准分子激光快速制备超疏水性聚偏氟乙烯材料

在室温条件下,利用KrF准分子激光辐照技术,实现了超疏水性聚偏氟乙烯高分子材料的快速制备,最快制备时间为10 s。实验结果表明,在改性后的材料表面上,与水静态接触角由原来的53°增加到170°左右。采用原子力显微镜和X射线光电子能谱等检测手段对辐照后的材料表面进行了微观形貌和化学结构分析,结果表明激光辐照区域产生了具有极规整三维网络结构的改性层,并且C-CF2和C-F两种化学基团取代了原有的化学结构CH2和CF2成为该改性层的主体。表面的粗糙化与低表面能化学基团的共同作用,使改性后的聚偏氟乙烯表面有效地产生了较强的超疏水性能。     

准分子激光辐照法改善GaN外延片性质并增强GaN基LED发光性能

采用不同能量密度、脉冲数的248nm准分子激光对表面为p型的GaN外延片进行辐照,再对样品进行退火处理。对激光辐照前后以及退火前后的样品进行光致发光、阴极射线谱、X射线光电子谱、霍尔效应、I-V曲线等表征。实验结果表明:激光辐照和N2气氛下退火相结合可以使GaN外延片的电学和发光性能均较辐照前有不同程度的提高。将改性后的GaN外延片封装成发光二极管(LED)器件,研究了其发光性能与激光辐照能量密度和退火气氛的关系。改性后的GaN基LED器件的发光强度最高可增加约37%,说明GaN外延片电学和发光性能的改善将直接影响其封装成LED器件后的发光性能,这对于提高GaN基LED的性能有重要意义。     

液晶光学器件的近红外激光损伤研究进展

液晶光学器件在激光聚变、光电对抗、激光雷达、激光通信等领域的应用面临着近红外高功率激光辐照失效的风险。在介绍液晶光学器件基本结构和基本工作原理的基础上,按照液晶光学器件的组成,依次对构成液晶光学器件的导电膜、取向膜、液晶材料,以及整体液晶光学器件在近红外激光辐照下的损伤特性及机制的研究进展进行了综述。     

体育器械用镁合金材料的激光表面改性处理

为分析体育器械用镁合金材料的激光表面改性处理效果,对镁合金材料预处理,确定激光熔凝处理工艺,计算镁合金材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,并建立研究期内检测数据的数据库,使用SPSS17.0软件统计分析数据结果。结果显示,当激光熔凝改性处理采用的激光功率为3 kW时,改性镁合金材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性效果提升最为明显。试验表明,激光熔凝处理会加强镁合金材料表面的硬质含量、强化沉淀作用,细化α-Mg晶粒,减小β相之间的间距,形成更致密的Al₂O₃氧化膜,促使镁合金材料中的杂质元素分布更为均匀,从而提高镁合金材料表面的物理、化学和力学性能,提升镁合金材料的硬度、耐腐蚀性及耐磨性。     

激光辐照40~#Cr钢的腐蚀电化学特性与腐蚀疲劳性能的研究

用对比的方法研究了不同激光辐照工艺对40~#Cr钢耐蚀性和腐蚀疲劳性能的影响。结果表明,激光相变硬化处理的耐蚀性优于激光表面重熔处理的试样的耐蚀性。经激光表面辐照处理后,其腐蚀疲劳寿命也显著提高。结合光镜和SEM分析了材料的耐蚀机理和腐蚀疲劳断裂的特征与机制。     

高分子聚合物材料激光处理及其在微电子工业中应用

综合介绍了激光处理聚酰亚胺等高分子聚合材料及其在微电子工业中一些新的应用，阐述了材料在吸收激光能量后产生的一系列可能会发生的能量转换和一些令人感兴趣的改性。此外还着重介绍了聚酰亚胺材料的激光感应电导在近几年的研究进展以及我们在这方面的研究工作，这一工作在精细加工微制造工业，尤其是在对提高集成电路的集成度，缩小集成电路内部器件尺寸等方面有广泛的应用前景。     

材料的出气分析以及TiN 薄膜表面改性作用

为了满足微波器件对材料的真空性能越来越高的要求，本文对材料的出气原因、过程以及不同气体在材料内的扩散特点等进行了初步的分析探索，指出材料在保持原有物化特性的基础上，通过表面改性，可以提高其真空品质。最后本文利用经过表面镀TiN 膜的不锈钢材料与无镀膜的相同材料，在高温烘排后放出的气体量进行对比试验，结果表明通过TiN 覆膜这种表面改性工艺可以提高微波器件材料的真空性能。     

铜基粉末冶金摩擦材料激光表面改性处理

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能指标,用宽带激光束对其进行了激光表面改性处理.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪对微观组织进行了表征,并用硬度计、摩擦磨损试验机等仪器对性能进行了测试,结果表明,宽带激光表面改性处理后,铜基粉末冶金层的微观结构和性能发生了明显变化.聚合生长状念的α-Cu产生边缘溶解.大块聚合态α-Cu细小化.在α-Cu内部形成了大量的纳米晶.激光表面改性处理后Cu基粉末冶金摩擦材料层密度提高了6%,硬度提高12.7%,耐磨性能提高45%,摩擦系数提高1%.     

激光辐照对长波HgCdTe光导探测器电学参数的影响

对长波HgCdTe光导探测器进行了低于其永久损伤阈值的变功率激光辐照 ,测量辐照前后器件的电阻 温度特性 ,用电阻 温度特性研究材料参数的方法对实验结果进行拟合 ,结果表明辐照后HgCdTe探测器件的组分变大 ,并由此计算得到探测器性能突变后 ,器件的电子迁移率与电子浓度均有一定程度减小。认为这可能是由于激光辐照的热效应使N型HgCdTe光导器件的表面及体内均产生的一定的变化所致     

激光辐照对长滤HgCdTe光导探测器电学参数的影响

对长波HgCdTe光导探测器进行了低于其永久损伤阈值的变功率激光辐照，测量辐照前后器件的电阻－温度特征，用电阻－温度特征研究材料参数的方法对实验结果进行拟合，结果表明辐照后HgCdTe探测器件的组分变大，并由此计算得到探测器性能突变后，器件的电子迁移率与电子浓度均有一定程度减小。认为这可能是由于激光辐照的热效应使N型HgCdTe光导器件的表面及体内均产生的一定的变化所致。     

紫外准分子激光照射对生物材料改性影响

近二十年国内外致力研究激光用于材料表面的改性,成为发展极为迅速的一门高新技术。医用生物材料直接与人体接触,要求材料表面与人体组织相容。激光表面处理可望改善医用生物材料的生物相容性。本文利用准分子激光对三种生物材料表面处理,得到了激光照射的最佳脉冲参数。准分子激光照射材料表面后,通过培养细胞的比对实验,显微镜观察证实处理后生物材料的生物相容性比处理前有明显的提高。证明激光表面处理有助于提高材料的生物相容性。     

高分子纤维的准分子激光表面纹理化

用准分子激光照射高分子纤维 ,在纤维表面形成垂直于纤维轴线的周期性柱型结构 ,有利于纤维光学性质和亲和性质的改变。研究了不同激光能量、脉冲次数下的纤维表面形态 ,并初步讨论了高分子纤维的准分子激光表面纹理化形成的机理。     

激光多普勒振动计用于水下声光通信

介绍了激光多普勒振动计(LDV)用于水下声光通信的应用背景,阐述了激光多普勒振动计的工作原理和两种相干检测方式。采用零差的相干探测方式,设计并实现了一套光纤结构的激光多普勒振动计。为了证明系统能够应用于水下声光通信,进行了对水下声源发出的声波频率和强度的探测实验。通过对实验数据的分析得出:第一,系统能够检测出水下声源发出的声波频率,对7kHz附近的10个声波频率的测量标准偏差小于8Hz;第二,系统探测信号强度与水下声源发声的声压级成指数关系,对于水下目标通信所用的3.5kHz和7kHz声波频段的最小探测能力分别达到146.2dB和150.8dB声压级。     

低功率CO2激光辐照对多层石墨烯结构的影响

在真空环境下使用不同功率密度的CO2激光对化学气相沉积法(CVD)生长的石墨烯进行辐照,通过研究辐照前后的拉曼光谱变化考察了激光功率密度及辐照时间对多层石墨烯结构的影响。结果表明,当功率密度较低(13W/cm2)时,石墨烯拉曼光谱中的D峰降低,2D峰增强,石墨烯内的掺杂、缺陷减少。随着功率密度的增加,石墨烯的缺陷增多,部分缺陷连接形成晶界,使石墨烯分解为纳米晶。在58 W/cm2的功率密度下,当作用时间为120s时,在石墨烯表面产生非晶碳。研究表明,适当参数的CO2激光辐照能改善石墨烯的内在性能。     

激光电化学复合加工的冲击空化检测及试验

为了测量脉冲激光击穿电解液下产生的声压信号,探讨冲击空化效应对激光电化学复合加工的作用和影响,建立了激光电化学复合加工检测系统。采用水听器采集脉冲激光聚焦电解液下产生的声压信号,使用示波器对声压信号进行存储、XVIEWER软件对声压波形分析和计算,最后对激光电化学复合加工的区域进行拍照,并分析冲击空化效应对激光电化学复合加工后的形貌特性和表面质量的作用和影响。结果表明,脉冲激光聚焦电解液下,产生冲击空化效应,向外辐射3个不同声压信号;随着激光能量的增加,激光冲击空化的3个声压变大,空泡的半径和泡能均增加;在激光电化学复合加工中,激光能量增加,产生的等离子冲击波和射流力越大,工件去除的量越多;空泡脉动促进电解液的流动,对加工区域的微观形貌和表面质量起重要作用。这一结果对复合加工的过程和形貌是有帮助的。     

激光探测水下声信号的实验研究

在实验室条件下,对于不同频率、不同振动强度的水下声音信号展开激光相干探测研究,建立了基于该方法的实验系统。水表面在水下声音信号作用下产生波动时,用激光照射水表面,其产生的水表面散射光携带了声波信息并与参考光发生干涉,对干涉信号进行采集并处理可得到水下声信号的频率与强度信息。对不同条件下得到的实验结果进行对比分析。实验结果表明,激光相干探测技术可有效地探测水下声信号,并且随着声信号的频率提高、强度减弱,探测效果趋于变差。实验系统采用全光纤光路设计,取得了较好的效果。     

激光空中探测水下目标的新方法研究

为了实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,基于迈克尔逊干涉仪的基本原理,提出了一种从水面散射激光中获取水下声源信息的新方法。设计并实现了一套空中探测水下声信号的实验装置。实验结果表明：频谱分析图中的峰值频率即为水下声源的发声频率,系统能够实时探测发声频率在1 kHz～14 kHz的水下声源,且测量标准偏差小于7 Hz。该方法为航空遥感水下目标提供了一条新的技术途径。     

1.06μm连续激光辐照TiO2/SiO2薄膜元件的损伤效应研究

用1.06μm连续激光辐照TiO2/SiO2薄膜元件,在不同强度下测量了激光辐照TiO2/SiO2薄膜元件引起反射信号幅度随时间的变化,并观察到薄膜从基体材料表面起泡、膜层脱落的现象.研究结果表明,TiO2/SiO2薄膜的反射光信号变化是连续激光辐照薄膜元件产生的热效应引起的;在激光辐照过程中,薄膜元件基体材料产生的热变形差别是基体起泡、脱落的主要原因.     

钛合金激光表面改性技术研究现状

钛合金密度小,比强度高,具有良好的耐蚀性、疲劳抗力,广泛应用于航空航天、国防、汽车、医疗等领域.然而,钛合金摩擦系数高、对粘着磨损和微动磨损非常敏感、耐磨性差及高温抗氧化性差等缺点,制约了它的应用.表面改性技术,尤其是激光表面改性技术为这一问题的解决提供了一条有效的途径,综述了国内外钛合金激光表面改性技术的研究现状,主要介绍了激光熔覆、激光合金化和激光熔凝技术及其在钛合金表面改性中的应用,并对其存在的主要问题及当前的研究热点:激光表面改性工艺参量优化、激光改性过程中裂纹产生机理及裂纹控制、复合激光表面改性技术、纳米改性层、功能梯度改性层、激光原位合成、激光熔覆非晶涂层、超短脉冲激光表面改性以及激光改性过程的数值模拟等进行了讨论.     

脉冲Nd:YAG激光烧蚀石墨的反应性光声谱研究

应用脉冲宽度为400μs的自由振荡Nd:YAG激光器对石墨进行烧蚀并且检测烧蚀的反应性声谱。烧蚀声谱存在典型的双峰结构并且该声谱与光声腔长度无明显关系。烧蚀程度越大,与烧蚀相关的烧蚀声峰衰减越强烈,烧蚀声峰的上升时间约为400μs。当光斑直径为1.10mm时,激光能量从320mJ下降到150mJ,烧蚀声峰下降时间从3 ms上升到8 ms,石墨的烧蚀光能约为65mJ。烧蚀声峰值与光能量成正比。EMS分析烧蚀斑表明石墨的气化导致了烧蚀声谱的双峰结构和在烧蚀孔的内表面上有与光束正交的波纹状表面。