万瓦级激光光闸的热效应分析及处理

激光光闸可以将光纤激光器输出的单束激光通过多通道输出,实现激光器的“一机多用”,是现代化激光智能制造的关键性器件。由于光闸承载功率高达上万瓦,其耦合系统极易产生热效应,影响光闸使用性能。为解决万瓦级激光光闸热效应有效控制的难题,保证光闸的高效耦合与高质量光束输出,采用有限元分析法研究了光闸耦合系统的热效应物理机制,并提出一种基于水循环绕流冷却对光闸耦合系统进行热量管控的新方法。通过万瓦激光下的一系列实验验证,表明文中提出的热效应处理方法保证下,高功率激光光闸能长时间承载万瓦级功率,并保持98%以上的耦合效率,同时抑制了系统的热像差,保证了光闸输出激光的光束质量稳定性。该研究为高功率激光系统的热效应分析及处理提供了有效的手段。     

高原公路路基施工压实度的控制分析

公路工程施工中,对于路基压实度的要求比较高,其直接决定了路基结构的稳定性和强度,如果压实度不达标,将会直接对公路施工质量产生威胁,在后期运行过程中更容易产生质量病害,缩短工程服务年限。对于高原公路路基压实度的控制,是工程建设的必然要求,需要从实际情况出发,联合历史经验,确定路基压实度的检测技术要点以及控制方法,争取通过严格管控达到专业标准,排除质量隐患。笔者所在的新疆和田某公路工程就属于高原公路工程,其既有一般公路工程的特点,也有高原地区的特色。     

万瓦级激光光闸耦合失效的安全控制方法

为了解决万瓦级激光光闸耦合效率实时监测的难题, 采用通过实时探测光闸输出端工作光纤内部的后向散射光来监测耦合效率从而防止其耦合失效的安全控制方法, 仿真并建立了耦合偏差与后向散射光光强信号之间的映射规律与模型, 并基于此设计了相应的光闸耦合失效的安全控制系统。结果表明, 高功率激光光闸在安全控制系统的保证下能长期承载12kW以上功率, 并且耦合效率稳定在98%以上, 证明了该方法的有效性。该研究可以保证万瓦级激光光闸长期工作的高效性、稳定性及安全性, 促进我国激光制造领域关键部件的自主化。