1 航天工程大学研究生院, 北京 101416
2 航天工程大学宇航科学与技术系, 北京 101416
3 航天工程大学航天指挥学院, 北京 101416
太阳能电池作为一种高效的光电转化器, 被广泛地应用于光伏发电系统中。 激光作为一种高亮度光源辐照电池时, 会导致其出现损伤, 可利用电池的表面散射光谱特性, 对其损伤程度进行判别。 通过目标表面散射光谱测量系统, 对激光辐照后的三结砷化镓电池散射光谱进行测量, 并计算双向反射分布函数（BRDF）。 其中测量系统主要由FX 2000和NIR 17型光纤光谱仪组成, 针对电池表面的强镜反射特性, 在实验中采用了入射角和反射角为30°的测量几何模型。 原始三结砷化镓太阳能电池的结构主要包括减反射膜DAR层、 顶电池GaInP层、 中电池GaAs层和底电池Ge层, 其散射光谱特征包括可见光谱段(500~900 nm)的吸收特性及近红外谱段(900~1 200 nm)的类周期振荡特性, 在对连续激光辐照损伤后电池的光谱特性进行实验测量后, 得到了损伤电池光谱BRDF的变化, 并结合基于薄膜干涉理论的电池散射光谱模型, 对各膜层损伤后的特征进行了分析。 结果表明: DAR层的主要作用是降低光谱反射能量, 对光谱曲线的特性影响较小; Ge层对光谱曲线形状基本无影响; 电池散射光谱吸收和干涉等特征主要由GaInP层和GaAs层所引起, 其中, GaInP层主要影响可见光谱段的吸收特性, 并对近红外谱段内的干涉特性起到调制作用, 而GaAs层主要影响近红外谱段的干涉特性, 当其损伤到一定程度后, 会导致可见光谱段内出现干涉特性。 最后, 在实验结果分析的基础上, 通过模型研究了电池各层对散射光谱特性的影响, 并讨论了基于散射光谱特性的电池损伤程度判别, 研究结果可为电池激光损伤判别提供参考。
激光辐照 三结砷化镓电池 散射光谱 表面形貌 损伤特性 Laser irradiation Triple junction gallium arsenide battery Scattered spectrum Surface appearance Damage characteristics 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3674
1 湖北工业大学 超快激光加工研究中心，湖北 武汉 430068
2 上海海鹰机械厂，上海 200436
采用波长为1 064 nm的纳秒激光器脉冲模式和连续模式分别对玻璃纤维增强树脂基复合材料表面涂覆的浅灰色防雨蚀涂层和抗静电涂层进行激光清洗实验，研究不同模式下激光参数对清洗效果的影响规律。通过SEM观察清洗后材料表面及清洗产物的微观形貌，运用EDS、FTIR分别检测清洗前后材料表面元素含量与化学官能团，采用COMSOL Multiphysics对清洗过程中的温度场进行分析。结果表明：去除单层抗静电涂层时，脉冲激光能完全去除该涂层且防雨蚀涂层损伤较小；去除双层涂层时，脉冲激光作用下试板表面有残余涂层，且易损伤下层清漆、树脂和纤维，而连续激光则可完全去除表面双层涂层，获得清洁的清漆表面。脉冲模式的去除机制主要为热弹性振动效应，连续模式下涂层的去除机制主要为热烧蚀效应。研究结果可为航空复合材料表面激光脱漆技术的激光模式选择提供参考。
激光清洗 激光模式 玻璃纤维 表面形貌 工艺参数 去除机制 laser cleaning laser mode GFRP surface appearance process parameters removing mechanism 红外与激光工程
2023, 52(2): 20220836
1 中车长春轨道客车股份有限公司工程技术中心，吉林 长春 130113
2 吉林大学材料科学与工程学院，吉林 长春 130112
基于高铁转向架轮对在高级检修过程中的漆层去除需求，采用激光清洗技术对高强钢表面漆层进行去除，研究不同功率下漆膜的去除状况，分析不同清洗状态下工件表面的宏观、微观形貌及成分变化；之后，采用机器视觉技术提取工件表面状态图像并进行处理，提取出黑、白像素点的差异并将其作为特征值对工件表面的清洗状态进行判定，为高强钢表面漆层的去除提供了实用的工艺参数及检测方法。
激光技术 激光清洗 表面形貌 激光测距 在线评估
1 北京工业大学 材料科学与工程, 北京 100022
2 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
为探讨电极表面发生变化的原因和烧蚀机理, 为提升电极工作稳定性提供理论依据, 分析了经过上万发次点灯测试的大功率脉冲氙灯稀土钨电极的表面形貌、元素深度分布及价态。结果表明：工作后的电极表面出现大量裂纹以及烧蚀坑; 表面各元素主要由W,La,O三种元素组成, 分布均匀; 电极表面La以La3+形式存在, W存在原子态和+6价两种价态, 占比分别为18.29%和81.71%; 随刻蚀深度增加后, La的价态仍为+3价, W6+迅速减少直至W价态全部变为W0。
稀土钨电极 表面形貌 元素分布 价态 rare earth tungsten electrode surface appearance element distribution valence state 强激光与粒子束
2019, 31(1): 012001
1 安徽建筑工业学院激光加工联合研究中心,合肥,230022
2 华中科技大学激光技术国家重点实验室,武汉,430074
利用体视显微镜和扫描电子显微镜观察Nd:YAG固体脉冲激光铣削的单晶硅表面形貌,利用能谱分析仪EDAX对铣削表面进行成分分析.不同功率密度的激光铣削的单晶硅表面形貌差别比较大,其表面化学成分也存在较大差别.
激光铣削 单晶硅 表面形貌 laser milling single crystal silicon surface appearance
