光腔模式及光束传输的特征向量算法

发展了一种新颖的适用于光腔模式及光束传输模拟计算的特征向量法.该方法的核心是基于菲涅耳—基尔霍夫衍射积分理论构造了一种新的光腔传输矩阵,通过求解激光谐振腔的本征积分方程,即可一次求解得到表征腔镜上多个光场模式振幅及相位分布的特征向量组;而谐振腔内或腔外任意地方的光场分布,也可采用该方法进行光束传输模拟而求得.对与该方法有关的单元划分、形函数选取、误差及稳定性分析等问题进行了论述,分析表明:合适的单元划分和形函数选取有利于提高计算速度、精度和稳定性.

汽车缸体激光淬火生产线成套设备

研究了汽车发动机缸体激光淬火在线生产的关键技术。对激光器光腔结构、光学元件及冷却技术进行了改进 ;水基金属氧化物胶体吸光剂和精密的内孔自动喷涂方法 ,解决了缸体激光淬火吸光层在线制备的技术难题 ;开发了发动机缸体激光淬火数控机床。基于上述技术 ,并采用模块化设计 ,有效实现光、机、电系统集成 。

一种横流CO_2激光器多折非稳腔

为充分利用高功率横流CO2 激光器工作物质反转介质以及提高激光光束质量 ,采用外光桥、内光腔形式一级振荡 ,两级放大的非稳腔的光腔结构 ,提出一种多折非虚共焦非稳激光谐振腔。采用外光桥内光腔结构 ,安装调试方便 ,能满足激光器稳定运行的要求。多折非稳激光谐振腔结构可充分利用辉光放电区及其下游介质增益 ,获得足够大的高质量的激光功率输出。用有限元的方法 ,对该类型的激光谐振腔的特性进行了理论分析。分析结果表明 ,该多折非稳腔输出激光远场能量分布与多模激光能量分布相似 ,但非稳腔输出激光远场相位分布不存在 180°跳变 。

直齿轮弹性变形、热变形及齿廓修形

本文采用边界元法估算齿轮的弹性变形和热变形.导出考虑变形和误差时,载荷分配系数和从动轮滞后角的分段解析式.提出齿廓修形曲线应满足的条件.指出:为满足合适的载荷分配系数和从动轮滞后角要求,修形曲线不是唯一的,可以结合工艺实际情况加以确定.当两轮变形量大目差较大时,不仅齿顶或齿根等及义齿啮合区应进行齿廓修形,而且单齿啮合区也应适当修整.

一种新型激光驱鸟器的研究

本文根据高亮度激光束与飞鸟眼睛的相互作用机理,试验研究了激光波长与激光对鸟眼刺激强度之间的关系以及激光驱鸟的有效性,比较各种激光器找出了一种最佳驱鸟的激光器和激光波长。研制了一种适用性强的可以应用在机场区域而且对飞行没有危害的激光驱鸟器。

全工况齿轮传动振动特性的研究

本文提出了在齿轮装置热系统下求解齿轮本体温度分布的方法。并根据本体温度上升导出轮齿的热变形。将热变形考虑为对齿轮正确轮廓的误差，考察了综合热变形误差对齿轮振动特性的影响。本文系重庆大学机械传动国家重点实验室基金资助项目。

大电流连续二极管激光器阵列电源主电路

提出了MOSFET管控制的大电流连续二极管激光器阵列驱动电源主回路 ;其成本低 ,输出连续电流达 5 0A ,波动幅度小于 0 .0 5A。介绍了电路的工作原理及主要元器件参数的计算方法。

圆柱直齿轮三维本体温度场问题的边界元法

本文首次采用三维边界元法来计算圆柱直齿轮啮合时的三维本体温度场问题.大量的数值计算结果表明,采用边界元法来计算回柱在齿轮啮合时的三维本体温度场,具有数据准备量小、数值稳定性好、计算时间少等特点.

CO_2激光器方型腔模式的有限元法分析初探

本文提出了一种分析激光光腔的新方法─—有限元法。对ＣＯ＿２激光器光腔模式进行了初步分析计算，并与福克斯和厉鼎毅的数值计算法及矩阵联乘法进行了比较。

鼓型齿轮滚齿加工控制系统

为提高效型齿轮的加工质量而设计的一套闭环系统，主要由单片机工业控制总线系统、双坐标感应同步器位移测量装置和电液集成块液压控制传动系统组成。该系统改变了传统机械靠模仿形加工方法，能满足不同鼓度曲线变化的需要。

圆柱斜齿轮三维弹性变形的边界元法

本文导出了适于用三维边界无法计算圆柱直、斜齿轮啮合时弹性变形的齿廓方程及接触线方程.提出了一种实用的啮合斜齿轮接触区域模型;根据此模型分析了接触区域上的面力分布规律·大中给出了计算实例.计算结果表明本文导出的公式及编制的计算程序是实用可行的.

多用途数控三维激光加工机床的若干关键技术

在空间自由曲面的激光加工中，如何采用一机多用的形式，充分发挥设备和激光器的效率，并保证加工质量，有一定的难度．针对上述难点，结合多用途数控三维激光加工机床的应用，从激光光束及传输特性、激光头轨迹控制、焦点位置控制等方面作了探讨和研究．

一种新颖的用于光腔模式及光束传输模拟的特征向量法

根据有限元法单元划分的思想 ,提出了一种新颖的模拟光腔模式及光束传输的特征向量法 .该方法的关键之处在于基于衍射积分理论构造了一种新的光束传输矩阵 ,通过求解特征矩阵方程可一次性得到谐振腔的一系列特征向量 ,每一列特征向量即代表了腔镜上光场的一个确定模式的振幅及相位分布 .并可采用该方法模拟光场传输到腔内或腔外任意地方的场分布 .该方法将传统方法中大量的迭代过程转化成为本征积分方程特征向量的求解过程 ,并与初值取值无关 ,且可一次性求得多个模式分布 ,从而可方便地分析谐振腔的模式鉴别能力 .特征向量法对圆形镜共焦腔的计算结果与Fox_Li法迭代结果和拉盖尔_高斯近似法所得到的解析结果完全相符 。

厚钢板激光焊接装置的研究

为满足激光厚板焊接对激光光束质量的要求,研制了多折非虚共焦非稳腔横流CO_2激光器以及厚钢板激光焊接装置。采用了外光桥、内光腔形式一级振荡,两级放大的非稳腔的光腔结构。多折非稳激光谐振腔结构可充分利用辉光放电区及其下游介质增益,获得足够大的高质量的激光功率输出。用有限元法,对该类型的激光谱振腔的特性进行了理论分析。分析结果表明,该多折非稳腔输出激光远场能量分布与多模激光能量分布相似,但非稳腔输出激光远场相位分布不存在180°跳变,因而能够将光束聚焦到厚板深透焊所需功率密度。焊接4mm的钢板,焊速超过了3.2m/min,深宽比大于2:1,焊接6mm钢板,焊速达2.1M/min以上,深宽比大于3:1,并可焊接8mm厚的钢板,通过试轧到0.3mm厚不断带,拉伸试验表明焊缝强度大于母材,说明焊缝具有良好的延展性和机械强度。

光腔模式的数值矩阵方法

对腔镜有限分划,构造数值矩阵,并对其进行特征值求解和迭代,从而实现光腔模式计算.计算了圆形镜共焦腔和虚共焦非稳腔内的光场特性和远场光束质量,通过与理论解和实际结果的比较,证明了此法具有较大的实用价值. 本文提出了基于衍射积分理论的数值矩阵方法,在谐振腔模式计算中取得了很好的效果.其基本思想为:将腔镜划分为足够大数量的、按一定规律分布的面积单元,将镜面上复振幅的连续分布变为这些面积单元上的离散分布.最后,通过数值积分和插值计算,构造出高精度的传输矩阵,将传统迭代法中对光场复振幅的二维积分变为线性叠加,从而可对腔内光束特性迅速求解. 本文先以圆形镜共焦腔为例,计算出腔内基模的复振幅分布(腔镜表面)、腰斑尺寸和远场发散角,和拉盖尔-高斯模型比较,两者较好符合.然后,对华工激光公司的激光器产品采用的虚共焦非稳腔的光束特性计算,和实际结果符合很好.(PH3)