激光微熔覆法制备空芯薄膜电感的研究

采用激光微熔覆方法制备了空芯薄膜电感,着重研究了激光功率密度对电感线宽影响,以及薄膜电感的结构参数变化对电感电性能影响。结果表明,线宽随激光功率密度增大而增大;电感量随着圈数增多、中心线间距增大、线宽变大而增大。通过优化激光工艺和结构参数,制备了面积5 mm×5 mm和9 mm×9 mm,线宽100 μm和120 μm,线中心间距250 μm和500 μm,圈数8和16,厚度1 μm的空芯回字型电感,在测试频率100 kHz～1 MHz条件下,电感量为240 nH±3 nH～1.2 μH±3 nH,单位面积电感量可达14.81 nH/mm2。通过实验证明,采用激光微熔覆法制备的微电感,在同样形状和面积下,可提高电感量。     

激光辐照单结砷化镓光伏电池的输出特性

选取单结砷化镓光伏电池和工作波长为808 nm的半导体激光器,开展激光无线能量传输的研究,实验测试了光伏电池性能参数与激光功率和电池温度的关系。结果表明,光伏电池效率随激光功率的增大呈单峰曲线,激光平均功率密度为67.5 mW/cm2时效率最大为49.7%。温度升高,开路电压线性下降,从而导致效率线性降低。激光功率越大,开路电压和效率的温度系数越小。     

射频磁控溅射法制备液晶光阀光导层的研究

采用射频磁控溅射的方法制备了用于液晶光阀光导层的氢化非晶硅薄膜,研究了工艺参数对氢化非晶硅薄膜透过率及光电导性能的影响。结果表明,薄膜的沉积速率随着溅射功率和衬底温度的升高呈先增加后减小的趋势,在衬底温度为300℃,溅射功率为300W左右沉积速率达到最大,在溅射2h后沉积速率随着溅射时间的增加而下降;薄膜的光吸收系数随衬底温度的升高而增大,随溅射功率的增加而减小;交流电导率随衬底温度和溅射功率的升高而下降;薄膜在可见光范围内透过率随着H分压的增大而增大,且吸收边发生蓝移。     

送粉式激光熔覆激光热有效利用率的检测方法及其影响因怂

利用金相检测法,根据能量守恒,推导和计算了激光熔覆过程中单位时间激光热有效利用率,并分析了影响因素.结果表明在相同的送粉速率条件下,激光热有效利用率随扫描速度的增大而增大;在相同的扫描速度条件下,激光热有效利用率随送粉速率的增加而增大.对激光热有效利用率随扫描速度变化出现的最大值给出了解释.     

波长对激光-CMT复合焊熔滴过渡行为的影响

通过激光-CMT复合焊试验,研究了激光波长对熔滴过渡行为的影响。结果表明,激光通过改变熔池形态和加热焊丝影响了熔滴过渡过程,激光-CMT复合焊过程比CMT焊接过程稳定。CO_2激光对熔滴体积的影响较大,当CO_2激光功率较小时,激光可以促进熔滴过渡;当CO_2激光功率增大后激光会阻碍熔滴过渡。光纤激光对焊丝加热的作用较小,但可以增大熔滴过渡频率。CO_2激光和光纤激光等离子体温度均随激光功率的增大而升高,但CO_2激光等离子体呈团状喷发,而光纤激光等离子体几乎不喷发。     

MEMS圆片级气密封装微加热器阵列的设计和工艺研究

设计了500×500个微加热器阵列,加热线条宽度分别为5μm,7μm,9μm.采用离子束溅射、光刻、湿法腐蚀等工艺,在Si衬底上制作了微加热器,加热层材料为Ni/Cr, Au, 厚度分别为400nm, 200nm.采用直流电源对加热器进行供电,在红外热像仪下观察,随着电压、电流的增加,加热区温度上升很明显.测试结果表明,该加热器可以用于(MEMS)芯片级气密封装.     

掺钕双频微片激光器功率均衡实验研究

为了探究掺钕晶体对激光器功率均衡机制的影响 ,实验对不同参数的掺钕晶体双频微片激光器进行了功率均衡实 验研究。在实验中,通过改变抽运功率和调节热沉温度等手段,研究了双频微片激光器功率 在均衡状态时,热沉温度、 抽运功率和双频激光功率积等参数之间的关系。研究结果表明:对于功率均衡的掺钕双频微 片激光器,当抽运功率增加 时,热沉温度随之降低且与之呈负相关,需要降低热沉温度以实现双频激光的功率重新均衡 ;重新均衡后的双频激光波 长与频差不随抽运功率的变化而变化;功率均衡的双频激光功率积随抽运功率的增大而增大 ,且呈正相关。此结果说明 对于不同参数的掺钕晶体双频微片激光器,均可通过改变抽运功率和热沉温度可以实现功率 可调的功率均衡的双频激光 信号输出。这种输出功率可调谐的双频微片激光器在光生毫米波等领域有较大用途。     

激光切割锂电池负极极片复合材料的数值模拟

为了探究负极极片复合材料的切割性质, 采用有限元模型, 对激光切割锂离子电池负极极片复合材料温度场进行数值模拟计算。由温度场分布取得了负极切缝宽度与切缝深度的尺寸大小, 从中研究激光功率、切割速率和光斑半径对负极表层材料切缝宽度与切缝深度的影响。结果表明, 负极表层切缝宽度随激光功率和光斑半径的增加而增大, 随切割速率增大而减小; 切缝深度随激光功率增加而增大, 随切割速率和光斑半径增大而减小。切割至中间铜箔后, 切缝深度变化速率趋缓, 负极材料的复合结构对切缝深度存在明显影响; 在功率为170W、光斑半径为47μm、切割速率变化至600mm/s左右时, 效果最为明显, 切割深度在该参量下达到60μm, 且突破这一阈值后增长速率得到明显提升直至极片完全切断。这一结果可为激光应用于锂离子电池极片复合材料切割提供参考。     

样品温度对纳秒激光诱导铝等离子体光谱强度的影响

使用纳秒激光激发铝箔产生等离子体,对铝箔进行加热,研究样品温度对激光诱导击穿光谱强度和信噪比的影响;对烧蚀坑的直径进行测量,观察烧蚀坑直径随温度的变化。结果表明:铝的两条谱线强度和信噪比均随温度升高而增大,烧蚀坑尺寸也随温度升高而增大。证实了加热样品可以提高激光诱导击穿光谱的灵敏度。     

MEMS圆片级气密封装微加热器阵列的设计和工艺研究

设计了 5 0 0× 5 0 0个微加热器阵列 ,加热线条宽度分别为 5 μm ,7μm ,9μm。采用离子束溅射、光刻、湿法腐蚀等工艺 ,在Si衬底上制作了微加热器 ,加热层材料为Ni/Cr ,Au ,厚度分别为4 0 0nm ,2 0 0nm。采用直流电源对加热器进行供电 ,在红外热像仪下观察 ,随着电压、电流的增加 ,加热区温度上升很明显。测试结果表明 ,该加热器可以用于 (MEMS)芯片级气密封装     

脉冲绿激光划切蓝宝石基片的工艺参量研究

为了提高划切蓝宝石的成品率和划切效率,研究了脉冲绿激光（波长532nm）的偏振性、脉冲激光能量、激光焦点位置、扫描速率、扫描次数等工艺参量对蓝宝石基片划切质量的影响。结果表明,脉冲绿激光划切蓝宝石基片时,扫描方向平行于入射面线偏振方向,焦点位置为负离焦50μm,可以获得良好的微划槽;脉冲激光能量增加,划槽深度和宽度增加;扫描速率增加,切槽深度减小,划槽宽度先增加后减小;扫描次数增加,划槽深度和宽度增加。这些结果对合理选择激光划切蓝宝石基片工艺参量以获得较好质量的刻槽有一定帮助。     

板材激光加热弯曲成型的研究

建立了板材激光加热弯曲成型的温度场模型,利用有限元分析软件ANSYS编制了分析激光沿直线扫描板材的仿真软件,分析计算了板材在不同参数下的变形规律。计算结果表明,当其它参数不变的情况下,弯曲角度随着板厚的增加逐渐减少;随着板宽增加而增加;随着激光功率增加先增加后减少;随着光斑直径增大而减小;随着扫描速度的增加先增大后减小;板厚或激光扫描速度较大时板材将发生背向激光束方向的弯曲。并从理论上对板材的激光加热弯曲变形规律作了进一步的分析。     

聚氯乙烯激光透射焊接温度场的有限元模拟

使用ANSYS软件,建立了使用激光透射焊接技术焊接透明聚氯乙烯(PVC)的三维有限元热分析模型.利用APDL编程实现高斯型热源的动态加载,得到了温度场的分布;进一步分析了焊接速度、激光平均功率和光斑直径等工艺参数对焊接质量的影响,并计算出焊缝宽度.结果表明,随着焊接速度的增加,焊缝区域的最高温度逐渐降低,焊缝宽度逐渐减小;当激光平均功率增大时,焊缝区域的最高温度增高,焊缝宽度增大;而当光斑直径增大时,焊缝宽度增大,但焊缝处的最高温度有所下降.焊缝宽度计算值与实验测量值相比,二者比较吻合.     

激光直写制备厚膜导体技术研究

采用激光微细熔覆直写布线的方法在陶瓷基板上制备高密度厚膜导体。导体具有光滑平整的表面、高分辨率(最小线宽30 靘)、高附着强度、良好的电气性能,优良的可焊性,且不需要掩模,因此相比传统丝网印刷工艺更灵活更经济。研究了预置涂层厚度、激光功率密度和激光扫描速度对导体线宽的影响,提出了最佳工艺参数范围:涂层厚度4~15 mm,激光功率密度1~4.8 W/mm2,扫描速度<35 mm/s。所得线宽为30~150 mm。并分析了陶瓷板上激光直写布线的机理。     

激光选区熔化纯铜成形件尺寸精度的研究

为了研究工艺参量对激光选区熔化纯铜粉末成形件尺寸精度的影响,采用正交实验对纯铜粉末进行了激光选区熔化成形研究。分析了铺粉厚度为0.05mm时,工艺参量对成形件尺寸绝对误差的影响规律及各因素对尺寸精度的影响机理,确定了各工艺参量对尺寸绝对误差影响的主次顺序为扫描间距>扫描速率>激光功率>扫描路径,得到最优的工艺参量组合为激光功率360W,扫描速率1050mm/s,扫描间距0.08mm,扫描方式是spiral。结果表明,成形件尺寸绝对误差随激光功率的增大而增大,随扫描速率、扫描间距的增大而减小;不同扫描路径对尺寸绝对误差的影响差别较小;在因素水平范围内,尺寸绝对误差随体能量密度的增加而增大。该研究为激光烧结纯铜粉末时的参量选择提供了一定依据。     

MOS器件的超短脉冲激光辐照效应

电荷耦合器件(CCD)的高敏感性使其易受到激光脉冲的干扰甚至损伤.在理论分析了影响MOS结构光生电荷量因素的基础上,数值仿真了MOS器件的光生电荷量以及响应电压和电流随激光脉宽和平均功率变化的关系;实验研究了CCD对不同参数激光脉冲的光电响应特性.数值仿真表明,MOS器件的光生电荷量以及峰值响应电压和电流随激光脉冲的平均功率和脉宽的增大而增大,并且响应电压和电流有拖尾现象.实验结果显示,脉冲越短,CCD的响应阈值越低.研究结论对超短脉冲激光在光电成像方面的应用具有一定的意义.     

基于湿度刺激响应水凝胶的飞秒激光四维打印研究

开发了一种具备湿度刺激响应的复合水凝胶前驱体,并利用飞秒激光双光子聚合技术,对该智能响应水凝胶材料进行三维微纳成形制造。系统研究了激光功率和直写速度对该水凝胶材料成形中的线宽、墙高、溶胀度以及机械模量的影响规律,进一步通过对双层结构的有限元仿真和直写结构的设计,实现了三维微纳结构在外界环境刺激下的可控形变。理论计算和实验结果表明,激光功率和直写速度能实现对智能水凝胶材料三维成形和结构性能的精确调制,实现了双层水凝胶微结构的自主可编程形状转换,推动了微纳软体机器人和精细组织工程的发展。     

碳纤维复合材料皮秒激光切割工艺研究

为了研究100W皮秒激光对碳纤维复合材料（CFRP）切割工艺,采用单因素实验方法,进行了理论分析和实验验证,得到了平均功率、重复频率、扫描速率、扫描次数对热影响区及扫描深度的影响规律,并对1.5mm厚碳纤维复合材料板进行了切割实验。结果表明,选取平均功率为60W、重复频率为0.4MHz、扫描速率为10m/s、轨迹重复扫描20次、切缝上表面宽为350μm等适当参量时,得到的直线切缝和圆形切孔的热影响区极小。这为皮秒激光切割CFRP的进一步研究与工业应用提供了参考。     

高压输电线覆冰连续激光清除系统设计与实验研究

高压输电线覆冰是影响电网正常运行的一个重要因素,激光除冰以其优异的性能在高压输电线除冰中具有广阔应用前景.为安全、快捷的清除高压输电线上的覆冰,本文在分析研究激光除冰原理的基础上,设计了基于连续激光的高压输电线覆冰清除系统,搭建实验装置,实验研究了不同距离和不同功率下的融冰效果.结果表明,激光除冰效果在很大程度上取决于...