轴快流CO_2激光器气体压力控制

激光切割对激光功率模式、功率密度和功率稳定性要求很高 ,采用轴快流CO2 激光器时 ,控制工作气体压力工作在最佳状态并保持其恒定是激光器输出连续、稳定功率的必要条件和关键技术之一。在深入研究激光器工作原理和影响激光输出功率因素的基础上 ,采用带积分分离的智能PID控制算法对工作气体压力进行调节。该过程控制算法简单实用 ,可以有效地提高气体压力控制精度 ,改善功率控制精度和稳定性 。

激光加热三维瞬态温度场显示

建立激光加热三维温度场计算模型 ,绘制空间温度分布色温图 ,重点研究高斯分布的激光束移动速度、功率密度、光斑尺寸对空间温度场分布形态的影响 ;模拟显示激光热处理相变硬化带形状 ,分析相变硬化深度和宽度 .结果表明温度场色温图可以直观地分析硬化状态 ,而且光束移动速度、功率密度和光斑尺寸不同 ,色温图的形态也不同 .

用在CNC上的智能编辑器

将现代 C++语言集成开发环境的设计风格与思想 ,应用于数控软件系统 ,使其具有部分智能。方便工程人员操作 ,方便错误定位查找 ,提高加工效率。该智能编辑器应用在一体化激光切割机数控系统上。

定向耦合器热光光开关的设计和特性模拟

对定向耦合器热光光开关的工作原理做了介绍。描述了这种热光光开关的一般设计方法，并且用ＢＰＭ方法（光束传输法）分析了它们的传输特性，提出了几种改善这一光开关波长不敏感特性的方法。

大功率轴快流CO_2激光器的PLC控制

研究了一种以可编程序控制器为控制单元的大功率轴快流ＣＯ＿２激光器的逻辑控制系统，给出其电气控制硬件结构和软件逻辑控制方案设计，并以光闸动作为例，说明了ＰＣ机控制软件及梯形图的设计思想和特点，该系统工作可靠，修改维护方便，完全满足激光器的工作要求。

SiH_4／C_2H_4体系激光合成SiC超细粉

本文报道了ＳｉＨ４／Ｃ２Ｈ４体系激光合成ＳｉＣ超细粉研究及对合成的ＳｉＣ超细粉进行的ＴＥＭ（ＴＥＤ）、ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、ＸＰＳ及Ｒａｍａｎ散射等测试分析．在部分样品中发现了ＳｉＣ空心颗粒．讨论了ＳｉＣ超细粉的成核成长规律，得出了一些有价值的新结果：ＳｉＣ超细粉的合成由Ｓｉ成核生长和碳化组成，反应温度较高时，为获得接近化学计量比的ＳｉＣ超细粉，要求有较高的源气Ｃ／Ｓｉ比，并且高的Ｃ／Ｓｉ比有利于降低粉体的氧含量．

一种温度不敏感型阵列波导光栅的研究

研究了的一种新型温度不敏感型阵列波导光栅 (AWG)。该新型温度不敏感型阵列波导光栅的波导采用混合材料的波导结构 ,该混合材料波导通过在石英波导芯层上旋涂聚合物材料的上包层 ,达到改变波导温度特性的目的 ,使得阵列波导光栅的温度敏感性降低。通过理论分析和有限差分方法研究了其中两种结构 :三层混合材料波导构成的阵列波导光栅和四层混合材料波导构成的阵列波导光栅 ,计算了该新型温度不敏感型阵列波导光栅的温度特性。结果表明 ,在一定的设计下 ,温度变化 0～ 5 0℃时 ,这两种温度不敏感型阵列波导光栅的最大波长漂移量小于 0 .0 3nm ,不到无温度控制时常规阵列波导光栅最大波长漂移量的 4 %。

相位误差对阵列波导光栅传输特性的影响

研究了阵列波导光栅 (AWG)制作过程中产生的误差所引起的相位误差对AWG传输特性的影响。非随机误差引起的相位误差使信道的中心波长产生漂移 ,研究表明波导宽度 0 0 2 μm的变化将引起中心波长漂移 0 1nm。随机误差所产生的随机相位误差将恶化AWG的串扰特性 ,计算表明 ,最大随机误差为 0 0 0 0 0 4rad μm时 ,串扰将增加 4 2dB。

激光相变硬化可视化分析

提出激光加工热响应的空间温度场可视化方法并对相变硬化进行分析。应用颜色映射原理 ,建立空间温度场数据点着色色彩与温度的对应关系 ,用可视化方法分析了光束功率密度和移动速度对空间温度分布及相变硬化带的影响。方法可以直观、形象地显示温度场分布形态 ,预测相变硬化的深度和宽度 。

高功率轴快流CO_2激光器气体压力控制

在采用轴快流 CO2 激光器进行激光切割过程中 ,保证工作气体压力工作在最佳状态并保持其恒定 ,是激光器输出连续、稳定功率的必要条件和关键技术之一。本文采用带积分分离的智能 PID控制算法对工作气体压力进行调节。该过程控制算法简单实用 ,实验证明有效地提高了气体压力控制精度 。

阵列波导光栅设计参数对串扰特性的影响

从理论上研究了设计参数对阵列波导光栅串扰的影响. 通过分析波导V值、波导阵列间距、罗兰圆输出端波导间距和阵列波导数目等设计参数对各个信道输出场的影响,研究了这些设计参数对阵列波导光栅串扰性能的影响.研究表明:增大V值、输出端波导间距和阵列波导的数目能够减小串扰;输出端波导间距和阵列波导数目增大到一定程度后,再增加时对减小串扰没有明显效果;为了保证单模传输,V值不能超过某上限值. 设计了一个16波长的阵列波导光栅,并用BPM方法进行数值模拟.由于BPM方法不能模拟大的角度变化,我们将阵列波导光栅的模拟分成两个部分:输入输出罗兰圆的模拟和波导阵列的计算.由于光波在阵列波导中的传播对串扰的影响只是在相位上,因此直接的数值模拟只模拟输入输出罗兰圆,而波导阵列的作用用一个相移来代替,并将其加入输入输出罗兰圆的模拟中.为了减少计算时间,只是在需要定量模拟的方面使用了密集网格,而在模拟各参数对串扰的定性影响时使用了较疏的网格.模拟结果与理论分析相符良好.(PD11)

一种有效的三维光波导传输模式的数值计算方法

研究了一种有效的三维光波导传输模式本征值和本征向量的数值计算方法--反向迭代法,并用matlab语言实现了该数值计算方法对三维光波导基模和高阶模的求解. 本文所研究的反向迭代法是反幂法的一种改进形式.先从反向迭代法的基本数学原理入手,分析了反向迭代法的数值计算过程,以及收敛性和稳定性的判断.接下来,用波动光学的方法分析了三维波导的传输模式,得到了直角坐标下的亥姆霍兹方程,并对亥姆霍兹方程做了离散化处理.然后,将反向迭代法用于该方程的数值求解过程,并得到了三维波导所有可能的传播模式.由于该数值计算过程是直接对三维波导的亥姆霍兹方程进行处理,因此它对任意结构的三维波导都是适用的.通过对不同结构波导的计算表明反向迭代算法是一种处理三维光波导本征值与本征向量有效的计算方法,它不仅能求解三维光波导基模模式,而且也能较容易地搜索到高阶模模式,而这是其它数值计算方法很难办到的. 最后,为了验证所求传输模式数值解的正确性,用FDTD(时域有限差分)算法模拟了这些传输模式在三维光波导的传播过程.通过对输入场和传播过程中不同位置场分布的比较,结果表明该算法具有比较理想的精度.(PD8)