采用脉冲变压器隔离驱动桥式MOSFET电路,获得了幅度约5 000 V,上升时间48 ns的高压脉冲,只需控制Royer振荡电路电源电压就可以改变输出高压幅度,且输出高压是Royer振荡电路输出高压的四倍,大幅降低了器件的耐压值,减小了器件尺寸和功耗。输出高压与输入和控制电路电气隔离,减小了对其他电路的电气干扰,可广泛应用于激光、探地雷达、高速相机、电磁脉冲研究、加速器和高能物理等领域。

193 nm ArF准分子激光光刻技术作为当前主流的光刻技术,可实现特征尺寸小于等于90 nm的集成电路制作工艺。光场均匀性及脉冲能量的准确性是实现高质量光刻的重要指标,提出了基于暗场噪声相消提高单脉冲能量测量精度的方法,通过对探测头获取的激光脉冲能量数据和暗场下探测头的脉冲能量数据进行暗场相消,获得真实激光能量。设计了暗场噪声相消控制电路,通过同步控制时序,有效去掉能量脉冲积分信号结果中所携带的噪声积分部分,从而实现对脉冲激光能量测量精度的提高。

冷原子干涉仪的原子冷却与囚禁过程对于激光的线宽、频率的准确性和稳定性有很高的要求。为获得满足实验需求的 780nm激光束, 利用 Rb87原子 D2线的精细谱线 5S1/2 F= 1. 5P3/2F= 3作为频率参考谱线, 用调制转移稳频方法(MTS), 获得无 Doppler背景的调制转移光谱。在实验中利用这个光谱信号作为误差信号可以将激光器频率稳定在铷原子参考频率上长达 20h, 线宽在 136kHz, 频率稳定度在 8.5′ 10-12(0.1s), 满足实验室冷原子干涉实验的要求。

Nd∶YVO4晶体一般采用 808nm激光作为泵浦源, 但是其强烈的吸收导致了严重的热效应, 限制了激光输出功率和光束质量。采用了吸收相对较弱的 888nm激光作为泵浦源, 显著降低了 Nd∶YVO4晶体在高泵浦功率下的热效应; 结合自主研发的全光纤结构皮秒种子源, 利用再生放大器, 实现了脉冲宽度 12.1ps、重复频率 100～500kHz、最高单脉冲能量超过 250μJ的 1064nm皮秒激光输出。该再生放大器具备体积紧凑、脉冲稳定、单脉冲能量较高、转换效率较高、光束质量良好的优势, 可直接或继续放大后作为超快激光加工系统的光源。

针对KDP晶体随环境温度升高而需要的四分之一波长电压增大的现实因素, 应考虑适时调整相应电路的输出电压。采用数字电位计AD5259作为Boost变换器反馈回路中的输出电压采样电阻, 以C8051F330微控制器从温度传感器ADT7320采集到的环境温度值为依据, 调整数字电位计的滑动端阻值, 从而实现了Boost变换器输出电压的实时调节, 进而与高速射频场效应管和脉冲变压器构建了一个温度自适应的加压式电光Q开关。该电光调Q电路已应用于多种脉冲激光测距仪中, 工作于?30~65 ℃的大范围环境温度条件下, 相应的四分之一波长电压可由1 500~7 000 V。

针对TC4合金叶片经常性表层裂纹萌生、体积损伤以及修复材料成本高的工程实际, 优选FeCrNiB系以及TiAlVFe系合金材料, 基于脉冲激光成形工艺优势, 实现了TC4合金叶片表层裂纹及体积损伤修复, 从成形工艺、金相组织、显微硬度以及三维尺寸等方面验证了工艺匹配性。结果表明: FeCrNiB合金熔覆层主要由细小致密的等轴晶、交错分布的树枝晶以及均匀分布的胞状晶组成, 而TC4合金主要由针状马氏体和网篮组织交错伴生组成, 都具有较好的组织形态。FeCrNiB合金熔覆层显微硬度为380~750 HV0.1, 较基体提升约1倍; TC4合金熔覆层显微硬度为295~350 HV0.1, 与基体基本保持一致。叶片成形后整体形状尺寸精度控制在0.8 mm以下。通过激光工艺优化和性能匹配分析可知, FeCrNiB合金适合局部微裂纹修复, 而TC4合金适合体积损伤成形。

为提高医用TC4钛合金表面熔覆羟基磷灰石(HA)涂层的植入稳定性和生物活性, 采用激光熔覆方法制备出不同含硅量的CaP生物陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了熔覆层组织形貌和物相组成。结果表明: 添加SiO2(1wt.%、3wt.%)后形成Ca2SiO4相, 熔覆层中部组织细化。通过电化学腐蚀和体外SBF浸泡实验研究了SiO2含量对涂层耐腐蚀性和生物活性的影响。电化学腐蚀结果表明: 随着SiO2含量的增大, 涂层表面腐蚀电流密度逐渐减小; 体外SBF浸泡结果表明: 添加SiO2可以加快涂层表面类骨磷灰石的形成, 其中, 添加SiO2为1wt.%时涂层表面类骨磷灰石呈均匀分布。因此, 低含量SiO2可以提高生物陶瓷涂层的耐腐蚀性和生物活性。

报道了基于磷酸钛氧铷(RTP)晶体的内腔式级联拉曼激光输出特性。采用半导体激光端面抽运声光调Q Nd:YAG晶体产生的1 064 nm激光作为基频光, 尺寸为4 ×4 ×20 mm3、沿x轴切割的RTP晶体作为拉曼增益介质。分别对X(ZZ)X和X(YY)X几何配置的RTP拉曼激光系统进行实验研究。X(YY)X几何配置的拉曼增益相对较低, 导致腔内不同非线性频率变换过程的竞争, 只测量到对应光参量振荡激光的输出。在X(ZZ)X几何配置下成功获得了271 cm-1和687 cm-1两个拉曼频移共同参与级联拉曼激光输出。高阶Stokes光随着抽运功率的增加而依次出现。在10 W入射抽运功率和15 kHz脉冲重复频率下, 获得了总平均输出功率480 mW, 转化效率4.8%的多波长激光输出。波长涵盖了1 000~1 200 nm之间各阶Stokes光。

根据机载激光测深系统扫描部分结构,针对圆镜偏轴卵形扫描方式, 从光束发射方向出发, 基于扫描结构轴向关系利用光线反射定律推导出激光出射方向向量, 结合激光出射位置到海表点距离获得海面激光点坐标; 依据光线折射定律, 利用变折射率光线追踪算法推导出海底测深点坐标计算公式, 建立海面激光入射点及海底测深点坐标严密计算模型。根据模型定位公式, 分析扫描系统视准轴误差影响, 通过数值模拟, 分析扫描系统视准轴误差对定位精度影响, 为扫描系统单体设备加工、装调、集成检校提供依据, 为机载雷达测深系统提供海底测点精确计算、改正提供参考。

设计了一种性能稳定、结构紧凑的光泵浦腔内倍频488 nm半导体薄片激光器。为获得光束质量好、输出性能稳定的488 nm激光器, 利用808 nm LD从顶面垂直泵浦半导体增益介质芯片获得976 nm基频光, 通过在腔内置入I类相位匹配的LBO晶体进行倍频获得488 nm激光输出。半导体增益介质芯片具有13量子阱和808 nm/976 nm双反射带反射镜, 其双面键合金刚石散热片。在泵浦功率为9.2 W时, 获得111 mW 488 nm激光输出, 光谱线宽为1.3 nm, 光-光效率为1.2 %, 光束质量M■■、M■■分别为1.03和1.02, 连续工作3 h激光输出功率不稳定度为0.6%。