为了提高轧辊表面强度, 减小应力集中, 延长轧辊寿命, 利用光纤激光毛化设备对轧辊表面进行无序毛化。研究了激光功率、轧辊转速、激光头平移速度以及脉冲频率对无序毛化点分布的影响, 提出了四种无序毛化的方法, 即: 速度调试法、频率调试法、外部调试法和综合调试法。实验结果表明, 四种方法都可以实现无序毛化, 其中综合调试法无序化程度更大, 毛化质量最佳。研究结果已应用于实际生产。

针对CO2激光器和YAG激光器的种种不足, 采用光纤激光毛化柔性工作站, 对轧辊表面进行了不同尺寸和分布的毛化点形貌加工。分析了光纤激光功率、脉冲频率、脉冲宽度、扫描速度、离焦量等工艺参数对毛化点形貌的影响。结果表明: 通过合理匹配毛化工艺参数, 能够得到精确可控的轧辊毛化形貌和满足生产要求的粗糙度, 也可以实现相对无序的毛化点排列。

采用光纤激光对GH3128与304不锈钢进行对接焊, 研究了焊接速度、激光作用位置等工艺参数对焊缝成形及接头力学性能的影响规律。结果表明: 通过工艺参数优化, 可以获得无气孔、裂纹等缺陷的焊接接头。焊接速度较低时, 焊缝上下部的熔宽较大, 随焊接速度的提高, 焊缝下部的熔宽减小到与中部相当, 随激光作用位置向不锈钢侧靠近, 接头强度和延伸率降低。当激光作用于GH3128侧, 在焊接速度小于2 m/min时, 焊接接头拉伸试验时断于304不锈钢母材; 当焊接速度为3 m/min时, 焊缝存在未熔合, 接头强度仅为母材的37%。

受加工工艺、热变形以及铝合金对激光的强烈反射等因素影响, 铝合金的激光焊接存在较大的困难。以1.0 mm厚1100 H14铝合金薄板为对象, 采用Nd∶YAG脉冲激光器进行焊接, 重点研究了激光焊接过程中脉冲波形、激光功率、脉冲频率、焊接速度等对焊接成形质量的影响。焊后进行拉伸强度测试、金相观察、显微硬度测定、断口分析。实验结果表明: 预热保温的焊接波形焊接试样优于梯形波焊接试样; 优化的焊接参数为峰值功率8 kW, 单脉冲能量20 J, 频率10 Hz, 焊接速度2.1 mm/s; 抗拉强度为95.7 N/mm2, 达到母材抗拉强度的86%; 焊缝中部为等轴细晶, 熔合线附近是柱状晶组织。焊缝区有软化现象, 硬度为HV4.9 33.2, 达到母材的77%。

采用激光击穿光谱(LIBS)技术对土壤中的Cd元素进行了定性和定量的研究, 对相关的实验参数进行了系统研究, 得出聚焦透镜焦点在样品表面内2 mm, 累计次数为20 次时, 可以得到很好的实验效果与谱线强度。对样品表面通入保护气体氩气, 发现在通氩气的情况下, 光谱强度明显强于未通氩气时, 相对标准偏差减小, 稳定性得到提高。通过调整好的实验参数进行实验得到了Cd的定标曲线, 其线性拟合度R＝0.991 55, 检测限为59 μg/g。这些实验结果为土壤中重金属元素实时在线检测设备的研发提供了依据。

在神光能源系统模块中, 依据脉冲氙灯放电特性及氙灯放电回路的技术要求, 采用仿真软件OrCAD PSpice分别从脉冲氙灯的五路放电、氙灯能量分配及能源模块在放电过程中存在的故障三个方面进行模拟仿真并给出仿真结果, 并与实际装置运行数据进行比较分析, 其仿真的结果与实际理论分析结论基本一致, 验证了仿真模型及过程的可靠性, 这为高功率激光装置的电子计算机辅助设计和分析提供了一种新途径。

分析了不同波长激光辐照绝缘体上硅(SOI)材料时的相互作用机制。使用ANSYS 软件热分析模块, 通过有限元方法模拟得到波长分别是355、 532、 1 064 nm的激光辐照SOI材料后的温度场分布。讨论了不同波长激光辐照SOI材料表面时的自加热现象。

在低真空条件下, 利用Nd∶YAG激光器产生的波长532 nm、脉宽4.4 ns的脉冲激光聚焦在置于低真空中的于钢铁样品, 分析了激光作用后形成的凹腔形貌与激光能量密度、脉冲个数的关系。结果显示, 凹腔的直径和深度随激光能量密度及脉冲个数的增大而增加, 并且在能量密度小于20 GW/cm2及脉冲个数小于100的情况下凹腔的直径和深度增幅更为明显, 反之, 其增加趋势变缓。

在详细分析频率分辨光学开关法(FROG)的基础上, 对几种类型的FROG迹线进行了模拟, 并运用Matlab软件编制程序还原出脉冲信息。用二次谐波型频率分辨光学开关法(SHG-FROG)测量了KLM钛宝石激光器的输出脉冲, 并运用算法进行了处理, 得到脉冲的振幅和相位信息, 与干涉自相关法的测量结果一致。

理论证明了两块双光子光折变晶体和一个电源通过导线串联而成的回路中存在灰-灰独立屏蔽空间孤子对。孤子对中的两灰孤子通过光电流和耦合能相互影响到另一孤子。讨论了孤子入射强度变化对孤子空间包络和动态演化特性的影响。

目的: 探讨HPPH光动力治疗对鼠G422 脑胶质瘤突变型p53蛋白和p16蛋白表达的影响并和HpD做比较。方法: 建立鼠G422脑胶质瘤皮下移植瘤模型, 设立空白对照组、单注射HPPH组(0.45 mg/kg)、单665 nm激光照射组、HPPH-PDT组(0.15 mg/kg组、 0.3 mg/kg组、 0.45 mg/kg组)、 HpD-PDT组(5 mg/kg)。单注射HPPH组、HPPH-PDT组和HpD-PDT组自尾静脉推注入光敏剂, 24 h后以波长665 nm的半导体激光照射HPPH-PDT组和单激光组肿瘤, 功率密度200 mW/cm2, 每光斑照射17 min, 能量密度为204 J/cm2; 以波长630 nm的半导体激光照射HpD-PDT组肿瘤, 功率密度200 mW/cm2, 每光斑照射20 min, 能量密度为240 J/cm2。于PDT后9 d处死鼠行酶联免疫吸附法(ELISA)的双抗体夹心法检测HPPH-PDT和HpD-PDT后突变型p53蛋白(mutant type p53 protein, mtp53)和p16蛋白表达变化。结果: 空白、单注药和单照光三组对照组之间mtp53蛋白和p16蛋白表达值两两比较, 差异无统计学意义(P>0.05)。HPPH-PDT各剂量组与空白对照组比较, mtp53蛋白表达值明显降低, p16蛋白表达值明显升高, 差异有统计学意义(P<0.01)。0.3 mg/kg组和0.45 mg/kg组与0.15 mg/kg组相比, mtp53蛋白表达值降低, p16蛋白表达值升高, 差异有统计学意义(P<0.05), 0.45 mg/kg 组mtp53蛋白表达值稍低于0.3 mg/kg组, p16蛋白表达值稍高于0.3mg/kg组, 差异无统计学意义(P>0.05)。HPPH-PDT0.3 mg/kg组和0.45 mg/kg 组的mtp53蛋白表达值低于HpD-PDT组, p16蛋白表达值高于HpD-PDT组, 差异有统计学意义(P<0.05)。结论: HPPH-PDT0.3mg/kg是适宜的HPPH剂量。HPPH-PDT诱导mtp53蛋白表达降低, p16蛋白表达升高。与HpD-PDT相比, HPPH-PDTmtp53蛋白表达更低, p16蛋白表达更高。

测定了光敏剂血卟啉单甲醚对人宫颈癌细胞HeLa光敏作用后的傅里叶红外光谱。结果显示: 光敏作用后, HeLa细胞磷酸二酯基团的对称伸缩振动峰1 085 cm-1和不对称伸缩振动峰1 246 cm-1蓝移, 强度下降; 蛋白质酰胺I带1 656 cm-1发生蓝移, 酰胺Ⅱ带1546 cm-1出现红移; CH2对称伸缩振动峰2 858 cm-1, 峰位蓝移2 cm-1, 峰值明显减弱; 细胞的蛋白质和核酸谱峰面积比值D1085/D1546降低。提示细胞中的DNA、蛋白质和磷脂结构受到损伤。结果表明: DNA、蛋白质和磷脂是血卟啉单甲醚光敏作用的主要靶分子。

目的: 研究冠心病危重病人血红蛋白结构大小, 为临床的诊断和治疗提供新信息。方法 利用动态激光散射技术, 分别对分散于pH＝7.4、8.0缓冲液中的6例冠心病危重病人血红蛋白的粒径分布进行检测。结果: (1)在pH＝7.4时冠心病危重病人的血红蛋白粒径保持为四聚体结构(5.62 nm左右), 与健康人相同。(2)pH＝8.0时以粒径3.16 nm左右为主, 为单聚体结构, 粒径 4.22 nm左右其次, 为二聚体结构, 粒径5.62 nm左右非常少, 为四聚体结构, 与健康人在碱性环境下的粒径一致。结论: 冠心病人危重病人血红蛋白的结构大小与健康人在相同条件下一致, 没有发生病变。

常规的有创血糖检测方法有较多的局限性, 光学无创血糖检测是糖尿病患者自我血糖评估的最佳方法, 提出了一种偏振光无创血糖检测方法, 将正弦调制偏振光通过血糖引起的微小偏振角的变化转化为电光调制器基频和倍频两个分量的变化, 由相关原理高灵敏锁相放大器检测基频信号, 控制法拉第线圈电流补偿血糖引起的偏转角变化, 利用血糖浓度与法拉第线圈电流的线性关系, 计算获得血糖浓度。以LX-20全自动生化分析仪测得的数据作为标准进行对比实验, 葡萄糖溶液实验的相关系数为0.9952。研究表明偏振光无创血糖检测方法具有较高的检测灵敏度和准确度, 为研制实用的新型无创血糖检测仪打下了基础。

半导体激光器(LD)在临床上有着广泛的用途。新型1 470 nm半导体激光与传统的1.06 μm YAG激光相比具有较强的组织吸收率, 与10.6 μm CO2激光相比则具有较高的切割效率, 适用肿瘤切除, 外科手术, 腹腔镜手术等微创手术。1 470 nm半导体激光的能量既能被血红蛋白吸收也能被细胞水吸收, 热量能集中在体积很小的组织内, 迅速汽化分解组织, 在治疗良性前列腺增生和妇科疾病上具有良好的应用前景。

激光立体成形技术是一项基于同步送粉激光熔覆的先进制造技术。激光立体成形和修复过程中沉积层、热影响区以及基体材料组织、性能的差异将对最终零件的性能, 尤其是疲劳性能产生重要影响。为改善基体、热影响区(HAZ)的组织、性能差异, 针对TC4合金, 提出在激光沉积前对基材表面进行多次激光重熔扫描预处理, 从而优化基材热影响区组织性能。基于此, 通过研究不同工艺条件下, 多次激光重熔处理对热影响区组织性能的影响。结果表明: 首先, 多次激光重熔将引起的基材热影响区总体冷却速率下降, 从而有效的消除热影响区的急冷组织; 其次, 重熔处理产生的多次热循环对基材热影响区的时效处理对于热影响区的组织、性能(硬度)也有一定的影响。通过在多层沉积前对基材进行适当的激光多次重熔扫描处理有效改善了沉积区、热影响区以及基材性能的大幅波动, 实现了均匀渐变。

实验对大气等离子喷涂方法制备的氧化钇部分稳定氧化锆(Yttria partially stabilized zirconium, YPSZ)热障涂层的表面进行激光重熔和激光修饰处理, 着重考察了在两种不同激光能量条件下,YPSZ陶瓷表层的显微结构和热障涂层系统的高温氧化行为。结果显示, 激光处理使得原本相对粗糙的表面变得光滑致密, 陶瓷层裂纹数量减少: 激光重熔的样品出现网状裂纹, 并从表面纵深至陶瓷层底部; 激光修饰一定程度上保持了初始样品的层状组织。在恒温氧化过程中, 经过激光处理的样品热生长氧化层(Thermally Grown Oxide, TGO)变得连续而致密。循环氧化增重的结果表明, 激光处理使得样品氧化增重减少, 而其中激光修饰的样品表现出更佳的抗氧化性能。