复合激光打孔最佳匹配参量的研究

为了有效提高激光打孔的速率和激光能量的利用率，采用长脉冲激光和短脉冲激光空间叠加打孔的方法，对复合激光打孔的最佳匹配参量进行了理论和实验研究。建立复合激光打孔最佳匹配模型，以熔融物的产生和去除达到平衡为准则，理论计算得出长脉冲激光和短脉冲激光的最佳匹配参量和最佳匹配情况下的复合激光打孔速率。同时进行了毫秒脉冲和纳秒脉冲的Nd:YAG激光器复合作用于5mm的不锈钢板的打孔实验。结果表明，在实验中得到的最佳匹配参量下，复合激光打孔速率相比于毫秒脉冲激光单独打孔最大提高了3.3倍。实验和理论模型均证明了复合激光打孔在最佳匹配状态下，打孔速率达到最大，激光能量得到充分利用。     

红外激光刻蚀微热管复合沟槽的工艺研究

为了得到红外激光在微热管铜基板表面刻蚀复合沟槽的过程中,不同激光工艺参量（激光重复频率、扫描速率、扫描次数）对复合沟槽尺寸和形貌的影响规律,采用单因素实验法进行了红外激光刻蚀微热管复合沟槽的工艺实验研究,确定了使用1064nm波长红外光纤激光器刻蚀微热管复合沟槽的合理工艺参量。结果表明,当激光重复频率为40kHz、扫描速率为150mm/s、扫描次数为25次时,红外激光刻蚀的复合沟槽能为微热管工质的回流提供较大的毛细压力。该研究对提高沟槽式微热管的传热性能具有参考意义。     

A7N01铝合金激光-MIG复合焊接焊缝成形与组织性能研究

为了研究工艺参量对激光-MIG复合焊接的焊缝成形和组织特征及性能的影响，针对6mm的A7N01铝合金板，采用不同的激光功率、焊接速率和坡口形式，进行了激光-MIG复合焊接试验，观察焊缝成形及接头微观组织，并对其性能进行测试。采用Y型30°坡口，在激光功率3.0kW、焊接速率1.0m/min的参量下进行激光-MIG复合焊接时，焊缝表面成形良好，底部成形连续；接头平均抗拉强度为271MPa，达到母材的60%；焊缝中心硬度为85.4HV，达到母材的78%。结果表明，随着激光功率的提高，焊缝熔深呈线性增大；焊接速率越大、焊缝熔宽和熔深越小，余高略有增加；焊接接头对不同坡口形式的适应性良好；接头中热影响区晶粒粗化，硬度降低，熔合区晶粒为树枝晶，易产生工艺类氢气孔，焊缝中心晶粒为等轴晶。该研究有利于获得成形良好的A7N01铝合金激光-MIG复合焊接头。     

激光功率对激光-MIG复合焊焊缝成型影响研究

为了研究激光功率对船舶钢激光-熔化极惰性气体复合焊焊缝成型的影响，采用不同激光功率在7mm AH36船舶钢板上进行对接工艺试验，并进行了微观组织观测和力学性能测试，通过理论分析和实验验证，取得了焊缝成型最佳的工艺参量、焊缝接头不同区域微观组织、力学性能等数据。结果表明，在激光功率为6kW、电流为220A、焊接速率为1.2m/min时焊接，焊缝成型最好，焊缝区组织为板条马氏体及少量铁素体，其抗拉强度为545MPa，力学性能符合国家标准和中国船级社材料与焊接规范要求。这对于船舶钢的激光复合焊接具有一定的指导意义。     

氦镉激光饱和参量的测量

引入一种新的测量饱和参量的方法：用测量激光噪音的方法得到饱和参量，并用此方法测得了氦镉激光4416埃的饱和参量，与用小讯号增益的方法得到的结果相近。     

激光-感应复合熔覆Ni基WC复合层的工艺研究

为了提高熔覆效率与消除熔覆层的裂纹,采用激光-感应复合熔覆的方法在A3表面获得了无气孔与裂纹的Ni基WC复合层。研究了不同的加工参量对复合层质量的影响,结果表明,随着激光比能的增加,粉末面密度增加;在相同的激光比能条件下,随着粉末面密度增加,熔覆层的高度增加,稀释率减小;在相同的粉末面密度条件下,随着激光比能的增加,熔覆层的宽度略有增加。此外,相对于单纯的激光熔覆技术,激光-感应复合熔覆的效率约可以提高5倍。在激光-感应复合熔覆过程中,熔覆层与基材间的温度梯度大大降低,这是Ni基WC复合层无裂纹的关键原因。     

激光-电弧复合焊接工艺参量的研究进展

激光-电弧复合焊接足近几年在国际上得到迅速发展和廊用的焊接前沿新技术,是材料优质高效连接的最佳熔焊工艺.激光-电弧复合焊接结合了激光焊和电弧焊两种工艺,影响焊接过程的参量较多,而这些因素的设置对焊接过程的稳定性、焊接接头的质量都有重要影响.从激光器类型的选择、辅助电源类型的选择、焊接方向、激光离焦量、激光-电弧之间距离...     

复合脉冲深度激光打孔的实验研究

为了进一步提高激光在金属厚板上深度打孔的速率,针对5mm厚不锈钢板,采用高峰值功率短脉冲串叠加大能量长脉冲的双光束复合激光打孔方法,建立了复合脉冲激光打孔的理论模型,提出大能量长脉冲激光束的主要作用是熔化金属,排出金属熔融物主要靠高峰值功率密度的激光脉冲串,并研究了脉冲能量、脉冲宽度、打孔方式等不同激光参量下的激光打孔效果。结果表明,与长脉冲激光单独激光打孔相比,复合脉冲激光打孔能大幅减小穿孔时间,对脉宽2ms、单脉冲能量2.9J的长脉冲,复合脉冲打孔速率提高2.3倍,所需能量减少20%,且脉冲能量越大,脉冲宽度越窄,打孔速率越快。此研究为复合脉冲打孔的激光器选择提供了依据。     

种子注入对可调谐光学参量振荡激光器阈值和转换效率影响的理论与实验研究

通过对种子注入调谐光参量振荡激光器的理论计算．从理论上证明了种子注入法不仅能压窄参量激光的线宽，还能降低参量振荡激光器振荡的阈值．增大其输出参量激光的能量．提高输出激光能量的转换效率．并在实验上给予证明。     

矩形激光脉冲辐照下半导体温度场理论研究

为了研究矩形激光脉冲辐照下半导体材料3维光生载流子浓度和温度场分布,采用本征函数法求得了等离子体波和热波随时间和空间变化的解析解。数值模拟了矩形激光脉冲辐照下半导体内光生载流子浓度和温度的时间变化规律以及温度沿径向的扩散规律。结果表明,光生载流子表面复合速率、寿命和扩散系数等参量对等离子体波和热波分布的时域特性有重要的影响,特别是在等离子体波和热波阶跃响应的上升和下降沿阶段;此外,多参量拟合灵敏度以及相关性分析表明,对阶跃响应曲线进行拟合可实现对半导体参量的单参量及双参量表征。该理论结果对于利用阶跃光激励的光热技术测量半导体材料参量具有一定的指导作用。     

放电管温度效应与He-Ca+复合激光功率输出分析

为使输出波长为373.7/370.6 nm的ca+复合激光能达到实际应用的水平,对Ca+复合激光放电管温度场进行了分析,通过求解热流耗散泊松方程,获得了Ca+复合激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式,明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系,分析了放电管温度场分布与输出功率的关系,指出径向温度分布不均匀是导致输出功率受限的主要原因之一,其结果与实验一致,为该类激光器的实用化研究提供了理论分析结论.     

Degradation of II-VI blue-green semiconductor lasers

Theory and experiment of the degradation of II-VI blue-green laser diodes using quantum-well (QW) structures are presented. We develop the fundamental equations for the operation current of laser diodes as a function of aging time under the constant optical power aging condition. We show experimental results for the increase of the operation current as a function of aging time and its dependence on the ambient temperature. We find that the increase of the threshold current and the operation current under constant optical output power aging condition is caused by the increase of the nonradiative recombination current due to the increase of the defect density. The generation of the defect density follows a kinetic mechanism caused by an electron-hole recombination enhancement. Thermal effects also accelerate the degradation of the laser diodes. Our theory agrees very well with the experiment     

锶、钙离子复合激光放电电路的实验研究

在纵向脉冲放电激励的锶、钙离子复合激光器中，分别对三种不同放电电路的电流脉冲波形进行了测量和分析，发现采用非对称Blumlein电路能有效消除放电电流脉冲的后沿振荡，有利于增加激光脉冲能量和激光平均功率。     

Theoretical investigations of [110] IV-VI lead salt edge-emitting lasers

Theoretical simulations on a new [110]-orientated IV-VI lead-salt midinfrared (IR) edge-emitting laser are performed in comparison with the conventional [100] orientated laser. The modal gain of quantum-well (QW) structure on [110] orientation is significantly higher than that on the [100] orientation. Light versus current (L-I) characteristics at different operation temperatures are simulated by solving the coupled rate equations. The maximum operation temperature of [110] laser is 70 degree higher than that of conventional [100] laser. To further improve the laser performance a new Si/sub 3/N/sub 4/ clad laser structure is proposed to improve the heat dissipation. The effects of other parameters on the performance of the lasers, such as Auger recombination, Schockley-Read recombination, facet reflectivity and cavity length, are also investigated. The simulated results show that with optimized laser structure and modestly reduced Auger recombination [110] IV-VI lead-salt edge-emitting laser could produce output power of about 10 mW at room temperature.     

New recombination lasers in Li, Al, Ca and Cu in a segmented plasma device employing foil electrodes

The use of foil electrodes in an expanding plasma recombination laser device has resulted in the generation of 30 laser transitions in Li I, Al I, Al II, Al III, Ca I, Ca II, Cu I, and Cu II. The generation of segmented arc plasmas in these metal vapors at the background gas pressures required for laser action had not previously been possible using bulk electrodes, and suggests that conditions necessary for recombination laser action may be obtained for any metal using this technique.     

Sr+复合激光放电管气体温度场与输出功率的限制

为了使输出波长为430.5 nm的Sr 复合激光能达到实际应用的水平,对Sr 复合激光放电管温度场进行了分析;利用热流耗散泊松方程,给出Sr 复合激光放电管内温度场分布的数学模型,获得了Sr 复合激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式,明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系,分析了温度分布与输出功率的关系。指出径向温度分布不均匀是导致输出功率受限的主要原因。其结果与实验一致,对该类激光器的实用化研究提供了富有启发性的理论分析。     

钙离子和溴化亚铜共振亚稳跃迁激光脉冲的研究

铜蒸汽激光器是一种典型的共振亚稳跃迁激光，通常认为其激光脉冲出现于电流脉冲的前沿。实验研究表明，钙离子激光冲在各种上始终在电流脉冲的前沿,而对于CuBr激光，其脉冲的延时时间与工作温度有关。由于工作物质铜原子是通过分解CuBr成为铜离子，再由铜离子复合成铜原子，故工作温度较低时，复合系数较大，造成激光脉冲的延时时间变长，而当工作温度较高时，复合系数变小，使激光脉冲提前。     

Ca~(17+)和Mn~(22+)的辐射跃迁几率

上海光机所徐至展等的研究预言,采用类锂复合机制,有可能在他们现有的激光驱动装置上将软X射线激光推进到“水窗”(4.376～2.332nm)波段。本文的计算表明,Ca~(17+)和Mn~(22+)的5f-3d和5d-3p跃迁波长处于水窗两端。进而,详尽地计算了这两个元素类锂离子的精细能级(n≤12,l≤5)及它们间的辐射跃迁几率。     

蓝色染料激光器

研制了一台蓝色高功率单模染料激光器。当多谱线紫外Ar~+激光泵浦功率为4W时,在波长为432nm处单模输出达150mW。用这台激光器用磁场法反向照射Ca原子束,结果表明Ca原子被明显减速。     

大功率半导体激光器腔面抗烧毁技术

首先介绍了连续激光器单管老化试验,试验通过测试不同老化时间激光器腔面的烧毁功率,对腔面烧毁发生的过程进行了分析。分析认为,大功率半导体激光器腔面烧毁失效的根本原因是腔面烧毁功率在老化过程中持续减小,最终低于激光器输出功率,造成激光器灾变性光学镜面破坏(COMD)。随后对腔面烧毁的微观物理机理进行了介绍,重点讨论了腔面缺陷相关的非辐射复合、量子阱带边吸收、自由载流子吸收造成的腔面温度升高以及腔面高温导致腔面缺陷密度增加并且向腔内攀移的微观过程。最后,介绍了电流非注入腔面、大光腔材料、长腔长设计、腔面离子铣钝化工艺等腔面抗烧毁技术研究情况,并对这些技术提高腔面抗烧毁功率以及改善腔面长期稳定性的效果进行了讨论。