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激光器与激光光学
胡勇  杨小康  康文江  丁雨田  [ ... ]许佳玉  张会莹  
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摘要
不同粒径粉末搭配对激光选区熔化成形件的质量起着至关重要的作用。为此,系统研究了IN738合金不同粒径粉末搭配对粉末特性和成形件质量的影响,结果表明,成形粉末流动性随着粗粒径粉末体积分数的增加而增加,当粗细粉末(50%粒径为31~53 μm的粗粉和50%粒径为15~30 μm的细粉)相互搭配时,其粒径分布为D10为15.1 μm、D50为27.9 μm、D90为52.9 μm,成形粉末具有较高的松装密度和振实密度,成形件具有较好的表面粗糙度及较低的孔隙率和裂纹密度,致密度达到99.3%。研究发现,不同粒径粉末搭配制备的打印件裂纹为凝固裂纹,裂纹主要沿着外延生长的〈001〉取向柱状晶晶界分布并扩展。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0114003
综述
李时春  莫彬  肖罡  孙富建  
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摘要
激光增材制造(LAM)涉及了复杂的热作用加工过程,在该工艺下制备的多层结构成形件也具有复杂的微观组织结构特征。而成形件的微观组织结构特征决定了其机械性能,优化微观组织结构特征是进一步实现机械性能的精确调控的关键所在。本文综述了LAM多层结构成形件的微观组织结构特征,总结了其微观组织结构特征演变的影响因素,为实现LAM多层结构成形件的微观组织结构特征优化提供参考。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0100007
激光器与激光光学
许艳  
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摘要
法布里-珀罗标准具是许多经典和现代光学领域中非常重要的器件之一。设计了一种简单稳定的空气隙法布里-珀罗标准具,作为飞秒脉冲激光器绝对距离测量光谱分辨干涉法的核心器件。将法布里-珀罗标准具放置在迈克耳孙干涉仪两路光束会聚出光处,滤出飞秒激光光学频率梳的梳齿,通过光谱仪精确地监测出飞秒脉冲激光器绝对距离测量干涉信号的光谱功率密度,从而计算出绝对距离。详细介绍了法布里-珀罗标准具的参数设计,进行了法布里-珀罗标准具调节系统实验。简要分析了飞秒脉冲激光器绝对距离测量光谱分辨干涉法的测量原理,实验结果表明,在±1 mm测量范围内精确度可以达到±5 μm以内。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0114007
激光器与激光光学
许本有  章旭  杨盈莹  
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摘要
在激光雷达的光机设计中,由于各项参数需要满足实际项目的指标需求,会导致激光雷达的光源中心与机械旋转中心不重合,进而造成点云图像产生弯曲,严重影响激光雷达的性能。因此,结合三维雷达的实际扫描情况,首先分析了激光雷达点云图像产生弯曲的原因并推导出每一条扫描线的误差计算公式。其次,通过修正参数的方式,将相对坐标系下的像素点转化成世界坐标系下的深度值,从而完成坐标系的转换,最终修正点云图像的弯曲,同时结合五幅点云图像详细分析了修正后算法的可靠性。实验结果证明,在进行算法修正之后,点云图像表现为处处是平面,几乎没有弯曲,所有测试障碍物的外形轮廓没有明显变形,像素点的排列整齐有序,测距误差由原来的10.2 cm减小到2 cm以内。且雷达在监测区域内最近处[坐标为(0,1.8 m)]的横向距离分辨率达到7.5 cm,纵向距离分辨率达到4.8 cm;最远处[坐标为(25 m,4.5 m)]的横向距离分辨率达到20 cm,纵向距离分辨率达到6.1 cm。通过与传统的数据匹配和拼接模型相比,证实了坐标系转换的算法可以从根本上解决坐标中心不重合和振镜旋转引起的两种非线性误差,而且通过下雪和复杂环境下的测试实验进一步证明了算法具有很高的稳定性。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0114005
激光制造
王根旺  管延超  王扬  丁烨  杨立军  
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摘要
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”制造性能优异的纳米结构及纳米电路的重要技术手段,同时也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、电子显微镜的纳米操作技术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技术的基本原理及特点,并在此基础上分析了不同操作技术存在的问题,介绍了几种典型的操作系统和操作策略的改进方法,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。最后针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分析与总结,探讨了三种操作技术的适用范围,并对不同操作技术的结合进行了展望。
中国激光
2021, 48(8): 0802018
激光器件与激光物理
摘要
自从2001年人们首次实现单个独立的阿秒(1 as=10 -18 s)脉冲以来,阿秒脉冲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,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,目前阿秒脉冲不仅脉冲宽度突破了50 as,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,综述介绍阿秒脉冲在上述各方面的新进展,并展望了未来进一步的发展趋势。
中国激光
2021, 48(5): 0501001
激光器件与激光物理
摘要
针对矩形阵列光束与光纤耦合的角度填充系数低,以及未能充分利用光纤数值孔径的缺点,提出密堆积阵列光束的光纤耦合方式以最大化角度填充系数,从而提升光纤耦合的输出亮度。基于该排布方式设计无像差平行平板缩束装置,相比于望远镜缩束系统,该装置可保持光束发散角不变,消除阵列光束之间的暗区,改善组合光束的光束质量。仿真结果表明,该装置可将14支功率为1.5 W绿光单管耦合进数值孔径为0.15和芯径为105 μm的光纤中,获得93.75%的光纤耦合效率,输出功率为19.13 W,对应亮度为3.125 MW·cm -2·Sr -1,系统的总光-光传输效率达91.10%。
中国激光
2021, 48(5): 0501016
激光器件与激光物理
白川  田文龙  王阁阳  郑立  [ ... ]徐瑞  张大成  王兆华  朱江峰  魏志义  
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摘要
高重频全固态掺镱飞秒激光放大器在工业超快非热微加工、极紫外光学频率梳、高通量高次谐波产生、角分辨电子动量谱等领域有着重要的作用。首先总结了高重复频率飞秒激光放大面临的增益介质热管理和增益窄化效应等关键技术瓶颈,并对近年来不同掺镱晶体全固态再生放大和行波放大技术的参数特点、适用范围及研究进展进行了梳理。最后展望了基于新型掺镱激光介质的全固态高功率飞秒激光放大器。
中国激光
2021, 48(5): 0501005
激光器件与激光物理
董自凯  宋晏蓉  
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摘要
超快光纤激光是目前激光器研究的一个热点。非线性可饱和吸收效应是光纤激光器被动锁模技术的核心。被动锁模技术主要分为真实饱和吸收体和人造饱和吸收体,真实可饱和吸收体包括:半导体可饱和吸收镜(SESAM)和纳米材料等;人造可饱和吸收体包括:非线性偏振旋转演化(NPE)、非线性光环形镜(NOLM)、非线性多模干涉(NLMMI)和Mamyshev再生器(Mamyshev)等。本文综述了最近各类可饱和吸收效应锁模光纤激光器的发展方向,简要阐明工作原理、技术优势、解决所面临问题的方法以及应用领域。
中国激光
2021, 48(5): 0501006
激光器件与激光物理
聂鸿坤  宁建  张百涛  杨克建  [ ... ]赵刚  吕新杰  何京良  
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摘要
基于光学超晶格的光参量振荡技术是研制2~5 μm波段中红外相干光源的有效技术手段,在遥感探测、精密测量、环境监测、医疗诊断、科学研究和军事国防等领域具有非常重要的应用价值。总结了光学超晶格2~5 μm中红外光参量振荡器的国内外研究进展,重点分析了连续波、纳秒脉冲以及皮秒脉冲等不同运转模式下光参量振荡器的结构特点、优势和发展前景。并对光学超晶格中红外光参量振荡器的发展趋势进行了展望,指出高功率、宽调谐、低功耗、小型化和轻量化是光学超晶格光参量振荡器的重要发展方向,而高质量大尺寸(厚度)的光学超晶格晶体、性能优异的泵浦源和可靠的工程化样机设计是未来光参量振荡器发展的核心技术。
中国激光
2021, 48(5): 0501008
00 11