激光淬火过程激光束模式的影响

为了检测激光淬火过程中CO2激光束能量的空间分布变化,研究不同激光模式对激光淬火硬化层均匀性的影响,采用基于焦热电相机的在线激光束分析仪实时监测激光淬火过程中的激光束模式。结果表明,由于激光能量密度空间分布的不均匀,导致光斑左右两侧硬化层深浅不一致。从显微组织发现,硬化组织结构的均匀性和激光束模式有着非常紧密的关系,均匀的激光能量分布产生较为均匀的组织。     

激光淬火过程中的激光束模式分析

光束质量及功率稳定性在激光热处理中起着至关重要的作用.本文检测了在激光淬火过程中连续CO2激光束能量的空间分布变化情况,分析了激光模式对激光淬火硬化层均匀性的影响.在激光耦合输出端附近的光轴上安置基于焦热电相机的新型在线激光束分析仪实时监测高功率激光束模式.结果表明,由于激光能量密度空间分布的不均匀,导致激光功率密度高的一端所形成的硬化层更深;此外在特定功率下,激光模式、激光能量平均值和标准偏差都比较稳定,因此沿激光扫描方向的硬化带层深较为均匀.     

模切辊激光表面淬火的研究

用连续波CO2激光束对50#钢模切辊进行了激光表面淬火试验,研究了淬火层的显微组织及硬度分布.结果表明,50#钢模切辊经激光表面淬火后,硬化层组织由细小的位错马氏体及少量的残余奥氏体组成;模切辊变形很小,且表面硬度高,整体硬度分布较为均匀,能够达到技术要求.采用激光淬火技术对50#钢模切辊进行表面强化是可行的.     

激光热处理光束优化系统

激光束的光强分布以及光斑形状对激光热处理硬化层性能影响极大,一般要求光强均布的矩形光斑或宽带光斑;但是光强均布的激光束不一定产生均匀的硬化层,目前的激光热处理光束优化装置得到的是中间厚,两边薄的月牙形分布硬化层.为了改善激光热处理硬化层分布的均匀性,在分析国内外激光热处理光束优化系统研究现状及存在问题的基础上,提出了光束优化系统的两种方案,激光扫描环形光斑和线形光斑.建立了两种光斑温度场的数学模型,模拟了温度场分布.从理论上说明了两种方案能够改善激光热处理硬化层分布均匀性.     

一种大功率激光加工用新型宽带光斑成形抛物面镜

介绍了一种大功率激光加工用新型宽带光斑成形抛物面镜的设计原理和实验结果.根据几何光学原理,采用光线追迹的方法对该抛物面镜的光斑进行分析,证明通过抛物面镜反射聚焦后,能够将原始圆形激光束整形为光强分布均匀的窄条形光斑.并利用该新型抛物面镜及横流CO2激光器,对45#钢进行了激光相变硬化研究,测量了淬火带尺寸和淬硬层深度,并对硬化层形貌及其金相组织进行了观察和分析.结果表明,当激光器输出功率为3 kW,窄条光斑长度12 mm,扫描速度15 mm/s时,该45#钢淬硬层硬度值可达540～580 HV0.3,是非淬硬层的3.5～4倍.淬硬层深度约为1 mm,单道淬火宽度10 mm以上,硬化层分布均匀.     

具有特定光强分布的激光表面硬化技术

利用光束变换技术得到不同光斑形状和不同强度分布的光束,可满足表面硬化所需要的硬化层均匀性等要求.激光硬化在材料表面产生的实际效果与光强分布密切相关,利用特定光强分布的光束进行激光硬化可以得到所需要的温度场及组织分布,直接影响材料表面硬化的效果.对高斯光束圆光束、平顶矩形光束、曲边矩形光束、点阵光斑等不同强度分布的激光表面硬化(LSH)技术进行了介绍.硬化层特定的硬度分布及组织结构等硬化效果是特定光强分布激光束与材料相互作用的结果,要获得所需硬化效果,则需要利用反求方法设计与硬化效果相对应的特定光强分布的光斑.给出了特定光强分布的激光表面硬化技术的发展趋势.     

基于振镜变速扫描的激光淬火光学系统

为了提高激光淬火硬化层形貌的均匀性,提出了一种基于振镜变速扫描的激光淬火光学系统。系统由QBH(quartz block head)、准直聚焦一体镜、单轴振镜和振镜变速扫描控制系统等组成。通过设定振镜扫描系统的变速区域宽度和变速系数,可实现能量中间低、两端高的“鞍形”光场分布。建立了重复变速扫描系统的等效热作用光场模型,并通过ANSYS软件模拟了45钢激光淬火过程中的温度场。重点分析了振镜扫描系统的变速系数和变速区域宽度对淬火后相变硬化层均匀性的影响。仿真结果表明,变速系数或变速区域的增大改善了硬化层的均匀性。采用千瓦级光纤激光器作为光源,进行了等变速区域不同变速系数的激光淬火实验。取硬化层深度降低至最大值90%的位置作为匀化区域的边界,变速系数为0.8时获得的硬化层的匀化区域宽度为5.1 mm,比振镜匀速扫描的匀化效果提升了约42%,实验结果与仿真结果吻合较好。     

凸轮激光淬火热处理运动分析

为了实现凸轮表面的激光淬火,根据凸轮淬火获取均匀硬化层的3个实现条件,结合激光加工机床的运动形式,采用建立激光淬火过程中激光束与凸轮表面之间相对运动数学模型的方法,对激光头的运动进行了理论分析及算法研究,从而得出X,ω,B 3轴运动的计算公式。结果表明,凸轮的激光淬火热处理运动是可控可行的,这为复杂工件的加工奠定了一定的理论基础。     

基于计算机模拟的激光淬火边缘效应分析研究

利用计算机模拟技术对激光淬火进行了温度场模拟,通过实验与模拟结果对比确定了激光淬火中表面经过磨削加工并喷涂了黑色快干漆的GCr15钢对激光光束能量的吸收率.通过利用不同工艺参数进行模拟,得到了在不同激光淬火工艺参数作用下的模拟淬火温度场,从而分析了进端、出端边缘效应对淬火温度场的影响.最后通过反复模拟试验,提出了利用合适的激光淬火工艺参数以及加速的方法实现淬火过程中瞬时最高淬火温度的均匀,进而保证激光淬火硬化层的均匀.     

连续高功率激光辐照对55号钢组织和硬度的影响

为了改善55号钢在传统淬火过程中的不足，笔者采用连续高功率光纤激光器作为热源进行辐照，以期使55号钢表面获得更好的组织和更高的表面硬度。利用单一变量原则获得了不同功率下的激光重熔与激光淬火工艺参数，研究了两者对55号钢微观组织和硬度的影响。结果表明：激光重熔比激光淬火具有更好的硬化效果。在保证试样表面平整的前提下，淬火试样获得的表面硬度和硬化层深度分别为446～520 HV、621～709μm，而重熔试样获得的表面硬度和硬化层深度分别为480～613 HV、709～813μm。通过分析硬化层的微观组织、物相、元素组成，发现这主要归因于重熔试样的硬化层中具有比淬火试样更多的马氏体、更均匀致密的微观组织以及更少的未熔碳化物。本研究结果为55号钢表面激光硬化提供了参考。     

CW laser pumped emerald laser

A CW laser pumped emerald laser is reported, A 34 percent output power slope efficiency is observed with longitudinal pumping by a krypton laser in a nearly concentric cavity. The laser has been tuned from 728.8 to 809.0 nm, Losses in emerald are larger than those of alexandrite determined in a similar cavity. Our data also indicate that the excited state absorption minimum is shifted from that of alexandrite.     

YAG laser operation by semiconductor laser pumping

Yttrium aluminum garnet (YAG) laser operation has been achieved using a single gallium arsenide laser diode as the pump. Repetition rates of 200 pulses per second have been achieved in initial experiments. Compared to flashlamp pumping, semiconductor laser pumping requires less. than 5 percent of the light energy to accomplish YAG lasing. Extraordinary repeatability of laser output, pulse to pulse, has been obtained.     

浅析激光器的发展与激光测距的方法

激光的出现是人类科技史上的一个伟大进步,激光技术使得测量技术变得更加精确和方便。在地形测量、工程测量和航空摄影测量以及人造地球卫星测量、月球光学定位等航天测量中广泛应用。其中,激光测距是应用最为广泛和成熟的一种,它是集光学、激光、计算机和光电子及集成电子等多项技术为一体的综合性技术。无论是在科学技术、生产建设还是军事应用方面都有着重要的意义。     

Far-infrared raman laser with high intensity laser pumping

Theoretical and experimental results are presented for a pulsed far-infrared (FIR) molecular gas laser with high intensity laser pumping. In these FIR lasers, high intensity pumping is found to produce stimulated Raman emission at very large offsets (up to 30 GHz) from resonance with the intermediate state. A theoretical, density matrix model is developed for these lasers to account for simultaneous Raman emission on rotational levels in the ground and excited vibrational states (double Raman resonance). This theoretical approach is necessary in the case of off-resonant, high intensity pumping. Theory predicts the FIR emission frequency, the FIR laser gain, and the pump threshold intensity as a function of pump laser frequency. Experimental results are obtained onP-,Q-, andR-branch transitions in¹²CH3F and¹³CH3F using a single-mode, grating tuned CO2TEA pump laser with an intensity of up to 40 MW/cm². Good agreement is obtained between theory and experiment for the observed values of FIR emission frequency and pump threshold intensity. These results indicate that a widely tunable (150-1200 mum), pulsed FIR CH3F laser could be constructed with a tunable, multiatmospheric CO2pump laser of modest power (about 2-5 MW).     

Violet laser oscillations in a krypton ion laser

The violet output power over 500mW obtained from a krypton ion laser and successfully applied to detect cancer is reported.     

免调试固体激光器在军用激光测距系统中的应用

将IJL88200型激光测距机中的激光器改装成“免调试激光器”,并对改装前后的激光器及测距机的性能进行对比试验,取得了理想的结果。     

一种准分子激光泵浦的微微秒染料激光脉冲放大器

本文叙述一种在一个泵浦周期内讯号脉冲三次通过染料池的微微秒激光脉冲放大器,它有效地利用泵浦能量,可以得到4×10~4的高增益,低的放大自发荧光以及没有脉冲变宽,并且结构简单,工作稳定。用四能级分子模型,以及作速率方程的数值解,对放大器的特性做了计算机模拟。计算与实验结果相符。     

Micromirror device controlled tunable diode laser diode laser

An electronically controlled external cavity laser diode for fast wavelength tuning and multiple-colour lasing is presented. The spectral-tuning is accomplished by a digital micromirror device. Tuning of 47.4 nm with a tuning speed of 0.85 nm/ms was achieved. Simultaneous emission of up to 9 laser lines is demonstrated     

Gain in CW laser pumped FIR laser gases

This study is an investigation of the FIR radiation amplification in CW laser excited gases so essential for a complete quantitative understanding of the FIR laser cycle. The small-signal FIR gain coefficients have been measured as functions of the relevant parameters for two transitions in CH3OH and three in CH2F2. The measurements, demonstrating the influence of coherent pumping have been compared to quantum-mechanical calculations of a three-level system, interacting resonantly with two coherent fields. The good agreement found between theory and measurements indicates the correctness of the theory in predicting the gain properties of the CW FIR lasers. Also FIR gain saturations have been measured directly and exhibit the expected features.