激光推进工质推进性能研究

激光推进工质推进性能研究是激光推进技术研究关注的焦点之一。在对国内外实验数据综合研究的基础上,分析了推进工质推进性能的实验规律及物理机制,从理论上解释了冲量耦合系数与推进工质物理性能之间的关系,初步提出了根据推进工质的物理性能进行优选工质的方法,得到一组较佳的激光推进工质。     

激光重复频率对吸气式多脉冲激光推进冲量耦合系数的影响

针对实验室已有的平顶抛物形喷管,数值模拟了单脉冲激光能量为500J时,不同激光重复频率下的激波流场演化过程,分析了喷管内激波流场对后续脉冲的影响,得到了冲量耦合系数随激光重复频率的变化规律。结果表明：激光重复频率在10～100Hz范围内,冲量耦合系数随频率的增加显著减小;在100～400Hz范围内,冲量耦合系数下降趋势变缓;随着脉冲数目的增多,喷管内气体密度降低,后续脉冲受到之前激波流场影响增大,推进性能降低。     

Nd:YAG激光和CO2激光熔敷性能比较研究

从Maxwell方程和Hagen-Ruben公式出发,计算了Nd：YAG激光(波长为1．06μm)和CO2激光(波长为10．6μm)在金属中的吸收率和穿透深度,并做了Nd：YAG激光与CO2激光的熔敷试验比较．结果表明：Nd：YAG激光在金属中吸收率约为CO2激光的3倍,更适于激光熔敷;CO2激光在金属中穿透力约为Nd：YAG激光的3倍,更适于激光相变淬火．     

激光防护塑料制备和性质的研究

本文采用六氯化钨与磷酸三丁酯反应，合成了一种新型近红外吸收剂，将其掺入到甲基丙烯酸甲酯（MMA）中，成功的制各出一种在可见光透过率高、在1．06μm波长处有强烈吸收作用的防1．06μm波长激光塑料，在此基础上，还制得防0．53μm、1．06μm等多波段激光波长的新型激光防护塑料。     

吸气式激光推进单脉冲能量特性研究现状

吸气式脉冲激光推进中,入射激光能量变化对其推进性能有着直接影响.在对国内外文献综合研究的基础上,总结了吸气式激光推进单脉冲能量特性的研究现状.通过对实验、理论和数值研究成果进行科学分析,提出了目前研究中存在的一些问题及对应的解决方案,最后给出了入射的激光能量与冲量耦合系数的关系,为进一步研究多脉冲下的推进性能提供了一定的参考价值.     

组合喷管构形激光推力器推进性能数值研究

激光推力器中,单一构形如旋转抛物形、锥形的喷管设计未对高压流场实现有效约束,推进性能较低。通过建立的计算模型,针对吸气模式下,抛物形与圆柱形喷管组合的激光推力器模型进行了数值研究,围绕圆柱喷管长度与脉宽对推进性能的影响规律以及流场演化特征进行了分析。结果显示：冲量耦合系数随圆柱喷管的增长而增加并趋于恒定,直径20mm、圆柱喷管长80mm的推力器模型在单脉冲激光能量密度1.5J/cm^2的条件下获得的冲量耦合系数高达627.7N/MW;脉宽对冲量耦合系数也有一定影响。     

点火形状对激光推力器推进性能的影响

在单脉冲激光能量为70 J作用下,用数值计算方法,对点火形状沿抛物形喷管对称轴的变化及其对激光推力器推进性能的影响进行了研究。研究表明,对于内表面母线方程y^2=20x,开口直径为0.08 m的喷管,当点火位置距离喷管内壁顶点0.02 m,点火区体积不变时,椭球或圆柱点火形状的变化对冲量耦合系数的影响很小;点火形状沿水平方向越细长,推力的变化幅度越小。通过分析点火形状对推进性能的影响,为设计聚焦系统提供了参考依据。     

HgCdTe探测器的激光辐照响应特性研究

分别用波长为1.06μm、1.319μm、和3.8μm的连续波激光,对3个HgCdTe探测器进行了辐照实验;实验中发现了"振荡"、"零压输出"等一些新现象。综合报道了这些新的实验现象,并对其进行了分析解释和总结。     

Al基材表面激光制备Zn熔覆层的实验研究

利用波长为1．06μm，功率密度为10－20kW/cm^2的Nd:YAG激光器的聚焦光束为热源，在易氧化的纯铝表面制备了锌铝熔覆层，对熔覆工艺、熔覆层的微观组织、激光参数进行了实验研究。实验结果表明，强激光光辐照使基体材料铝表面熔覆高硬度、抗氧化的锌金属表面层是可行的。通过金相显微镜微观组织结构的分析，研究了激光工艺参数对Zn/Al熔覆层过渡区裂纹倾向的影响，只要选择合适的激光束参数，可获得理想的Zn/Al合金熔覆层。这对改进铝材表面物理、化学性能并进一步开发铝的用途具有实用价值。     

双波长选区激光熔化成形中F-theta镜头光学设计

在选区激光熔化成形设备中,F-theta镜头是其重要的组成单元,一般采用单一波长作为光源。为了改善选区激光熔化成形性能,首次设计了由三片球面透镜组成的用于共轴双波长选区激光熔化成形的f-theta镜头。通过引入负畸变实现线性扫描,并选择合适玻璃材料、结构设计来消除色差。在扫描面积为120mm×120mm范围内,适用激光波长为532nm和1080nm,对这两波长激光的聚焦光斑分别小于30μm和60μm,横向色差分离小于1μm,满足高精度双波长激光同时共轴选区熔化成形的应用需求。     

激光推进中一种光船结构的设计

随着激光推进技术的提出和高能激光技术的发展，以激光作为推进能量的飞行器将会有效解决降低火箭成本和提高火箭有效载荷的问题。设计了一种新型激光推进飞行器－－光船；建立了合理的物理模型和流体力学模型；用数值方法研究其喷管形状、位置对冲量耦合系数及推力的作用规律；根据数值计算结果对光船结构进行改进，确定了比较合理的光船结构。     

单LD双端泵浦Tm:YLF激光器研究

高功率2μm Tm:YLF激光器在环境监测、医疗卫生等民生领域有着重要应用。对单LD双端泵浦Tm:YLF激光器开展了研究。分别对晶体的掺杂浓度和长度对激光输出特性的影响进行分析,优化选取Tm:YLF激光晶体参数,Tm:YLF晶体掺杂原子分子数为3%,尺寸为3mm×3mm×14mm。当输出镜透过率T=10%时,实现15.4W的激光输出,相应的斜率效率和转化效率分别为32.4%和28.57%。激光中心波长为1908.65nm,线宽为0.22nm。在输出功率15W时,沿x、y方向的光束质量分别为M_x~2=1.31、M_y~2=1.36,近似基模输出。     

激光熔覆过程光束能量衰减的模拟

为了应用能量守恒对同轴送粉激光熔覆中的熔覆层性能进行精确计算,研究了激光束穿过粉末云时能量的衰减现象和衰减规律.利用流体软件模拟实际喷嘴喷粉的过程,并利用有限元软件模拟激光束穿过粉末云的能量衰减规律,得到了激光-粉末相互作用区域内粉末云质量浓度随z轴的分布曲线,以及不同激光功率下和不同粉末云质量浓度下,从喷嘴出口到基材之间粉末云对激光衰减率的变化曲线.结果表明:激光束穿过粉末云的过程中,未到粉末交汇处时光强衰减较弱,汇聚处能量衰减明显.对衰减率进行定量研究可以很好地用于熔池温度场的精确计算.     

可调谐紫外激光器研究进展

介绍了调谐紫外激光器的应用及各种产生调谐紫外激光输出的原理和,工对其进行对比,指出紫外调谐激光器向全固体化、小型化发展的趋势。     

超短脉冲激光及其应用

介绍超短脉冲激光技术发展水平、飞秒激光技术发展趋势和超短脉冲激光应用。     

金属激光等离子体羽和溅射场的差异及其对打孔的影响

本文对激光打孔时产生的金属等离子体羽和溅射场的形成、发展及其对激光打孔质量的影响进行了研究。     

激光平尺的研究与试验

本文介绍了研制激光平尺的原理、试验和达到的技术指标。     

激光抛光模具钢参数优化

模具表面抛光是模具加工中一个未能很好解决的难题,现在主要通过手工完成,而且效率极低.为了提高效率、降低劳动强度,出现了激光抛光技术.激光抛光金属是通过将金属表面的很薄的一层融化,由于表面张力的作用,融化的材料填充到原先表面的沟壑中来实现的.光纤激光器体积小,效率高,在工业中有广泛的应用,因此,采用连续光纤激光器,用正交试验设计的方法,对模具钢进行激光抛光试验,并对影响抛光效果的几个主要参数:功率、离焦量、扫描速度和扫描间隔等进行试验并优化,通过优化参数,可以将模具表面的粗糙度由1.0μm降低到0.2μm,抛光效果显著.