皮秒/纳秒脉冲激光抛光对激光选区熔化TC4表面完整性影响

以激光选区熔化TC4钛合金薄壁结构件为研究对象,采用皮秒脉冲激光和纳秒脉冲激光进行激光抛光,旨在探究不同激光抛光方式对增材制造的钛合金表面性能的影响。两种激光加工参数均为优化后的工艺参数,且均为高斯光源。对抛光后的表面形貌、表面粗糙度、热影响层深度、元素分布、氧化程度和试样的拉伸性能进行对比分析。结果表明皮秒脉冲激光和纳秒脉冲激光均可以显著改善增材制造TC4钛合金的表面质量,降低表面粗糙度,从原始的3.52μm下降至皮秒抛光的0.71μm或纳秒激光的0.66μm。纳秒脉冲激光具有更高的热积累,表面氧化程度高,热影响层深,约为34.20μm,比皮秒脉冲激光热影响层深度增大约40.9%。拉伸试验结果表明,虽然激光抛光略微降低了激光选区熔化增材制造钛合金的拉伸性能,但是纳秒脉冲激光抛光后试样的拉伸强度和拉伸应变下降更显著。本研究为激光抛光在增材制造中的应用提供了深入的试验分析和理论探讨,为进一步扩展皮秒脉冲激光在高性能金属零件的制备提供了新思路和方法。

基于响应面法的Ni60/WC涂层表面织构皮秒分束工艺参数预测研究

目的实现六分束激光在Ni60/WC涂层表面烧蚀目标织构激光加工工艺参数的精确选择。方法基于CCD响应面法,设计在不同的激光工艺参数下对Ni60/WC涂层表面进行织构烧蚀试验,以激光频率、扫描次数、扫描速度为影响因素,以圆凹坑织构直径、深度及由其直径和深度综合加权所得的综合目标为响应目标,建立目标织构所需激光工艺参数的预测模型,以织构直径、深度及综合目标作为优化条件,对预测模型进行实验验证。结果扫描次数对织构直径的影响最显著,单个脉冲光斑上所聚集的能量大小是影响织构直径误差的关键因素。对织构深度影响最显著为扫描次数和频率,织构深度与扫描次数、频率呈正相关,不同因素间的交互作用是影响织构加工结果的关键。通过对预测模型所优选的参数进行实验验证发现,以织构直径和深度、综合目标建立的预测模型优选工艺参数所加工圆凹坑织构的质量评价指标与其预测指标的误差率分别为19.37%、3.57%。功率为6 W时,六分束激光加工最优工艺参数为速度5500 mm/s、频率400 kHz、扫描2次。结论通过综合目标建立的Ni60/WC涂层表面圆凹坑织构六分束激光加工参数优选预测模型精确程度较高,能够实现Ni60/WC涂层表面加工所需织构激光参数的准确预测,为涂层表面织构加工激光参数精确选择提供了理论依据。

皮秒激光不同图案化处理氧化锆陶瓷对其粘接性能的影响

目的:研究皮秒激光在牙科氧化锆表面不同图案化扫描处理的结果,以及对氧化锆表面粘接性能的影响。方法:选取160例烧结氧化锆陶瓷试件,随机分为8个研究组,分别为空白对照组(A组)、喷砂对照组(B组)、皮秒激光处理组(C-H组,分别为:皮秒激光蜂窝状扫描、喷砂后皮秒激光蜂窝状扫描、皮秒激光横线状扫描、喷砂后皮秒激光横线状扫描、皮秒激光井字格状扫描、喷砂后皮秒激光井字格状扫描)。扫描电镜观察表面微观组织形貌;激光共聚焦显微镜观察3D形貌,原子力显微镜测量表面粗糙度Ra;X射线衍射仪观测表面晶相组成的转变;电子万能试验机测量抗弯强度,测定氧化锆陶瓷与自粘型树脂水门汀的剪切强度;光学体式显微镜下观察断裂模式;采用SPSS26.0对所得结果进行单因素方差分析及多重检验。结果:皮秒激光在氧化锆表面扫描后,可分别得到蜂窝状、平行的等间距横线状及等间距井字格状图案;不同图案化处理后氧化锆表面粗糙度不同,横线状B组最大,为14.92μm;激光表面处理不会导致表面晶相转变;经过皮秒激光处理后,剪切粘接强度明显增加(P<0.05),C组的粘接强度最大,为(26.86±1.53)MPa,约为A组的7.4倍;断裂模式由A组与B组的完全粘结破坏转变为内聚破坏和混合破坏;激光处理后的氧化锆陶瓷抗弯强度满足临床应用要求。结论:皮秒激光对氧化锆表面进行图案化处理能够提高氧化锆与树脂水门汀的粘接强度,是一种有前景的氧化锆表面改性方法。

755nm皮秒激光联合纳晶微针导入氨甲环酸治疗黄褐斑的疗效观察

目的观察755nm皮秒激光联合纳晶微针导入氨甲环酸治疗黄褐斑的疗效临床疗效。方法将40例黄褐斑患者随机分为两组,试验组采用755nm皮秒激光联合纳晶微针导入氨甲环酸治疗,对照组采用单纯皮秒激光治疗,两组患者治疗前、治疗第2个月、第4个月、第7个月拍照存档,按照黄褐斑皮损面积和严重度指数(melasma area and severity index,MASI)进行评分。结果试验组和对照组从开始治疗的第二个月MASI值就开始出现下降,试验组治疗后第七个月MSAI分值最低,从治疗前(14.86±3.33)下降至(8.33±2.39),对照组的MASI分值下降至(10.23±2.84).试验组分值明显低于对照组(P<0.05)。试验组治疗后MASI下降率为(44.82±5.73)%,明显高于对照组,差异具有统计学意义。结论755nm皮秒激光联合纳晶微针导入氨甲环酸能有效治疗黄褐斑,安全性好,不良反应少。

超皮秒激光联合透明质酸注射在面部年轻化治疗中的应用

目的:探讨超皮秒激光联合透明质酸注射进行面部年轻化治疗的效果。方法:选择2021年1月-2022年6月在笔者医院要求进行面部年轻化治疗的就医者99例,按随机数字表法分为A组(n=33,单纯透明质酸治疗)、B组(n=33,单纯超皮秒激光治疗)、C组(n=33,超皮秒激光联合透明质酸治疗)。评价疗效,对比皮肤生理指标、皮肤屏障功能、不良反应。结果:治疗后,C组总有效率90.91%高于A组(69.70%)及B组(66.67%)(均P<0.05)。C组VISIA皮肤图像分析仪各项指标、经皮水分散失(Trans epidermal water loss,TEWL)、角质层含水量、表皮皮脂含量均较治疗前改善(P<0.05),且治疗后C组各指标改善均优于A组、B组(P<0.05)。三组不良反应总发生率差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:超皮秒激光联合透明质酸注射用于面部年轻化疗效肯定,可改善皮肤生理指标、皮肤屏障功能,且未增加不良反应。

1064nm皮秒激光联合表皮干细胞外泌体治疗黄褐斑临床疗效观察

分析黄褐斑应用表皮干细胞外泌体结合1064nm皮秒激光治疗效果。方法 2022-3~2023-3黄褐斑患者102例,比对组51例1064nm皮秒激光。分析组51例(1064nm皮秒激光联合表皮干细胞外泌体);比较不同方案治疗效果差异。结果 分析组在治疗效果高于比对组,P<0.05。两组在安全性方面互比,无差异性,P>0.05。分析组在皮损消失时间、皮损颜色淡化时间均短于比对组,P<0.05。分析组在治疗满意度高于比对组,P<0.05。结论 在1064nm皮秒激光治疗基础上增加表皮干细胞外泌体可进一步提高对黄褐斑疾病可达到综合治疗目的,而且疗效确切,易获得患者认可,安全可行性高,值得在临床中推广与运用。

高海拔1.2 m望远镜的瓦级皮秒激光空间目标测距研究

高精度的空间碎片测量,可以提供更精确的碎片目标实时信息,增强卫星对空间碎片的规避预警实效性。通过对青海口径1.2 m量子通信望远镜(海拔3200 m)进行改造,采用单脉冲能量1.2 mJ、重复频率1 kHz皮秒激光开展了卫星激光测距(SLR)与空间碎片激光测距(DLR)试验,其中合作卫星的探测范围由低轨扩展至同步轨道,测距精度优于2 cm;空间碎片目标测量最远距离1620.5 km,雷达散射截面积(RCS)为2.41 m^(2),测距精度达到10.64 cm,实现了单套激光器系统既可开展合作目标厘米级高精度测距,又可实现空间碎片观测。这是目前为止国际首次采用高重频低功率激光测距系统实现对空间碎片目标高精度测量,体现了皮秒激光及高海拔大口径望远镜测量优势,为我国西部开展空间目标的激光测距提供参考,以及为空间碎片激光测距系统选址与空间碎片监视能力的提升提供了有效途径。

PCD微细刀具的皮秒激光加工特性研究

锋利且耐磨的微细刀具在高精密微细加工中扮演着不可或缺的角色。金刚石材料因卓越的硬度及导热性能、极高的耐磨性而备受推崇,因此被广泛应用于制造锋利耐用的切削刀具。近年来,金刚石微细刀具已成为研究的焦点,但其制备复杂、成本高昂等问题限制了大规模商业化应用。本研究采用皮秒脉冲激光制备聚晶金刚石(PCD)微细刀具,系统研究了激光切割参数,包括脉冲能量、脉冲间距、激光波长以及材料特性(如PCD晶粒尺寸等)对加工结果的影响。揭示了皮秒脉冲激光加工PCD刀具刃口及表面的形成机理。皮秒激光加工后的PCD表面粗糙度达到Ra 200nm,制备出的PCD微细刀具具有良好的无氧铜及硬质合金切削性能。

超宽调谐(2.6~5μm)中红外皮秒脉冲激光的研究

在超快脉冲激光中,超宽调谐通常应用于超连续谱产生、光谱分析和调制等多个领域。文章利用皮秒脉冲同步泵浦技术,搭建了一种基于MgO:PPLN晶体的“Z”形光参量振荡器,通过具有扇形周期极化的晶体在中红外波段产生了高功率、波长超宽调谐(2.6~5μm)的皮秒脉冲激光源输出。该振荡器由五镜一晶体组成,这五镜片的选择和精确调整是提高光参量振荡器输出性能的关键因素,采用波长为1.064μm的Nd:YVO_(4)皮秒脉冲激光源,选择周期在26~32μm可调谐的MgO:PPLN晶体,最大泵浦功率为15W时,2.66μm、3.44μm和4.99μm处获得了最大输出功率分别为3.41W、2.78W和0.52W的闲频光,相应的光-光转换效率分别为58%、55%、15%,测量到中红外光谱谱宽为2.37nm(2615nm)、Δλ=1.87nm(3687nm)、Δλ=1.30nm(4992nm),观察到在没有任何窄化光学元件条件下长脉冲随波长光谱谱宽具有线性变窄的过程。在2.6~4.5μm波段的激光输出功率均大于1W,实现了高功率,波长超宽调谐的中红外皮秒激光的连续输出。窄谱宽超宽调谐中红外皮秒脉冲激光为超快过程研究和应用领域提供了一种强大的工具。通过优化波长调谐范围和脉冲宽度能够满足不同领域对中红外激光的高要求,对推动相关领域的研究和发展至关重要。

同步触发和级联滤波的分幅相机皮秒高压脉冲研究

脉冲展宽分幅相机是脉冲展宽技术与微通道板(microchannel plate,MCP)分幅相机的结合体,其时间分辨率与皮秒高压脉冲呈非线性波动关系.采用同步触发模式和级联结构LC高通滤波器产生皮秒高压脉冲,将其与影响时间分辨率的阴极电压和漂移距离结合,应用于脉冲展宽分幅相机的时间分辨率研究中.结果表明,同步触发式多级Marx电路能产生半高宽优于1 ns的高压脉冲,随着级联LC高通滤波器从1阶增至7阶,产生皮秒高压脉冲的半高宽从558 ps降至409 ps,幅值从-3.6 kV降至-1.4 kV,上升沿斜率的非线性波动为5.03~10.25 V/ps;将其加载于MCP通道内的光电子倍增模型,获得的MCP分幅相机时间分辨率由206 ps提高至149 ps;而将其应用于脉冲展宽分幅相机,随着阴极电压和漂移距离增加,时间分辨率的非线性波动为3.8~39.4 ps.通过数据统计和对比发现,当同步触发Marx电路与3阶LC高通滤波电路相结合时,脉冲展宽分幅相机的时间分辨率能达到最优.

皮秒激光烧蚀碳化硅的改性机理研究

碳化硅材料因其优良的综合性能而广泛应用于高温、高频、高功率的电子器件领域。然而,碳化硅的高硬度和化学惰性给目前的抛光技术带来诸多挑战。使用不同激光注量、扫描速度的激光对碳化硅晶片进行扫描,SEM结果显示随着能量注量的增加,材料的表面形貌历经了纳米颗粒形成到颗粒变得无序再到颗粒融化的状态。EDS和纳米压痕分析结果表明:氧气参与了激光对碳化硅的光致化学反应,辐照表面的弹性模量从347 GPa降低至103.82 GPa,剪切强度由20.90 GPa降低至17.25 GPa。这项研究对于深入理解皮秒激光对碳化硅的改性过程具有重要的探索意义。

皮秒激光驱动微丝靶产生的超热电子能谱实验研究

目的 针对激光辐照平面靶中超热电子束流发散角过大以及产生的X光源亮度不足的问题,提出采用高功率皮秒激光辐照微丝靶,研究电子再循环效应对超热电子束流和X光源特性的影响。方法 实验在“星光-Ⅲ”装置皮秒束激光器上进行,分别采用直径10μm的钼和金丝靶作为X射线背光源。利用针孔相机在激光反射方向测量X光焦斑,靶前法线方向布置电子磁谱仪测量逃逸出靶的超热电子能谱。结果 获得的X光焦斑的纵向尺寸最小值达到10μm,与丝靶直径相当。超热电子能谱结果显示自持独立钼丝和金丝中最高温度分别为863 keV和816keV,比对应的带CH衬底丝靶中的超热电子温度和数目均有显著提升。结论 说明移除支撑丝靶的低密度衬底是增强电子再循环效应的有效途径,通过这种方式能够提高超热电子束流的强度和集中度,增强轫致辐射强度,从而获得微焦点和高亮度的X射线源。

超皮秒激光与CO_(2)点阵激光治疗萎缩性痤疮瘢痕的疗效和安全性对照研究

目的观察并比较超皮秒激光与CO_(2)点阵激光治疗萎缩性痤疮瘢痕的疗效和安全性。方法选择面部萎缩性痤疮瘢痕患者20例,随机选择一侧使用超皮秒激光治疗(试验组),另一侧使用CO_(2)点阵激光治疗(对照组),一共治疗3次,每次间隔一个半月到2个月。治疗前后采用ECCA评分及IGA评价进行疗效评估。调查患者满意度并记录患者在治疗中疼痛程度及不良反应。结果治疗后试验组ECCA权重评分相较于对照组高,P<0.05。试验组与对照组IGA评价瘢痕改善总有效率分别为65%和85%,差异无统计学意义P>0.05。患者对试验组整体满意度为75%,对照组满意度90%。试验组疼痛程度较对照组更低,P<0.05。试验组不良反应较对照组不良反应更少,持续时间更短,安全性更高。结论两种激光均能有效改善萎缩性痤疮瘢痕,但CO_(2)点阵激光治疗的疗效更好;超皮秒激光治疗的疼痛程度及不良反应最少,安全性更高。

皮秒激光在微结构制备中的应用

皮秒激光是指脉冲宽度在皮秒量级的激光,具有“冷加工”、高脉冲能量、高功率密度等特点,可以对多种材料进行高精度的微细加工,广泛应用于航空航天、精密仪器、生物医学等领域。皮秒激光对材料的加工可以分为微孔加工、切割划线、表面微结构制备。综述皮秒激光在材料蚀除、金属着色、亲疏水表面、特殊晶体等材料表面微结构制备中的原理及应用,探讨其优势及存在的问题,并展望今后可能的发展方向。

皮秒755 nm激光与Q开关1064 nm激光治疗颧部褐青色痣的有效性及安全性比较

目的 比较755 nm皮秒激光与Q开关激光1 064 nm治疗颧部褐青色痣的有效性及安全性。方法 选择2020年1月至2021年1月在东莞台心医院就诊的180例颧部褐青色痣病人作为研究对象,按随机数字表法分为皮秒激光组(n=90)和Q开关激光组(n=90)。皮秒激光组采用755 nm皮秒激光治疗,Q开关激光组采用Q开关激光1 064 nm治疗,两组病人均每隔2.5个月治疗1次,连续治疗5次,比较两组病人每次治疗后的显效率、最终痊愈率,不良反应情况及病人满意率。结果 第1、2、3、4、5次治疗后,皮秒激光组病人的显效率为0、14.44%、43.33%、71.76%、93.33%,Q开关激光组病人的显效率为0、21.11%、47.73%、78.82%、94.37%,两组病人每次治疗后的显效率比较均差异无统计学意义(均P>0.05);Q开关激光组病人的最终痊愈率84.44%明显高于皮秒激光组的71.11%(P<0.05)。Q开关激光组患的色素沉着发生率25.56%明显低于皮秒激光组病人的40.00%(P<0.05);Q开关激光组患的病人满意率84.44%与皮秒激光组病人的80.00%比较无统计学意义(P>0.05)。结论 755 nm皮秒激光与Q开关激光1 064 nm均是治疗颧部褐青色痣的有效方法,但是Q开关激光1 064 nm的痊愈率更高且安全性良好。

纳秒/皮秒激光加工CaSiO_(3) LTCC的可行性对比研究

围绕硅酸钙低温共烧陶瓷叠层基板难加工的问题,对比纳秒和皮秒激光加工对CaSiO_(3) LTCC的影响、激光作用后的成分以及不同激光参数下CaSiO_(3) LTCC的烧蚀特性,通过硬度变化评价两种激光加工的可行性。结果表明:两种激光加工后的区域皆呈现出粉末层及重铸层的叠加,重铸层产物均为CaSiO_(3),皮秒激光加工后的形貌优于纳秒加工后的形貌;纳秒和皮秒的烧蚀深度分别在97.2~442.6μm和161.7~461.7μm范围内,随激光功率的增加以及速度和填充间距的减小,烧蚀深度基本呈线性增加的趋势,激光功率是影响烧蚀深度的主要因素;皮秒激光作用后的表面粗糙度整体比纳秒激光更低,化学铣切后最小可达6.41μm;纳秒作用后表面热影响区硬度分别下降72.0%~77.2%,较皮秒激光加工更利于后续机加工处理。

Nd:YAG1064nm皮秒激光治疗太田痣的回顾性分析

目的:回顾性分析Nd:YAG1064 nm皮秒激光治疗太田痣的疗效、安全性以及影响疗效的因素。方法:收集采用Nd:YAG1064 nm皮秒激光治疗的太田痣患者106例,对治疗后疗效、不良反应及包括性别、首次治疗年龄、病程、治疗次数等可能影响疗效的因素进行回顾性分析。结果:106例太田痣患者经1~6次治疗后,痊愈者33例,显效者29例,总有效率58.5%,炎症后色素沉着率4.72%。单因素分析结果显示,不同治疗次数、首次治疗年龄及病程的组间疗效差异均具有统计学意义(P<0.05),而性别、发病年龄、Tanion分型、Ueda颜色分级及Fitzpatrick皮肤分型与疗效均无相关性(P>0.05)。多因素分析结果显示,治疗次数及首次治疗年龄是疗效的主要影响因素,随着治疗次数的增加,治疗效果也随之提升,差异具体统计学意义(OR=2.483,95%CI:1.575~3.914,P<0.001);首次治疗年龄越小,疗效越好,差异具有统计学意义(OR=0.396,95%CI:0.216~0.629,P<0.001)。结论:Nd:YAG1064 nm皮秒激光治疗太田痣安全有效,值得临床推广。首次治疗年龄及治疗次数对疗效影响显著,应早期治疗,适当增加治疗次数,以进一步提高疗效。

超皮秒激光联合微针及海藻糖皮肤屏障修复敷料治疗黄褐斑的临床观察

目的:研究超皮秒激光联合滚轮微针及海藻糖皮肤屏障修复敷料治疗黄褐斑的临床有效性及安全性。方法:选取2023年2月-3月就诊于河南省人民医院的20例稳定期黄褐斑患者,给予超皮秒激光联合微针及海藻糖皮肤屏障修复敷料治疗,观察治疗前后黄褐斑的临床效果。结果:20例患者经3次联合治疗后,患者满意度为90%,治疗有效率为85%,黄褐斑面积及严重程度评分(mMASI)下降(P<0.05),皮肤病生活质量评分(Dermatology Life Quality Index,DLQI)下降(P<0.05)。治疗后经皮水分丢失明显降低(P<0.05),皮肤角质层含水量增加(P<0.05),L^(*)值升高(P<0.05),a^(*)值降低(P<0.05),b^(*)值无明显变化(P>0.05)。本研究治疗期间3例患者治疗后即刻局部红斑水肿、面部轻微疼痛,给予冷敷处理后均缓解,所有患者均未发生炎症后色素沉着、水疱等严重不良反应。结论:超皮秒激光联合微针及海藻糖皮肤屏障修复敷料治疗黄褐斑效果显著,且安全性良好。

X射线皮秒分幅相机的研制

研制4微带X射线皮秒分幅相机,其微带阴极宽度为6 mm,由幅值为-1.9 kV,宽度为300ps的选通脉冲进行驱动.对X射线皮秒分幅相机进行联调实验,测量相机的固有延迟为42.9 ns,时间分辨率为110 ps,空间分辨率为17.86 lp/mm.由静态空间分辨率图像获得了分幅相机的调制传递函数曲线.

超皮秒激光联合微针导疗对黄褐斑患者满意度的影响

目的探究超皮秒激光联合微针导入治疗对黄褐斑患者满意度的影响。方法选取我院2022年3月~2023年3月纳入的62例黄褐斑患者,按照随机数字表法分为对照组(实施超皮秒激光治疗,31例)和观察组(实施超皮秒激光治疗2周后,给予微针导入治疗,31例)。对两组患者皮肤生理指标、皮损颜色及面积、患者满意度、临床疗效和不良反应发生情况进行观察评价。结果和对照组相比,观察组总有效率较高,差异有统计学意义(P<0.05);和对照组相比,观察组皮肤生理指标改善较为明显,差异有统计学意义(P<0.05);和对照组相比,观察组皮损颜色及面积评分较低,差异有统计学意义(P<0.05);和对照组相比,观察组总满意度较高,差异有统计学意义(P<0.05)。两组不良反应发生率相比,差异无统计学意义(P>0.05)。结论黄褐斑患者采用超皮秒激光联合微针导入治疗效果较好,能够修复面部皮损,改善皮肤生理指标,提高患者满意度。