1 江苏科技大学机械工程系,江苏 镇江 212003
2 陕西柴油机重工有限公司,陕西 兴平 713105
3 火箭军工程大学控制工程学院,陕西 西安 710025
加工过程状态监测是实现加工状态智能监控的前提和基础。针对加工过程中的故障特征多种多样,单一传感器采集的信息不全面以及得到的诊断结果可靠性低的问题,基于LabVIEW 平台开发了多传感器加工过程智能监测系统,该系统可以对加工过程中的电流、振动、噪声和声发射信号进行采集、存储、分析和诊断。实验结果表明,该系统可以准确地采集多传感器信号,同时能对信号进行存储、分析和诊断,可以提高机床加工效率和产品质量,减少生产过程中的损失和浪费,可在实际生产中实现更加智能化和高效化的加工状态监控。
智能监测 多传感器 数据采集 系统设计 可靠性 intelligent monitoring multi-sensor data acquisition system design reliability
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
金刚石晶体不仅具有极佳的光学性质,同时也拥有极高的热导率和低的热膨胀系数,这使得金刚石激光器成为实现不受热影响高功率激光输出的重要路径。但随着激光功率的进一步提升,金刚石拉曼激光器中仍然存在不可忽视的热效应等问题,这对金刚石激光器性能提升提出了挑战。针对高功率运转情况下金刚石拉曼激光器的热效应进行了理论研究,根据热传导方程并采用有限元分析方法,模拟了金刚石温度、热应力以及热形变分布,分析了泵浦参数、晶体参数对金刚石温度、热应力、热形变的影响。此外,基于石墨片横向导热特性,设计了一种新型的用于金刚石晶体的热沉结构。与传统单一铜片散热方式相比,在泵浦功率800 W、束腰半径40 μm条件下,金刚石中心温度下降了10.16 K,下表面平均应力降低了19.857 MPa,端面平均形变量减小了0.055 μm。数值模拟结果表明,该方法对缓解金刚石激光的热效应,实现金刚石拉曼激光器输出功率的进一步提升和高光束质量激光输出具有重要指导意义。
金刚石 拉曼激光器 高功率 热效应 数值仿真 热沉 diamond Raman laser high power thermal effect numerical simulation heat sink
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230378
1 河北工业大学 先进激光技术研究中心,天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
高功率特殊波段激光在钠信标、激光测距、激光雷达、自由空间通信等领域具有重要的应用价值。目前,基于受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)的拉曼激光器及放大器已经被证实为拓展激光波段和功率的有效途径。不同于基于粒子数反转激光器在产生和放大过程中需匹配激光增益介质固有的吸收和发射谱,SRS过程理论上能够在其拉曼增益介质透过光谱的全范围内工作,故只需要相互作用光束的频率差满足拉曼增益介质的固有频移,便可实现光束之间的能量直接转移。因此,拉曼放大技术能够利用常规波段的泵浦光对特殊波段的种子光进行放大,从而实现高功率、大能量、高光束质量的特殊波段激光输出。该方法具备波长选择灵活、结构简单、功率拓展性强等优点,近年来已经在钠信标光源等领域得到了应用。文中综述了高功率自由空间拉曼放大技术的主要原理、特性和研究进展,并对其发展趋势和应用前景进行了展望。
受激拉曼散射 激光 放大器 脉冲 组束 stimulated Raman scattering laser amplifier pulse beam combination 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230337
1 武汉中原电子集团有限公司, 武汉430205
2 华中科技大学 软件学院, 武汉430074
3 华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 武汉 430074
传输质量(QoT)预测在光网络中日趋重要, 机器学习成为今后实现光网络中QoT预测的重要手段。提出一种基于机器学习分类器的QoT预测技术。通过传输方程生成所需的数据, 用于之后的分类器训练和性能测试, 并仿真验证了K最近邻(KNN)、逻辑回归(LR)和支持向量机 (SVM)这3种常用的分类器的性能。仿真结果表明: 相较于传统的QoT估计方法, 基于机器学习的方法在有效地降低计算复杂度的前提下, 还能提供相当高的预测精度, 是一种具有广阔应用前景的QoT估计新方案。
光网络 传输质量 非线性光传输方程 机器学习 高斯噪声模型 optical network quality of transmission nonlinear optical transmission equations machine learning Gaussian nnoise model
提出了一种紧凑型、声光调Q、高功率的4.1 μm中红外内腔式氧化镁掺杂的周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡激光系统.基于内腔单谐振光参量振荡器动力学模型, 对内腔光参量振荡器的阈值倍数及下转换效率的影响因素进行分析, 提出实验中对光参量振荡阈值调节的办法, 优化了大功率情况下光参量振荡的下转换效率.引入共振泵浦与单端键合晶体方式提高了大功率泵浦的热稳定性.基于光场传输理论与谐振腔稳定性理论, 并考虑增益介质热效应, 数值模拟了大功率泵浦注入时腔内基频光、信号光及闲频光的三波光场模式匹配, 以确保光参量振荡器在高功率下稳定运转.对光参量振荡阈值进行调节, 提高了参量光的下转换效率, 最终得到4.125 μm的中红外高重频脉冲瓦级激光输出, 激光重复频率1~100 kHz可调, 脉冲宽度小于9 ns, 最高单脉冲能量36.7 J, 最高峰值功率4.257 kW, 最高输出功率为1.12 W, 其对应的下转换效率为29.7%, 最大光光转换效率为4.26%.
固体激光器 中红外激光 内腔式光学参量振荡器 高功率 Solid state laser Mid-infrared Intra-cavity optical parametric oscillator MgO: PPLN MgO: PPLN High power
Author Affiliations
Abstract
1 Jilin Key Laboratory of Solid Laser Technology and Application, School of Science, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2 Institute for Advanced Interdisciplinary Research, University of Jinan, Jinan 250022, China
We examined a 1514 nm eye-safe passively Q-switched self-optical parametric oscillator. The nonlinear crystal is an a-cut Nd:MgO:PPLN crystal, and the size of the crystal was 6 mm × 2 mm × 30 mm with 0.4 at.% Nd3+ doped and a grating period of 29.8 μm. When the crystal absorbed 12.8 W, the output maximum single-pulse energy reached 39 μJ, and a pulse width of 6.1 ns at a repetition rate of 5.4 kHz was obtained. The peak power was 6 kW, giving a slope efficiency of 42%.
140.3540 Lasers, Q-switched 190.4970 Parametric oscillators and amplifiers 140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3460 Lasers Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111404
卫星检测识别是移动通信天线跟踪系统中的关键技术。设计并实现了一种基于FFT的卫星信号检测识别系统,该系统通过检测卫星信标信号识别卫星,保证了识别率。在卫星跟踪阶段通过FFT实时纠正频偏,使频偏稳定在一定范围以内,提高了天线跟踪目标卫星的精度和稳定性。
卫星识别 信号检测 信号强度 卫星跟踪 频偏 satellite identification signal detection signal intensity satellite tracking frequency deviation
基于光纤低相干干涉技术的测厚原理, 提出了透镜中心厚度检测系统的结构设计; 分析了影响检测仪器检测精度的主要因素, 并分别从光路、电路设计及信号处理等方面, 提出了提高检测系统检测精度的方法; 同时将K-means聚类算法应用于多组干涉信号峰值识别和提取, 有效提高了系统测量的重复精度。所设计的系统具有结构简单、测量速度快等特点,测量精度优于1 μm。
光纤低相干干涉 透镜中心厚度 K-means聚类 信号峰值 low coherence interference of optical fiber lens center thickness K-means clustering signal peak