张彦杰 1,2,*莫海峰 3于程豪 1张超 1[ ... ]邬宇 5
作者单位
摘要
1 太原理工大学机械与运载工程学院, 山西 太原 030024
2 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心, 山西 太原 030024
3 山西航天清华装备有限责任公司, 山西 长治 046012
4 太原科技大学机械工程学院, 山西 太原 030024
5 山西省检验检测中心, 山西 太原 030001
利用激光超声技术, 研究生产中常见的弧形表面缺陷的无损检测方法。首先基于热弹机制建立弧形表面缺陷检测的有限元仿真模型, 探究不同尺寸参数的缺陷对表面波反射回波及透射波的影响; 然后采用经验模态分解法对带有缺陷信息的反射回波和透射波信号进行了分解, 提取相应特征频率的信号进行叠加; 最后根据超声特征参数的变化规律, 建立了缺陷深度的预测模型。结果表明, 利用透射波特征参数计算得到的缺陷深度与实际缺陷深度相比的最大误差仅为0.6%, 因此提出的预测模型具有较高的精度, 可用于弧形表面缺陷的现场检测。
激光超声 经验模态分解 缺陷检测 有限元分析 表面波 laser ultrasound empirical mode decomposition defect detecting finite element analysis surface wave 
应用激光
2023, 43(2): 107
作者单位
摘要
1 太原科技大学机械工程学院, 山西 太原 030024
2 太原理工大学先进成形与智能装备研究院, 山西 太原 030002
为了实现表面V形裂纹的定量检测, 采用有限元的方法研究了激光激发的超声表面波与表面V形裂纹的作用机理, 在反射回波信号中提取了与表面裂纹长度和角度有关的特征信号。分析了裂纹的角度和长度变化对表面波信号的影响, 并对时域信号进行了时频分析, 提出了一种利用反射表面波定量表征表面V形裂纹长度的方法。数值结果表明, 随着裂纹长度的增加, 反射回波的到达时间差也线性增加, 透射表面波对裂纹角度的变化比较敏感。通过反射回波到达的时间差与裂纹长度之间的关系可以快速判断裂纹长度, 并定量表征出相应裂纹的长度。数值结果与理论结果有很高的吻合度, 为表面V形裂纹长度的定量检测提供了一种高效准确的方法。
激光超声 表面裂纹 时频分析 表面波 laser ultrasonic surface crack time-frequency analysis surface wave 
应用激光
2021, 41(5): 1097
Author Affiliations
Abstract
Strong-Field and Ultrafast Photonics Lab, Institute of Laser Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
The effect of material surface morphology on the periodic subwavelength of nano-structures induced by a femtosecond (fs) laser was investigated systematically from the initial surface roughness, the different scratches, the pre-formed ripples, and the “layer-carving” technology experiments. The results of the comparative experiments indicate that the initial surface conditions of the target surface have no obvious effects on the spatial structured periods (SSPs) and the ripple orientation of the periodic nano-structures induced by a fs laser, which agreed well with the foretold present surface two-plasmon resonance (STPR) model. Furthermore, different shapes of nano-grids with high regularity and uniformity were obtained by fs-laser fabrication.
320.2250 Femtosecond phenomena 240.5770 Roughness 220.4241 Nanostructure fabrication 
Chinese Optics Letters
2018, 16(7): 073202
作者单位
摘要
1 北京工业大学激光工程研究院强场与超快光子学实验室, 北京 100124
2 中国空间技术研究院北京空间机电研究所, 北京 100094
利用飞秒激光成丝效应对2 mm厚的聚甲基丙烯酸甲酯材料在空气环境下进行打孔实验, 总结光丝长度随飞秒激光平均功率的变化, 利用扫描电子显微镜初步分析深微孔的表面形貌并测量孔径的大小, 然后分析孔径、深宽比以及锥度随激光平均功率和加工时间的变化规律。研究结果表明, 随着飞秒激光平均功率的增大, 孔径大小和锥度均有着明显的增大趋势, 且深宽比下降。随着加工时间的增加, 孔径变大, 深宽比下降, 锥度先增大后减小再增大, 但总体上呈现增大趋势。
激光技术 飞秒激光成丝效应 深孔锥度 孔径 深宽比 
中国激光
2017, 44(4): 0402012
Author Affiliations
Abstract
Strong-Field and Ultrafast Photonics Lab, Institute of Laser Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
The self-formation of periodic subwavelength ripples by linear polarized femtosecond laser scanning planar and non-planar tungsten targets on the employed laser wavelength, scanning speed, and energy fluence are examined systematically. The results show that, for a certain laser wavelength, the scanning conditions have no obvious effect to the morphological features of grating structures in the threshold range of laser fluence. The spatial structured period of gratings can be self-consistently interpreted by recently presented physical model of surface two-plasmon resonance. The subwavelength structures on cylindrical surface would be a good method to realize unique surface functions on complex surface of micro-devices.
320.2250 Femtosecond phenomena 310.6628 Subwavelength structures,nanostructures 220.4000 Microstructure fabrication 350.3390 Laser materials processing 
Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 123202
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院,陕西 西安 710071
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东 青岛 266555
针对中波红外激光器输出功率波动较大,采用声光反馈调节的方法,研发出一套声光反馈调节中波红外激光器腔体外功率的稳定控制系统,系统主要由声光调制器、探测器、微电流放大器、反馈控制电路等组成。经实验验证,该系统有效地抑制了激光器输出功率的波动,波动可控制在±0.08%范围之内,达到了低温绝对辐射计对输入激光稳定性的要求。同时该系统具有软件调节输出功率的功能,能够便捷、低成本地实现激光器多种不同功率的连续可调性输出,通过增量式PID算法使得系统在2s内便可完成不同功率之间的调节,亦解决了以往一台激光器只有唯一的输出功率的局限问题,满足用户的多种使用需求,具有实用性、创新性。
功率稳定性 中红外激光 声光调制 反馈控制 power stabilization mid-infrared laser acousto-optic modulator feedback control 
红外与激光工程
2015, 44(7): 1975

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