为了实现1550 nm正交线偏振双频激光输出，设计了一种复合环形腔双波长单纵模掺铒光纤(EDF)激光器，以保偏光纤Bragg光栅作为波长选择元件，并采用未抽运掺铒光纤饱和吸收体作为激光单纵模选择元件，从而实现正交线偏振1550 nm双波长单纵模激光稳定振荡输出。简要介绍了复合环形腔选模及未抽运掺铒光纤饱和吸收体选模的基本原理，理论分析了未抽运掺铒光纤长度对单纵模选择的影响，实验研究了不同选模情况下双波长激光的振荡特性。实验结果表明：腔内含有保偏光纤Bragg光栅和未抽运掺铒光纤饱和吸收体的复合环形腔。掺铒光纤激光器能够稳定输出1550 nm正交线偏振双波长单纵模激光，其波长间隔约为0.344 nm。这种双波长单纵模光纤激光器可广泛应用于激光传感与测量以及密集波分复用(DWDM)光纤通信等领域。

为了实现复杂条件下的焊缝检测与跟踪,通过激光扫描技术,开发了环形激光视觉传感器,与机器人手爪一起构成焊接机器人“手眼”系统,从而获得焊缝三维信息。改善了传统的点状或线条状激光视觉传感器信息量少、解释模糊以及跟踪方向单一等问题。研究了用于焊缝定位与跟踪的环形激光视觉传感器系统的内外参量标定,提出了实现焊缝三维计算的模型,最后,以对接接头、搭接接头、角接接头为对象进行了试验验证,并对标定精度进行了分析。结果表明:环形激光在不同的焊缝表现了不同的形态,结合标定试验结果,能够计算被检测焊缝的三维坐标,计算精度能够满足试验要求。

全光3R技术是未来的全光通信网络的发展方向，全光时钟提取时全光3R技术的关键技术之一。本文提出了一种基于可调谐调谐器的频率可变NRZ-DPSK信号的时钟提取方法。采用自由空间光的斐索干涉仪构成可调谐叠加器，将NRZ-DPSK信号转换为含有时钟分量的RZ强度信号，调谐范围可覆盖2.5Gb / s的〜的40Gb / s将解调出的RZ信号注入到光纤环形激光器实现了的5Gb / s的的长度为2 7 - 1的伪随机码NRZ-DPSK信号的全光时钟提取，其消光比连续10dB 。

掺有Fabry-Perot滤光片的全光纤宽波长可调th掺杂光纤环形激光器

根据布里渊光纤环形激光器谐振腔特性,设计了一套以单片机为控制中心,压电陶瓷(PZT)为调频器件的光纤环形激光器稳频系统。采用“数值均值滤波”的思想,消除外界因素的影响,提高了鉴频精度;采用“等步长调节,小步长跟踪” 控制方法,可在保证跟踪速度的基础上提高控制精度。由于控制步长非常小,系统不易产生控制振荡,因而不易失锁。应用设计的光纤环形激光器稳频系统完成了对布里渊环形激光器的稳频锁定实验,鉴频时间达到500 μs,锁定精度达到士0.5 MHz,锁定时间约为30 min。

激光填丝焊是一种具有广泛应用领域的焊接工艺。针对现有旁送丝填焊工艺存在的不足,提出了光束中空、正向同轴送丝创新方案。利用所研制的光内同轴送丝焊接装置进行了焊接试验。结果表明,同轴送丝焊接具有光丝耦合姿态固定、热源对称、能量分布合理等突出优势。焊缝表面光滑平整,截面形状对称。焊缝质量各向同性,适用于一维和多维焊接。对变动激光功率、扫描速度和送丝速度进行了工艺试验,获得了一组优化的工艺参数。焊缝的扫描电镜(SEM)分析和拉伸试验表明,激光光内同轴送丝所获得的焊道组织致密、均匀,无气孔、夹渣等缺陷,是理想的激热激冷组织;焊缝与基材结合牢固,结合区无明显缺陷。