脉冲激光对镍钴基超合金打孔研究

用美国光谱物理公司生产的四倍频Nd∶YAG调Q脉冲激光器,激光输出波长在1064 nm时最大输出能量为1500 mJ,532 nm时为800 mJ,532 nm时为475 mJ ,266 nm时150 mJ.脉冲宽度8 ns, 激光重复率10 Hz;打孔材料为Ni-Go基超合金Inconel-718.这种合金材料除了Ni、Go以外,还含有Cr,Fe,Mo,Ti,Al,Cd和C等. 我们使用短脉冲的4个不同波长的激光对718合金进行打孔,研究了不同波长、不同激光能量和不同透镜焦距对打孔速率和质量的影响.实验表明,在其它条件不变的情况下,存在最佳激光能量和透镜焦距;激光的波长越短,打孔的速率越快同时打孔的质量也越好,即;短波长激光打孔时,孔周围的再铸层和微裂纹明显减少;并讨论了激光与镍钴基超合金作用时的物理现象.(OE8)     

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。     

激光打孔

本文叙述了激光打孔的机理,常用激光打孔的方式和设备,以及影响激光打孔的主要因素。     

基于LabVIEW的激光脉冲波形测试系统

根据ISO11554:2006提出的测量和分析方法,利用LabVIEW软件开发平台,进行了激光脉冲波形的自动测试系统的研发,对该系统的硬件系统、软件系统进行了详细论述.经试验验证,各项设计要求均符合设计要求.     

陶瓷激光精密打孔工艺研究

用脉冲Nd:YAG激光对氧化铝（Al2O3)陶瓷基片进行了激光打孔试验,分析了激光能量、激光脉宽、脉冲频率、离焦量等工艺参数对成孔质量的影响。     

多路红外激光脉冲波形测量技术

介绍了一种用于高功率大型激光装置的多路红外激光脉冲波形测量原理和系统构成.整个测量系统由取样与光纤耦合单元、光纤传输单元、光纤合束与光电转换单元、数据采集单元构成,针对多路合束导致测量系统存在取样稳定性难题采用望远缩束、成像相结合的光纤耦合方法解决了光束的角漂问题,并对脉冲测试的影响因素进行了系统评价.实验结果表明,利...     

脉冲激光打孔声波产生机理研究

为了研究激光打孔过程中声波信号产生机理。利用电容传声器、PVDF传感器分别测量了激光打孔过程中的声波型号与冲击波信号,比较并分析了氧气为辅助气体、无辅助气体时声波信号的异同。研究结果表明:激光作用于孔内材料诱导产生的等离子体冲击波是激光打孔过程中产生声波的主要原因;辅助气体不是产生声波信号的必要条件;氧气作为辅助气时起到两方面作用:一方面,气流的物理作用减弱材料蒸汽和等离子对激光的屏蔽效应,维持较为连续的声波信号输出;另一方面,氧气的化学作用会增强材料蒸汽和等离子的屏蔽效应。氧气的物理作用与化学作用交替进行产生了不连续的声波信号。     

激光打孔中光致等离子体的作用及控制方法

论述了激光打孔中光致等离子体的产生，发展，作用及等离子体屏蔽效应的控制方法。     

基于分光延时的脉冲激光波形调节方法研究

脉冲激光由于具有峰值功率高、脉冲宽度窄等特点,在激光致声、激光焊接等领域中得到了广泛应用。使用特殊波形的脉冲激光,可获得比单脉冲高斯激光更加优异的应用效果,因此脉冲激光波形调节方法具有重要的应用价值。针对这一需求,提出并实验验证了一种基于分光延时的脉冲激光波形调节方法。首先对脉冲激光分光延时叠加原理进行了理论分析,设计出基于两次分光的四脉冲分光延时叠加光路,确定了产生矩形、三角形、驼峰形和双峰形脉冲激光所需的分光比与延时。然后搭建了一套基于Nd∶YAG脉冲激光器的二倍频532 nm激光的四脉冲分光延时叠加实验装置,成功获得了矩形、三角形、驼峰形和双峰形等特殊波形的脉冲激光。     

压电陶瓷的Nd:YAG准脉冲激光打孔研究

由于陶瓷材料硬而脆的特笥使其难以加工，对于形状复杂的陶瓷聚合物复合材料更是如此。根据3-1压电复合材料的结构特征和激光加工的特点，文章以声光调QNd:YAG准脉冲激光器为工具研究了两种压电陶瓷钻孔的最佳条件及激光器参数对孔结构的影响，提出了一种简便的制备3-1压电复合材料的方法。实验表明，孔尺寸主要由激光功率决定，而孔的截面形状主要由光束入焦情况决定。通过调节激光参数，易制得直径φ0.15mm，长径比大于10的微孔。     

激光脉冲波形对推力器性能的影响

激光推力器性能优化是激光推力器研究的重要组成部分。受硬件条件的限制,激光推进领域激光脉冲时间波形对推力器性能影响的研究并未广泛展开。以两台CO2激光器的实际脉冲波形为基准,建立了两组激光能量输入模型,其波形时间分布相似,单脉冲能量相同,但脉冲持续时间及峰值功率不同。数值计算比较了不同脉冲波形下抛物型激光推力器的性能,结果表明:峰值功率和脉冲持续时间是影响推力器性能的重要参数,高功率短持续时间的脉冲波形更有利于提高冲量耦合系数和推力;两种实际脉冲波形的冲量耦合系数数值计算结果分别为40.9×10-5N.s/J,30.0×10-5N.s/J,与文献报道实验测量结果基本吻合。为激光推进CO2激光器的脉冲波形设计提供支持及研究思路,具有一定参考价值。     

纳秒整形激光脉冲波形的高对比度诊断

激光脉冲波形的精密诊断是大型激光装置运行控制和精密物理实验的前提,而动态范围的大小是衡量诊断系统的关键指标之一。为了满足高功率激光装置对纳秒级整形激光脉冲对比度控制及精密诊断的需求,采用双探测器与数字示波器四通道分组并行取样的诊断方法,通过将整形激光脉冲分解为不同的幅值区域并送入示波器的不同输入通道,每个通道采用不同的垂直灵敏度档位进行探测,最后利用共同的时基完成波形的对接重构。研究结果表明,采用的方法可以实现2 500:1的动态范围,在偏差为2%的测量精度内,可以实现对比度高达100:1的多台阶整形脉冲的全波形测量。     

偏振态脉冲激光辐射的微孔加工

文中讨论了偏振态脉冲激光辐射微孔加工的一些实验。首次发现了偏振态激光打孔具有的独特优势一良好圆度、边缘光洁整体和较高的重复性;分析了其原因,同时对偏振态脉冲激光辐射影响微孔质量（孔形、孔深、锥度、人口孔径）的一些因素,如泵浦能量、光阑的选择及其大小,光学系统的焦距等也作了较为详细的研究和测试,得到了具有参考价值的结果。     

喷油嘴喷孔的激光打孔

本文论述了精密激光打孔的原理、方法及应用,喷油嘴采用精密激光打孔可以和高速钻孔相比,柴油发动机的性能试验表明,两种工艺效果十分相近、精密激光打孔在实际生产中可产生较大效益。