聚焦普通脉冲钕玻璃激光于未电极化的锆钛酸系(PZT)陶瓷薄片上,在激光击穿样品之前,样品两表面银电极间无电信号出现.然而,一旦样品被光击穿,电极间就会出现脉冲电信号.在电极接线保持不变的情况下,光从前后两表面入射而击穿样品时,所产生的电信号极性正相反.在穿孔较小时所产生的电信号极性是逆光方向,但在穿孔大到适当值时信号极性变为顺光方向.

脉冲激光烧蚀制备的用于油水分离的耐用超疏水-超亲油铜网

提出了一种可以实现同种或异种金属材料固态冶金结合的新型激光冲击点焊工艺。实验中，采用Nd∶YAG激光器发出的脉冲激光驱动厚度为30 μm 的钛箔产生局部塑性变形，并以超高速撞击厚度为100 μm 的铝板以实现点焊连接。当钛箔的飞行距离分别为0.3、0.6、0.9 mm 时，焊点中心的回弹区域面积依次减小，而结合区域面积依次增大。采用冷镶嵌技术制样用来观察焊点的截面特征，发现了沿焊点直径方向振幅和周期变化的波形界面和平直型界面。为研究激光冲击点焊对材料力学性能的影响，应用纳米压痕测试技术测量了垂直于焊接界面方向材料的显微硬度，结果表明焊接界面附近材料的硬度值明显提高。此外，焊接试样的拉伸剪切测试结果表明，当复板和基板发生有效固态冶金结合时其连接强度较高，失效形式通常是焊点边缘破裂。激光冲击点焊为厚度在微米级的异种金属箔板的点焊连结开辟了新途径。

采用含有一定量纳米铝粉的钴基合金粉末作为涂层原材料,在结晶器用Cu-Cr合金表面利用激光搭接原位反应制备陶瓷相颗粒增强钴基合金涂层。通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜和显微硬度实验等分析手段对实验制备样品涂层的结构和形成机制进行了研究。结果表明,在优化了的激光制备工艺参数(电流175 A,频率15 Hz,脉宽3 ms,速度4.0 mm/s)及搭接率在20%～25%时,在Cu-Cr合金表面制备出了陶瓷相颗粒增强钴基合金涂层。Co基合金涂层和基体间形成了界面的冶金结合。涂层中原位生成了陶瓷相颗粒,最大颗粒的粒径在3 μm左右,多数为细小且呈弥散分布的近似球形颗粒,起到了增强基体的作用。Co基合金的主要结晶方式是以原位生成的陶瓷相为中心,带动周围Co基合金液体结晶,反过来结晶后的合金对陶瓷相进行包裹,控制了陶瓷相的聚合,并使其弥散分布、颗粒细小化。Cu-Cr合金表面涂层的平均显微硬度由基体表面的94HV增到了300HV。

用脉冲激光沉积技术制备了钛酸锶钡(Ba0.5Sr0.5TiO3)薄膜。用X射线光电子能谱和原子力显微镜分别分析了薄膜的化学组分和表面形貌。在交流信号为50 mV和100 kHz时测量了薄膜的介电系数和介电损耗随外加电场的变化关系,得出最高的介电可调率达到45%。利用单光束纵向Z扫描的方法研究了薄膜的非线性光学性质,得到非线性折射率为5.04×10-6 cm2/kW, 非线性吸收系数为3.59×10-6 m/W,测量所用光源的波长为532 nm,脉宽为55 ps,表明Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜有较快的非线性光学响应。

研制了一种传导冷却结构的激光二极管(LD)侧面抽运NdYAG调Q全固态脉冲激光器。将侧面抽运的NdYAG棒状激光晶体，与卡网冷却套圆滑配合，冷却套镶嵌在铜圆环热沉上，铜圆环热沉被一大的外表面加工成叠槽式的三角形铝热沉环套，3只长条形列阵半导体激光管根据其特定的设计结构固定在热沉上，实现无水冷保证激光器恒温工作。在-20 ℃~40 ℃范围内进行实验，获得了波长1.06 μm、脉冲宽度9 ns、最大能量98 mJ 的低阶膜激光输出，-20 ℃比40 ℃时能获得更高的输出能量和稳定度。该设计能缩小激光器体积，获得稳定的激光输出，代替水冷在低温下应用。

随着脉冲激光焊接技术在精密制造领域的应用越来越广泛，研究脉冲激光精密焊接过程中的焊接变形规律，对于提高焊接质量具有重要意义。采用ANSYS的壳单元建立三维有限元模型，模拟厚度为0.5 mm Hastelloy C-276超薄板的脉冲激光焊接过程。通过实验测量焊接变形的分布情况，获得的实验结果与模拟结果一致，验证了有限元模型的合理性。利用建立的模型，进一步研究激光单脉冲能量输入对横向收缩变形和失稳变形分布规律的影响。结果表明，激光的脉冲作用引起瞬时变形周期性振荡；随着激光单脉冲能量输入的增加，焊接件的横向收缩变形和失稳变形变大。

输出能量的稳定性是超短脉冲激光装置的一个重要指标。为提升SILEX-I超短脉冲激光装置放大前级的能量稳定性，通过实验测量了放大前级的再生放大器和预放大器及其抽运光的能量稳定性，发现抽运光的能量波动对再生放大器的能量稳定性影响较大，是放大前级输出能量波动的主要来源。为解决这一问题，采用Frantz-Nodvik方程和统计方法对抽运光波动造成的主激光波动进行了理论分析和数值模拟。分析了多种稳定性提升措施，如导出延后、饱和放大和多束抽运光抽运等。采用稳幅器件有效地提高了输出能量的稳定性，放大前级的输出能量波动的均方根值从4%左右降到1%以下。

激光强化工程应用对硬化层深度、宽度和均匀性等强化参数有明确要求，激光强度空间分布是影响硬化层均匀性的重要因素。针对二维点阵光斑的强度空间分布提出一种半定量的数学模型，从均匀温度场出发，使每个小光斑处其余小光斑对其能量贡献相等，从而求出各个小光斑的强度比。给出3×3和5×5点阵分布光斑情形下激光强度空间分布的反求算例。使用有限元模拟和实验结果对此反求算法进行了验证。结果表明，此反求算法得出的二维点阵空间强度分布优化了硬化层均匀性。

针对脉冲激光器峰值功率大、重复频率低和占空比受限等特性，对现有的无线光通信调制方案进行分析和改进，给出改进后调制方案的符号结构，在功率效率、带宽需求和传输容量等方面对其性能进行分析比较，并在理想的加性高斯白噪声干扰下分析其误包率。理论分析和仿真验证表明：脉冲宽度调制方案具有最大的传输容量，能在适应脉冲激光器特性限制的同时，获得较好的调制性能，在无线光通信系统中有一定的应用前景。