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 基于自适应镜的可变圆光斑激光熔覆光学系统

秦应雄 张怀智 昌思怡 潘新宇 唐霞辉

[摘要]为实现不等壁厚复杂零件的激光增材制造,设计开发了一种基于自适应镜的可变圆光斑激光熔覆光学系统。系统由反射式抛物准直镜、反射式自适应镜和反射式抛物聚焦镜等组成。通过气压比例阀调节自适应镜腔内气压,改变自适...

 PDF全文中国激光 | 2020, 47(03):0302007

 高功率激光大宽度矩形光束抛物带式积分镜研究

刘晓东 秦应雄 柳洁 唐霞辉 罗博伟

[摘要]提出一种通用的抛物带式矩形光斑积分镜,建立了分段抛物线匀化模型,推导了满足超精密车削加工的分段抛物线方程。该积分镜解决了传统直线带式积分镜在积分方向上匀化宽度太小的问题,可获得远大于输入光斑直径的匀化宽度...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(19):191403

 变斑变焦激光切割光学系统的设计

葛佳琪 秦应雄 刘晓东 唐霞辉

[摘要]为了满足不同材料、不同厚度板材加工的需求, 设计了一种光斑大小和焦点位置可变的激光切割光学系统, 该变斑变焦激光切割光学系统由复合准直镜组、变焦镜组、补偿镜组和聚焦镜组组成; 采用在普通光学聚焦系统的准直镜...

 PDF全文光学学报 | 2019, 39(02):0222001

 抛物面镜离轴非稳腔稳定性研究

王炜 万文 唐霞辉

[摘要]激光器的谐振腔在实际装配过程及运行过程中很难保证完全调准, 因此研究谐振腔的稳定性十分必要。采用“Rigord分析法”分析了抛物面镜离轴非稳腔和球面镜腔角度失调时功率提取效率的变化, 对腔长改变时两种谐振腔的输...

 PDF全文应用激光 | 2019, 39(01):162

 基于陶瓷焊接的半导体激光器合束及聚焦研究

汪 菲 唐霞辉 钟理京 许成文 胡 千 姚 巍

[摘要]为了解决石油输送管道Al2O3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系...

 PDF全文激光技术 | 2018, 42(02):282

 不同结构非稳腔光束特性研究

王炜 万文 唐霞辉

[摘要]非稳腔由于其良好的模式鉴别特性,且可获得接近衍射极限的输出束,因此在板条激光器及放大器中广泛应用。但非稳腔有多种不同结构,不同类型谐振腔的输出光束特性各不相同,因此对不同结构非稳腔特进行研究具有重大意义。...

 PDF全文应用激光 | 2018, 38(06):1014

 双波长激光束同轴复合焊接系统设计与实验研究

张健 张津超 张庆茂 潘晓铭 于艳玲 曹宇 冯爱新 唐霞辉

[摘要]铜及其合金材料热导性良好、反射率高, 采用单一激光焊接难度较大。提出绿-红外双波长脉冲激光同轴复合焊接方法, 并研制了焊接系统。系统的绿激光脉冲能量为255.4 mJ, 功率稳定度为±2%; 消色差焊接头保证了T2紫铜...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(06):0602007

 高功率光纤激光焊接铝合金焊缝成形特征研究

苏绍兴 于艳玲 费 旺 林仕君 伍文丞 曹 宇 张 健 唐霞辉

[摘要]为了探究铝合金高功率光纤激光焊接焊缝成形特征与规律, 采用高斯光束与平顶光束对3mm厚5052铝合金进行激光对焊, 对比分析了不同光束模式下的焊缝成形特征与激光功率、扫描速率对焊缝成形的影响。结果表明, 平顶光束焊...

 PDF全文激光技术 | 2017, 41(03):322

 3kW射频板条CO2激光器功率稳定性的研究

陈晓姣 唐霞辉 彭 浩

[摘要]为了解决3kW射频板条CO2激光器在高功率工作条件下功率波动的问题, 采用外光路转折镜调节方法对腔镜热畸变造成的光路偏移进行补偿。研究了基于芯片TMS320LF2407的脉宽调制器控制激光器注入功率的关键技术, 设计了整形...

 PDF全文激光技术 | 2017, 41(01):91

 基于Fox-Li迭代法的偏振敏感谐振腔

胡友友 何小凤 唐霞辉 李 波

[摘要]矢量偏振光束的发展对偏振敏感谐振腔的模式计算提出了新的要求, 基于Fox-Li迭代法和琼斯矢量理论, 提出了用于偏振敏感谐振腔的矢量Fox-Li迭代法。该方法可以计算偏振敏感谐振腔内的矢量偏振模式, 包括角向偏振TE01*模...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(08):0826001

 3 kW射频板条CO2激光器多电极放电均匀性与阻抗匹配性

王振 彭浩 王炜 吴超 唐霞辉

[摘要]针对3 kW大功率射频板条CO2激光器的多组电极放电均匀性与阻抗匹配性问题, 采用麦克斯韦时域差分法构建了多组电极下的放电模型, 获得了最佳放电均压效果的均压电感值。以放电区等效阻抗值为基础结合均压电感值得到极板...

 PDF全文光学学报 | 2017, 37(03):0314002

 2 kW射频板条CO2激光器整形元件对光强分布的影响

肖龙胜 唐霞辉 秦应雄

[摘要]为了得到工业上广泛使用的基模拉盖尔-高斯光束, 2 kW射频板条激光器谐振腔输出的简单像散光束需要腔外光束整形系统, 理论分析和实验研究了变换系统中各光学元件对输出光束光强分布的影响, 取得了在系统中不同光学元件...

 PDF全文应用激光 | 2017, 37(01):125

 两类射频板条CO2激光器整形系统比较分析

肖龙胜 彭浩 唐霞辉 秦应雄

[摘要]板条激光器初始光束为矩形光束, 光束的发散角与半径在相互垂直方向上相差很大。因此, 光束整形系统是板条激光器能够实际应用的关键技术之一。以2 kW射频板条CO2激光器为基础, 针对双柱面镜整形系统与带空间滤波器整形...

 PDF全文应用激光 | 2017, 37(01):129

 光纤激光焊接铝合金离焦量对焊缝成形的影响

张健 林仕君 苏绍兴 于艳玲 费旺 陈其宝 曹宇 唐霞辉

[摘要]采用高功率光纤激光对3 mm厚铝合金进行焊接实验, 系统研究了离焦量对焊缝熔池形貌、熔深、熔宽、底部驼峰及深宽比、宽度比例系数的影响。结果表明, 随着离焦量的增加, 焊接模式由深熔焊转变为热导焊, 熔宽变化不明显...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2016, 53(12):121405

 腔镜面型对射频板条CO2激光器输出模式的影响

王炜 唐霞辉 秦应雄 肖龙胜 吴超 王振 万文

[摘要]采用非稳腔结构的激光器,当系统的菲涅耳数较大时,球面腔镜尺寸随之增大,尽管可以获得高输出功率,但由于不满足傍轴条件,球面腔镜的球差对输出模式的影响变大。采用Fox-Li迭代算法,分析了腔镜类型不同时谐振腔有...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(04):0402004

 激光表面改性3 kW 半导体激光器矩形光斑聚焦系统研究

许成文 钟理京 秦应雄 郭海平 唐霞辉

[摘要]针对3 kW 半导体激光器应用于机器人表面改性系统,聚焦光斑不均匀问题,提出了一种采用菲涅耳透镜对面阵高功率半导体激光器输出光斑进行聚焦匀化的方法,设计出尺寸为10 mm×2 mm 的均匀矩形光斑。利用Zemax 和M...

 PDF全文中国激光 | 2016, 43(01):0102001

 3kW射频板条CO2激光器抛物面非稳波导腔研究

严拓 郭海平 王振 王炜 唐霞辉 王度

[摘要]为了提高传统球面镜腔3kW射频板条CO2激光器光束质量, 设计了新型抛物面镜负支非稳-波导混合腔; 结合标量光束的瑞利-索末菲衍射理论与特征向量法, 研究了大菲涅耳数下镜面类型对非稳波导混合腔光场传输特性的影响; 利...

 PDF全文激光技术 | 2016, 40(06):796

 负支离轴共焦非稳腔过量噪声的研究

吴超 唐霞辉 李根 王炜 王振

[摘要]为了解决条状负支离轴非稳腔输出线宽增宽的问题, 分析非稳腔的主要两个参量——有效菲涅耳数Neff和几何放大率M与输出模式的过量噪声因子K取值的函数关系,从负支腔的具体结构出发, 采用经典波动方程的理论唯像的将过量...

 PDF全文激光技术 | 2016, 40(06):882

 谐振腔模式的特征向量法快速计算分析

王 炜 肖 瑜 唐霞辉 秦应雄 吴 超 王 振

[摘要]用特征向量法模拟较大菲涅耳数激光谐振腔时, 采用梯形积分法计算效率较低。为了解决这一问题, 通过理论分析谐振腔输出模式的空间带宽积, 确定计算传输矩阵时最少的取样点数。采用高斯积分法计算传输矩阵, 该方法在保...

 PDF全文激光技术 | 2016, 40(05):619

 非晶硅太阳能电池高速激光划线实验研究

吴超 唐霞辉 秦应雄 王炜 王振

[摘要]用波长为532 nm的调Q倍频激光器作为光源,对非晶硅太阳能电池板进行高速激光划线实验。通过原子力显微镜对不同激光扫描速度下划线蚀刻深度、热影响区尺寸、切口倾角以及线能量密度等进行测量,分析了划线效果对电池效...

 PDF全文光学学报 | 2016, 36(09):0914002

 大菲涅耳数离轴负支共焦非稳腔光场均匀性研究

李根 黄楚云 唐霞辉

[摘要]输出镜的热畸变会严重降低高功率气体激光器的输出光束质量和运行效率。针对腔镜受热均匀性的问题, 等价地数值研究了光场均匀性随着几何放大率和有效菲涅尔数两个参数的变化规律。研究结果显示, 光场均匀性随着有效菲...

 PDF全文应用激光 | 2016, 36(06):750

 失调离轴正支共焦非稳腔过量噪声研究

李根 黄楚云 唐霞辉

[摘要]离轴正支共焦非稳腔被广泛的用于固体板条激光器和中小功率封离型板条CO2气体激光器中。针对正支共焦非稳腔输出镜失调时易出现功率严重下降的现象, 通过数值研究不同有效菲涅耳数的正支腔在平移失调的情况下, 过量噪声...

 PDF全文应用激光 | 2016, 36(06):746

 空间滤波器失调对2 kW射频板条CO2激光器输出光束的影响

肖龙胜 秦应雄 王振 唐霞辉

[摘要]2 kW射频板条CO2激光器光束整形系统中空间滤波器具有消除旁瓣、提升光束质量的作用,研究其失调对输出光束的影响具有现实意义。通过理论和实验研究了空间滤波器失调对光强分布的影响,理论分析与实验结果基本一致。数...

 PDF全文光学学报 | 2016, 36(10):1026012

 大功率射频板条CO2激光器电极波导介质膜研究

杨卫红 袁金坤 王度 陈一峰 唐霞辉

[摘要]针对高功率射频板条CO2 激光器铜电极表面放电氧化、受射频放电的电子溅射,致使电极表面不光滑,辉光放电不均匀,光波导损耗严重等问题。利用Al2O3波导介质膜具有的反常色散效应、耐高温能力强的特点,采用磁控溅射镀...

 PDF全文中国激光 | 2015, 42(01):0107001

 大功率半导体激光加工光致等离子体折射效应

潘吉兴 唐霞辉 盛利民 钟理京 许成文

[摘要]为了研究大功率半导体激光加工过程中, 光致等离子体对激光光束显著的屏蔽作用, 以波长为976nm、光斑尺寸为0.5mm×1mm、最大功率为4kW的半导体激光加工系统为实验基础, 采用了与实际相符的光致等离子体电子密度数...

 PDF全文激光技术 | 2015, 39(04):557

 冷轧带钢激光拼焊的焊缝在线检测研究

盛利民 唐霞辉 彭浩 潘吉兴 裴云 朱海云

[摘要]焊缝质量在线检测是冷轧带钢激光拼焊过程中的重要关键技术之一。为了解决武钢TRUMPF12000 轴快流激光拼焊设备在焊接过程中出现的错边、拼缝、焊缝形态等问题, 采用3个传感器分别采集焊前间隙图像信息、焊接过程图像信...

 PDF全文激光技术 | 2015, 39(04):437

 射频板条CO2激光器整形光路自适应调节研究

王振 韩蒙蒙 彭浩 唐霞辉

[摘要]为了解决射频板条CO2激光器因安装或腔镜热畸变造成的光路偏移问题, 采用外光路偏移补偿的方法对其进行校正。研究了基于压电陶瓷的偏移补偿装置, 设计了压电陶瓷驱动电路,并分析了控制精度和自适应控制方法。结果表明...

 PDF全文激光技术 | 2015, 39(04):471

 千瓦级射频板条CO2激光器输出光束质量的数值研究

李根 黄楚云 唐霞辉

[摘要]为了与大面积放电增益区匹配,千瓦级射频板条CO2激光器采用大菲涅尔数的条状离轴负支共焦非稳腔,其输出模式是对整个输出平面上光场分布在特定区间的截断,对应的傅里叶谱(空间频率)会无限展宽。通过改进的虚源法求得其...

 PDF全文应用激光 | 2015, 35(06):713

 离轴正支共焦非稳腔横模“模式交叉”特性研究

李根 黄楚云 唐霞辉

[摘要]针对离轴正支共焦非稳腔中最低的三阶横模特征值随着腔参数的变化规律问题,基于适用于非稳腔结构的特征向量法,计算了有效菲涅耳数在63附近的不同腔参数下各阶横模的特征值。数值模拟结果表明,在几何放大率大于1.08...

 PDF全文应用激光 | 2015, 35(05):593

 2 kW射频板条CO2激光器输出光束整形特性研究

肖龙胜 唐霞辉 秦应雄 周泳全 杨卫红 韩蒙蒙

[摘要]针对2 kW射频板条CO2激光器离轴负支非稳波导混合腔的近场分布存在较多高空间频率分量,导致聚焦后会产生不可忽略的旁瓣,无法直接应用于激光加工的问题,对谐振腔的近场分布使用特征向量法和矩形波导的解析表达式进行...

 PDF全文中国激光 | 2014, 41(04):0402008

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