时变等离子体与电磁波相互作用研究

通过实验验证了时变等离子体对电磁波产生的调制,证明了该调制的频率与等离子体变化频率保持一致,该调制本质是因为电磁波进入等离子体后波矢发生了改变,导致电磁波的幅度和相位产生了变化等离子体类似色散介质。随着信号的频率上升,等离子体调制的强度减弱。对调制后的信号进行解调幅和解调相,验证了调幅信号和调相信号具有同周期,但是周期内的变化不一样。     

基于小波包的激光冲击强化声学诊断方法探索

为了对激光冲击强化过程和材料的强化效果进行监控,提出了一种基于等离子体声波的声学诊断方法。通过利用小波包对于所探测到的等离子体声波信号进行能量分布和相关性分析,总结了等离子体声波信号的频域特征以及约束层对于声波信号的影响。     

激光等离子体声信号特性

为了对激光等离子体声信号特性进行深入研究,构建了激光声实验系统。使用波长1.06 mNd:YAG 脉冲激光聚焦击穿水介质产生激光等离子体声信号,使用水听器对信号进行接收,通过高速摄像机对信号产生过程进行了记录。分析了激光等离子体声信号的时频域特征。从理论上研究了激光等离子体声信号的指向性和传输特性,并进行了实验验证。研究结果表明:激光等离子体声信号时域脉宽为15 s 左右,频带宽度为200 kHz,主频在70 kHz 左右。信号在不同传输角度上的幅度差异很小,按照近似1/r 的规律衰减,传输过程中主频逐渐减小。     

激光除锈过程中的等离子体强度研究

为了实时监测和控制激光除锈过程,采取利用光电二极管检测等离子体的光强信号,并用示波器将其转换为电压信号的方法,得到了等离子体峰值电压信号随激光能量、激光冲击次数变化的曲线图.结果表明,根据等离子体电压信号峰值大小变化趋势可以确定除锈阈值,也可以判断激光除锈是否干净.     

m=0角向模表面波等离子体柱天线辐射特性

根据表面波在非磁化等离子体柱中的色散关系,理论计算得到存在电子-中性原子碰撞、径向与轴向等离子体密度非均匀分布条件下m=0角向模表面波波矢实部与虚部随信号频率、等离子体密度的变化关系.然后利用波矢的实部与虚部、等离子体柱天线表面指数分布电流模型、等离子体阻抗,推导得到等离子体柱天线的辐射方向图随信号频率、等离子体密度的变化关系;最大增益、天线辐射阻抗随信号频率的变化关系;天线径向能量辐射随等离子体密度的变化关系.理论计算结果表明等离子体柱天线辐射方向图随信号频率、等离子体密度的改变而变化非常明显,信号频率对最大增益、天线辐射阻抗的影响显著;同时,这些理论计算结果与他人实验实测结果吻合,这对于设计高精度要求的等离子体天线提供了重要的理论参考价值.     

等离子体环境对卫星光通信系统的影响分析

为了研究空间等离子体环境对卫星光通信系统的影响,利用等离子体的特征频率,分析了等离子体对激光传输信号的影响,结果表明等离子体对激光信号的衰减很小,可以忽略.进一步分析了等离子体对卫星表面的充放电过程,结果表明100 eV低能等离子体对卫星起不到干扰破坏的作用,300 eV以上中等能量的等离子体可以有效地干扰卫星的正常工作.     

YAG激光焊接等离子体电信号检测与焊接模式分析

激光等离子体中包含了反映激光焊接过程特征的信息。利用激光等离子体光电信号同步检测系统,检测激光等离子体的光电信号并进行光电信号的对比分析,阐明了电信号与等离子体温度之间的关系;对A304不锈钢、430不锈钢、碳钢Q235等材料的激光表面自熔焊接过程的等离子体电信号进行了实时检测及概率密度分布分析,对深熔焊特征最明显的A304不锈钢进行了电信号概率密度分布的标准差分析。研究结果表明:利用激光等离子体电信号能够实时反映激光焊接等离子体的温度变化的特点,可以根据激光等离子体电信号概率密度分布来分析激光焊接模式的特点,进一步的标准差分析法可以判断A304不锈钢激光焊接的模式。     

高功率激光焊接光致等离子体的检测

系统地归纳了高功率激光焊接过程中光致等离子体的声、光、电、热等四种特征信号，综述了国外在等离子体信号检测方面的试验方法及研究进展，分析了未来的发展趋势     

高功率激光焊接光致等离子体的检测

系统地归纳了高功率激光焊接过程中光致等离子体的声、光、电、热等四种特征信号,综述了国外在等离子体信号检测方面的试验方法及研究进展,分析了未来的发展趋势。     

激光焊接金刚石锯片的特征声信号反馈控制

激光焊接金刚石锯片过程中形成的光致等离子体伴随着具有明显特征的声响,这种特征声信号可看成是由频率为16kHz左右的等离子体声信号被一周期信号所调制,周期信号的频率约为300Hz。介绍了特征声信号的提取方法及其用于激光焊接金刚石锯片的反馈控制系统构成和基本原理。试验结果表明,采用特征声信号反馈控制的激光焊接金刚石锯片在焊接缺陷方面优于无反馈控制激光焊接方法。     

Focus conditioning effects on molecular field-free alignment observed with high-order harmonic generation

We investigate the focus conditioning effects on molecular field-free alignment observed with high-order harmonic generation(HHG) from CO2 molecules.We also experimentally demonstrate that both the spectral shape and alignment signal of HHG significantly vary with changing focus position.A maximal alignment signal is achieved at a given focus position because of the optimal intensity of the driving laser.This intensity is related to the ionization potential of the molecules.These results indicate that a unique focus position provides an optimal alignment signal for practical applications.     

SiH4＋CH4激光等离子体动力学时空特性

采用时间，空间分辨的等离子体光辐射诊断技术，研究了脉冲ＴＥＡＣＯ２激光诱发ＳｉＨ４＋ＣＨ４击穿产生的等离子体膨胀过程，得到不同空间位置，不同实验条件下等离子体发光的时间特性，证明了ＳｉＨ４＋ＣＨ４气体击穿产生爆燃波而后诱发激波是等离子体中基本宏观动力学过程，并在实验上分析了激波对等离体内化学反应的影响，为激光等离子体合成ＳｉＣ粉末微观反应动力学过程的研究提供了参考数据。     

液体激光聚焦击穿声辐射特性研究

激光与水介质相互作用时,在不同激光聚焦位置情况下,光击穿辐射声信号具有较大的差异性。为研究激光聚焦位置对辐射声波的影响,构建了激光声测量系统,实验研究了激光聚焦位置对光击穿辐射声信号的影响。结果表明,激光声信号脉冲宽度主要与激光脉冲宽度相关,与激光聚焦位置无关;激光聚焦位置影响声信号的时域波形及信号强度;应避免激光在空气中聚焦击穿。该研究结果有助于激光声研究的深入开展。     

激光聚焦位置对金纳米颗粒光致超声信号的影响

为了分析和研究激光聚焦位置对金纳米颗粒光致超声信号的影响，采用超声探测器探测超声的同时，利用CCD观测溶液状态。结果表明，当激光脉冲聚焦在比色皿中间时，产生的光声信号为悬浮在溶液中的金纳米颗粒在激光作用下的超声信号；当激光聚焦在比色皿内壁和溶液交界面时，金纳米颗粒光声信号持续时间增加并且变得杂乱，此时，如果超声信号出现周期性振荡，金纳米颗粒溶液从激光聚焦点开始，沿激光方向发生高速流动。此研究对开辟新的微流控研究领域有一定参考意义。     

三次反射激光聚焦系统的设计与实现

基于激光推进推力矢量控制,提出、设计并加工了一种三次反射激光聚焦系统。指出了一次反射尖锥面、二次反射环锥面和三次反射高次曲线环面的设计方法,说明了聚焦系统的加工工艺和安装调试过程,并进行了聚焦特性的测量实验。结果表明,脉冲CO2激光功率密度经三次反射激光聚焦系统达到空气击穿阈值,实验中观察到等离子体发光现象。不同设计条件下聚焦形状不同,其聚焦相对位置在一定范围内可调节。     

大功率激光光束参数的测量方法

利用我们正在研制的新型大功率激光光束光斑质量诊断仪,实现了大功率激光光束横截面的功率密度分布测量,并给出了计算光束位置、束宽、焦点位置、焦斑大小、发散角、焦深和光束质量因子等相关光束参数的数学处理方法。     

基于CCD的激光切割焦点位置控制系统的设计与实现

激光焦点位置的检测与控制是激光切割系统中的关键技术之一．在介绍了国内外现有检测方法的基础上,提出一种基于CCD的激光切割焦点位置控制系统．该系统采用激光三角测量法原理,并以CCD成像系统配合数字图像处理技术．实现对激光切割焦点位置的精确测量和控制。     

HE130合金激光焊接线能量与焦点位置研究

实验研究了连续波Nd∶YAG激光焊接线能量和激光焦点位置对HE130合金焊缝成形质量的影响。通过试验确定了不同板厚HE130合金激光焊接时的有效线能量 ,并量化了有效线能量与熔深及深宽比的关系 ,得到了HE130合金激光焊接的有效线能量曲线和激光功率与焊接速度在不同板厚范围内的匹配曲线。为获得最佳的焊缝成形 (焊缝深宽比及焊缝背面成形 ) ,通过试验确定了不同板厚HE130合金激光焊接时的最佳激光焦点位置 ,并量化了它与板厚的关系 ,即最佳激光焦点位置曲线。     

激光测高仪高斯回波分解算法

地球表面地形的复杂多样可对激光测高仪回波波形产生显著影响,造成多峰叠加形状,该波形通过经典的阈值比较或重心点等算法很难精确得到激光足印内每个反射面的海拔高度。通过高斯分解法把测高回波波形分解成一系列连续的高斯波形,通过拟合得到每个高斯波形的宽度、中心点、幅度等基本参数来估计激光足印内起伏地形的不同反射面的海拔高度。将该算法应用于激光测高仪原理样机,并通过采集不同地形的多模回波数据对该算法进行了验证。     

激光切割机切割头位置检测与调高控制系统设计

在激光切割中为了有敢控制激光焦点与工件之间的相对位置,设计了激光切割头自动调高系统的位置检测系统。采用切割喷嘴和切割极板形成的电容构成差动式电桥,以差动式电桥作为测距传感器;用相敏检波电路鉴别切割喷嘴和切割板材间位置变化,伺服系统控制切割头运动,从而实现激光切割头高度调节。通过测试,有效地解决了激光切割焦点跟踪问题,提高了系统的控制品质。所设计的切割头位置检测为激光切割机提供了解决方案。