1 江苏大学 机械工程学院,江苏 镇江 212013
2 中国科技大学 强激光技术研究所,安徽 合肥 230026
讨论了用于冲击处理装置的多横模激光振荡器,给出了高重复率钕玻璃激光冲击处理装置的设计,并详细说明了光路安排中各个光学器件的设计参数。实验测量了激光器单次和以重复频率0.5 Hz运转时输出的能量,并且测量了激光器在正常运转时激光脉宽和放大自发辐射(ASE)的大小。测量结果表明,在单次和0.5 Hz频率运转时,激光输出能量都能达到40 J以上;激光的脉宽稳定在22 ns左右;激光输出的ASE大约为16 mJ。测量数据表明,该激光器可以用来进行激光冲击强化的实验研究装置。
激光器 多横模 钕玻璃棒 高重复率 激光冲击处理 激光与光电子学进展
2010, 47(7): 071402
中国科学技术大学 强激光研究所，合肥 230026
为了提高利用激光冲击波改进材料性能的技术，采用响应快、测量范围大的绝缘膜组合式高聚物压电传感器和示波器对激光诱发的冲击波进行了研究。通过测量无约束层和有约束层时的压电波形，得出相应的激光冲击波波形并进行比较。结果表明，有约束层时激光冲击波的脉宽是激光脉冲宽度的3倍左右，峰值压力较无约束层时明显提高。激光冲击波在不锈钢材料中的平均传播速度为5．72×103m／s，与声波纵波的传播速度一致。
激光技术 激光冲击波 压电传感器 传播速度 laser technique laser-induced shock wave piezoelectricity gauge propagation velocity
中国科学技术大学强激光技术研究所,合肥,230026
在高功率钕玻璃激光系统中,插入用Cr4+:YAG晶体作为被动隔离器,抑制高功率钕玻璃激光系统中的放大自发辐射(ASE)能量的产生.通过实验对隔离前后的系统ASE能量的测量,得到了较为理想的结果.
被动隔离 高功率激光 钕玻璃 Cr4+:YAG ASE
1 江苏大学机械学院激光研究所, 江苏 镇江 212013
2 中国科学技术大学强激光研究所,安徽 合肥 230026
金属板料的激光冲击成形(LSF)技术是利用高能激光诱导的高幅冲击波的力效应,而非热效应。它是在激光冲击强化基础上拓展出的又一崭新的研究领域。根据爆轰波和爆炸气体动力学理论,建立了板料激光冲击成形中,激光-能量转换体-靶材系统的冲击波压力的物理模型和理论估算式。通过对激光冲击波载荷作用下板料变形过程的理论分析,建立激光冲击板料变形的数学模型,得到板料变形量与加工系统中各种参数之间的相互关系,为加工过程中各种参数的合理优化,板料变形过程的有效控制,实现大面积金属板料的激光冲击成形提供了理论依据。
激光技术 激光冲击 塑性变形 数学模型 金属板料
利用新型聚偏1,1-二氟乙烯(PVDF)压电传感器,实现了对激光引发的冲击波压力的实时测量,得到激光引发的冲击波峰压在铝中成指数型的衰减规律;观测了不同约束层材料在铝靶表面产生的激光冲击波,研究了不同约束层对冲击效果的影响;最后用激光冲击强化装置对7050-T7451航空铝合金结构材料进行了冲击强化处理,对试件激光冲击区存在的残余压应力及位错密度进行了测量。结果显示经激光冲击处理的试件表面具有极高的残余压应力,可达-200 MPa以上。激光冲击处理后铝合金的位错密度得到显著的提高,疲劳寿命提高到175%～428%。这些重要结果对激光冲击改性处理技术的实际应用具有指导性作用。
激光光学 激光冲击波 激光冲击强化处理 残余压应力 位错密度 疲劳寿命
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,合肥,230031
2 中国科学技术大学强激光技术研究所,合肥,230026
对实验研制的高功率、短脉冲强激光冲击处理装置进行了输出特性研究,其输出能量不稳定度和激光脉冲功率不稳定度分别为±3.8%和±6.5%.采用透镜列阵的焦斑均匀化系统使光强分布起伏度达到±12%.并利用新型压电传感器(PVDF压电传感器)对其引发的激光冲击波压力进行了实时测量.
激光冲击处理 透镜列阵 焦斑均匀化 PVDF压电传感器 激光冲击波 laser shock processing（LSP） lens array focal spot uniformization PVDF piezoelectricity gauge laser-induced shock wave
中国科技大学强激光技术研究所, 安徽 合肥 230026
在可见光区域内研究激光引发的等离子体光谱法(LIPS).发现不同靶材产生的等离子体的空间形状和发光颜色不-样,而且不管激光以多大角度入射于靶,产生的等离子体都垂直于靶面向外辐射.不同靶材产生的等离子体谱线分析的最佳位置与待分析元素的原子量有关,放置在最佳位置时可以得到信噪比高的待测元素的辐射谱.此外在混合物靶材引发的等离子体中还发现ArI离子的特征谱线,如在紫铜和镀Zn的Fe中发现578.352m的ArI离子特征谱线,而在黄铜中发现578.155m的ArI离子特征谱线.
中国科技大学强激光技术研究所, 合肥 230026
激光引发等离子体光谱法(LIPS)作为新发展的技术,其应用已得到广泛认同。结合LIPS工作原理主要讨论其优缺点、所需实验设备、最近研究方向及其应用前景。
激光引发等离子体光谱法 激光维持的燃烧波和爆轰波 皮秒脉冲激光 纳秒脉冲激光
1 北京航空制造工程研究所,北京 100024
2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
采用1420铝锂合金板材制作成中心圆孔疲劳试件和金相试件进行激光冲击处理,通过冲击区外观电镜扫描、疲劳实验和显微硬度测试,结果发现,经激光冲击处理后,铝锂合金表面没有受强脉冲激光和冲击波的破坏,而显微硬度明显提高,疲劳性能大幅度改善,激光冲击处理后的强化区与光斑相当,深度约为1 mm.
激光技术 激光冲击处理 铝锂合金 疲劳性能 硬度
中国科学技术大学强激光技术研究所,安徽 合肥 230026
用自行研制的激光冲击强化处理(LSP)装置对两种重要航空铝合金结构材料7050T7451,7050T7452冲击强化试验,进行了疲劳寿命对比试验.给出了反映疲劳应力水平与结构件寿命对应关系的σm-N曲线.结果表明,在67.3 MPa的加载应力水平下,激光冲击处理后7050T7451结构材料的疲劳寿命提高到未经处理的435%,而7050T7452在81.4 MPa的应力水平下提高到518%.并对试件进行了激光冲击处理机理的研究,结果显示试件表面具有较大的残余压应力和较高的位错密度.
激光技术 激光冲击强化处理 7050铝合金 疲劳强度
