利用旋涂法制备了三甲川菁染料掺杂高分子薄膜,室温下采用波长为532nm、数值孔径为0.65聚焦物镜的绿光存储装置研究了该染料薄膜的光存储特性.结果表明,三甲川菁染料薄膜在420nm～590nm区域内有两个吸收峰,可作为与532nm绿光半导体激光器相匹配的光存储材料.在激光功率为15mW、刻录速度1m/s的条件下,得到了记录线宽约600nm、反射率对比度为21%的结果.

为了克服激光深熔焊易产生气孔、焊接高碳钢高合金钢等材料时接头组织性能恶化并容易出现裂纹以及材料对激光吸收率低等缺点,研究了一种将高频感应加热与激光相结合的复合焊接方法.以30CrMnSiA为对象,与激光焊接相比,采用激光-高频感应复合焊的焊缝组织中马氏体成分减少,贝氏体成分增加,接头的裂纹倾向降低了,同时焊缝的熔深熔宽也有明显的提高,而并未使焊接热影响区变宽或组织恶化.实验结果表明,激光-高频感应复合焊接与单纯激光焊接相比,可以起到改善接头组织性能、降低裂纹和气孔倾向以及进一步提高焊接效率的效果.

将快速成型技术引入纳米材料成型领域,在Al2O3纳米粉末的选择性激光烧结试验基础上,系统分析了纳米陶瓷材料激光烧结工艺的影响因素,初选了烧结参数,得到了较为合理的纳米Al2O3粉末激光烧结工艺.通过多层烧结试验对其进行了验证,对烧结制件进行了成分、微观组织等检测分析.试验表明,采用得到的选择性激光烧结工艺,可以实现纳米Al2O3的自由成型,烧结制件内部组织保持纳米结构,材料晶粒尺寸基本不长大.

阐述了反射率测量中的几种典型方法,并根据测量原理将它们分成了两大类.一类是根据检测光束在待测样品上的反射次数的(单)多次反射法;另一类是基于谐振腔特性的测量方法.以相对误差或测量精度作为设计的评价标准,论述和分析了各种技术的测量原理及其优缺点,介绍了国内外反射率测量技术的发展现状及其目前的技术水平.对测量技术的发展方向进行了剖析,提出一些影响测量精度的问题.

为了寻找制备梯度金属薄膜的新方法和新工艺,采用脉冲准分子激光扫描沉积技术,在Si(100)单晶衬底上沉积了Al/Ag掺杂功能梯度薄膜,并采用SEM 和XPS 对制备的薄膜进行了微观分析.分析结果表明,运用合适的激光参数和辅助放电,在沉积温度300℃时,制备出了Al/Ag组分比近似为5∶ 1的掺杂梯度薄膜.该实验方法说明,利用脉冲激光与金属掺杂靶相互作用沉积梯度金属薄膜是可行的.

研究了LD抽运单块非平面行波环行腔Nd∶YAG激光器的调谐特性,通过控温法实现了1319nm单频激光的宽范围调谐,调谐范围14GHz.实验研究了影响1319nm单频激光器功率噪声主要因素,测量了激光功率噪声谱,并通过光电反馈抑制弛豫振荡功率噪声,弛豫震荡中心频率噪声抑制了30dB,提高了测量精度.

介绍了星光Ⅱ高功率固体激光驱动器的发展历程和物理实验的进展情况,研制了用于开展激光等离子体中电子密度与电子温度精密化诊断的两束探针光系统.阐述了激光装置中新能源系统的模块化设计方法以及新型集中控制系统的最新研究进展情况,所用方法和所得结论对高功率固体激光驱动器系统的设计具有一定应用意义.

轧辊表面在激光扫描过程中经历剧烈的热循环,由温度场的集中效应造成辊面应力呈现动态变化的趋势,扫描瞬时的光斑内部应力场以压应力为主.由于组织比容的变化,辊面处理后的残余应力分布更加复杂,采用实验手段测量应力分布状况的难度较大,因此,利用数值分析方法是合理的选择.

建立了一数值模型模拟紫外预电离TEA CO2激光器的放电过程.结合放电电路分析了激光器的动态放电过程,综合考虑了气体放电中所发生的电离、吸附、复合等粒子反应,得到了电子密度、放电电流及放电电压随时间变化的波形,并将模拟结果与实验结果进行了对比.此外,还模拟并分析了放电回路中部分参量对放电特性的影响,获得了有利于激光器稳定放电的条件.

报道了大体积火花预电离横向放电的脉冲HF激光器.通过采用紧凑的结构安排,在放电体积为 4cm×5 cm×90 cm的SF6和C2H6混合气中获得了均匀稳定的放电.在总气压为12.6kPa、最高充电电压45kV时,激光输出脉冲能量为3J,激光脉冲峰值功率约18MW.

用振幅全息和菲涅耳衍射理论,分析离轴数字全息记录系统结构参数对数字全息再现的影响,并进行相应的实验验证.理论分析和实验研究结果都表明,如果记录物体和CCD的尺寸固定,记录物体和CCD之间的记录距离将直接影响数字全息再现像的分离状况和系统的分辨率,在保证再现像分离的前提下,缩短物体和CCD之间的距离将有利于数字全息再现像分辨率的提高.

对影响射频波导激光器电光腔倒空的激光输出脉冲特性的几个主要参数进行了研究.通过改变加在CdTe电光晶体上高压脉冲的不同上升沿时间,以及在不同布氏窗输出反射率等情况下,对腔倒空的脉冲宽度及脉冲峰值功率的变化特性进行了理论分析.在一台用于主动激光成像雷达光源的准折叠高重频腔倒空射频波导CO2激光器上,通过改变CdTe电光晶体的工作参数,获得了20ns到30ns(FWHM)可调输出脉宽.

为了研究Nd∶YAG多晶透明陶瓷作为激光增益介质的可能性,测量了掺杂原子数分数为1%的Nd∶YAG多晶透明陶瓷的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等光学参量,并和Nd∶YAG单晶进行了比较.测量结果表明,Nd∶YAG多晶透明陶瓷作为激光增益介质具有极大的潜力.

水中微量生物分子的探测、识别和控制研究是很重要的课题.采用光纤内共振喇曼光谱法,可以提高喇曼光谱的强度109倍.把少量β-胡萝卜素溶于吡啶与水的混合液体,充入空心光纤中构成液芯光纤,用 514.5nm,30mW激光激发,获得了浓度为10-7mol/L～10-9mol/L的β-胡萝卜素喇曼光谱.该技术为研究水中微量生物分子提供了一种新的实验方法.

采用功率密度18mW/mm2CO2激光辐照萌动玉米种子,研究了其对玉米种子萌发及幼苗生长发育的影响.试验结果表明,不同时间CO2激光辐照萌动的玉米种子对种子发芽率及其出土后幼苗生长发育状况及幼苗的生理生化代谢均有不同程度促进作用,其中30s处理对幼苗影响不明显,60s和90s处理对玉米幼苗都有显著的促进作用.

综述了布里渊光纤环形激光器的研究进展,指出布里渊光纤环形激光器具有线宽窄、频率稳定、增益方向敏感等优点.介绍了布里渊光纤环形激光器在布里渊光纤陀螺中的应用及其发展前景.

针对直接探测长程CO2差分吸收激光雷达系统,分析了对测量灵敏度产生影响的两个主要因素:大气湍流和激光斑纹,得到了测量灵敏度与大气湍流和激光斑纹之间关系的数值计算结果.结果表明,在高度小于350m时,增加设备离地高度可以有效地提高测量灵敏度;在高度大于350m后,改变系统参数可以有效地提高测量灵敏度.

为克服目前传感应用领域借用传感性能并不优异的通信用光纤光栅的不足,在总结传感用光纤光栅制作技术的特点和要求基础上,对近年来传感用光纤光栅的制作技术进行了系统回顾,具体分析了耐高温、高机械强度、增敏/去敏等常见传感用布喇格光纤光栅的写入技术以及紫外曝光、机械变形、红外激光逐点写入等传感用长周期光纤光栅的制作方法,最后对传感用光纤光栅制作技术的发展方向进行了预测.

高功率CO2激光器输出窗不可避免地要吸收谐振腔的激光能量,在其内部产生非均匀温度场的分布,并引起输出窗发生热形变.输出窗的热效应改变了CO2激光器谐振腔的品质因数,影响激光器的稳定性和输出光束的质量.对于输出窗准确的温度场和热形变场研究是解决热透镜效应的关键.利用半解析方法对CO2激光器在TEM00工作模式下,输出窗的温度场及热形变量场进行研究.研究方法和所得结论具有普适性,可以应用到其它具有轴对称性热模型产生的温度场、热形变分析工作中.

选取桶中功率PIB,Strehl比,β和像散参数wx/wy作为远场光束质量的评价标准,用自编的四维仿真程序就内光路热效应和像差对光束质量的影响作了详细的数值计算和分析.研究表明,离焦、像散和热效应都将导致远场光强分布出现畸变,可聚焦能力降低,光束质量变差.

提出用渊散射原理探测空间目标的方法.分别对大气、空间目标材料金属涂层及隐身材料的布里渊散射特性进行了计算和对比分析.结果表明,大气布里渊散射频移与目标涂层及隐身材料布里渊散射频移之间相差至少大于一个数量级,由此得出利用分析布里渊散射光谱来探测空间目标的可行性.计算了散射频移的大小,并对探测技术作了分析,采用一种窄带量子滤光系统探测装置,对散射光谱进行了精确的探测和分辨.

红外激光测距给汽车自适应驰控装置中的单片机提供主车和目标车辆之间的距离数据.测距精度和激光波长的选择将直接影响装置工作的可靠性.在讨论影响测距误差的各种因素后,提出采用数字插入时间间隔测量法来提高测距精度.介绍了激光器驱动电路和探测器放大电路.结果表明,该方法可大大减小由于计数盲区带来的测距误差.在分析大气吸收、典型目标对不同波长的反射率、系统成本以及人眼安全等多种因素后,确定 1.6μm左右波长的半导体激光器是红外激光测距的最佳选择.

研究并开发出非接触式激光数字化采集加工系统,实现了数控仿形加工中的非接触测量.该系统不仅降低了对仿形模型材料刚度的限制,而且解决了接触式测头与被测表面曲率干涉问题,提高了数控仿形机床对复杂模具的加工能力.

激光测距机模拟信号处理器不能利用多个脉冲之间的相关信息,所以目标检测能力有限.而激光测距机数字信号处理器可以利用多个脉冲之间的相关信息.目标匹配和跟踪算法利用多个脉冲之间的相关信息,降低了目标检测门限,提高了测距范围.就该算法对目标检测的虚警概率和检测概率进行了分析,证明了该算法的有效性.

介绍了一种可对大尺寸工件进行无导轨精密测量的方法和装置.装置以双纵模热稳频He-Ne激光器为光源.理论及实验均证明该光源的频差有较高的稳定度(室外不低于1×10-7)和强的抗干扰性,拍波频率约为750MHz,拍波长约为400mm.该装置以拍波合成的场强信号的节点为对准标志,以光路组合形成的双频激光干涉仪测量尾数部分.实验表明,该装置的节点定位精度小于0.05mm, 尾数测量部分分辨率为0.08μm,整个测量系统可在20m范围内进行精度为±50μm+1.5×10-6*L( L为被测长度,单位为m)的测量.

介绍了新概念固体热容激光器的基本原理,简述了其发展进程和现状,并对固体热容激光器关键技术进行了详细分析,探讨了其未来发展前景.

介绍了阴影噪声校正的方法,对干涉图中阴影噪声的类型进行说明,提出了在空域上对干涉图中加性阴影噪声校正的模板分块取最小值法和手动判据法以及乘性阴影噪声校正的高斯模糊方法,并且进行了理论分析和实际干涉图像处理,验证了其可行性,同时得到比较理想的结果.

利用86.5%环围功率法研究不同类型的激光器的等效高斯光束半径.并结合热处理实验,采用任意分布光束热作用快速计算的数学工具对热作用结果进行比较研究.最后,对激光热处理中光束参数表述问题进行了研究.

提出了一种适合于批量制备SOA减反膜的实时监控技术.监控系统简单,操作方便,可以应用于国产镀膜机.由此技术批量制备SOA,腔面剩余反射均接近10-4.

立体视觉作为被动光学三维传感中最重要的距离感知技术,具有广阔的应用前景.立体匹配是整个立体视觉的难点和重点所在.传统的立体匹配中,平坦、缺乏纹理细节的三维面形的误匹配率较高.采用一种辅助投影数字散斑的方法,利用归一化协方差区域相关算法,解决了这个问题,并得到了满意的浓密视差图.

用数值法求解含高阶色散效应的光孤子NLS方程,数值求解发现三阶色散效应使孤子脉座单边振荡和四阶色散效应使孤子脉座的双边振荡,导致临近的脉冲相互重叠和脉冲形状畸变,在孤子对间激起次脉冲,从而造成系统误码,提出重点应对三阶色散进行补偿以减小系统误码.

对描述平顶光束的两种数学-物理模型,即平顶多高斯光束(FMGB)和平顶高斯光束(FGB)作了比较,给出了数值计算结果并作了物理分析.研究表明,具有相同M2因子的两个平顶多高斯光束和平顶高斯光束,无论其束腰宽度是否相等,在广义菲涅耳数相等处都具有相似的光强分布.这一结论对实际工作有应用意义.