1 深圳技术大学 中德智能制造学院 先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室，深圳 518118
2 深圳大学 物理与光电工程学院 深圳市激光工程重点实验室，深圳 518060
3 大族激光科技产业集团股份有限公司，深圳 518103
高功率激光器在工业应用领域的需求不断增长，提高光-光转化效率是降低其生产制造成本的关键途径。针对提高激光器光-光转化效率所面临的增益介质的热负荷问题，利用锁定波长的969 nm“零声子线”泵浦、自主研制的高性能Yb∶YAG薄片晶体和48冲程泵浦系统等，搭建了高效的连续Yb∶YAG薄片激光器系统，实现了最高输出功率373 W，光-光转化效率可达73.37%。其优异性能为后续开展千瓦级超快Yb∶YAG薄片激光器研究奠定了基础。
薄片激光器 多冲程泵浦 Yb∶YAG 高效率 Thin-disk laser Multi-pass pumping Yb∶YAG High efficiency
1 华南师范大学, 广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
3 深圳技术大学, 中德智能制造学院, 广东 深圳 518118
4 华中科技大学, 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430074
冶金、 核工业、 污染检测和环境监测等领域对元素分析的需求是必不可少。 激光诱导击穿光谱技术作为一种新型的原子光谱分析技术, 具有实时快速、 对样品几乎无损、 可多元素同时分析等特点, 因此一直受到广泛的关注。 但其分析灵敏度较差的缺点一直限制着该技术的发展。 激光诱导荧光辅助激光诱导激光光谱技术能够通过激光共振激发提高分析灵敏度并高效检测样本元素种类, 通过光谱仪收集光谱信息并建立模型可对未知样本进行浓度预测。 但当基体原子与目标原子的特征谱线十分接近时, 基体谱线会受到影响, 此时一元定标准确度下降。 通过一元线性拟合和多元线性拟合两种方式对钢铁中的Ni和Cr元素分别建立线性模型。 首先, 选取样品光谱中的峰值谱线, 核实其是否为待测元素或基体元素所对应的特征谱线, 选定合适的特征谱线后, 将多个谱线的光谱强度以及对应该样品的待测元素浓度作多元线性拟合模型, 将各个谱线所对应的拟合系数由高到低进行排序, 并以多元线性拟合模型中各个特征谱线对应的光谱强度对浓度预测的贡献度为标准不断减少拟合维度, 使Ni和Cr拟合模型的决定系数分别由0.960 1提高至0.992 9和0.992 0提高至0.998 7, Ni和Cr元素含量的回归模型平均相对误差分别由38%降低至10%左右和55%降低至25%以内, Ni和Cr元素的线性回归模型的交叉验证均方根误差随着维度的增加分别由3.4%降低至2%左右和2.5%降低至1.5%左右。 选取多个谱线建立多元线性回归模型的方法较为有效的降低了激发干扰的影响, 以较小的工作量提高了对待测样品的待测元素浓度预测的准确度, 为推进激光诱导荧光辅助激光诱导激光光谱技术在元素分析的实际应用提出了一种可行的方案。
激光诱导激光光谱 激光诱导荧光 多元线性回归 Laser-induced breakdown spectroscopy Laser-induced Fluorescence Multiple linear regression
1 深圳技术大学先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室，广东 深圳 518118
2 深圳技术大学中德智能制造学院，广东 深圳 518118
3 深圳市人民医院，广东 深圳 518020
采用线型腔结构，实现了中心波长为1939.31 nm、脉宽在0~2000 μs可调、重复频率在0~2 kHz可调、最大平均输出功率为34.2 W的准连续掺铥光纤激光器，并利用此激光器在体外环境下开展结石消融量随激光脉宽与重复频率的变化规律的研究。结果显示：在相同时间内，当单脉冲能量相近时，增大脉冲重复频率（平均输出功率）有利于提高碎石速率；当平均输出功率接近时，单脉冲能量越大，石块消融量越大。在90 s的碎石时间内，石块经过31.8 W/0.053 J（250 μs）、33.1 W/0.11 J（500 μs）、33.5 W/0.22 J（1000 μs）、34.2 W/0.45 J（2000 μs）4组参数激光照射后的消融量分别为0.333，0.480，0.697，0.723 g，结石表面的最高水温分别为30.8，35.5，38.9，41.2 ℃。
1 深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室，广东 深圳 518060
2 深圳技术大学先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室，广东 深圳 518118
3 大族激光科技股份有限公司，广东 深圳 518000
2.8 μm波段中红外光纤激光器在激光医疗领域具有重要的应用，受到广泛关注。研究并实现了2.8 μm同步泵浦锁模脉冲光纤激光器。自主研制了大功率单模976 nm皮秒脉冲激光器并以此作为泵浦源，以掺铒氟化物光纤环形腔作为谐振器，通过纤芯同步泵浦的方式，在交叉相位调制作用下实现了2.8 μm同步泵浦锁模脉冲激光器的制备。锁模脉冲的中心波长为2784.7 nm，重复频率为6.534 MHz，脉冲宽度接近光电探测器极限。所提方案不需要在谐振器内插入任何中红外主动或被动调制器，具有系统稳定性好和易于实现全光纤化等优势。
Author Affiliations
Abstract
1 Shenzhen Key Laboratory of Laser Engineering, Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Guangdong Provincial Key Laboratory of Micro/Nano Optomechatronics Engineering, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of New Materials and New Energies, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
3 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, School of Science, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
4 Faculty of Engineering and Physical Sciences, University of Southampton, Southampton SO 17 1BJ, UK
5 Han’s Laser Technology Industry Group Co., Ltd., Shenzhen 518057, China
We report on a mid-infrared fiber laser that uses a single-walled carbon nanotube saturable absorber mirror to realize the mode-locking operation. The laser generates 3.5 µm ultra-short pulses from an erbium-doped fluoride fiber by utilizing a dual-wavelength pumping scheme. Stable mode-locking is achieved at the 3.5 µm band with a repetition rate of 25.2 MHz. The maximum average power acquired from the laser in the mode-locking regime is 25 mW. The experimental results indicate that the carbon nanotube is an effective saturable absorber for mode-locking in the mid-infrared spectral region.
mid-infrared laser fluoride fiber laser mode-locked laser saturable absorber Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 011404
Author Affiliations
Abstract
1 Shenzhen Key Laboratory of Laser Engineering, Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes, Guangdong Provincial Key Laboratory of Micro/Nano Optomechatronics Engineering, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of New Materials and New Energies, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
3 College of Electronics and Information Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
4 Shenzhen Institute of Information Technology, Shenzhen 518172, China
5 Han’s Laser Technology Industry Group Co., Ltd., Shenzhen 518057, China
We experimentally demonstrate an all-fiber supercontinuum source that covers the spectral region ranging from visible to mid-infrared. The ultra-broadband supercontinuum is realized by pumping a cascaded photonic crystal fiber and a highly nonlinear fiber with a 1/1.5 μm dual-band pump source. A maximum output power of 9.01 W is achieved using the system, which is the highest power ever achieved from a supercontinuum source spanning from the visible to mid-infrared.
fiber lasers supercontinuum generation nonlinear optics Chinese Optics Letters
2021, 19(4): 041403
1 华南师范大学广东省微纳光子功能材料器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 广东省工业超短脉冲激光技术企业重点实验室, 广东 深圳 518055
汽车制造时将钢/铝合金结合起来使用, 能够实现车身强度不降低的前提下, 极大地减轻车身的质量, 以实现节能减排的目的。选取100 mm×50 mm×1.5 mm的DC01冷轧钢板和相同尺寸的6010铝合金进行光纤激光搭接焊接试验。试验发现, 当激光功率P=1 900 W, 焊接速度v=45 mm/s, 离焦量f=-3 mm时获得的焊接接头剪切强度达到最大值100.21 MPa。随后在搭接面添加0.2 mm的Cu中间层后, 实验结果表明, 添加Cu中间层后接头强度提升到144.91 MPa, 焊缝中心硬度显著提高。金相显微镜观察表明, 添加Cu中间层可以增大焊缝深宽比, 同时细化晶粒。XRD结果表明, 添加中间层后有新物相生成, 主要为Al-Cu系化合物。EDS线扫描结果发现, 添加中间层后金属间化合物层由40 μm降低至20 μm。
钢/铝合金激光焊接 汽车轻量化 中间层 金属间化合物 剪切强度 steel/aluminum alloy laser welding automotive lightweight intermediate layer intermetallic compound shear strength
1 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 大族激光科技股份有限公司, 广东 深圳 518052
为实现在玻璃基体上直接制造电路的封装技术,采用真空蒸发法在玻璃上镀涂不同厚度的铜膜;运用ANSYS软件模拟计算镀铜玻璃焊接时的瞬态温度场及瞬态应力场分布;利用纳秒紫外激光进行焊接实验;观察测试了焊接接头形貌和力学性能。理论计算表明:当焊接电流强度为27 A时,焊接样品铜膜的平均温度大约为3000 ℃,铜膜气化速率缓慢,焊接效果较好;热应力集中在铜膜上,玻璃的热应力小于玻璃的理论强度,其中焊接速度为70 mm/s时,热应力最小;铜膜厚度为80 nm的焊接样品的抗拉强度最高,为14.34 MPa。由此可得到激光焊接的最佳工艺参数:焊接电流为27 A,焊接速度为70 mm/s,铜膜厚度为80 nm。
激光技术 激光焊接 玻璃 纳秒激光 有限元 应力 中国激光
2020, 47(10): 1002007
1 深圳大学信息工程学院, 广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
3 深圳技术大学, 广东 深圳 518118
4 山东大学晶体材料国家重点实验室和晶体材料研究所, 山东 济宁 250100
5 深圳市大族激光科技股份有限公司, 广东 深圳 518057
首次搭建了基于ZnWO4/Nd∶YAG的一阶斯托克斯拉曼激光器,并研究了其在不同重复频率与不同输出耦合镜下的输出特性。采用ZnWO4晶体作为拉曼晶体,二极管泵浦Nd∶YAG晶体产生基频光,实现了波长为1177.6 nm的一阶斯托克斯激光输出。当输出耦合镜的透过率为35%,泵浦功率为22.1 W,重复频率9 kHz时,在1177.6 nm处获得了最大平均输出功率,为886 mW,对应的最短脉宽为2.2 ns,峰值功率为43.9 kW。
激光器 固体激光器 拉曼 ZnWO4晶体
