1 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙 410075
2 中南大学交通运输工程学院，湖南 长沙 410075
3 中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南 长沙 410083
激光选区熔化（SLM）过程工艺参数会直接影响熔道成形形貌及微观结构，从而影响成形结构的力学性能。针对AlSi10Mg合金在SLM成形过程中产生的缺陷，笔者采用试验方法研究了激光功率、扫描速度等成形参数对AlSi10Mg合金单、双熔道成形形貌的影响，并结合离散元-流体体积（DEM-VOF）法建立了介观尺度下SLM成形过程粉末床数值模拟模型，对低功率下熔道成形缺陷的成因进行研究。结果发现：激光线能量密度不足（线能量密度低于200 J/m）以及AlSi10Mg的易氧化性会严重影响熔道的连续性；在低扫描速率（200 mm/s）、高线能量密度（500 J/m）成形窗口下，熔池的连续性及表面平整度因受蒸气反冲压力的作用而降低，同时形成了深度可达100 μm的匙孔，影响了熔道形貌，并产生了孔隙缺陷。由数值模拟结果可知，提高预热温度至500 K可以降低粉末熔化所需的激光线能量密度，从而改善低功率下的熔道不连续现象。
激光技术 激光选区熔化 AlSi10Mg合金 工艺参数 缺陷 数值模拟 中国激光
2024, 51(16): 1602307
北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室 光纤传感与系统北京实验室, 北京 100192
针对啁啾光纤光栅的带通滤波特性, 设计了纤芯/包层复合结构的啁啾光纤光栅滤波器。基于光纤耦合模和传输矩阵理论及坐标变换方法, 对其光谱特性进行仿真分析, 验证了该光栅的双带通滤波特性; 对周期为536、537、538nm, 长度为8、10、12mm, 折射率调试深度为0.0002、0.0003、0.0004, 啁啾系数为0.05、0.10、0.15nm/cm的该结构光栅进行光谱模拟, 证明中心波长随周期增大而增大; 半峰宽度随长度、调制深度、啁啾系数增大而变宽; 反射率峰值随啁啾系数增大而降低, 随调制深度增大而升高。上述研究证明了该结构光栅具有双带通滤波特性, 且幅值带宽可调。
光谱学 双带通滤波器 啁啾光纤光栅 耦合模理论 仿真 spectroscopy double band-pass chirped fiber Bragger grating coupled mode theory simulation
1 北京信息科技大学 a.光电测试技术及仪器教育部重点实验室
2 b.光纤传感与系统北京实验室, 北京 100192
针对纤芯包层复合结构光纤布拉格光栅(FBG)制备难度较大的问题, 文章首先分析了复合结构FBG的结构特征, 然后从光纤耦合模理论出发, 利用Rsoft结合Matlab软件分别模拟了单独存在的纤芯、包层光栅以及复合结构光栅的反射光谱, 并且通过改变光栅周期、栅区长度以及调制深度, 对复合结构FBG的反射光谱特性进行了仿真分析。仿真结果表明, 光栅周期为541 nm并固定其他参数时, 单独的纤芯与包层光栅中心反射波长分别为1 563.4和1 558.0 nm, 复合结构光栅获得了具有相同中心波长的双峰反射光谱; 复合结构光栅的光栅周期、光栅长度和调制深度会对反射谱的中心波长、强度与半高宽度造成规律性的影响。研究结果可以给光栅刻写与应用提供参考与理论支撑。关键词:
纤芯包层复合结构光栅 光纤布拉格光栅 反射光谱 耦合模理论 仿真研究 core-and-cladding integrated grating FBG reflectance spectrum coupled-mode theory simulation study
