表面处理工艺对铝合金抗激光损伤能力的影响

研究了表面处理工艺对铝合金表面抗激光损伤能力的影响。结果表明,在相同纳秒激光脉冲辐照下,与机械抛光相比,化学镀镍、阳极氧化黑和硬质阳极氧化处理的表面损伤阈值较低,而钝化和微弧氧化的损伤阈值较高;相同处理工艺但不同参数对应的损伤阈值不同。通过比较不同工艺表面的相关物理参数,对损伤阈值、形貌和规律进行了分析。结果表明,钝化更适用于高功率激光装置中铝合金表面的处理。     

多孔阳极氧化铝薄膜的结构和特性

采用阳极氧化法,制备了二维有序多孔氧化铝薄膜.用金相显微镜观察了一次阳极氧化和二次阳极氧化后多孔氧化铝的表面形貌.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和UV-VIS-NIR光谱仪等测试手段对多孔氧化铝薄膜进行了表征.结果表明,多孔氧化铝薄膜是非晶态结构,多孔氧化铝薄膜具有整流特性.多孔氧化铝的光学反射率随入射波长红移呈增加趋势,反射光谱具有明显的干涉现象.     

CO2激光雕刻微弧氧化法制陶瓷网纹辊的技术研究

随着柔性版印刷在行业中的市场占有率越来越高,其核心部件网纹辊的制造工艺受到了更多的重视.目前陶瓷网纹辊表面的陶瓷涂层主要是通过等离子喷涂方法制成的,其制作成本较高,而且涂层在使用中有脱落的可能.微弧氧化法制成的氧化铝陶瓷克服了传统材料的缺陷,而且制作成本较低.首先使用纯的氧化铝陶瓷片进行前期的激光工艺实验,然后使用微弧氧化法制成的氧化铝陶瓷进行雕刻实验,以证明这种材料用于雕刻网纹辊的可行性.实验中,首先在80～120线/英寸范围内使用CO,激光器在这种材料上进行静态雕刻实验,在目前广泛使用的60°蜂窝型的网穴角度条件下,分析激光峰值功率、占空比和焦点位置对于网纹辊网穴形状的影响.得到如下结论:(1)为了避免熔渣对网穴形貌的影响,应尽量使用较小的峰值功率与占空比;(2)在保证光斑功率密度的前提下,焦点位置应位于加工材料表面之上,这样才能够获得形状较好得网穴.之后,对微弧氧化法制成的陶瓷辊进行了动态雕刻实验,对实际加工中的关键要素进行了分析,探讨了机床加减速过程、加减速过程中速度变化的不一致性以及激光脉冲前沿位置的不确定性等因素对于网纹辊加工质量的影响,并提出了用于网纹辊加工的激光加工设备的基本要求.     

激光预处理中薄膜损伤形貌对预处理效果的影响

采用亚阈值激光能量对光学元件进行激光预处理后,其损伤阈值可以提高两三倍。在激光预处理过程中,不可避免地会使光学元件产生损伤,若产生的损伤不影响光学元件的使用性能,则原则上可以接受。首先介绍了HfO2/SiO2多层高反膜S-on-1损伤阈值测试方法,实验研究了激光预处理过程中光学薄膜元件的损伤过程,分析了预处理过程中薄膜损伤形貌对其光学性能及抗激光损伤阈值的影响。结果表明,对膜系为G/（HL）11H2L/A的HfO2/SiO2多层高反膜进行激光预处理,最外层SiO2层的破坏不影响薄膜整个反射率曲线。相反,由于消除了HfO2层的节瘤缺陷,薄膜的损伤阈值得到大幅度的提高。     

氮化铝-铝复合封装基板的制备

采用磁控溅射法在阳极氧化预处理过的铝板上沉积氮化铝薄膜,制备氮化铝-铝复合基板。制备的氮化铝为非晶态,抗电强度超过700 V/μm,阳极氧化铝抗电强度达75 V/μm。当阳极氧化铝膜厚约10μm、氮化铝膜约1μm时,制备的复合封装基板击穿电压超过1350 V,绝缘电阻率1.7×106 MΩ·cm,氮化铝与铝板的结合强度超过8 MPa;阳极氧化铝膜作为缓冲层有效缓解了氮化铝与铝热膨胀系数失配的问题,在260℃热冲击下,铝板未发生形变,氮化铝膜未破裂,电学性能无明显变化。氮化铝与阳极氧化膜的可见光高透性保持了镜面抛光金属铝的高反射率,当该复合基板应用于LED芯片COB封装时,有助于提高封装光效。     

高损伤阈值激光反射镜的设计方法

为了提高激光反射膜的光谱特性和抗激光损伤特性,提出了一种高损伤阈值激光反射镜的设计方法：采用HfO2-Nb2O5-SiO2多材料混合膜系结构,利用Nb2O5-SiO2折射率差值大的特点,在较少的膜层数下达到高反射率要求;利用HfO2-SiO2组合具有高的抗激光损伤特点,在Nb2O5-SiO2膜堆的最外部分叠加HfO2-SiO2膜堆,取长补短,做到采用较少的膜层数,达到高反射率要求,同时提高薄膜的抗激光损伤能力.该方法能灵活有效地按照不同膜系要求进行材料组合,具有很高的实用价值,达到工程最优化设计.     

阳极氧化铝膜孔径的测量

论述了一种对阳极氧化铝膜孔径进行测定和评估的方法。此方法通过对已得的阳极氧化铝薄膜提取样本制备扫描电镜(SEM)图像进行处理和分析,最终得到膜孔的尺寸结果。阳极氧化铝膜的膜孔尺寸处在nm级别,对其测量误差的要求很高。而限于SEM的设备特性和精度,通过SEM读取的原始阳极氧化铝膜的图像存在着大量噪声(以椒盐噪声为主)。鉴于此,首先对阳极氧化铝膜的原始SEM图像进行多重滤波处理(中值滤波、各向异性扩散滤波以及阈值滤波),得到具有膜孔结构信息的阈值图像。经过多重滤波的这一阈值图像仍存在着很多污点,这些污点对阳极氧化铝膜膜孔尺寸的评估无任何意义,于是继续将阈值图像进行去污处理,最后通过设计的"染色"算法,实现了对膜孔尺寸的实际测量。实验证明,此方法的适用性较强。     

激光熔覆镍包纳米氧化铝

进行了2Cr13不锈钢表面激光熔覆镍包纳米氧化铝的实验。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能量色散谱仪(EDAX)、显微硬度仪等设备检测了涂层表面、横截面的显微组织和涂层的硬度、耐磨损等性能,分析了加入纳米氧化铝粒子后对涂层组织和性能的影响。研究结果表明,激光熔覆可获得致密的Fe-Ni(Cr)合金和Al2O3粒子复合涂层。其中,纳米氧化铝粒子弥散分布在微细合金晶粒之间,并与合金晶粒一起形成了胞状树枝晶结构。纳米氧化铝粒子的加入增加了基质金属的成核率,起到了细晶强化以及弥散强化的作用,使得复合涂层的机械性能大幅度提高。复合涂层的平均硬度为700HV0.2,比基体提高了1.5倍,耐磨损性能比淬火态基体提高了1.25倍。     

微弧氧化铝合金与高铝超薄玻璃的激光焊接性能及机理

利用微弧氧化工艺,在铝合金表面制备了不同厚度的氧化涂层,对微弧氧化铝合金和高铝超薄玻璃进行了激光透射焊接。研究了微弧氧化涂层厚度对焊接件的剪切力、焊缝形貌及焊缝结合界面的影响,并分析了焊缝形成机理。研究结果表明,微弧氧化涂层能够有效地充当焊接件的激光能量吸收层和缓冲层,焊缝处形成的混合镶嵌结构是实现材料连接的主要原因;微弧氧化涂层越薄,焊接件的剪切力越大。     

高质量CVD金刚石自支撑膜的连续激光损伤研究

利用HJ - 4型连续CO2 激光对金刚石膜进行了激光损伤阈值的研究,损伤后的金刚石膜用SEM和Raman进行了表征。研究结果表明,高质量CVD自支撑金刚石膜具有较高的 激光损伤阈值,金刚石膜抗连续激光损伤阈值的范围是在1. 15 ×106 ～2. 26 ×106W / cm2。金刚石膜激光损伤主要是由于热震损伤,其机制属于热- 力耦合机制。     

脉宽1ms和10ns的激光损伤光学薄膜元件的比较分析

为了研究脉宽为毫秒量级的激光对光学薄膜的损伤,根据国际标准IS0-11254和国家标准GB/T-16601建立了光学薄膜损伤阈值测试装置.测量了脉宽1ms和10ns、波长1064nm激光作用下TiO2/SiO2增透膜的损伤阈值,观测了损伤形貌,测量了损伤厚度及损伤半径,分析了毫秒量级激光损伤光学薄膜的损伤机理并与纳秒激...     

飞秒激光作用下薄膜的阈值损伤到膜层剥落

在飞秒单脉冲激光损伤HfO_2/SiO_2薄膜样品实验中,随着激光能量密度升高,膜层从缺陷导致的点损伤发展到整层剥落,损伤区域轮廓由模糊变清晰.研究表明,尺度在纳米量级的颗粒缺陷会产生局部的场增强效应,该效应与薄膜干涉场叠加,造成了阈值损伤阶段损伤区域出现大量损伤点,且由于飞秒激光对包括缺陷在内的薄膜材料的本征损伤特性,使其损伤行为较为确定,随着激光能量的提升,薄膜出现更大面积的规则烧蚀区,此时干涉场的作用上升到主导地位,膜层的整层剥落行为掩盖了缺陷的诱导作用.     

阳极化处理铝板作CO2激光能量计探测元件的实验研究

利用阳极化处理的铝板做激光能量计的探测元件是一条较好的逮径。本文对CO2激光辐照下铝板上的Al2O3膜的特性参数,取得了一些有益的结果。     

1.06微米高效增透膜的研制

本文对双层增透膜的误差进行了分析,指出非λ/4膜系的双层增透膜比λ/4膜系的光学性质有更大的稳定性。用Ta_2O_5和SiO_2作膜料在K_9玻璃基底上制备双层增透膜,其单面反射率小于0.03％,激光破坏阈值大于7千兆瓦/厘米~2(激光波长1.06微米,脉冲宽度1毫微秒)。     

真空紫外光学薄膜及薄膜材料

概述了真空紫外(VUV)波段光学薄膜及薄膜材料的研究进展,金属Al膜因到短至80nm还能提供较高的反射率而得到普遍关注,在高真空和30 nm/s左右沉积速率下沉积了保护层的金属Al膜在157 nm处反射率可达90%.介质氧化物薄膜机械应力小,环境稳定性比氟化物薄膜好,在190 nm以上波段应用较广泛,但在180 nm以下波段吸收大大增加而应由氟化物薄膜取代.氟化物薄膜带宽大、吸收系数小,沉积了致密SiO2保护层的氟化物高反膜,在中心波长180 nm处可得到接近99%的反射率,而且膜系的稳定性和抗激光损伤也大大提高.氟化物减反膜在157 nm处可得到0.1%以下的反射率;到目前为止氟化物薄膜最好的沉积工艺是电阻热蒸发.     

激光合金化Si3N4/石墨复合涂层及其摩擦学性能研究

在 4 5钢表面激光合金化Si3 N4/石墨复合涂层 ,对合金化层的微观组织结构、显微硬度、元素含量和分布、摩擦磨损性能等进行了分析和实验研究 ,并据此对预涂层材料组成、配比和激光合金化工艺参数进行了优化。结果表明 :激光合金化Si3 N4/石墨复合材料能够获得组织均匀细密、硬度显著提高的合金化层。并且在干摩擦条件下 ,减小了金属表面的摩擦系数 ,提高了耐磨性和抗粘着的能力 ,整个摩擦过程也很稳定     

Accurate measurement of reflectivity over wavelength of a laserdiode antireflection coating using an external cavity laser

A method for measuring laser diode facet antireflection coating over wavelength is presented. The laser diode is coupled to a wavelength-selective external cavity, and laser threshold current over the wavelength region of interest is measured. The coating reflectivity over wavelength is derived from the threshold current data. Reflectivities as low as 1×10^-5 have been measured with good fit over wavelength to an ideal single layer coating. The net external cavity feedback is also determined. An estimate of the accuracy of the reflectivity measurement is made     

多波长飞秒激光损伤可见光滤光片的实验及机理

针对飞秒激光作用光学该实验条件下薄膜过程中损伤阈值与激光波长的关系问题,利用近红外波段波长可调谐的高重频飞秒脉冲激光,对可见光滤光片光谱通带的过渡区域进行了背向损伤实验,测量了不同波长下的平均功率密度损伤阈值,并从飞秒激光作用的雪崩电离过程出发,推导并计算了该阈值与薄膜干涉场分布的关系,理论结果较好的预测了不同波长下平均功率密度损伤阈值的发展趋势.研究表明,该实验条件下薄膜的飞秒激光损伤是整体行为,同一样品中,干涉场分布的平均值越高即膜层中瞬时驻留的激光能量越大时,相应损伤阈值越低.