魏志义   钟诗阳   贺新奎   赵昆   滕浩  

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自从2001年人们首次实现单个独立的阿秒（1阿秒=10-18秒）激光脉冲以来，阿秒激光作为超快光学最前沿的内容，在近20年的时间内得到了长足的发展，为人们在电子运动的自然时间尺度中观测量子世界的基本动力学过程提供了崭新的研究手段，并开启了阿秒科学这一全新的研究领域，应用覆盖了原子、分子、凝聚态物理、化学、生物等诸多学科的不同研究需求。随着飞秒激光驱动器技术的不断发展，目前阿秒激光不仅脉冲宽度突破了50as，而且也进一步朝着更高单脉冲能量（高通量）、更短波长（高光子能量）、更高重复频率的方向发展。本文将结合高次谐波相位匹配及高能量飞秒超强激光、双色及多色相干合成飞秒激光、中红外飞秒激光、高重复频率飞秒激光等驱动技术，综述介绍阿秒激光在上述各方面的新进展，并展望了未来进一步的发展趋势。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第05期 pp.0501001      

庞海越   李沼云   刘欢   陶智勇   樊亚仙  

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本文提出了一种基于光电反馈产生超宽带双偏振光学频率梳的方案。该方案基于光电环路反馈1550 nm垂直腔面发射激光器，采用自旋反转模型，利用四阶龙格-库塔算法数值仿真研究了光电反馈参数对光学频率梳特性的影响。研究结果表明：通过光电反馈参数的调节可以控制1550 nm垂直腔面发射激光器输出的偏振状态，可实现Y偏振和X偏振光学频率梳的转换。此外，研究发现，在特定的光电反馈参数条件下，可获得Y偏振和X偏振同时存在的双偏振光学频率梳。并且在一定的光电反馈参数范围内，两个偏振方向光学频率梳的光谱带宽都会随着光电反馈系数的增加而增大，相应的功率谱随光电反馈系数的增加而变得越来越平坦。通过光电反馈系数及反馈时间的调节，我们获得了谱线平坦、梳线纯净、谱带超宽的光学频率梳，在10 dB幅度范围内Y偏振光学频率梳的光谱带宽可达250 GHz，X偏振光学频率梳的光谱带宽可达500 GHz。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第09期 pp.0901003      

霍金鹏   肖宇   孙天鸣   邢松龄   沈道智   林路禅   邹贵生   刘磊  

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纳米线连接为高性能微纳器件的组装和应用提供了技术手段，但由于现有的连接方式对于能量输入的空间精度和外部环境要求较高，其工艺窗口较窄。本文研究了以氧化石墨烯作为中间连接层的纳米线连接方式，通过干法转移制备了碳化硅（SiC）纳米线-氧化石墨烯（GO）薄膜-SiC纳米线的结构，并通过飞秒激光辐照还原氧化石墨烯，降低了SiC和GO之间势垒，通过层内导电与层间导电的方式形成更宽的载流子通道，从而显著提升电流水平。此外生成的还原氧化石墨烯（rGO）纳米膜对SiC纳米线的接头形成包裹与保护作用，从而使接头部分具有更好的抗辐照和热传导性能，提升了器件的稳定性与使用寿命。最后，本文利用GO薄膜钎料连接了SiC纳米线网络制备了良好响应度和较快响应速度的紫外光传感器及透明柔性导电薄膜等器件。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802007      

赵强   万辉   于圣韬   栾世奕   桂成群   周圣军  

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柔性纳米多孔金属材料在柔性传感、柔性储能等领域具有巨大的应用前景。采用脱合金法、等离子体烧结法、热压法制备的纳米多孔金属材料，具有较高的杨氏模量和屈服强度，不能满足柔性器件的发展需求。为了解决该问题，本文采用高峰值功率的飞秒激光辐照具有良好柔韧性、导电性和抗氧化性银（Ag）纳米线的方法来制备柔性纳米多孔Ag材料。采用纳米压痕仪测试了柔性纳米多孔Ag材料的力学性能，实验结果表明，柔性纳米多孔Ag材料的力学性能随着飞秒激光辐照功率的增加而增强。此外，通过X射线衍射仪测试了柔性纳米多孔Ag材料的晶粒尺寸，发现柔性纳米多孔Ag材料的晶粒尺寸随飞秒激光辐照功率的增大而减小。最后，对飞秒激光辐照法、脱合金法、等离子体烧结法、热压法制备的纳米多孔金属材料的屈服强度进行了对比分析，当纳米多孔金属材料晶粒尺寸为50 nm时，飞秒激光辐照制备的柔性纳米金属多孔材料屈服强度最小（0.8 Mpa）。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802009      

万辉   赵强   于圣韬   栾世奕   桂成群   周圣军  

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一维纳米材料在在微/纳机电系统、柔性透明导电器件、传感器等领域具有广泛的应用前景。如何将一维纳米材料装配至指定位置，然后以特定姿态与纳观或宏观材料形成连接，是纳米结构实现功能化、器件化的关键技术。本文结合一维纳米材料的位姿调控方法和激光连接技术，详细阐述了激光连接一维纳米材料领域的新进展，重点介绍了各种纳米操作技术的原理与特点。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802003      

王根旺   管延超   王扬   丁烨   杨立军  

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纳米操作技术是实现纳米材料位移、排布、形变等操作的关键方法，也是一种“自下而上”进行具有优异性能的纳米结构及纳米电路制造的重要技术手段，同时为新型纳米器件的研发提供了新思路。本文主要对基于扫描探针显微镜、电子显微镜的操作方法以及光镊技术的研究进展进行了介绍及总结。简单阐述了三种操作方法的基本原理及特点，在此基础上分析了不同操作方法存在的问题，并介绍了几种典型的操作系统、操作策略改进方法，进一步概括了三种操作技术在纳米材料测试及器件制造中的应用等。最后对三种操作技术的优势、适用范围以及目前仍存在的问题进行了分析与总结，探讨了三种操作方法的适用范围，并对不同操作的互相结合进行了展望。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802018      

阿占文   吴影   肖宇   耿瑞琨   刘磊   邹贵生  

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硬脆和复杂结构材料上的微孔加工是超快激光的主要应用之一。超快激光微孔加工的质量和加工效率受单脉冲能量、频率、脉宽、偏振等光束特性以及加工方式、被加工材料和辅助方式等多个因素的综合影响。不同的工艺参数组合将导致不同的圆度、锥度、微裂纹、侧壁和孔边缘表面质量，对工艺参数的研究是超快激光微孔加工的核心问题之一。本文从光束特性、加工及辅助方式、材料特性等方面综述了目前文献中关于超快激光微孔加工工艺的研究进展，总结并对比了不同研究中对同一工艺参数的研究结果。最后，提出了目前研究存在的不足并展望了今后提升效率和质量的研究方向。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802013      

王文淦   刘磊   贾强   阿占文   冯斌   赵文正   邹贵生  

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采用脉冲激光沉积方法在待连接母材表面沉积制备无有机物的银微纳颗粒复合薄膜，用该薄膜作为中间层低温烧结连接SiC芯片与金属化陶瓷基板。将连接接头置于大气、真空及氧气含量可控环境进行300 ℃高温存储试验，系统研究了保温环境对接头多孔连接层的组织演变和性能影响规律。结果表明：保温2000 h 以内接头室温剪切强度均高于20 MPa且明显高于美国军标。大气环境保温0-400 h期间连接层内部孔隙逐渐聚集并导致组织致密化，接头强度提升；保温400 h-2000 h期间孔隙聚集与扩大导致孔隙率明显增加，强度逐渐下降。真空环境对连接层内孔隙演变存在阻碍作用。保温环境的氧浓度提升可加速烧结连接层组织在高温存储过程中的演变进程。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802015      

邢松龄   肖宇   霍金鹏   林路禅   沈道智   邹贵生   刘磊  

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研究了金属-氧化物异质材料纳连接过程中的飞秒激光能量输入特征，实现了纳米材料的快速低损伤互连的同时，保证了器件功能的完整性。针对Pt-TiO2跨尺度互连结构，研究了纳米连接对其电学性能调控的影响。试验结果表明：当入射光能量密度为5.02mJ/cm2时，纳米线与电极接触区域形成具有稳定结合强度的互连接头。模拟结果显示，飞秒激光辐照一侧产生局部“热点”，增强了接头区域的光学吸收。互连接头的形成，降低了异质界面的接触势垒。同时，基于互连结构模拟神经元突触传递，实现了更加稳定的电学性能调控。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802004      

丁烨   李强   李靖怡   王联甫   杨立军  

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我国航空、航天等领域的发展推动着全光通信、光信息处理等技术的不断革新。光波导器件作为关键一环，其制备策略对性能的影响至关重要。超快激光作为一种新型的激光光源，具有极高的能量密度和极短的脉宽。这些特性使得超快激光加工后几乎无热影响区、重铸层等缺陷残留。将超快激光应用于制备光波导器件已成为工业界研究的热门领域之一。本文首先阐述了超快激光与波导材料的微观作用机理。针对国内外学者利用超快激光制备光波导器件的相关研究进行了系统地综述，详细分析了光路变换器、功率分配器和波导型透镜等典型光波导器件的超快激光制备方法和器件性能，并基于现有超快激光制备策略的不足之处对其未来的发展趋势进行了展望。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802020      

贾强   王文淦   阿占文   邓钟炀   冯斌   刘磊   邹贵生  

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纳米Ag烧结技术能够实现低温连接、高温服役，同时具有优异的导电、导热性能，缺点是非常容易发生电化学迁移。本研究采用脉冲激光沉积成功制备了完全互溶的Ag-10wt.%Pd纳米合金作为封装互连材料，旨在提高纳米颗粒烧结层抗电化学迁移能力，同时保持纳米颗粒低温烧结的特性。研究表明，采用Ag-Pd纳米合金烧结连接SiC芯片及镀银直接覆铜基板（DBC），250℃即可实现21.89MPa的剪切强度，达到美国军标MIL-STD-883K（7.8 MPa）的要求。Ag-Pd纳米合金抗电化学迁移能力是同等条件下纯Ag的4.3倍。Ag离子的析出由于受到PdO的阻碍，迁移产物呈云雾状分布，有效延长了电极的短路时间。激光沉积Ag-Pd纳米合金烧结避免了传统Ag、Pd颗粒直接混合后续高达850℃的合金化过程，Ag-Pd纳米合金作为封装互连材料是实现低温连接的有效手段，并有望为功率电子器件的高可靠性封装提供解决方案。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802014      

任辉   刘磊   张宏强   王文淦   贾强   彭鹏   邹贵生  

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电子产业的快速发展使其封装面临了新的问题和挑战，功率密度的不断提高和应用领域的不断拓展要求电子器件具有更高的服役温度。纳米金属颗粒焊膏凭借其优越的电热性能和“低温连接，高温服役”的特点已成为电子封装连接材料的重要发展方向。本文从纳米金属颗粒焊膏的烧结机理、组成成分、技术工艺发展过程等方面阐述了近年来焊膏烧结技术的发展情况，讨论了现有国内外研究的优势和不足，并结合烧结后接头的可靠性测试方案和结果，指出了现有研究在高温高功率下应用的失效机理及未来纳米金属颗粒焊膏烧结技术的发展方向，对纳米金属颗粒焊膏在电子器件封装领域的大规模应用及第三代半导体产业在国内的快速发展具有重要意义。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802011      

林路禅   邢松龄   霍金鹏   肖宇   彭鹏   沈道智   刘磊   邹贵生  

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随着新型材料特别是纳米材料在柔性多功能微纳光电子器件的广泛研究与应用，实现低维度下高质量材料互连成为了微纳器件高性能制造的关键。而针对纳米材料自身的尺度及结构限制，传统宏、微尺度下的材料互连技术将难以实现在微纳空间上对输入能量的高精度控制，从而降低连接过程中的材料损伤。本文对基于光激励下表面等离子激元效应的超快激光纳连接技术进行了综述，分析了激光-材料相互作用过程中的等离子激元效应在纳米结构中的产生及分布特征，对光辐照下纳米线结构中的空间能量重分布及相应的控制策略进行了总结。同时，分别针对金属-金属纳米线结构、异质金属-氧化物/半导体纳米线的互连，以及跨维度的纳米线结构的互连，对超快激光纳连接过程中的能量输入、材料损伤特征以及纳米接头的形成进行了阐述。最后针对纳连接得到的低损伤纳米线结构，探索了超快激光纳米线连接技术在微纳光电子器件单元中的潜在应用。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802001      

周兴汶   廖嘉宁   姚煜   康慧   郭伟   彭鹏  

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电性能优良且成本低廉的铜微纳结构在柔性电子领域中展现出广阔的应用前景。激光直写因其快速灵活和可控性高等优势，成为铜微纳结构的高效加工方法之一。本文首先概述了微纳结构激光加工的技术特点，随后针对激光直写铜微纳结构展开论述。重点分析了前驱体成分及激光工艺参数对铜微/纳观结构及电性能的影响，探讨了激光直写在铜微纳结构可控制备中的优势。列举了所得结构在柔性电子器件制造中的典型应用场景，分析了典型器件的工作机理。此外，对激光直写微纳结构的未来发展趋势进行了展望。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802012      

高勇喜   郭洁   王巍   佟存柱   梁晓燕  

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为了使半导体激光器输出高功率和高光束质量的激光，垂直外腔面发射激光器（VECSEL）应运而生。本文通过对激光器谐振腔的计算，结合实验估算了VECSEL中增益芯片的热焦距。同时首次报道了增益芯片的荧光光谱随观测角度而变化的现象，并提出了通过观测增益芯片在不同角度下的荧光光谱来直接估计VECSEL的调谐范围的方法。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第05期 pp.0501020      

王晨   席丽霞   张阳安   袁学光   张晓光   单丽楠   肖振宇   李璇  

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针对自发布里渊散射信号微弱、系统信噪比低，导致系统传输距离短这一问题，提出了一种基于提升小波阈值联合累加平均降噪的方案，以提高系统的测量距离。理论分析了自发布里渊散射信号特征，选择了合适的小波基、分解层数、阈值规则和阈值函数。搭建实验平台，对所提方案的有效性进行了验证，并与仅累加平均降噪和累加平均联合传统小波阈值降噪的结果进行了对比。结果表明，相比仅累加平均降噪法，本文提出的累加平均联合提升小波阈值降噪法将传感距离由16.62 km提升到了39.45 km，而处理时间仅增加了2.22 s，基本满足测量实时性要求；与累加平均联合传统小波阈值降噪方法相比，传感距离提升了0.63 km，且处理时间减少了0.69 s。因此，本文提出的方案更适合用于长距离BOTDR系统。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第15期 pp.1506001      

许梦兵   韩友美   王留召   张攀科   刘东明   杨敬华  

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针对传统的道路测量方法存在效率低、安全性差，且无法快速直接的获取井盖病害信息的问题，本文提出了一种结合三维激光点云的井盖病害检测方法。通过分析点云数据中路面井盖的空间分布特征和强度反射特性，首先设计了梯度和布料模拟滤波（Cloth Simulation Filter，CSF）组合算法提取地面点后生成强度图像，然后通过自适应阈值对强度图像进行二值化，在此基础上用限制参数的Hough圆检测方法定位井盖位置，实现了路面井盖的精准提取；通过计算井盖中心和邻域点云高差均值，实现了井盖的沉降病害检测。对北京三环道路的实地数据进行试验，结果显示，该方法能直接准确的获取路面井盖位置和病害等信息，井盖提取准确率达到84%，精准率达到98%。与传统测量方式相比，可有效提高井盖提取效率和作业安全性，有助于后期公路路面井盖的检测和维护工作。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第16期 pp.1604001      

李强   丁烨   杨立军   王扬  

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氧化石墨烯的还原与表面结构化有助于提升传感器、储能器等微型电子器件的性能。相比于其他工艺手段，采用飞秒激光辐照方法可以快速实现氧化石墨烯的同步还原和表面纳结构成型。本文首次对比了1030nm和257nm两种飞秒激光波长辐照下氧化石墨烯的形貌与结构特征，发现1030nm激光辐照产生的条纹周期纳结构主要由入射激光与表面等离激元干涉作用而形成，257nm激光辐照产生的沟槽微纳结构主要归因于光化学作用。通过拉曼测试和电化学阻抗谱分析表明，相比于257nm激光作用，1030nm激光辐照下氧化石墨烯还原程度更高，电极反应过程中接触电阻更小且有利于电荷转移和离子的扩散。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802022      

侯超剑   王根旺   王扬   张宏志   杨立军  

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实现纳米材料焊接的纳米连接技术不仅是研制高性能纳米器件的关键，也是“自下而上”进行纳米结构制造的重要手段，决定着新一代纳米器件的性能及可靠性。其中，纳米钎焊技术对焊接母材损伤小，可以连接同种或不同种类的纳米材料，并获得优异的力学及电学性能，是纳米连接技术的重要发展方向。本文基于分子动力学对激光辐照导致的纳米颗粒钎料熔融过程进行仿真分析。通过建立SiO2基底上单个、双银纳米颗粒的原子构型，分析激光辐照导致的不同温度作用下银纳米颗粒原子构型变化，并探究钎料熔融过程。同时为探讨基底对熔化过程的影响，进一步分析基底与纳米颗粒之间接触角、接触长度以及吸附能变化等。本文为激光熔融纳米颗粒进而实现纳米连接奠定理论基础。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第08期 pp.0802025      

孙玲玉   刘长超   姜明顺   张雷   张法业   隋青美   贾磊  

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针对铝合金结构服役过程中的疲劳裂纹监测问题，提出了一种基于光纤光栅传感阵列的实时裂纹连续监测方法。首先结合扩展有限元技术获得裂纹扩展过程的应变场分布特征，进行传感器布局设计；其次通过疲劳加载试验，获取加载次数、裂纹长度对波长峰峰值响应特征，采用三参数指数法进行疲劳扩展a-N曲线拟合；在实验数据基础上，采用梯度提升回归树算法进行预测模型搭建，并对比线性回归、支持向量两种方法，可释方差分、平均绝对误差、平均方差、决定系数和五折交叉验证等多种指标评估结果表明，梯度提升回归树算法对疲劳裂纹长度预测效果最佳。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第13期 pp.1306003      

段雨飞   李峰   杨直   李强龙   杨洋   吴天昊   王屹山   杨小君  

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飞秒光纤激光器由于具有良好的光束质量与稳定性被广泛应用于精细材料加工行业，目前工业化光纤飞秒激光器主要是通过啁啾脉冲放大系统的多级放大来实现其高功率，可是多级放大过程中会导致严重的增益窄化效应，增加最终的压缩脉冲宽度。为了解决增益窄化问题，缩短脉冲宽度，提高峰值功率，达到更好的“冷”加工效果，本文提出一种基于空间光调制器的光谱整形系统，通过加载到空间光调制器上的灰度图，来产生中心凹陷、平顶等特殊光谱形状，使其放大后光谱宽度与初始的种子源保持一致。与未加光谱调制相比，光谱宽度从7nm提高到9.5 nm，对应极限脉宽从222 fs减少到164 fs左右。最终通过透射式光栅对压缩得到了平均功率1.3W的飞秒激光输出，采用高斯拟合脉冲,脉冲宽度170 fs，接近转换极限脉冲。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第11期 pp.1101001      

徐宪莹   岳殿武  

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为改善现有可见光通信中光OFDM（正交频分复用）系统性能，本文提出了一种新型的光空间调制OFDM系统，该系统使用哈特莱变换代替傅里叶变换降低近一半的计算复杂度；同时采用一种复-实转换函数在频域将复数符号转换为实数符号，去除了哈特莱变换中实星座映射的限制，大大增加了系统灵活性；最后利用两个LED区分时域信号的正、负极性并分别进行传输，提高系统的频谱效率和功率效率；相较于其它基于LED（发光二极管）的光空间调制OFDM，可以在不损失系统可靠性的同时，增加系统设计灵活性，大幅降低计算复杂度。此外，本文针对LED和PD（光电检测器）对称放置的情况，提出了利用接收信号功率直接判别传输信号极性的方法；针对非对称情况提出了一般极性判别法，这两种方法相对于传统的迫零检测法，都能够有效改善系统误码性能（在64QAM调制，BER=10^(-4)时，系统性能提高了约2.9dB）。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第09期 pp.0906002      

王江   罗林保  

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日盲紫外探测器由于较高的探测灵敏度和较低的背景噪声被广泛应用于导弹制导、空间安全通信、臭氧层空洞监测和火焰检测等军事和民用领域。氧化镓（Ga2O3）是一种新型超宽禁带半导体材料，其较大的禁带宽度（4.2-5.3 eV）几乎占据太阳光谱的整个日盲波段，被认为是制备日盲紫外探测器的理想材料。本文主要介绍了Ga2O3的不同晶体结构和基本特性，并综述了基于多种Ga2O3结构的日盲紫外探测器的研究进展。基于Ga2O3纳米线的最大光响应度＞103 A/W，外量子效率能达到105%；Ga2O3单晶器件光响应率高达103-105 A/W，外量子效率超过106%，响应速度较快（μs级）。不仅如此，Ga2O3基异质结、p-n结和肖特基结的日盲探测器表现出的自驱动特性使其在无需外加电源条件下就能正常工作，这在极端环境下具有较大应用潜力。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第11期 pp.1100001      

王坤   王续跃  

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光纤激光器切割1mm厚铜-钢-铜层合板时存在反射率高、氧气辅助切割表面氧化严重及板材切割后切缝宽等问题。提出了预切割法，通过控制能量输入及氧化反应使材料表面产生浅层熔化，从而改变了预切割区域的元素构成、形貌及物化性质。获得了缝宽小于光斑直径的狭缝光栅试件。利用IPP（Image-Pro Plus）软件对预切割形成浅层熔化区域内的氧化物分布进行测定，并计算了氧化物面积占浅层熔化区的比例。通过预切割法可获得满足质量要求的狭缝光栅件，切割后热影响区大大减小且背面无挂渣、保护切割前后覆层铜材料性质，保证光纤激光切割铜-钢层合板的质量。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第06期 pp.0602105      

顾凡   孙茜   皇甫圆翔   陈靖雨   王晓南   孙立宁  

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摘要：本文利用脉冲激光器对直径为400μm镍钛丝及铜丝进行激光焊接，通过设计不同激光偏移量（激光束位于NiTi侧50 μm、中心线、Cu侧50 μm及Cu侧100 μm）对镍钛/铜异种激光焊缝形貌、显微组织、显微硬度及拉伸性能进行研究。结果表明：随着激光束入射位置由镍钛合金向铜一侧偏移时，镍钛/铜异种激光焊缝尺寸逐渐减小，且焊缝内的元素分布由均匀分布转变为局部偏析。当激光偏移量为镍钛侧50μm和中心线时，焊缝内显微组织均呈现为树枝状凝固组织；当激光偏移量为铜侧50和100μm时，焊缝由树枝晶、胞状晶和层状组织的混合组织构成。焊缝的平均硬度值随着激光束位置的偏移（NiTi→Cu）而逐渐降低，且激光偏移至铜一侧时，富Ni-Ti区出现局部高硬度值现象。当激光束偏移至铜一侧100μm时，焊缝内微裂纹的存在导致拉伸断裂在此处发生，且强度较铜母材显著下降。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第10期 pp.1002107      

庞祎帆   傅戈雁   王明雨   龚燕琪   余司琪   徐加超   刘凡  

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在大功率激光熔覆成形中，熔覆层的沉积率是决定成形效率及质量等的重要因素。本文采用Box-Behnken(BBD)及正交法进行了激光熔覆单道沉积实验设计，研究了激光功率、送粉速率、扫描速度和离焦量对沉积率的关系。分别建立了响应面法和经遗传算法优化的神经网络模型，同时预测并优化了沉积工艺参数。经遗传神经网络模型优化后的工艺参数得到的最大沉积率为3.74kg/h，高于响应面法优化得到的3.62kg/h。结果表明：遗传神经网络模型的预测、泛化及优化能力要优于响应面模型，使用遗传算法优化后的神经网络模型可为实现高沉积率激光熔覆成形提供更有效的预估方法。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第06期 pp.0602112      

付秀华   林晓敏   张功   王野   张静  

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根据亚波长结构对光场的调控作用，研制单层金属线栅偏振元件。利用等效介质和严格耦合波理论（RCWA）确定结构参数，使用有限时域差分法（FDTD）优化设计Si基底Al金属线栅结构；并通过多层减反射膜与金属线栅结构相匹配，降低基底剩余反射率，提高TM波透过率。采用间歇镀Al法降低辐射温度所导致的胶栅形变，制备了具有高偏振性能的亚波长元件。经测试，所制备的线栅偏振元件在中波红外3-5μm波段，TM波透过率为89.1%，消光比为21.9dB。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第09期 pp.0903002      

黄留飞   孙耀宁   季亚奇   吴昌贵   乐国敏   刘学   李晋峰  

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采用激光熔化沉积技术制备了AlCoCrFeNi2.5高熵合金，通过X射线衍射仪（XRD），扫描电子显微镜（SEM），能谱仪（EDS），电子背散射衍射技术（EBSD）及力学拉伸测试研究了合金的凝固组织、元素分布以及力学性能。研究结果表明，通过激光熔化沉积技术制备的AlCoCrFeNi2.5高熵合金微观组织为外延生长的柱状枝晶。该组织由一次和二次枝晶干处的面心立方相（FCC）与枝晶间隙处的体心立方相（BCC）组成。拉伸结果表明，在激光沉积方向，合金的抗拉强度达到1428MPa，延伸率为25.8%。断口形貌显示出在FCC相区域观察到了大量的滑移轨迹，而位于枝晶间隙处的硬质BCC相能够有效阻碍滑移的扩展，使得FCC相中的位错密度进一步提高。拉伸变形过程中合金内部组织中的FCC相与BCC相的耦合协同作用促使AlCoCrFeNi2.5高熵合金表现出了优异的综合力学性能。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第06期 pp.0602107      

张帅   金波佳   王翔峰   雷向阳   王健   许乔  

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大型激光装置要求KDP （Potassium Dihydrogen Phosphate，KH2PO4）晶体在加工阶段进行高精度定轴，以降低后续装调难度、提升批量装调效率，为此在加工阶段提出在位检测反馈及多次调节逼近的晶轴角度校正策略，从原理上避免了校正精度严重依赖调节工装精度、重复装夹误差大、机床直线度引入误差等问题，并且为提升晶轴角度的校正效率研制了电动控制的高精度吸盘角度调节工装，解决了校正角度大、精度要求高的难题。验证结果表明：采用研制的高精度吸盘角度调节工装，经过3轮次的迭代可以将晶轴角度误差从（2~4）mrad快速收敛至20μrad以内，满足大型激光装置的要求，进一步分析表明该策略的校正精度仅取决于测头移动长度及测试精度，且元件口径越大、测量精度越高，校正精度越高，因此特别适用于大口径KDP晶体元件的晶轴角度的精密校正。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第09期 pp.0901006      

张晓健   潘丽   曾颖   张洲   杨红伟   王彦照   王涛   朱仁江   范嗣强   张鹏  

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在光泵浦外腔面发射激光器中，分别用Cr4+:YAG晶体和半导体可饱和吸收镜SESAM作为可饱和吸收介质，获得了稳定的调Q脉冲输出。使用Cr4+:YAG晶体时，调Q脉冲的宽度为10μs，脉冲重复频率为26.3kHz。在相同的脉冲重复频率下，用半导体可饱和吸收镜所获得的调Q脉冲宽度为8μs。基于外腔面发射激光器中增益芯片的量子结构，以及Cr4+:YAG晶体和半导体可饱和吸收镜各自的时间特性，分析讨论了两种不同的可饱和吸收介质作用下，外腔面发射激光器中调Q脉冲的形成过程，初步清晰了外腔面发射激光器这一特殊种类的激光器中与调Q过程相关的物理图像。

       PDF全文        中国激光 ，2021年第48卷第07期 pp.0701003