SHINE装置的准直器设计

本文主要介绍了上海硬X射线自由电子激光装置的准直器设计。由于异常束损的功率很高,选用低原子序数的钛合金作为挡块材料,同时为了缩短挡块长度,采取了钛合金和铜沿束流方向上下游排布的双段式结构。FLUKA模拟表明电子在挡块内的电磁级联过程产生大量的次级粒子,对挡块的有限元分析表明异常束损会导致挡块内最高温度达到550℃左右,最高应力不超过材料的屈服强度。     

太赫兹自由电子激光放大器研究

太赫兹自由电子激光(FEL)是获得高功率太赫兹辐射的重要途径,目前运行的太赫兹FEL装置基本上都采用振荡器结构,若采用FEL放大器模式,则可产生具有更高峰值功率的太赫兹辐射。本文以北京大学超导电子直线加速器的束流参数为基础,通过模拟分析确定了太赫兹FEL放大器对太赫兹种子源、电子束流及波荡器等的要求。模拟结果显示,太赫兹种子的峰值功率在10 W以上即可实现太赫兹FEL放大;在较易实现的参数条件下,可获得峰值功率数兆瓦的太赫兹辐射。     

表面激光熔覆对体育器材硬度的改善北大核心CSCD

为了能够明确激光熔覆技术对体育器材硬度的改善效果,提出分别从复合涂层、层间停光时间以及激光扫描速度方面变量参数进行硬度影响分析,研究三氧化二铝含量对复合熔覆层形貌、显微硬度和耐磨性能的影响,多层熔覆对激光熔覆层微观组织和硬度的影响,激光扫描速度对熔覆层宏观形貌、相组成、显微组织、成分及硬度分布等影响。进行了理论分析和实验验证,结果表明,随熔覆层表面距离增加,激光熔覆层显微硬度会减小,器材硬度会呈现出先增加后减小趋势;第二层熔覆距离降低使第一层中硬度随距离减少而提高;通过增大扫描速度,熔覆层的组织有细化趋势,组织不均匀性得到改善,同时熔覆层厚度降低,稀释率减小,使熔覆层平均硅含量提高,显微硬度改善。     

高稳定性半导体激光器功率控制电路设计和测试北大核心CSCD

有些飞行器的表面安装有基于半导体激光器模块的激光信标系统,用于发出指定功率的稳定光束来配合地面光电系统对激光信标的捕获、识别和跟踪。针对该激光信标系统在宽温度范围下的高功率稳定性需求,设计了两种半导体激光器模块功率控制电路,分别对激光输出功率进行闭环控制和开环控制,采用国产和进口的激光器分别测试了两种控制电路在高低温下的功率控制效果,测试结果表明定电压开环控制电路的控制效果优于定功率闭环控制电路。     

基于THz-QCL自混合干涉的运动传感

基于自混合干涉效应的太赫兹量子级联激光器(THz-QCL)相干测量系统是一种极其灵敏的传感系统。相比于传统的激光测速技术,自混合干涉具有光路自准直、无需额外光电探测器和混频器等优势,使系统的结构更加紧凑;而且,使用太赫兹波进行相干测量,有望提升测速上限。本文采用THz-QCL的自混合干涉技术,研究了系统对于两独立运动目标物的非线性动力学响应特性,给出了自混合信号的多普勒频谱,并通过频谱分析,获得了两目标物的运动速率及方向。研究结果证实了利用THz-QCL自混合干涉系统对目标物进行运动传感的可行性,为高速运动的多目标物测速提供了新的技术手段。     

小波降噪对TDLAS 干涉抑制的研究

基于多光程吸收池的可调谐半导体激光吸收光谱 (TDLAS) 系统在检测过程中容易出现噪声干扰, 影响着其 实际检测性能。针对这种干扰的特征进行分析, 提出利用小波降噪法来改善 TDLAS 系统的探测性能。首先依据理论 研究结果选择合适的小波函数和分解层数, 然后通过这种小波对叠加干扰的仿真信号进行滤波, 结果表明这种降噪技 术具有良好的去噪效果。最后利用小波降噪技术处理了实验采集的不同浓度气体的直接吸收光谱 (DAS) 和二次谐波 信号, 相比于原信号, 降噪后信号的信噪比从 0.4 增加到 259, 系统的检测限也达到 7×10−6, 表明小波降噪方法在气体 光谱检测中具有较高的应用价值。     

激光加工碳纤维增强复合材料研究进展

碳纤维增强复合材料(CFRP)因其优异的性能,在航空航天、国防等领域有着广阔的应用前景。为了掌握激光加工CFRP的去除机理,研发出高效率、低损伤加工该材料的方法,归纳整理了激光加工CFRP去除机理的研究成果,并从激光特性、工艺参量、气液辅助、材料特性4个方面出发,介绍了国内外激光加工CFRP的研究进展,总结了影响激光加工CFRP质量的因素,并给出了提高加工质量方法的建议, 最后对激光加工CFRP的发展趋势进行了展望。     

基于同时多表面设计原理的非球面成像光学系统初始结构构造方法研究北大核心CSCD

设计非球面光学系统,尤其是含有多个非球面光学表面的光学系统,合理的初始结构可以有效地减少设计工作量,提高后续的优化效率,本文提出利用同时多表面(simultaneous multiple surfaces,SMS)设计原理构建初始结构的方法,并且分析了其在成像光学系统设计中的像差特性,根据分析提出了利用SMS方法开展非球面光学系统初始结构设计的流程。最后使用该方法获得一款激光雷达接收装置的光学系统初始结构,经过进一步优化后,得到了工作中心波长850 nm,系统焦距20 mm,相对孔径为1/1.6,视场角为40°,总长小于30 mm的设计结果,验证了该方法在确定非球面光学系统初始结构方面的可行性。     

一种锥型双频带通雷达罩的RCS 及电性能分析

文中介绍了一种双圆环结构的频率选择表面(FSS)锥型双频带通雷达天线罩的制造工艺及电性能测 试。该天线罩底面直径500 mm,垂直高度321 mm,壁厚2 mm。采用热压罐固化成型技术制作样件。主要测试了该 雷达天线罩在水平极化及垂直极化时,Ku 频段(中心频点f0 =13.28 GHz)的功率传输系数及瞄准误差。最终实验结 果表明,该天线罩在Ku 波段设计频点f0 最小功率系数为75%;大于70%带宽达到1. 1 GHz 以上;在设计频点垂直极 化下最大瞄准误差为18.87′,水平极化下最大瞄准误差为11.37′,小于20′带宽分别为0.5 GHz 和1.3 GHz。说明天 线罩在通带内的良好传输特性和通带外的良好截止特性,具有良好的瞄准性。同时,在HH/ VV 极化、前向±60°范围 内,测量纯介质曲面样件和双频带通FSS曲面样件的雷达散射截面( RCS) ,结果表明,点频RCS均值都小于 -10 dB,RCS 缩减量均不小于10 dB。     

Laser-treated austenitic steel and nickel alloy for human implants

The recent research in biocompatible materials has been useful in replacing and supporting the fractured natural human bones/joints. Under some condition, negative reaction like release of ions from the bare metal toward the human body fluid leads to corrosion. In this proposed research paper, the biocompatibility of the laser surface-modified austenitic stainless steel (SS316L) and nickel-based superalloy (Inconel 718) was studied. The investigation on laser-modified surfaces is evaluated through electrochemical polarization analysis using simulated body fluid (SBF). The samples subjected to electrochemical polarization analysis were characterized by optical image analysis, SEM, EDS, and XRD analysis. It was inferred that laser surface-modified materials provided enhanced corrosion resistance and bare nickel alloy is more susceptible to corrosion by SBF.