将缺陷镜技术和固体激光谐振腔技术结合起来研究,对直接产生高光束质量、高稳定性和大拓扑荷数（高阶）的涡旋激光具有明显的优势。当前,该项技术多是用在简单的两镜线性腔中,且以连续波涡旋激光为主。文中使用紫外皮秒脉冲激光器制备了点缺陷镜,并采用LD端面泵浦Nd:YVO₄晶体作为激光实验平台,构造了V型激光谐振腔,首次实现了复杂谐振腔内直接产生高阶涡旋激光输出。当吸收功率为11.46 W时,获得了最高输出功率为2.69 W的三阶涡旋激光,斜效率达到23.6%;进一步调节谐振腔及点缺陷尺寸,最高获得了13阶涡旋激光输出。该研究表明缺陷镜技术也可以用于复杂结构激光谐振腔,直接产生高阶涡旋激光,从而为其他运行模式（如调Q和锁模）的高阶涡旋激光研究提供了一定的依据。     

选区激光熔化成形系统的动态聚焦技术研究

针对二维振镜存在的聚焦误差问题,根据产生聚焦误差的原理,采用动态聚焦技术补偿聚焦误差.分析振镜激光扫描过程中的图形失真机理,采用坐标映射方式补偿图形畸变方法.基于PCI总线控制技术实现动态聚焦振镜扫描的控制,并将该动态扫描系统应用于选区激光熔化成形设备,通过选区激光熔化成形工艺实验,验证了所开发的动态聚焦系统满足选区激光熔化成形工艺要求.     

光纤在激光医学治疗上的应用

激光医学治疗用激光器包括紫外、红外、可见光激光器,激光用光纤输出端形式包括点状、柱状、球状等;光纤在医学器械的应用包括光纤照明和激光传输,现今石英光纤、多组份玻璃光纤、聚合物光纤以及红外晶体光纤、氟化物玻璃光纤、红外空芯波导等在医学治疗有许多应用,其中石英光纤已在医学美容、手术治疗和光动力疗法等方面获得广泛应用,多组份玻璃光纤可应用于光炙仪、光热治疗仪、牙科光固化机、牙齿美白仪、光纤内窥镜等医疗仪器中,聚合物光纤POF可应用于光纤黄疸治疗仪、激光血管内外照射治疗中,光纤在今后的激光医学治疗中发挥更加重要的作用.     

多棱镜激光扫描非球面透镜聚焦系统研究

为了提高激光打孔生产质量和降低生产成本,提出了一种多棱镜旋转扫描非球面透镜聚焦在线打孔方案。系统将CO2激光器发出的连续光束经光调制器入射在多棱镜的其中一个表面上,光束经过反射依次扫入聚焦透镜组中。由于轴外像差和扫描速度失真会引起聚焦光斑的线性畸变,从而导致打孔形状的变化,通过选取非球面透镜对光束整形,在聚焦同时调整聚焦光斑的形状以控制打孔的形状。结果表明,在扫描系统中线性误差可控制在0.5%内,打孔大小形状满足生产要求,与传统激光打孔方式相比,提高了打孔的质量与效率。