强激光与粒子束
2024, 36(4): 043002
大连理工大学机械工程学院, 辽宁 大连 116081
多道激光熔覆层的表面平整度和搭接率的大小密切相关。为研究搭接率对倾斜基体激光熔覆层表面平整度的影响规律并获得平整表面的临界搭接率, 用椭圆模型拟合倾斜基体熔覆层的横截面, 并通过试验验证椭圆模型拟合的可行性。建立了倾斜基体的搭接模型, 得出倾斜基体上获得最佳平整度的临界搭接率的计算方法, 在基体30°倾角下研究不同搭接率对熔覆层平整度的影响。结果表明, 较小的搭接率会导致熔覆层的平整度降低, 较大的搭接率会使熔覆层不断堆积导致熔覆层高度增加, 在临界搭接率下, 可以在几乎不改变熔覆层高度的情况下获得平整的熔覆层。
激光熔覆 搭接率 倾斜基体 几何数学模型 laser cladding overlap rate inclined substrate geometric mathematical model
吕名扬 1,2,3任姣姣 1,2,3,*张丹丹 1,2,3顾健 1,2,3[ ... ]张霁旸 1,2,3
1 长春理工大学 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室
2 长春理工大学 光电工程学院，吉林长春 130022
3 长春理工大学中山研究院，广东中山 528400
异形曲面构件在航空、航天、船舶等领域应用广泛，其粘接质量成为影响工作安全的重要因素。太赫兹凭借其独特的物理特性，近乎是对聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)材料粘接质量进行检测的唯一手段。异形曲面构件上下表面曲率不一致，仅以上表面作为基准曲面进行路径规划时，无法对异形曲面构件粘接质量进行准确判断。对此，在下表面固定不同形状的金属片模拟粘接层中的缺陷，分别以异形曲面构件上下表面为基准曲面，采用机器人化太赫兹时域光谱检测系统进行检测。对上下表面 2个基准曲面的太赫兹成像结果进行对比分析，结果表明，以下表面为基准曲面进行检测时，区域Ⅱ、Ⅲ处信号信噪比，较上表面为基准曲面检测时提高 12.09 dB、10.39 dB；区域 Ⅱ、 Ⅲ处金属片实际检测面积与理论面积比值，较上表面为基准曲面检测时提高 55.97%、 80.81%，更好地满足了异形曲面构件的检测要求。这项工作将促进太赫兹成像在实践中的应用，并为相关领域的进一步研究提供支撑。
异形曲面构件 粘接质量 基准曲面 太赫兹成像 special-shaped surface component bonding quality benchmark surface terahertz imaging 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 977
武汉理工大学 光纤传感技术与网络国家工程实验室，湖北 武汉 430070
该文介绍了一种灵敏度较高的Mach-Zehender干涉温度传感器，在单模光纤之间嵌入一段保偏光纤，并通过重叠挤压放电方式形成反向凸起锥，形成单模光纤-保偏凸锥形光纤-单模光纤结构的传感器，凸锥结构增加了包层模式的能量，提高了传感器透射谱对比度。实验证明，当保偏光纤长度为2.5 cm时，在30~70 ℃内温度灵敏度达到最大值126.45 pm/℃。此外，该文通过计算不同偏振模式及相应的模式传播常数，分析得到参与模式干涉的主要成分，从而验证了温度灵敏度测试的精准度。此结构的传感器具有结构紧凑、尺寸小、制作工艺简单的特点，可被应用于温度传感测量。
Mach-Zehender干涉 保偏光纤 温度传感器 干涉仪 光纤熔接 Mach-Zehender interference polarization-maintaining fiber temperature sensor interferometer optical fiber welding
光学 精密工程
2023, 31(24): 3540
1 中国科学院上海应用物理研究所上海 201800
2 中国科学院大学北京 100049
3 上海科技大学物质科学与技术学院上海 201210
为实现酸性溶液中Au(Ⅲ)的选择性回收，本研究以聚乙烯/聚丙烯（PE/PP）皮芯结构无纺布为基材，通过丙烯腈与丙烯酸的辐射接枝以及硫化钠改性制备得到含硫代酰胺基和羧基的双官能化无纺布吸附材料。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜、能谱分析、接触角测定、X射线光电子能谱和X射线衍射等测试对改性无纺布的结构与性能进行表征。通过批量吸附试验对改性无纺布的吸附性能进行测定。结果表明：改性无纺布在较宽pH范围（2~7）内具有良好的Au(Ⅲ)吸附能力；在共存金属离子体系中具备良好的Au(Ⅲ)选择性，选择系数介于55.00~2 429.17，金回收率可达98.5%；改性无纺布的饱和Au(Ⅲ)吸附容量为133.91 mg/g，吸附行为符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型；Au(Ⅲ)在吸附中可被还原为以晶体形式存在的Au(0)；通过对吸附后样品的简单高温处理可去除吸附材料，实现金的回收。
辐射接枝 Au(Ⅲ) 吸附 聚乙烯/聚丙烯无纺布 Radiation grafting Au(Ⅲ) Adsorption Polyethylene/polypropylene nonwoven fabric 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060201
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050204
光学窗口作为半导体光电器件封装中的关键外壳构件之一，为光电器件提供了必不可少的光学信号透过路径，该结构的封接质量会对器件的长期寿命产生重要影响。真空钎焊技术是以钎料作为填充材料，并在真空环境下将窗座与光窗片钎焊获得永久气密性连接的过程，是实现光学窗口封接的主要技术之一，其具有封接温度低、气密性高、平面度好以及可靠性高等优点，被广泛应用于光学器件真空气密性封装及光学设备制造等领域。文中从钎料类型、金属化结构设计、钎焊设备、焊接空洞率、气密性以及力学性能测试等方面对光学窗口真空钎焊技术的研究现状进行了介绍，并指出在此领域内未来技术的发展趋势。
光学窗口 封接 真空钎焊 optical window, sealing, vacuum brazing
郝蕴琦 1,2,3贾若一 1,2,3丁贝贝 1,2,3钟梦阳 1,2,3杨坤 1,2,3
1 郑州轻工业大学 物理与电子工程学院,郑州 450001
2 郑州轻工业大学 河南省磁电信息功能材料重点实验室,郑州 450001
3 郑州轻工业大学 郑州市信息光学与光电技术重点实验室, 郑州 450001
为了解决掺铒光纤放大自发辐射宽带光源的自然输出光谱中单峰造成的窄带宽问题,采用双程、后向光源结构消除抽运光输出,同时外接未抽运掺铒光纤以展宽可用带宽,进行了理论分析和实验验证;研究了掺铒光纤长度和光纤反射镜反射系数对光源输出光谱的影响,分析了外接未抽运掺铒光纤的长度对光源带宽的优化效果。结果表明,随着掺铒光纤长度的增加,放大自发辐射光谱C波段逐渐降低,L波段逐渐抬升; 随着反射镜反射系数的增加,放大自发辐射光谱带宽提高; 此外,当抽运掺铒光纤和外接未抽运掺铒光纤的长度分别为6 m和2 m时,放大自发辐射宽带光源输出带宽为50.31 nm,和未采用外接掺铒光纤时相比,带宽增加44 nm。上述研究结果可为宽带光源的性能优化提供参考。
光纤光学 光谱带宽优化 双程后向外接未抽运掺铒光纤 掺铒光纤 宽带光源 fiber optics optical spectrum bandwidth optimization double-pass, backward pumped, and connected unpump Er3+-doped fiber wide-band optical source
华中科技大学材料科学与工程学院，材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074
多激光粉末床熔融（ML-PBF）采用多束激光并行加工，是提高制造效率和大尺寸零件整体化增材制造的有效方法。但不同的激光束实际工作时参数难以保持一致，特别是激光功率会存在偏差，其中多激光搭接区最为关键。笔者通过设置4组差值为10、20、30、40 W的激光功率组合，探究了激光功率对ML-PBF制备的GH3536镍基高温合金搭接区组织和性能的影响。结果表明：成形试样的致密度最高可达99.6%，但搭接激光功率增大不仅会导致致密度降低至99.3%，孔隙率超过0.08%，还会导致γ相的衍射峰向大角度偏移，晶格常数降低。同时，随着搭接激光功率增大，搭接区内的晶粒尺寸由14.57 μm增大至17.23 μm，大角度晶界占比由36.66%上升至55.91%。搭接区内残余应力随着搭接激光功率的增大而先降低后升高，在激光功率相差30 W时降至最低值43.8 MPa。搭接区硬度随着搭接激光功率的增大而降低，由297.3 HV3降低至291.1 HV3。4组激光功率组合下制备的试样的极限抗拉强度在792.9~830.9 MPa范围内，当激光功率相差10 W时强度达到最高值，延伸率为23.7%。增大搭接激光功率会降低ML-PBF的熔凝稳定性并增大温度梯度，进而对搭接区内的微观组织、残余应力以及零件的力学性能产生影响。
激光技术 多激光粉末床熔融 增材制造 激光功率 搭接区 镍基高温合金 微观组织 残余应力 力学性能 中国激光
2023, 50(24): 2402301
