激光打孔用声光调Q阶跃脉冲Nd:YAG激光器

针对高质量激光打孔的应用要求,设计了一种高峰值功率脉冲激光器。采用声光器件对脉冲Nd:YAG激光进行了腔内调制,提高了激光脉冲的峰值功率。给出了激光器的结构、脉冲调Q的时序。获得了脉宽200ns的激光脉冲列,脉冲列的重复频率为(5～50)kHz,脉冲能量为30～80mJ,脉冲峰值功率为400kW,输出激光束的光束质量为3mm·mrad,并对飞机发动机燃烧室用1.5mm厚镍基高温合金进行打孔实验,获得了再铸层薄和微裂纹少的微孔。     

高功率连续Nd：YAG声光锁模皮秒超短脉冲激光器

利用优化设计的平凸型热稳腔，进行了连续Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的声光主动锁模实验研究。在４．０ｋＷ单灯连续泵浦和２００ＭＨｚ重复频率下，得到了１８Ｗ的脉宽为１００ｐｓ的高功率ＣＷ（连续）锁模超短脉冲激光输出。     

倒置离焦望远镜导光系统传输特性分析

利用透镜光束传输规律和光束质量因子M2的定义,阐述倒置望远镜导光系统在超重超大工件高功率激光加工中的传输特性,以及光束质量、光束参数、导光系统参数在加工范围内对稳定加工质量的影响,并对有效焦深给出一个更合理的解释.     

医用钛表面激光显微加工工艺参数的优化

为了改善医用钛的表面性能，增强植入物与骨组织之间的结合强度，采用400W Nd：YAG激光器，在压缩空气辅助条件下，对纯Ti进行激光微加工试验，并研究了激光加工工艺参数对微孔形状的影响.实验结果表明，随着激光辐照脉冲能量 、脉冲宽度、脉冲次数的增加，微孔的孔径和孔深增加.激光辐射脉冲频率增加，微孔孔径加大，而孔深基本不变.采用优化的激光微加工工艺参数，对纯钛样品进行激光显微加工， 可获得表面排布有规律的微孔，从而有利于扩大医用钛的临床应用范围.     

激光二极管抽运Tm:YAP脉冲激光器研究

采用激光二极管(LD)单端抽运a轴切割的Tm:YAP晶体,实现了声光调Q脉冲激光输出。模拟分析了a-cut的Tm:YAP晶体的热透镜效应,使用Comsol软件模拟晶体内部温度分布,在此基础上设计了平凹腔型结构。研究了自由运转与调Q运转情况激光的输出特性。在重频率1k Hz情况下,获得了中心波长为1988nm,单脉冲能量为4.94m J,最窄脉冲宽度为90ns,峰值功率52.22MW的激光输出,光束质量M2因子在x和y方向上分别为2.11和1.88。     

高功率掺镱光纤超荧光源的研究进展

高功率掺镱光纤超荧光源是一种兼具荧光及激光特性的高亮度光纤光源,近年来发展十分迅速.其输出波长和光谱线宽可以在1μm波段灵活调制,连续输出的平均功率和脉冲输出的峰值功率均可达到kW量级,光束质量不逊于常规高功率激光器,在激光材料加工、高功率光谱合束等领域有着巨大的应用潜力.主要综述了高功率掺镱光纤超荧光源的发展历史、最新研究进展,最后介绍了本课题组在高功率掺镱光纤超荧光源所做的研究工作.     

脊锥比对锥形半导体激光器输出特性的影响

锥形半导体激光器是一种兼顾高功率高光束质量的光电子器件,但在高功率工作时易受非线性效应（如自聚焦和光丝）影响导致光束质量恶化。基于广角有限差分光束传播法（WA-FD-BPM）对总腔长为2 500μm锥形半导体激光器进行模拟研究,分析了脊形区与锥形区长度比例对其输出特性的影响。结果表明,脊形区的滤波效应是影响锥形半导体激光器光束质量的重要因素,可通过合理优化脊锥比实现输出性能的提升。当脊锥比为2∶3时输出性能最佳。研究结果可为后续锥形半导体激光器的设计提供参考。     

基于光栅外腔的高功率半导体激光阵列谱合束研究进展

半导体激光器与其他类型激光器相比具有寿命长、效率高和波长范围广等优点,使其成为现代激光领域的重要组成部分。输出功率和光束质量是判断半导体激光器优劣的两大关键指标,但半导体激光器的特殊原理和结构决定了它在追求高功率的同时光束质量会劣化,导致其应用范围受限。谱合束技术被证明是解决该问题的关键技术之一,但目前仍然存在光功率和光束质量退化等问题;因此,如何获得高亮度合成光束成为国内外研究热点。针对外腔谱合束技术,本文首先介绍了半导体激光阵列和叠阵,总结比较了应用于谱合束技术的3类光栅,阐述了光栅外腔法谱合束技术的基本原理,概括了国内外高功率半导体激光阵列谱合成技术的研究进展和现状,分析讨论了导致合成光束质量劣化和合束功率耗损的因素,展望了高亮度半导体激光器的发展前景。本研究有助于推动高亮度半导体激光器直接光源的进一步发展。     

高功率工业CO2激光切割工艺技术参数分析

通过试验的方法,揭示了激光功率、切割速度、辅助气体压强和板材厚度之间的关系,分析并探讨影响高功率CO2激光切割工艺技术参数因素,提高了激光切割质量提供指导。     

激光光束光斑诊断仪探针微孔的设计与加工

针对激光加工大功率激光光束光斑诊断仪的要求,对探针微孔的加工要求进行了分析,介绍了微孔加工的系统,实现了对探针微孔的加工．     

激光束在大气中的传播特性研究

激光大气传输特性是研究激光在通过大气传播的过程中,大气与激光相互作用产生的一系列线性与非线性效应以及这些效应对激光传输的影响。文章基于正的共焦非稳定谐振腔的激光场,采用快速傅里叶变换（FFT）等方法研究激光光束在大气中的传播特性,分析了强激光器如二氧化碳激光器在大气传输中产生的一些线性光学效应,并在只考虑大气折射、大气分子吸收等对激光光束的影响下,求出了激光光束在大气中的偏移、光束的扩展和光束质量等,进而利用β参数和Strehl比来评价高能激光器的光束质量特性,给出了这两个参数随着最高能量变化的图形。     

一种V型固体激光腔的热动力图解分析

采用图解分析方法分析一种常用于内腔倍频V型折叠固体激光腔在热透镜作用下的工作特性;得到谐振腔两臂中的光模参数bt,b2及束腰尺寸wt,w2随激光介质的焦距ft的变化关系.结果表明:这种谐振腔具有较宽的热稳定范围,而且在ft=l0处未出现无法运行的高损耗区;其热稳定范围及基模光斑尺寸可通过调整腔参数来改变,其关键参数为第一臂的长度l0 f,在选定腔镜的前提下,l0 f愈小,热稳定范围愈宽,同时wt愈小.在腔内插入一定厚度的布儒斯特片可以部分消除腔的像散.     

大功率Slab CO_2激光器光束质量的测量

为了充分了解SlabCO2激光器的光束质量,采用LASERSCOPEUFF100光束光斑质量检测仪对SlabCO2激光器的光束质量进行了全面的测量研究.从激光束通过飞行光学导光系统(flyingoptits)前后的光束质量测量、聚焦后光斑的质量测量以及焦点漂移4个方面全面考察了SlabCO2激光器的光束质量.测量结果表明:SlabCO2激光器的光束质量因子M2约为1.1,光束横截面的强度分布接近基模高斯分布;激光束经过长距离的导光系统传输后仍能保持光束横截面的强度分布,采用焦距为190.5mm的聚焦镜,聚焦光斑的半径约83μm;在工作范围内(x:0-3m)的焦点漂移量约为1mm.     

新型大功率激光光束光斑质量测试仪的软件开发

采用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ和汇编等多种计算机语言,进行了大功率激光光束光斑质量测试仪配 套软件的开发工作．该软件具备诊断仪控制、数据采集、数据处理和结果显示等多种功能,可以很好地满足测试 仪的实际工作要求．     

大功率工业激光的功率密度分布及其应用

由于激光功率、光束的模结构与聚焦光斑形态等参数,对加工质量起着决定性作用,通过对工业加工用大功率激光束,特别是聚焦焦点的横截面功率密度分布的测量,可以了解不同激光器加工能力的差异,为激光加工质量的提高提供最基本的数据. 采用大功率激光光束光斑质量诊断仪(LQD-1),对几种工业加工用典型大功率激光的功率密度分布进行了测量,所测激光束的模式主要有准基模、混合模、多模,根据测量结果给出了其应用范围.     

掺铬钨酸锌晶体的生长和激光实验

用直拉法生长出掺Cr_2O_3重量为0.005％,0.02％,0.05％光学质量的ZnWO_4:Cr~(3+)晶体,用YAG:Nd~(3+)倍频产生的532nm激光激发晶体,观察到荧光发射,在加谐振腔的务件下,观察到输出光波形的变化,估算出系统的阀值约为38mJ。     

高强铝锂合金激光焊接研究进展

铝锂合金被认为是一种很有发展前途的航空航天轻质结构材料,而激光焊接是实现铝合金结构优质、高效连接的一种先进方法.铝锂合金比常规铝合金具有更高的氢气孔敏感性,焊接时极易产生氢气孔;进行激光深熔焊接时,焊接过程的不稳定也可能导致小孔型气孔产生.铝锂合金属焊接时也存在焊接热裂纹问题,这主要与合金元素及焊接凝固过程有关.接头显微组织、焊接成形及焊接缺陷的存在均会影响接头的力学性能.介绍了铝锂合金激光焊接现状,重点讨论了铝锂合金激光焊接过程中气孔和裂纹的产生与防止、焊接接头的显微组织和力学性能.最后,介绍了2060-T8和2099-T83新型高强铝锂合金T型接头双光束高亮度固体激光焊接的最新进展.     

激光器的光束特性在材料加工中的作用

激光器的光束质量、功率、光的波长以及偏振状态是影响激光加工的几个主要参数。本文论述了材料加工对激光光束质量的要求以及光束质量的评定标准，分析了光束质量、直径与波长对光的传输、聚焦与加工性能的影响，归纳了不同功率密度时激光能量的吸收机制以及波长的影响，讨论了激光的偏振及其应用。