姚建华 1,2,*李波 1,2张群莉 1,2胡耀峰 1,2[ ... ]王健君 1,2
作者单位
摘要
1 浙江工业大学激光先进制造研究院,浙江 杭州 310023
2 浙江工业大学机械工程学院,浙江 杭州 310023
以Ti6Al4V沉积层为基体,研究基体表面预处理对超音速激光沉积涂层/基体界面结合的影响。试验前,基体表面经过三种不同方式的预处理,分别为抛光、打磨和喷砂。利用X射线衍射仪和表面轮廓仪对基体表面的物相组成和粗糙度进行了分析,利用光学显微镜对涂层/基体界面结合进行了分析,利用单颗粒撞击有限元模型对颗粒与不同表面粗糙度基体的结合情况进行了分析。研究结果表明,打磨处理的基体由于表面生成氧化钛陶瓷相,涂层发生脱落。抛光处理的基体较喷砂处理的基体有更低的表面粗糙度,其涂层/基体界面结合更紧密。数值模拟表明,基体表面的起伏特征在颗粒/基体界面处促成温度和应变的不均匀分布,阻碍颗粒与基体间的紧密结合。
超音速激光沉积 钛合金 表面预处理 界面结合 有限元分析 supersonic laser deposition titanium alloy surface pretreatment interfacial bonding finite element analysis 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114004
作者单位
摘要
1 紫金矿业建设有限公司,厦门 361000
2 厦门钨业股份有限公司,厦门 361000
某矿山控制爆破工程要求爆破后粒径小于0.4 m,但该区域为“硬软夹层”地质构造,采用传统爆破方法在孔口堵塞段极易产生大块,爆破质量难以满足要求。为改善爆破质量节约施工成本,借鉴深浅结合方形布孔技术,分别在现场工况的基础上以中间浅孔深度为0 m、4 m、5 m、6 m、7 m开展爆破试验研究。首先采用 ANSYS /LSDYNA有限元软件开展数值模拟试验,建立了上半部采用RHT本构关系的石灰岩模型,下半部采用HJC本构关系的泥灰岩模型,形成“硬软夹层”构造。随后在多组数值试验中初步获取相对较优的中间浅孔深度,分析不同试验条件下岩体损伤分布特征与爆炸有效应力分布规律。由于ANSYS/LSDYNA并未将爆生气体的作用考虑在内,因此为了得到更准确的实验结论,同时考虑到不宜过度增加爆破炸药消耗,结合项目实际情况,选用4 m、5 m中间浅孔深度进行现场爆破试验。研究结果表明:采用深浅结合方形布孔的措施降低爆破大块率是有效的。采用中间浅孔深度为5 m时,可以降低曲率系数Cc与爆破大块率。技改前平均大块率约为64.4%,技改后0.4 m以上的大块率可降低至38.1%左右,使得爆堆级配达到良好水平。其降低大块率效果优于原爆破方案及4 m中间浅孔方案。
露天矿山 爆破 数值模拟 优化 open pit blasting numerical simulation optimization 
爆破
2023, 40(1): 92
闫路平 1刘晓阳 1王小龙 1,2董岚 1,2,*[ ... ]梁静 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
高能同步辐射光源(HEPS)的预准直单元数量庞大,且磁铁准直精度要求极高,为检验HEPS增强器预准直单元磁铁准直精度,需要在实验厅按照一定比例对其进行振动线磁中心验证测量。基于预研阶段已研发的振动线系统,详细介绍了振动线磁中心测量原理及扫描方法,研究了HEPS增强器两铁单元的磁中心准直精度检测方法并进行了验证实验。设计并搭建了振动线高精度重复定位夹持机构装置,研究了振动线下垂量的修正方法,并对增强器两铁单元的磁中心扫描结果进行拟合分析。实验结果表明,HEPS增强器两铁单元满足磁铁间相对位置误差优于 50 μm的预准直精度要求。
振动线 定位机构 磁中心测量 下垂量修正 精度分析 vibration wire positioning mechanism magnetic center measurement sag correction precision analysis 
强激光与粒子束
2023, 35(12): 124003
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
针对一种在复杂环境条件下进行脉冲中子探测的闪烁探测器,开展了一系列的可靠性设计、保证工作。在设计上通过双通道冗余备份、抗振设计等方式提升了探测器的固有可靠性。此外还采取可靠性建模及指标分配的方式明确了探测器各部件的任务可靠性目标,通过FMECA分析方法研究了探测器各部件的故障模式及其影响,确定了可靠性重要部件。通过运用环境应力筛选试验及可靠性强化试验,进一步提升了探测器的可靠性。经初步验证,采取上述可靠性设计保障技术的脉冲中子探测器,其任务可靠度可达到99.9%以上。
脉冲中子 闪烁探测器 可靠性 FMECA pulsed neutron scintillation detector reliability FMECA 
强激光与粒子束
2023, 35(11): 119002
闫皓月 1董岚 1,2,*王铜 1,2马娜 1,2[ ... ]何振强 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
随着粒子加速器对束流的精确控制要求越来越高,对工程控制网的设计与测量提出了更高的要求,详细介绍了高能同步辐射光源(HEPS)工程测量首级地面控制网的布设及测量方案。地面控制网永久点标志布设于粒子加速器建筑隧道内,通过垂直通视孔与架设在线站大厅顶面的仪器铅锤对中,并形成平面互相通视的观测条件,实现了平面测站和坐标的联系传递;高程方向采用水平通视孔及门窗通视的方式实现水准测站和高程坐标的联系传递。由此构成了立体化通视与观测结构,这在国内同步辐射光源建设中有独特之处,有力保证了加速器轨道的精确控制。平面控制网分别采用GNSS控制网和全站仪边角网测量的方案,高程控制网采用室内隧道地面和室外地面水准测量的方案。在加速器隧道设备安装前进行了两次地面控制网测量,数据处理采用平面+高程的模式平差。经过不同测量方案的对比来验证测量过程的正确性,同时对比两次控制网的测量结果来验证可靠性。平均点位标准偏差为2 mm,反映测量成果的精确可靠,满足后续二级隧道控制网测量及设备安装准直需要。HEPS对永久控制点的稳定性提出了很高的要求,通过优化设计和特殊施工,在狭窄隧道空间内成功建设了超高、超细、高稳定的基岩隔空桩,为储存环构成了稳固的三维永久控制点,为长期监测束流轨道的稳定性提供了基准,为后续同步辐射光源建设提供了借鉴。
控制网 GNSS测量 水准网 投影变形 控制网平差 control network GNSS survey leveling net projection deformation control net adjustment 
强激光与粒子束
2023, 35(11): 114003
唐琳 1,3周爽 1廖先莉 1,2刘泽 1李波 1,*
作者单位
摘要
1 成都大学 电子信息与电气工程学院成都 610106
2 成都理工大学 核技术与自动化工程学院成都 610059
3 南洋理工大学 电气与电子工程学院新加坡 639798
针对测量系统本身导致的脉冲截断给脉冲高度分析带来的挑战,本研究提出一种复合神经网络模型,用于预测产生了截断的脉冲高度。该模型将长短期记忆模型(Long and Short-term Memory,LSTM)嵌入UNet结构,采用模拟脉冲数据集对模型进行训练,使用相对误差指标对模型性能进行评估。结果显示:在对模拟脉冲序列进行脉冲高度估计时,UNet-LSTM模型的平均相对误差约为2.31%,相较于传统的梯形成形算法的平均相对误差降低了1.91%;在粉末铁矿样品和粉末岩石样品的实际测量中,不同截断率的实测脉冲序列也进一步验证了UNet-LSTM模型的脉冲高度估计性能,在两种样品、8组离线脉冲序列的高度估计中得到的平均相对误差为2.36%,表明该模型可以准确估计截断脉冲的高度。
UNet 长短期记忆模型 脉冲截断 脉冲高度估计 UNet Long and short-term memory model Pulse truncation Pulse height estimation 
核技术
2023, 46(11): 110505
作者单位
摘要
重庆光电技术研究所, 重庆 400060
光电振荡器是一种采用光电结合方式的新型微波频率源,其利用光学长时储能,可以实现极低相位噪声的信号输出。文章研究了光纤中散射噪声对光电振荡器相位噪声的影响,重点介绍了基于相位调制等效展宽激光线宽,抑制布里渊散射噪声架构,通过理论公式推导以及实验验证,表明了上述架构可极大改善光电振荡器的相位噪声。实验中采用调制频率为50MHz、调制幅度为3.1的相位调制信号对激光线宽进行等效展宽,得到在10GHz频率下为-157.3dBc/Hz@10kHz的极低相位噪声信号输出。
相位调制 激光线宽 极低相噪 光电振荡器 phase modulation laser line-width ultra-low phase noise optoelectronic oscillator 
半导体光电
2023, 44(5): 662
刘博 1马磊 1田凯 1李波 2,*[ ... ]姚建华 2
作者单位
摘要
1 国网宁夏电力有限公司超高压公司,宁夏 银川 750001
2 浙江工业大学机械工程学院,浙江 杭州 310023
采用激光辅助低压冷喷涂技术在Cu基体上制备表面金属化CNTs(Ni-Cu-CNTs)/Cu复合涂层,研究了复合涂层的微观特性以及耐磨损性能。研究结果表明,在激光辐照的作用下,Ni-Cu-CNTs增强相和Cu黏结相由于受热软化均发生了明显的塑性变形,Ni-Cu-CNTs颗粒嵌入到塑性变形的Cu颗粒中形成连续致密且结合良好的复合涂层,复合涂层的厚度可达2609 μm,CNTs弥散均匀分布在复合涂层中且保持其结构的完整性。添加Ni-Cu-CNTs的复合涂层表现出优异的耐磨损性能,平均摩擦系数可降低至0.385,体积磨损速率降至1.49×10-4 mm3/(N·m)。复合涂层中的Ni-Cu-CNTs增强相一方面通过承受磨球对涂层表面的载荷力,减少了涂层磨损,另一方面随着磨损过程的进行,Ni-Cu-CNTs从涂层中脱离到涂层表面形成润滑层,降低了涂层的摩擦系数,从而提高复合涂层的耐磨损性能。
激光技术 低压冷喷涂 CNTs/Cu复合涂层 微观特性 耐磨损性能 laser technique low-pressure cold spray CNTs/Cu composite coating microstructure wear-resistant property 
激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2114008
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Optoelectronic Information of Science and Engineering, School of Science, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212100, China
2 Key Laboratory of Ferro and Piezoelectric Materials and Devices of Hubei Province, Faculty of Physics and Electronic Science, Hubei University, Wuhan 430062, China
3 School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
We reporte and demonstrate a solid-state laser to achieve controlled generation of order-switchable cylindrical vector beams (CVBs). In the cavity, a group of vortex wave plates (VWPs) with two quarter-wave plates between the VWPs was utilized to achieve mode conversion and order-switch of CVBs. By utilizing two VWPs of first and third orders, the second and fourth order CVBs were obtained, with mode purities of 96.8% and 94.8%, and sloping efficiencies of 4.45% and 3.06%, respectively. Furthermore, by applying three VWPs of first, second, and third orders, the mode-switchable Gaussian beam, second, fourth, and sixth order CVBs were generated.
cylindrical vector beams order-switchable beams vortex wave plates solid-state laser 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101401
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
根据大容量能库型装置双极性充电电源对采样电路的高鲁棒性、正负极性均可控等要求,研制了一种隔离电压大于30 kV、隔离转换电压误差小于0.1%的正负双极性直流高压隔离采样电路。采用电压/频率、频率/电压转换方法,通过光纤、变压器隔离等措施,实现了正负双极性直流高压同时隔离采样,解决了目前双极性直流高压电源存在的正负极性电压不平衡、控制信号与高功率系统地隔离不完全问题,提高了电源的抗电磁干扰能力。该电路在±10 kV双极性充电输出时,正负极性电压偏差小于0.1%,100多台充电电源在18.3 MJ脉冲装置放电产生的复杂电磁干扰环境下可靠稳定运行。
正负双极性隔离充电 隔离采样 压频变换 频压变换 isolated bipolarity power supply isolated sampling voltage-frequency conversion frequency-voltage conversion 
强激光与粒子束
2023, 35(7): 075002

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