激光划切机的光束传递系统设计

针对LTCC激光划切机的光束传递系统,介绍了355 nm固体激光的扩束、聚焦原理、系统装调与精密调焦方法.该方法适用于激光加工设备的激光光束传递系统搭建,简单实用.     

激光技术在航天航空推进系统中的应用

激光技术是第三次科技革命的标志之一,在各个方面得到广泛应用.其中激光在推进系统中的应用日益突出,引起了广泛关注.本文主要介绍激光在推进系统中的主要应用一激光推进技术,激光控制燃烧技术和激光点火技术的基本原理、应用现状及研究方向.     

YAG激光高速切割技术

近年来,随着光电仪器的高性能化,其组成部件需要进行精密加工和超精密加工的情况也变得多起来.然而,电子、光学材料多为硬脆性材料,这些材料未必容易加工.玻璃作为硬脆性材料的代表,要将其原材加工成功能元件,必须进行切割和开孔之类的加工.一般而言,玻璃板的切割加工采用金刚石划线刀进行,切割质量不一定很好.作为图像仪器之一的液晶显示器使用高质量的玻璃基板,在玻璃基板上印有电子线路,经过各种处理之后按规定尺寸切割作为液晶面板组装起来.在需要进行精密切割时一般不使用金刚石划线刀,而采用超硬的滚动型刀刃或薄刃金刚石砂轮进行玻璃基板的切割.不过,这些机械加工方法,由于工具直接压在加工物上,     

激光电视的研究进展及趋势分析

在显示技术日益重要的今天,激光电视以其他技术无法比拟的优势受到各国的关注.本文介绍了激光电视的基本概念和特点,从激光电视机的发展历史入手,主要介绍了代表世界先进水平的美、日、德三国的激光电视的发展现状,国内激光电视及相关技术的发展情况.总结出我国激光电视今后的发展目标--产业化.     

半导体绿色激光穴位照射对大鼠神经损伤后神经再生的影响

周围神经损伤后提高神经功能恢复是临床治疗的目的.本实验利用大鼠坐骨神经钳夹损伤模型,用半导体绿色激光533nm(A组)、He-Ne激光632.8nm(B组)对穴位照射.观察对神经损伤后神经再生的影响.结果:(1)术后18d,A组可引出短潜伏期(45～150ms)及长潜伏期(125～525ms)神经传入纤维反应高于B组;(2)术后18d脊神经节的标记细胞百分率分别为12.9%(A组)、10.2%B(组).上述结果表明:半导体绿色激光在抑制神经损伤后促进周围神经再生等方面具有更显著的生理功效.     

激光成型加工

加速产品的开发,需要采用某种方法尽快制成样品.在这方面,不用成型模具加工的方法,因其节省时间,降低成本,特别受人青睐.利用激光成型工艺,能实现非接触式弯曲与深拉伸加工.这样,单用激光束,结合激光切割与激光焊接,便能完成复杂几何形状工件的制作,无需采用成型机和模具.     

不同激光参数与真空中铝的冲量耦合

冲量耦合是高功率激光烧蚀材料过程中的一个重要物理现象,成为许多应用研究的物理基础,而激光对材料的冲量耦合大小直接与所采用的激光辐照参数密切相关.在真空中,冲量耦合仅由蒸发波决定,反冲压力存在时间主要取决于激光脉冲维持时间,因而冲量计算须考虑材料的非定常气化过程.利用非定常透明蒸汽模型,研究了真空条件下不同波长和不同脉宽激光与铝靶作用时的冲量耦合系数及随入射激光功率密度的变化关系,计算结果与实验结果符合较好.     

自由振荡激光天基清扫空间碎片机理研究

在绕地轨道上残留着大量的空间碎片,这些人类航天活动造成的太空污染已经严重威胁到太空飞行器的安全.其中,直径在1～10 cm之间的碎片具有致命的潜在危害,是急需解决的麻烦.激光清扫空间碎片也愈来愈引起科学领域的关注,其中天基脉冲激光是清扫这类小型空间碎片的有效技术途径之一.由于现有方案中的天基超短脉冲、超大能量、紧凑可靠的激光器在工程上难以实现,笔者创新提出了自由振荡脉冲激光天基清扫空间碎片的思想与方案.通过模拟分析发现自由振荡激光的脉冲持续时间是其产生大冲量的优势,从机理和效应上与纳秒激光进行了对比,证明了"热金属蒸气反喷"比"等离子反喷"的冲量增量与能量利用率更高.建立了激光消融金属的物理模型,模拟分析得到了当激光功率密度大于5×106 W/cm2时,金属液滴的直径一般不大于60 μm的结果,说明了激光清扫空间碎片过程中相伴产生的"微碎片"不会有"次生危害效应",反而能在一定程度上加速碎片清扫.该文为自由振荡激光器在天基清扫碎片的领域应用奠定了基础.     

抗高重频激光有源干扰的方案研究

在对激光末制导武器的抗干扰现状分析的基础上,对高重频干扰进行了分析,提出了抗高重频激光有源干扰的方案.该方案将高重频干扰建立数学模式后,对该数学模式进行分析,总结出该模型的规律,从而判断出高重频周期,该原理将构成方案的核心思想.该高重频信号处理方案的关键点,包括高重频周期的测定和反向高重频信号同步点的确定.该方案将有效的消除高重频有源干扰,和我们曾提出过的激光末制导炮弹武器系统的一类新型激光编码方案,构成了完备的激光末制导武器系统抗激光有源干扰方案.     

三维激光切割的应用和研究

综述了三维激光切割技术的发展及其设备结构,介绍了该技术的特点、国内外的研究现状,并指出发展趋势.     

激光诱导Al等离子体连续辐射研究

分析了Ａｌ等离子体连续辐射特征。根据连续辐射强度的同时分布,简要讨论了激光诱导等离子了体连续辐射的产生机理。我们认为激光诱导等离子体的连续辐射的主要机制提轫致辐射和复合辐射。在激光脉冲作用到靶上的瞬间,轫致辐射占主导地位,在等离子体演化初期,复合辐射和轫致辐射共同产生等离子体连续辐射,在等离子体演化后期,连续辐射主要是轫致辐射产生的。     

激光等离子体中密度孤波和自生磁场的数值模拟

为了深入理解激光与等离子体相互作用时产生的密度孤波和自生磁场的形成机制,从动力论出发,数值模拟了从波-波、波-粒相互作用出发的轴对称柱坐标下的密度扰动非线性控制方程,得到了密度孤波和自生磁场的形成和演化过程。数值结果表明,强度为4×1014W/cm2的激光打靶时形成的孤波最大密度扰动率达到82%,并产生30T的自生磁场,与实验测量结果相符合,为密度孤波和自生磁场的形成提供了理论依据。     

强激光驱动的运动电场加速质子的研究

为了研究激光辐射压驱动的运动电场中加速质子的相关问题,对强激光与等离子体相互作用过程进行了理论分析,并采用2维粒子模拟方法,对理论分析结果进行了数值模拟验证。结果表明,当超短超强激光脉冲与处在背景等离子体前方的薄固体平靶相互作用时,在固体靶后部形成一个由电子层-离子层组成的双层结构,在激光辐射压的不断推进下,双层结构在背景等离子体里以一定速度传播形成一个运动电场;在背景等离子体中的质子被这个运动电场捕获并能加速到很高的能量,质子的最大能量达到20GeV。理论分析结果与2维粒子模拟结果符合得很好。     

超短强激光大气等离子体细丝中太赫兹辐射现象及其应用

超短强激光在大气中传输形成的等离子体细丝由于能够辐射出太赫兹信号而成为一种新的太赫兹辐射源,这对实现远距离太赫兹的远程传感具有重要的意义,在太赫兹辐射产生技术领域备受关注。详细综述了超短强激光大气等离子体细丝中产生太赫兹辐射现象的研究进展和现状,并着重对等离子体细丝产生太赫兹辐射的形成机理进行了概述和初步探讨,最后对其应用前景进行了展望,进而提出目前尚未解决的问题。     

等离子体再辐射对紫外激光-靶耦合效率的影响

在对激光产生的等离子体做等温膨胀的假定下 ,应用解析方法研究了紫外强激光脉冲辐照金属靶材时 ,计及等离子体再辐射对激光 靶材耦合效应的影响。其结果与有关实验数据相一致 ,合理地解释了实验结果。     

Laser metal interaction in vacuum

We investigate the processes by which energy is exchanged when a laser pulse is incident on a metal surface, originally in vacuum. The thermal state of the metal is determined by numerical solution of the nonlinear heat transfer equations. A method is described for extrapolating data on material thermal properties which are usually given at lower temperatures. Results are compared with the predictions of a steady-state calculation. Kinetic equations describing the growth of a plasma in the ablated vapor are formulated to describe effects of importance in the early stages of the plasma evolution process, when strong longitudinal spatial gradients cause thermal diffusion effects to dominate hydrodynamic expansion. Numerical studies of these equations indicate several distinct periods, during each of which a different physical mechanism takes on primary importance. Features of the numerical results pertaining to the propagation of the discharge front are deduced from an analytic model of the breakdown process.     

激光等离子体烧蚀推力的机理研究

随着航天空航空天技术的发展,激光等离子体推进受到了人们的普遍关注.基于激光与物质相互作用产生等离子体的空间分布,本文从微观、宏观和简化模型推导了碳靶的烧蚀压与激光强度的幂函数关系,幂指数分别是0.60493、2/3和2/3.实验测得碳靶的最大偏移量与激光能量的幂函数关系,幂指数为0.61936.实验与微观模型的幂指数相...     

Compton散射下强激光等离子体的辐射阻尼效应

为了研究Compton散射对强激光等离子体中辐射阻尼效应的影响,采用多光子非线性Compton散射模型、相对论理论和洛伦兹变换方法,对Compton散射对不同极化激光在等离子体中产生辐射阻尼效应的影响进行了理论分析和数值计算。提出了将Compton散射光作为等离子体产生辐射阻尼效应的新机制,给出了辐射阻尼满足的修正方程。结果表明,Compton散射使等离子体辐射阻尼效应对电子运动产生重要作用的几率增大,这主要是由于产生这种作用所需的入射激光强度降低,从而使电子频率增大、电场耦合频率增大的缘故。多光子非线性Compton散射光是产生和提高等离子体辐射阻尼效应的一个重要机制。     

CO2激光诱导液滴射流等离子体的实验研究

为了研究激光诱导射流等离子体特性,了解激光诱导液滴等离子体的发展过程,基于脉冲激光-液滴同步作用系统,采用阴影法,观测了激光作用液滴的阴影图像,取得了液滴在CO2脉冲激光作用下的演化过程数据。对图像进行处理获得了激光诱导液滴等离子体冲击波膨胀范围随时间的变化,并估算出了产生冲击波的激光能量。结果表明,空气冲击波的膨胀半径在当前观测时间范围内线性膨胀,约32%的激光能量用于产生冲击波。空气冲击波的变化规律对激光诱导液态燃料点火的研究提供了一定的参考依据。     

有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的传播

为了研究有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的传播特性,采用变分法推导出有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的参量演化方程,分析了尾波场、相对论自聚焦和部分离化非线性极化强度的影响因素;通过分析焦斑半径和脉冲宽度满足的耦合方程,讨论了横向和纵向尾波场影响下的激光脉冲传播特性。结果表明,由于焦斑半径和脉冲宽度的耦合,激光脉冲在部分离化等离子体中传播必须满足一定条件;在部分离化等离子体中,考虑激光传播时脉冲宽度的变化是有必要的;对给定强度的激光脉冲,等离子体密度不变时,随着电离程度增大,尾波场会进一步增强激光脉冲的自聚焦,其中纵向尾波场比横向尾波场对激光脉冲的自聚焦作用更明显。这一结果对有限长激光脉冲电离诱导自注入及尾波场加速电子的方案具有理论指导意义。