在合金灰铸铁表面预置高镍粉末，采用激光合金化技术进行了制备原位合成颗粒增强复合涂层的研究。在添加强碳化物形成元素和RE2O3条件下获得了成形好、无缺陷、与基体形成冶金结合且硬度较低的合金化层。合金化层微观组织呈亚共晶介稳态，由奥氏体、莱氏体及弥散分布的大量复合碳化物颗粒相组成。颗粒相富含Ti、Zr、Mo、W元素，颗粒尺寸3～5μm，颗粒分布密度达6.65×10^3mm^-2数量级，合金化层显微硬度平均值约为Hv0.2450。

为建立工艺参数与熔覆层几何特征的关系模型，分析了粉末在高斯光束中的吸热过程、有效利用率及基体熔化吸收的能量，推导出熔覆层几何特征(熔覆层宽、熔覆层高、熔池深)数学模型。仿真结果表明：激光熔覆几何特征与工艺参数关系密切，其中熔覆层宽度与光束直径和送粉速率成正比；熔覆层高度与送粉速率成正比，与扫描速度成反比；熔池深度与激光功率成正比。这与实验获得的规律是一致的。

为了研究铝合金激光填丝焊接头组织及焊缝成分分布情况，分别对ZL114A铝合金及工业纯铝1A90进行了激光填丝焊接，并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱等实验方法分析了焊接接头的组织特点，并讨论了成分分布规律。结果表明，铝合金激光填丝焊接接头成形良好，焊缝组织细小，热影响区窄，焊缝成分有明显不均匀性，在焊缝上部和底部靠近熔合区的位置熔质浓度较高，而焊缝中心位置熔质浓度低。

为了提高等离子喷涂Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的抗热震性能，采用激光重熔工艺对涂层进行处理，研究了激光重熔对等离子喷涂层热震性能的影响，并探讨了涂层的热震失效机理。结果表明：相对于等离子喷涂试样，激光重熔涂层有较好的抗热震性能。等离子喷涂陶瓷涂层的热震失效形式基本为边角剥落，而激光重熔陶瓷涂层热震失效形式既有边角剥落又有相当数量的中间区域局部剥落。激光重熔对涂层热震性能的影响主要表现为降低涂层的初始抗破坏能力、减缓涂层的裂纹扩展速率以及改变涂层的破坏模式。

为了较准确描述激光烧结时温度场的分布特性，初步建立了用于模拟尼龙12/HDPE(High Density Polyethylene，高密度聚乙烯)粉末激光烧结过程中传热行为的数学模型，该模型考虑了诸如热传导等与烧结有关的热现象。在热物性参数呈非线性变化的情况下，采用ANSYS参数化设计语言处理移动热源，对烧结材料的温度场进行了数值模拟，通过试验对模拟结果进行检测，并用扫描电镜对烧结样品进行分析。模拟结果表明，最高温度点滞后于光斑中心，试验测量值与模拟值误差在3.6%以内。模拟结果与初步实验结果较为吻合。

采用5kwCO2连续激光器，在DZl25高温合金表面制备了TiN增强Co基复合涂层，并对熔覆层的显微组织、相结构、显微硬度和抗磨损性能进行了研究。结果表明：激光熔覆层主要由γ-Co、TiN、TiC、(Cr，W)23C6和Co3Ti组成；激光熔覆层与基体形成良好的冶金结合；熔覆层中弥散分布着许多大小不等的TiC、未熔TiN及其它硬质点相，大幅度提高了熔覆层的耐磨性能，耐磨性随着扫描速度的增加而提高。

采用2kW光纤激光器对16mm以下Q235-A碳钢进行切割，以3mm及10mm为例进行工艺分析。在工艺优化后，对各样件进行分析。分析了焦点距离、激光功率、离焦量、气压各参数对切缝形貌、粗糙度、条纹的影响。结果表明，与传统的激光器不同，光纤激光切割3mm的碳钢一般为正离焦，切割10mm碳钢一般选择负离焦。切割薄板时，为了提高速度，一般选择高功率、高气压切割。切割厚板时，确保切面质量，一般选择高功率、低气压。

综合考虑了随温度变化而变化的热传导、比热容等热物性参数的作用，基于ANSYS平台建立了连续移动的三维瞬态多道直接激光金属烧结温度场的有限元模型。利用APDL参数化设计语言实现热源移动，利用焓处理相变潜热的影响，对镍基合金粉末的烧结成型温度场进行了模拟，系统分析了熔池的加热及温度场随时间的变化规律。模拟结果表明：随着时间的增加，由于热积累效应使得熔池的温度越来越高；彗星状温度云图的最高温度并不在激光光斑中心而是稍微滞后；随着烧结过程的进行，随后的烧结道具有越来越大的热影响区域，但烧结的宽度和深度没有太大的变化。

主要介绍了运用光纤激光器对0.1mm厚度的不锈钢金属片进行激光拼焊的实验，分析了实验中激光功率、激光脉宽、焊接速度、激光频率对形成的熔池和焊接效果的影响，总结了激光薄片焊接的基本要素。

介绍了影响能量传输的主要因素、光纤激光器的工作原理以及相比其它几种常见激光器的优势和劣势，并从系统研发的角度简要介绍了系统的组成、控制系统的设计以及两种机器人的编程方式。还从激光器固有特性方面分析了光斑模式、波长对切割质量的影响。采用光纤激光对1.5mm厚不锈钢板进行切割实验，找出影响割缝的主要因素和大致参数。分析表明，该系统将对平面曲线、空间三维曲线的激光切割的发展有重大意义。

157nm激光被视为光刻和微加工的有力工具之一，其加工的表面质量强烈依赖于激光参数。针对157nm微加工的特点，提出建立人工神经网络优化工艺参数的方法。分析与实验结果表明，利用优化的工艺参数进行激光微加工，其刻蚀质量得到明显提高。

基于橡树岭国家实验室(ORNL)开发的具有良好抗蠕变性能且在材料表面形成Al2O3膜的奥氏体不锈钢(AFA)的化学成分，结合熔覆粉末设计原则进行熔覆粉末配比，在304不锈钢基体表面进行激光熔覆，研究激光功率、铝含量对熔覆层成型性和组织的影响。研究结果表明，激光能量密度为31.25W·s/mm。时，熔覆层成型性良好，无开裂、气孔等缺陷。熔覆层与304不锈钢基体界面呈冶金结合；Al含量从0增加到5wt%，组织呈细化趋势；合金涂层的平均显微硬度高达230HV；铝含量2.5wt%的试样，在腐蚀试验温度90℃下，10%HCl＋10%HNO3及6%的FeCl3溶液中进行腐蚀，基体腐蚀速率为42mm/a，涂层腐蚀速率为8.76mm/a。

通过有限元数值仿真方法对激光冲击强化处理进行数值模拟是分析该处理工艺形成过程、优化参数、制定合理的工艺方案的有效方式。研究从激光诱导等离子体爆轰波压力计算模型和材料动态响应本构模型两个方面对激光冲击强化的数值仿真方法进行了分析，对现有数值仿真的研究思路和取得的研究成果进行了总结，并指出了现存的问题和进一步的研究重点。

在精密微细激光焊接中，除对激光参数有严格要求外，对准焊点的位置是一个重要环节。为提高工作效率，研究以高分辨率位置敏感传感器(PSD)为核心，根据激光三角法测量原理，对微米级细丝定位。设计了一套位置探测系统。针对微细激光自动焊接存在的问题提出了一种精确定位方法。该系统采用二维步进电机驱动的工作台，可根据不同工件设计各种夹具。在x方向移动时，动态检测细丝的偏移量。通过计算机采集数据，软件计算，实时控制调整，适应激光精密焊接定位的要求。用激光粉末熔覆技术实现高质量、高可靠性的互熔焊接。

实验涂层材料以亚微米级TiC和CrxCy为强化硬质相，Fe-Cr合金为其基础粘结相，并加入特定含量的Si元素，运用激光合金化技术，在球墨铸铁表面制备出高硬度的合金化层。利用XRD、SEM、EDS等分析不同Si含量激光合金化层的相组成及显微组织，并测试其维氏硬度。结果表明：激光合金化层表面平整，并与基体实现了良好的冶金结合，形成以莱氏体与马氏体为主的显微组织；随着硅含量的提高，相和组织发生了一定变化，合金化层硬度也随之提高。

为了实现网格结构零件的制造，在快速成型设备Dimetal-280上经过选区激光熔化(SLM)工艺实验，分析了SLM中能量吸收对零件尺寸的影响、激光深穿透及铺粉装置对成型效果的影响。结果表明，采用实验中优化的工艺参数成型的316L不锈钢网格结构零件孔径大小均匀、孔隙贯通性良好。孔径尺寸在X方向为965μm，Y方向为975μm，与设计值相差分别为35μm及25μm。研究采用的SLM设备成型网格零件是可行的，在网格零件制造中具有很大的潜力。

提要将激光诱导击穿光谱技术应用于高温熔融钢液的直接检测。搭建了适应高温辐射环境下的激光诱导击穿光谱实验系统，用电感熔炉模拟炼钢现场，得到了高温熔融钢液在175-1050nm波段范围内的光谱全图，合理选取了Si元素和Mn元素的分析谱线，通过计算，对比分析了Si元素和Mn元素谱线信噪比随延迟时问的演化曲线。实验结果表明，通过选取合适的分析谱线及延迟时间，可以减少强烈的高温辐射及丰富的Fe元素谱线的干扰，并有利于实现钢液中激光诱导击穿光谱方法的多元素同时检测。

半导体激光器以其体积小、重量轻、成本低、驱动方便等明显优势，应用领域已经推广到激光探测，尤其是基于米散射理论的大气探测。根据小型化激光测云雷达大气探测的应用需求，选择了相应技术指标的半导体激光器模块，并为其设计了驱动电路(主要包括由同步计数器等构成的触发脉冲形成电路和由电压跟随器构成的激光脉宽/功率调节控制电路)，解决了窄脉冲形成电路中常见的毛刺问题。在5kHz的重复频率下，对激光发射机的性能做了验证。结果表明，触发脉冲成型良好、频率稳定，激光发射脉冲半高宽度35～100ns线性可调、平均功率0～110mW线性可调，发射电路工作情况良好。

将滤纸作为基底用于LIBS测定水溶液中的金属元素，分析了不同的滤纸浸泡时间对LIBS信号的影响，以及在不同质量浓度的情况下，分析浸泡时间与信号的关系。以实验室配置的不同浓度的偏砷酸钠溶液为研究对象，对浸泡时间为10s和60s的As元素和Na元素做了探测分析并得到了其定标曲线，初步确定了在As元素和Na元素在不同时间下的检测限分别为：As元素0.379g/L(10s)、0.224g/L(60s)；Na元素0.021g/L(10s)、0.018g/L(60s)。实验所得的结果为探测工业废水中金属元素的含量提供依据。

采用通过串行数据通讯接口设定激光各项参数、监控激光器的开机状态及运行过程中的实时状态，通过并行数据通讯接口实现运行过程中的高速控制、与运动系统进行交互式的联动反馈的控制方式。这样不仅可以在控制速度上跟上实际需要，而且由于使用了RS-232接口，可以不需要增加新的硬件并且与现有控制软件有着良好的兼容性。

为了研究脉冲CO2激光功率、工作时间、间歇时间和脉冲个数对活体组织温升的影响，以不同脉冲激光参数进行分组实验，每次实验同时记录三路温度信号：表面辐射温度、皮下1mm的组织温度和环境温度。获得了组织表面最高温度与激光参数的线性回归方程，表面最高温度与激光功率和工作时间正相关，与间歇时间负相关，与脉冲个数相关性很小，实验值和回归值相关系数为0.988，组织内部最高温度的变化范围很小，说明激光脉冲输出方式可以使温升限于治疗局部，避免周围组织受到热损伤。组织表面和内部温度上升时间与激光照射时间的相关系数分别为0.983和0.993。实验结果能够很好地反映组织温度与脉冲激光参数之间的关系，可为脉冲激光治疗提供实验指导，并用来验证相关理论模型和数值模拟结果。

由于闭口式风洞不能有效模拟在大气飞行的引信电机周围的流场，自行设计并建造了超音速射流吹风装置。采用激光双曝光全息干涉技术深入研究超音速射流吹风装置的流场结构并配合引信发电机外部流场的密度定量测量。在拍摄到了比较清晰的密度干涉条纹照片后，还要从图像的条纹中辨识出密度场等值线，才能利用干涉原理计算出当地条纹的密度。对图片条纹进行了辨识处理，并考虑到由于图像曝光程度的不同导致的图像左右部分亮度区别，设计了多重阈值的图像二值化处理算法。经检验，该图像的二值化处理结果与肉眼直接观察得到的条纹有良好的一致性和保真性。在随后处理过程中采用了一种按行的曲线像素搜索算法来细化二值化的干涉条纹，为以后从密度干涉条纹中提取射流密度场的程序化后处理工作打下了基础。若要完全实现密度场的自动提取，还有大量的后续工作有待开展。

激光直写系统实现了数码面阵图像输入方式。对于大面积3D或光学可变图像，可以用面积分割法将大图像分割成许多小区域图像。计算机软件逐个完成小区域3D或光学可变图像，最后拼成最终图像。另一种方法，也可以采用分色显示图层，逐层光刻，最后合成最终图像。本软件系统是针对后者实现相应控制功能设计。要实现上述图像按色分层再合成为原始图像，须首先对原始图像预先进行数据定义，再进行分层处理成需要的光刻文件，这一过程由本图像处理软件来完成。在得到所需要的光刻文件后，需要顺序读取光刻文件里的数据，并显示在DMD上。

通过临床研究，ALA—PDT治疗顽固性银屑病作为光疗的一种新方法已获得肯定疗效。研究分析了ALA—PDT疗效与银屑病皮损厚度、皮肤温度、药物封包时间、给药浓度、治疗次数、光源波长、照光剂量与不良反应等相关因素的影响，论述其临床疗效的差异性并对其进行评估，为进一步优化治疗方案提供理论依据。