为了研究激光冲击处理GH3039高温合金的高温拉伸性能，采用高能激光束对GH3039高温合金试样进行冲击处理，对比分析了温度为600 ℃时不同保温时间下激光冲击处理GH3039的表面残余应力的松弛行为，研究了保温5 h后激光冲击处理GH3039的晶粒尺寸变化特性以及激光冲击前后GH3039的高温拉伸性能和断口。结果表明：经激光冲击处理后，GH3039表层晶粒显著细化，冲击区域表层1.7 mm深度范围内的应力为残余压应力。600 ℃下保温5 h后，激光冲击处理GH3039的晶粒平均尺寸由20.5 μm增大到28.8 μm，但远小于母材晶粒平均尺寸47.9 μm；随着保温时间的延长，激光冲击处理GH3039的表面残余应力的松弛速率呈持续下降趋势；相比于母材，600 ℃下激光冲击试样的平均极限抗拉强度提升了7.9%，这归因于激光冲击处理诱导的晶粒细化和残余压应力。

激光陀螺腔体材料的导热系数低,环境温度改变时,外界热量传入腔体内部过程中存在热弛豫。在陀螺温度循环实验中,热弛豫导致稳频控制系统参数偏离理想值,影响了陀螺精度。采用有限元分析法模拟-40 ℃→70 ℃实验过程中陀螺温度场分布情况。根据模拟结果,数学拟合腔体内、外层温度差与测试时间的函数关系。结合棱镜式激光陀螺稳频伺服系统的控制特征,计算出不同温度段下稳频系统的理想控制参数。利用数字电路技术实现了对棱镜式激光陀螺的分温度段、分参数稳频控制,实验证明陀螺精度有一定的提高。

为研究激光喷丸镍基合金残余应力的高温松弛行为，首先对IN718 合金进行单次激光喷丸强化，随后，对喷丸后试样进行高温保持，对比分析了不同保温温度和不同保温时间下残余应力值、半峰宽值(FWHM)变化及晶粒演变特征。结果表明，激光喷丸后，喷丸区域呈残余压应力状态，FWHM 值升高，近表层材料晶粒明显细化；高温保持过程中试样的残余应力松弛量与保温温度和保温时间呈正相关。应力松弛速率在保温初期较大，随后逐渐减小。保温温度为800 ℃，保温时间为300 min 时，残余应力松弛量最大，松弛幅度达82.14%。保温温度一定时，材料表面FWHM 值下降幅度随保温时间的增大而增大，600 ℃保温温度下，FWHM 值变化不明显。600 ℃保温300 min 后材料的晶粒尺寸仍较小，晶粒细化效应仍然显著，而800 ℃保温下晶粒长大迅速，保温300 min后材料的晶粒细化效应基本消失。

激光温喷丸工艺(WLP)结合了激光喷丸强化(LP)和动态应变时效(DSA)的双重优势。为了研究不同工艺温度对IN718合金WLP 后高温表面性能稳定性的影响，选取不同温度条件下，即LP(25 ℃)和WLP(230 ℃、260 ℃、290 ℃、320 ℃)的IN718 合金为研究对象，通过高温保持试验和纳米压痕试验，以残余压应力、纳米硬度和弹性模量为表征指标，探讨了温度效应对WLP 后高温表面性能稳定性的影响。结果表明，随着WLP 工艺温度的升高，残余压应力呈递减的趋势；随着保温温度的升高，LP 和WLP 处理后试样表面残余应力释放幅度均明显增大，但前者释放速度更快；通过载荷-位移曲线可进一步确定温度效应对IN718 合金WLP 后高温释放行为的影响，且260 ℃下处理的WLP IN718合金表面在高温下具有更好的稳定性。

在传统双温模型中引入傅里叶热扩散机制，提出了一种时间序列热弛豫模型。数值研究获得了飞秒激光整形脉冲与金膜作用的跨时间尺度(飞秒～纳秒)热弛豫特性及温度场时空进化规律，并获得了双温弛豫周期与整形冲间隔的依赖关系。该研究对于澄清飞秒激光与金属作用的超快热弛豫机制，调控飞秒激光微纳加工中的超快加热过程具有重要意义。

采用热松弛时间表征微纳米含碳粒子受热瞬间热扰动和热响应存在的时间迟滞，同时结合Kn数判断受热粒子所处的流动区域修正空气导热系数，建立亚微米碳粒的单相延迟双曲型瞬态激光诱导辐射传热传质模型，分析碳粒子经高能脉冲激光照射前后其温度与激光诱导辐射光谱强度的时域变化特征。重点讨论了热松弛时间与激光能量等参数对不同粒径尺度的碳粒激光诱导辐射光谱信号的影响。结果表明，热松弛时间值越大，入射激光能量越高，粒径越小，受热颗粒的激光诱导辐射光谱信号振荡幅度越强，非傅里叶效应越显著，这为采用激光诱导辐射技术进行高温环境亚微米量级含碳微粒的定量测量研究提供理论依据。

从傅里叶模型和非傅里叶模型的基本方程出发，通过有限差分方法对方程进行数值求解。分别分析了10, 1.0, 0.1, 0.01 ns这4种脉宽的脉冲激光作用于硅材料时两种传热模型温度曲线的相对变化；讨论了热弛豫时间对非傅里叶模型数值结果的影响。结果表明：脉宽小于或等于100 ps的激光作用于硅材料时，表层温度上升缓慢，会发生载流子效应，非傅里叶模型可以合理地反映这种现象；对于一般材料，载流子效应发生的条件是脉宽小于或等于材料热弛豫时间，此时应当用非傅里叶模型描述加热过程。

为了更好地选择临床激光医疗曝光参量,采用有限元数值计算方法,模拟了脉冲激光与连续激光对人皮肤组织的光热作用及导致的温度变化效应,比较了两者的不同,得到了热响应时间及热弛豫时间与组织深度的关系,即组织越深(0～60 μm),其热响应时间(0～4 ms)与热弛豫时间(0.4～12.1 ms)越长; 分析了激光脉宽长短对组织升温的影响; 建立了评价脉冲间热损失的评价函数δ,并以此对脉冲间隔的选取作了探讨。

在脉冲激光二极管(LD)端面抽运固体激光器中,存在热效应瞬态过程,即晶体的温度分布具有时变性,晶体温度的时变过程受到热弛豫时间的影响。从热传导方程出发,采用解析法和数值法分别对晶体降温过程中温度的时变性进行计算; 采用有限元方法,对晶体热弛豫时间及其影响因素进行数值计算,分析了晶体直径、密度、热传导系数和比热等热物性参数对热弛豫时间的影响; 采用流体流动换热理论,充分考虑了冷却水流温度和速度对晶体温度分布的影响。结果表明,通过调整晶体尺寸、冷却系统可以实现对热弛豫时间的控制。根据有限元软件ANSYS的计算结果,分析了晶体抽运端面上径向温度的时变分布,晶体边缘与中心的温差和光程差; 初步计算了晶体热透镜不同径向位置处的焦距差。结果表明,晶体冷却过程中,不同径向位置与中心的温差和相对光程差具有时变性,晶体热透镜的聚焦特性也是随时间变化的。

根据脉冲工作状态下半导体激光器激射光谱随结温升高而发生红移的原理,提出了一种测试半导体激光器热弛豫时间的新方法——利用调节取样积分器(Boxcar)取样门,测量光信号脉冲内不同时刻的时间分辨光谱。采用此方法对TO封装和厘米-靶条(cm-Bar)阵列的AlGaAs/GaAs半导体激光器的动态热特性进行了测试,得到其热弛豫时间分别为66 μs和96 μs。