激光冲击强化(又称激光喷丸)(LSP)通过强激光诱导的冲击波在金属材料表层引入残余压应力, 从而抑制疲劳裂纹的萌生和发展, 是一种新型的金属表面强化技术。介绍了激光冲击强化的机理和特点以及国内外的发展现状。着重分析了该技术在应用推广中亟待解决的设备研制、工艺改进等关键问题。总结了激光冲击强化技术在改善金属疲劳性能方面的应用前景。

激光抛光是一种非接触式抛光方法。分析了影响激光抛光效率和抛光表面质量的因素及其影响规律, 并提出激光抛光工艺参数的选择原则。激光抛光过程中, 激光能量密度、激光波长、激光脉宽、激光光束入射角、激光光束扫描速度、扫描方式、工件材料性质和结构等因素对激光抛光效果有着重要影响。激光波长决定着材料的去除方式, 从而对抛光表面质量有着较大影响；激光的能量密度与辐照时间对激光抛光效果的影响最大, 而激光脉宽、激光光束扫描速度和扫描方式三个因素决定着激光的辐照时间, 激光扫描速度和光束扫描方式还影响着激光辐照光斑重叠情况, 从而影响激光抛光效果。

共振腔发光二极管(RCLED)是一种新型发光二极管(LED) 结构, 同时具备了传统LED和垂直腔面激光器(VCSEL)两者的优点, 具有良好的应用价值和广阔的市场前景。介绍了RCLED的基本原理和结构, 以及器件结构的设计要点, 指出发射波长650 nm 的RCLED在塑料光纤(POF)通信领域的应用优势, 可以作为民用数据通讯系统用光发射器件的首选。对近年来RCLED尤其是红光波长范围的RCLED发展情况进行了概述, 同时指出我国在这一领域的研究现状。

提出了一种新型成倒像投影关系的非相干光相关器, 这种相关器具有便于校准输出平面位置的优点。使用傅里叶光学理论对这种相关器相关输出图样进行了仿真实验。结果表明, 这种相关器和其他非相干光相关器的相关输出质量相同。对于相关峰展宽的仿真分析表明, 虽然这种相关器具有低通特性, 它的适用范围仍然比较广泛。

双光子干涉本质是整体状态不可区分。两光子可区分而整体态不可区分时, 仍然能发生双光子干涉。将HOM型与Franson型双光子干涉相结合, 提出一个可实现两光子可区分而整体态不可区分的双光子干涉实验方案。此双光子干涉实验方案中两光子极化方向相互垂直, 但方案中并不擦除两光子的极化可区分信息。

光导开关(PCSS)在暗态耐压测试中耐压值低于理论值。根据GaAs材料特性,分析了暗态下光导开关的击穿机理。指出碰撞电离与电流控制负微分迁移率效应是导致开关击穿的直接原因。使用Silvaco半导体仿真软件对模型进行了模拟计算,结果表明温度显著影响电场、载流子浓度分布,引起碰撞电离等效应加剧,造成器件耐压值偏低。仿真结果与实验值基本相近,室温下耐压水平为33～40 kV/cm。光导开关击穿特性与温度密切相关,改善光导开关散热条件可提高开关耐压水平。

针对某一特殊应用设计了一款菲涅尔准直透镜,利用菲涅尔透镜的基面弯曲和单向点列半径的像差控制,实现了一维方向的高精度准直。分析比较了平面菲涅尔透镜与球基面菲涅尔透镜的像差状况,得出了两种结构透镜在本项目应用中校正像差的差异,提出了在类似菲涅尔透镜的应用中像差校正的方案及面型选择的思路。

详细讨论了三反射式光学系统的设计方法,从初级像差理论出发推导出了三反射式系统初始结构的计算公式,并且得出了系统结构形式与其基本结构参数和焦距之间的关系。通过设计实例讨论了不同的三反射式光学系统的特点及其应用。设计了大视场、小F数且实现衍射极限成像的Cook-TMA光学系统和有利于杂散光抑制、小F数且实现衍射极限成像的Rug -TMA光学系统。

介绍了离轴椭球反射镜的加工与检测, 并采用AutoCAD软件计算了反射镜的最大非球面度。加工后的离轴椭球反射镜倾斜度误差达1.55 arcsec,粗糙度均方根(RMS)达3.21 nm,焦距误差小于1 mm,表面精度可以达到l/6(l: 0.51～0.98 mm)。

随着高亮度抽运激光二极管的发展,特别是抽运半导体材料本身更高的效率使每个发光点具备了更高的功率,加上在将激光二极管能量耦合进传输光纤领域所取得的创新,所有这些进步都在促使光纤激光器向着更高的功率水平迈进。