强短脉冲激光冲击薄板高速变形的实验研究

强短脉冲激光冲击材料成形是一种高应变率的过程。很多已有测试手段由于响应带宽不够而无法进行有效测量。常用的任意面速度干涉仪(VISAR)价格昂贵、测试方法复杂,且存在条纹缺失。采用一种简单的光电测试系统探测出铝薄板在强短脉冲激光冲击下的高速变形过程。通过标定输出电压与变形量的关系,分析出薄板被冲击中心点的位移和速度,与文献仿真结果规律一致,计算出在8 J激光能量冲击时间内平均变形速度为8.49×104m/s。并由阻尼振动和弹性形变叠加的模型拟合出激光冲击薄板的形变过程,根据拟合系数计算出薄板的振动速度和塑性变形值,为分析和控制激光冲击变形工艺提供了依据。     

遮光法测量铝薄板高压加载下的动态特征量

为了检测强脉冲激光冲击加载材料发生的动态变化,采用遮光原理设计了一种新的检测仪器,能较为准确地检测出在冲击过程中试样的动态特征量。结果表明,铝薄板（L2）在激光冲击成形过程中弹性变形和塑性变形同时存在,塑性变形的时间远远大于弹性变形。试样中心区域在弹性变形阶段的平均变形速率为3.2103m/s,试样的平均应变率为8.9 104s-1。该结果为相关激光冲击成形技术发展提供了实验依据。     

基于超材料的多频带可调谐太赫兹吸收器

设计了一种多频带可调谐的太赫兹超材料吸收器。在超材料吸收器的结构中,引入光敏半导体硅材料,设计特殊的顶层金属谐振器,分析开口长度、线宽、介质层厚度等参数尺寸对太赫兹超材料吸收器的吸收光谱特性影响。根据光照与光敏半导体硅电导率之间的关系,研究太赫兹超材料吸收器的频率调谐特性。仿真结果得到太赫兹波段的12个吸收频率调制,其中有10处吸收峰的吸收率超过90%近完美吸收,且有6处吸收率达到99%的完美吸收,而且吸收率调制深度和相对带宽分别达到85.9 %和85.5%,具有很强的可调谐特性。设计的光激励太赫兹超材料吸收器结构简单,具有多频带可调谐和完美吸收特性,扩大了吸收器的应用范围。     

焊前激光预处理的铝合金表面氧含量的分布及影响

为提高6061铝合金的焊缝质量,采用纳秒脉冲激光预处理6061铝合金表面,利用扫描电子显微镜观察其表面形貌,研究了不同激光参数下氧元素的线、面含量及分布;为了验证清洗效果,进行了焊接实验。结果表明:最优的激光预处理参数为:激光功率15 W,清洗5次。在最优的加工参数下,表面氧元素的质量分数为3.23%,氧主要分布在光斑搭接处,铝合金焊缝平滑均匀,无明显的缺陷存在;激光预处理后,铝合金表面的氧元素含量越低,焊缝质量越高;分布于光斑周围的少量氧元素不影响焊接效果。     

基于非对称双芯光子晶体光纤的宽带定向耦合器研究

A novel broadband directional coupler based on an asymmetric dual-core photonic crystal fibet(PCF)is proposed.The asymmetry in the fiher is introduced by the enlargement of one air-hole in dual-core PCF.Numerical investigation demonstrate that broadband directional coupling with spectral width as large as 370 nm and polarization-dependent loss and uniformity lower than 0.2 and 0.5 dB,respectively,can be achieved.In addition,the proposed fiber shows large tolerance to the variation of the fiber parameters.In particular,the fiber length allows at least 10%derivation from the proposed fiber length of 7.7 mm.     

激光除锈后基体表面粗糙度的研究

涂装前的钢铁表面粗糙度直接影响涂装效果。为了达到合适的表面粗糙度应对钢铁除锈后基体表面粗糙度进行研究。通过激光参数匹配实验得到了粗糙度变化曲线图以及基体表面扫描电镜图。结果标明,根据粗糙度曲线图和扫描电镜图,可以判断在保持其他两种参数相同的情况下:①样品表面粗糙度值随着激光功率的增大而增大;②样品表面粗糙度值随着扫描次数的增大而增大;③样品表面粗糙度值随着扫描速度的增大而减小。     

玻璃表面微颗粒的激光清洗研究(特邀)

针对玻璃表面微颗粒的污染问题,文中研究了脉冲激光对颗粒污染物的清洗阈值和清洗效果。通过颗粒吸附和形变模型计算石英玻璃表面与颗粒间的吸附力,分析热应力与激光能量密度的关系。通过吸附力和热应力的对比分析得到颗粒污染物的清洗条件和理论阈值。实验对比石英玻璃表面颗粒的正面入射和反面入射的清洗效果,研究功率密度、扫描速度和清洗次数等参数对清洗率的影响。结果表明,大颗粒污染物的反面清洗可以完全去除,正面清洗小颗粒污染物的效果较好。单因素和三因素研究表明激光功率密度对清洗率的影响比扫描速度大,激光清洗次数对清洗率几乎没有影响。     

激光清洗技术规模化应用发展现状(特邀)

随着我国工业不断地转型升级,对工业清洗的质量、效率、服务也提出了更高的要求,传统清洗方式因其高污染、高能耗等缺陷已无法满足工业领域的应用需要。而激光清洗作为一种绿色、环保、无损的新型清洗方式,迅速成为工业清洗领域的热点技术。文中梳理了三种典型的激光清洗方法,总结了激光清洗相关的机理。同时,阐述了面向航天航空、船舶建造、轨道交通等领域开展的激光清洗应用进展。根据近年来国内外院校和企业在激光清洗系统、设备方面的科技成果,提出国内激光清洗推广应用所面临的瓶颈,展望了激光清洗技术在未来的发展方向。     

基于金纳米颗粒的激光钛合金表面处理研究

钛合金的表面质量直接决定了种植体的成活率。针对传统表面处理方法带来的问题,文中基于时域有限差分法,提出了一种基于直径200 nm金颗粒的钛合金表面激光处理方法,研究了激光参数对钛合金表面光场分布的影响规律。仿真结果表明,由200 nm金纳米颗粒激发的近场增强分布区域为环形;增强倍数超过了6 500倍;通过改变入射光的角度可以进一步提高增强倍数;而背景折射率对金纳米颗粒激发的近场增强效果影响微小,能够在多种介质中进行表面处理。     

光信息科学与技术专业软件教学方法探索

针对光信息专业的相关专业软件教学方法进行了探讨,分析了不同教学体系、课程教学方法、考核方式的教学效果,提出了基于实践与综合教学的软件教学体系与方法,并对实践环节和考核方式等方面进行了改革和实践,提高了学生的学习兴趣、分析和解决问题的能力,效果良好。